DE102008029331A1

DE102008029331A1 - Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit Tassenstößeln

Info

Publication number: DE102008029331A1
Application number: DE200810029331
Authority: DE
Inventors: Mark Bittmann; Harald Elendt
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2009-12-24

Abstract

Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen (11) einer Brennkraftmaschine, deren Ventilschäfte (7) mittels einer steuerbaren Verriegelungseinrichtung mit Ventiltellern (9) in Wirkverbindung stehen, durch die die Ventilschäfte (7) mit den Ventiltellern (9) verbindbar oder von diesen lösbar sind, wobei die Steuerung der Verriegelungseinrichtung mittels eines Verriegelungsstiftes (12) in einer Sackbohrung der Ventilschäfte (7) und mittels Aktuatoren erfolgt und wobei die Ventilteller (9) von Ventilfedern (10) in Schließrichtung der Gaswechselventile (11) beaufschlagt sind, mit einem Übertragungselement, das von einem Nocken (2) zumindest einer Nockenwelle (1) der Brennkraftmaschine betätigbar ist und mit den Ventiltellern (9) in Wirkverbindung steht, wobei das Übertragungselement als Tassenstößel (4) ausgebildet, der eine Öffnung (6) zur Durchführung des Ventilschaftes (7) oder einer Haltekappe (8) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, deren Ventilschäfte mittels einer steuerbaren Verriegelungseinrichtung mit Ventiltellern in Wirkverbindung stehen, durch die die Ventilschäfte mit den Ventiltellern verbindbar oder von diesen lösbar sind, wobei die Steuerung der Verriegelungseinrichtung mittels eines Verriegelungsstiftes in einer Sackbohrung der Ventilschäfte und mittels Aktuatoren erfolgt und wobei die Ventilteller von Ventilfedern in Schließrichtung der Gaswechselventile beaufschlagt sind, mit einem Übertragungselement, das von einem Nocken zumindest einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine betätigbar ist und mit den Ventiltellern in Wirkverbindung steht.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige gattungsbildende Vorrichtung ist aus der älteren, aber nicht vorveröffentlichten DE-10 2007 013 947.2 bekannt. Bei dieser älteren Anmeldung werden mittels einer Verschiebung des Verriegelungsstiftes in der Sackbohrung des Ventilschaftes Verriegelungskörper betätigt, die eine formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Ventilschaft und dem zugeordneten Ventilteller herstellen oder diese freigeben.
Das Übertragungselement ist als Schlepphebel ausgebildet, der auch in Summe bei einer größeren Anzahl von Ventilen und Schlepphebeln einen nicht unerheblichen, insbesondere quer ausgerichteten Bauraum erfordert.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die nicht vorbekannte Lösung zur Abschaltung von Gaswechselventilen dahingehend zu modifizieren und zu verbessern, dass die Übertragungselemente einen geringeren Bauraum beanspruchen und nur geringe bewegliche Massen aufweisen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das jeweilige Übertragungselement als Tassenstößel ausgebildet ist, der eine Öffnung zur Durchführung des Ventilschaftes aufweist. Dabei weist der Nocken eine mittige, umlaufende Nut im Bereich des Ventilschaftes auf. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung werden die im Prinzip bekannten Vorteile von Tassenstößeln auf die vorliegende Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen übertragen und gleichzeitig eine Möglichkeit geschaffen, wie die Aktuatoren die Verriegelungseinrichtungen, insbesondere die Verriegelungsstifte, erreichen können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Tassenstößel zylindrisch ausgeführte Nockenkontaktflächen beidseits der Öffnung aufweist und dass zwischen dem Tassenstößel und dem den Tassenstößel führenden Bauteil eine Verdrehsicherungsvorrichtung vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung der Nockenkontaktflächen werden günstige Gleitflächen zwischen Nocken und Tassenstößel, die auch eine verbesserte kinematische Übertragung bewirken, zur Verfügung gestellt. Erforderlich ist dabei, dass sich der Tassenstößel nicht beliebig drehen darf, wozu die Verdrehsicherungsvorrichtung eingebaut ist.
Zur leichten Einstellung des Ventilspieles werden Tassenstößel mit unterschiedlichen Abmessungen zwischen den Nockenkontaktflächen und der Auflagefläche am Ventilteller zur Verfügung gestellt. Dadurch können je nach Bedarf die Tassenstößel ausgetauscht werden, um das Ventilspiel auszugleichen.
