DE4225797C2 - Ventiltrieb für Ladungswechselventile, vorzugsweise Einlaßventile, von Hubkolbenbrennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Ventiltrieb dieser Art mit unterschiedlichen Nocken zum alternativen Antrieb eines Ventiles ist in der nicht vorver­ öffentlichten Patentanmeldung P 42 13 856 beschrieben und in deren Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei derartigen Ventiltrieben ist das sichere Funktionieren der Spielausgleichsvorrichtung besonders für den Umschaltvorgang der Hubübertragung zum Ventil von einem Nocken zum anderen zum Gewährleisten eines praktisch stets gleichbleibenden Ventilspiels notwendig. Damit wird die Geräuschbildung gemindert und mechanischer Verschleiß vermieden.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, die Füllung der Spielaus­ gleichsvorrichtung und damit deren Funktion in kürzester Zeit nach dem Starten von schaltbaren bzw. auch praktisch während bestimmter Betriebszustände abschaltbarer Ventile wirksam zu sichern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventil­ trieb der eingangs bestimmten Gattung die hydraulische Spei­ sung der Spielausgleichsvorrichtung stetig zu sichern und bei einem praktisch abgeschalteten Ventil das dynamische Nach­ stellen nach dessen Wiedereinschalten, sei es beim Start oder während des Betriebs, abzukürzen.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebenen Mittel erreicht. Zwangsläu­ fig steht durch derartige Anordnung die Führungsbohrung über der Spielausgleichseinrichtung mit der jeweiligen Steuer­ druckzuführung in Verbindung. Weitere vorteilhafte Ausführun­ gen von Kanalzuordnungen sind im 2. Anspruch benannt.

Für Ventile, die in bestimmten Betriebsbereichen für den Ladungswechsel unwirksam, das heißt, wo bei niedrigen Drehzahlen der kleine Nockenhub ausgeführt wird, ist es vor­ teilhaft, wenn dieser Nocken für den praktisch abgeschalteten Zustand des Ventils einen Hub größer dem durch die Spielaus­ gleichsvorrichtung einzustellenden Spiel, jedoch vorzugswei­ se geringer als 1 mm aufweist.

Mit dieser Ausführung ist während des durch den geringen Öffnungsspalt für den Ladungswechsel unwirksamen Zustand des Ventiles eine Reinigung der Schließflächen des Ventiles und des Ventilsitzes und ein kurzzeitiges Spülen des zugeordneten Einlaßkanals gewährleistet. Weiterhin ist auch das durch Leckverluste in der Spielausgleichsvorrichtung bedingte Ab­ sinken nach einem Außerbetriebsetzen im Verhältnis gering zu dem Hub des Nockens für den praktisch abgeschalteten Zustand.

An Hand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der er­ findungsgemäßen Ventiltriebe beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäß weiterzubildende Ausführung eines Ventiltriebes aus der älteren nichtvorver­ öffentlichten Anmeldung im Längsschnitt der Ventilachse;

Fig. 2 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Stößelausfüh­ rung im Längsschnitt;

Fig. 3 eine Stößelausführung gemäß Fig. 2 im Querschnitt mit geschnitten dargestellter Kanalanordnung;

Fig. 4a u. 4b eine Stößelausführung mit im Sperrelement durch äußere Nuten gebildeten Kanalabschnitten, darge­ stellt im Längs- und Querschnitt;

Fig. 5a u. 5b eine Stößelausführung mit im Sperrelement mittels Bohrungen gebildeten inneren Kanalab­ schnitt, dargestellt im Längs- und Querschnitt.

In Fig. 1 ist ein Ventiltrieb dargestellt, der eine im Zy­ linderkopf 1 gelagerte Nockenwelle 2 mit je einem Nocken für geringes Öffnen - 2a - und größtes Öffnen - 2b - oder 2b′; 2b′′ - eines Ventils 3 aufweist.

Die Übertragung von Hubbewegungen jeder der Nocken 2a; 2b′ und 2b′′ auf das Ventil 3 erfolgt über einen ersten zentralen Stößel 4 mittels einer in diesem angeordneten hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung 5 bekannter Art. Sie wirkt in dieser Anordnung spielausgleichend für die jeweils den Ven­ tilhub steuernde Kette von Hubübertragungselementen von Nocken 2a und 2b.

Der Stößel 4 steht mit dem Nocken 2a im Eingriff, ist in einem im Zylinderkopf 1 geführten ringförmigen Tassenstößel 6 schiebbar gelagert und weist eine hydraulisch ansteuerbare Mitnehmeranordnung 7 auf.

Die Mitnehmer 8 sind Kugeln und in Querbohrungen im zentralen Stößel 4 geführt.

Im zentralen Stößel 4 sind beidseitig beaufschlagbare hydrau­ lisch verschiebbare Sperrelemente 9 gelagert. Eine Verlage­ rungs- und Sperrkontur befinden sich an seiner Außenfläche. Vermittels dieser Konturen sind die Mitnehmer 8 radial ver­ lager- und sperrbar. Der Tassenstößel 6 weist in seiner Füh­ rungsbohrung für den Stößel 4 eine konkave Kontur 6a - siehe Fig. 3 - auf, in welche die Mitnehmer 8 im Drehbereich pa­ ralleler Grundkreise beider Nocken (2a; 2b′, 2b′′) mittels des Sperrelementes 9 in Eingriff gebracht und gesperrt werden können. Dargestellt ist linksseitig der volle Eingriff der Mitnehmer 8 in der Ringkontur 6a des Tassenstößels, rechts­ seitig der eingriffsfreie Zustand. Das Sperrelement 9 ist durch alternative Druckbeaufschlagung in seine Endlagen ver­ lagerbar.