In vorteilhafter Weise kann der Tassenstößel und der Ventilteller auch als Baueinheit oder einstückig ausgeführt werden. Das führt zur Verringerung der beweglichen Massen und zur Reduzierung der Anzahl der Bauteile. Um auch für die Tassenstößel/Ventilteller-Einheiten eine Anpassung des Ventilspieles zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass Einheiten mit unterschiedlichen Abmessungen zwischen den Nockenkontaktflächen und dem Element der Verriegelungseinrichtung am Ventilteller vorgesehen sind. Dadurch kann auch bei dieser Ausgestaltung das Ventilspiel durch Wechsel der Einheiten variiert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Aktuatoren Aktuatorelemente aufweisen und in einem an der Brennkraftmaschine befestigten Gehäuse oder in einem Bauteil des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine quer zu den Ventilschäften/Verriegelungsstiften gelagert sind und dass die Aktuatorelemente durch Drehbewegung das freie Ende der Verriegelungsstifte kontaktieren. Die Aktuatorelemente weisen dabei vorzugsweise Wellen oder Wellenstücke auf, an denen Hebel befestigt sind, deren Enden die Verriegelungsstifte betätigen. Die Hebel sind dabei so ausgerichtet, ausgebildet und angeordnet, dass sie in die umlaufende Nut an den Nocken reichen, wodurch sich eine räumlich günstige Anordnung ergibt. Die Drehbewegung der Aktuatorelemente bzw. Hebel wird in vorteilhafter Weise durch elektromotorisch, elektromagnetisch oder hydraulisch betätigte Einrichtungen erreicht. Diese können als Stößel ausgebildet sein, der an einer Exzenterfläche an dem Aktuatorelement oder an dem Hebel angreift.
Wie bereits bei der vorbekannten Lösung beschrieben, können am Ende der Ventilschäfte Haltekappen vorgesehen sein, die einerseits in eine Nut an den Ventilschäften eingreifen und andererseits mit einem Anschlag des Verriegelungsstiftes in Wirkverbindung stehen und dessen Austrittsweg begrenzen. Auch können die Ventilschäfte mit Rasteinrichtungen in Wirkverbindung stehen, die an einer Führung der Ventilschäfte im Zylinderkopf oder an Ventilschaftführungen festgelegt sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen mit einer Nockenwelle mit Nocken und einem Tassenstößel,
2: eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen mit Nockenwelle, Nocken, Tassenstößel, Ventilfeder und Gaswechselventil und
3: einen Querschnitt durch die Nockenwelle, das Aktuatorelement mit Hebel und durch die Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Nockenwelle bezeichnet, auf der ein Nocken 2 drehfest angeordnet ist. Der Nocken weist eine mit 3 bezeichnete umlaufende Nut auf, so dass zwei Nockenteile entstehen. Der Nocken steht mit einem mit 4 bezeichneten Tassenstößel in Wirkverbindung, der dem Nocken 2 zugewandt Nockenkontaktflächen 5 aufweist, die zylindrisch gewölbt ausgeführt sind und in Richtung des Nockens 2 vorstehen. In dem Tassenstößel 4 zwischen den Nockenkontaktflächen 5 ist eine Öffnung 6 vorgesehen, durch die das Ende eines mit 7 bezeichneten Ventilschaftes reicht, der eine Haltekappe 8 aufweist. Der Tassenstößel 4 stützt sich an einem Ventilteller 9 ab, der mit einer Ventilfeder 10 in Wirkverbindung steht, die sich, nicht dargestellt, an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abstützt. Der Ventilschaft 7 geht in ein mit 11 bezeichnetes Gaswechselventil über. In einer Sackbohrung des Ventilschaftes 7 ist ein mit 12 bezeichneter Verriegelungsstift eingesetzt, der sich auf einer mit 13 bezeichneten Stiftfeder abstützt und mittels eines mit der Haltekappe 8 in Wirkverbindung stehenden Anschlags gegen Austritt aus der Sackbohrung gesichert ist. Die Haltekappe 8 ist weiterhin in ihrer radialen Erstreckung größer als die Bohrung im Ventilteller 9, sodass sie für bestimmte Betriebszustände auch einen Anschlag des Gaswechselventils 11 am Ventilteller 9 bildet.
Der Verriegelungsstift 12 weist eine Aussparung 14 auf, die mit Kugeln 15 in Wirkverbindung stehen, wobei die Kugeln 15 in Öffnungen des Ventilschaftes 7 gelagert sind. Die Kugeln 15 korrespondieren mit einer Innennut im Ventilteller 9, so dass eine Axialverschiebung des Verriegelungstiftes eine Radialverschiebung der Kugeln und damit eine Sperrung zwischen Ventilteller 9 und Ventilschaft 7 bewirkt bzw. diese Sperrung löst.
Weiterhin ist mit 16 ein Aktuatorelement bezeichnet, das als Welle ausgebildet ist und in einem an der Brennkraftmaschine befestigten Gehäuse oder in einem Bauteil eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine drehgelagert ist. Auf dem Aktuatorelement 16 sind entsprechend der Anzahl der Gaswechselventile Hebel 17 befestigt, die in die umlaufende Nut 3 der Nocken bis zu den Enden der Verriegelungsstifte 12 reichen und bei Verdrehung des Aktuatorelements 16 den Verriegelungsstift 12 gegen die Kraft der Stiftfeder 13 verschieben bzw. dessen Bewegung freigeben.
Wie die Maßskalen unterhalb und neben dem Aktuatorelement 16 andeuten, werden Tassenstößel 4 bzw. Tassenstößel/Ventilteller-Einheiten zur Verfügung gestellt, deren Maß zwischen den Nockenkontaktflächen 5 und der Auflagefläche des Tassenstößels 4 am Ventilteller 9 oder zwischen den Nockenkontaktflächen 5 zur Innennut des Ventiltellers 9 unterschiedlich sind, wodurch das Ventilspiel eingestellt werden kann.