Bei nicht wirksamer Mitnehmeranordnung 7, der Ventilhub wird vom Nocken 2a bestimmt, führt der Tassenstößel seinen Hub gegen die Kraft einer Feder 10 - siehe Fig. 2 - aus, die gegen den Zylinderkopf 1 oder aber vorzugsweise gegen den Stößel 4 abgestützt ist. Im letzteren Fall ist die Feder 10 nur für einen Federweg auszulegen, der der Differenz zwischen den Hüben der Nocken 2a und 2b entspricht.

Fig. 2 und 3 zeigt eine erfindungsgemäße Stößelausführung in verschiedenen Schnittdarstellungen mit den Kanalanordnungen 42S; 43S bzw. 42F; 43F, die den jeweiligen mit Druck beauf­ schlagten stirnseitigen Raum 9S oder 9F vor den Sperrelemen­ ten 9 mit dem Raum 41 oberhalb der Spielausgleichsvorrichtung 5 verbinden. Der jeweils unbeaufschlagte Raum 9S oder 9F vor dem Sperrelement 9 ist dabei durch Überdeckung der zugehöri­ gen Kanalanordnung 42S; 43S oder 42F; 43F durch das Sperr­ element 9 abgesperrt, nicht dargestellt.

In den Fig. 4a und 4b weist jeweils eines der Sperrelemente 9 radiale, durch Nuten gebildete Kanalabschnitte 93S; 93F auf, von denen jeweils nur einer der Kanalabschnitte mit einem der alternativ beaufschlagten Druckräume 9S oder 9F über die Kanalanordnung 42; 43 mit dem Raum 41 über dem Spielaus­ gleichselement 5 verbindet und damit ebenfalls beaufschlagt.

In den Fig. 5a und 5b weist jeweils eines der Sperrelemente innere 91S bzw. 91F und äußere 92S bzw. 92F Kanalabschnitte auf, die alternativ jeweils ausschließlich den mit Druck beaufschlagten Raum 9S oder 9F über die Kanalanordnung 42; 43 mit dem Raum 41 über den Spielausgleichselement 5 verbindet und beaufschlagt.

Die Kanalanordnungen 91S, 92S oder 91F, 92F bzw. 93S oder 93F können jeweils einzeln in einem der Sperrelemente 9 angeord­ net sein. Damit weist zwar jedes der Sperrelemente weniger Kanäle auf, aber es sind jeweils zwei leicht verwechselbare Sperrelementausführungen im Tassenstößel notwendig.

Claims (4)

1. Ventiltrieb für Ladungswechselventile, vorzugsweise Ein­ laßventile, von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit folgendem Aufbau,

• - einem Ventil sind auf einer Nockenwelle zwei Nocken unterschiedlicher Hubcharakteristik für geringes und größtes Öffnen zugeordnet, wobei am ersten Nocken beid­ seitig Nockenhälften des zweiten Nockens angrenzen,
• - ein Tassenstößel ist im Zylinderkopf geführt und steht mit den Nockenhälften des zweiten Nockens im Eingriff,
• - ein zentraler, im Tassenstößel geführter Stößel steht mit dem ersten Nocken im Eingriff,
• - einer der beiden vorgenannten Stößel, nämlich jener, welcher mit dem Nocken für geringes Öffnen im Eingriff steht, ist gegen das Ventil abgestützt,
• - eine steuerbare Mitnehmeranordnung ist zwischen dem zentralen Stößel und dem Tassenstößel angeordnet und weist im zentralen Stößel in einer Ebene quer zur Stö­ ßelachse geführte nach außen durch mehrere Sperrelemente verlagerbare Mitnehmer auf,
• - den Mitnehmern sind in einer Ebene quer zur Achse der Stößel konkave Innenkonturen am Tassenstößel zugeordnet, die im Bereich der Grundkreise beider Nocken einen Ein­ griff der Mitnehmer zulassen,
• - der mit dem Nocken für geringsten Hub im Eingriff ste­ henden Stößel ist über eine automatische Spielausgleichs­ vorrichtung am Ventil abgestützt,

gemäß Patentanmeldung P 42 13 856.6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer der alternativ beaufschlagten Druckräume (9S; 9F) an den Stirnseiten der Sperrelemente (9) vermit­ tels einer der Kanalanordnungen (42; 43 oder 42S; 43S bzw. 42F; 43F) mit dem Raum 41 oberhalb der Spielausgleichs- Vorrichtung (5) mittelbar oder direkt verbunden ist, wobei diese Kanalanordnungen (42S; 43S bzw. 42F; 43F) vom zuge­ hörigen Sperrelement (9) jeweils zum unbeaufschlagten Druckraum hin jeweils geschlossen sind.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalanordnung (42; 43) mittelbar durch innere (91S; 91F) und/oder radiale (92S, 92F; 93S, 93F) zu jeweils einer der Stirnseiten offene Kanalabschnitte in den Sperrelementen (9) mit den Druckräumen (9S bzw. 9F) verbindbar sind.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 insbesondere für praktisch abschaltbare Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (2a) für den praktisch abschaltbaren Zu­ stand des Ventils (3) einen Hub größer dem durch die Spielausgleichsvorrichtung (5) einzustellenden Spiel je­ doch vorzugsweise geringer als 1 mm aufweist.