1: Nockenwelle
2: Nocken
3: umlaufende Nut
4: Tassenstößel
5: Nockenkontaktflächen
6: Öffnung
7: Ventilschaft
8: Haltekappe
9: Ventilteller
10: Ventilfeder
11: Gaswechselventil
12: Verriegelungsstift
13: Stiftfeder
14: Aussparung
15: Kugeln
16: Aktuatorelement
17: Hebel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102007013947 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Abschaltung von Gaswechselventilen (11) einer Brennkraftmaschine, deren Ventilschäfte (7) mittels einer steuerbaren Verriegelungseinrichtung mit Ventiltellern (9) in Wirkverbindung stehen, durch die die Ventilschäfte (7) mit den Ventiltellern (9) verbindbar oder von diesen lösbar sind, wobei die Steuerung der Verriegelungseinrichtung mittels eines Verriegelungsstiftes (12) in einer Sackbohrung der Ventilschäfte (7) und mittels Aktuatoren erfolgt und wobei die Ventilteller (9) von Ventilfedern (10) in Schließrichtung der Gaswechselventile (11) beaufschlagt sind, mit einem Übertragungselement, das von einem Nocken (2) zumindest einer Nockenwelle (1) der Brennkraftmaschine betätigbar ist und mit den Ventiltellern (9) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement als Tassenstößel (4) ausgebildet, der eine Öffnung (6) zur Durchführung des Ventilschaftes (7) oder einer Haltekappe (8) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (2) eine mittige, umlaufende Nut (3) im Bereich des Ventilschaftes (7) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tassenstößel (4) zylindrisch ausgeführte Nockenkontaktflächen (5) beidseits der Öffnung (6) aufweist und dass zwischen Tassenstößel (4) und dem den Tassenstößel führenden Bauteil eine Verdrehsicherungsvorrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Tassenstößel (4) mit unterschiedlichen Abmessungen zwischen den Nockenkontaktflächen (5) und der Auflagefläche am Ventilteller (9) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tassenstößel (4) und der Ventilteller (9) eine Baueinheit bilden oder einstückig ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tassenstößel (4)/Ventilteller (9) -Einheiten mit unterschiedlichen Abmessungen zwischen den Nockenkontaktflächen (5) und dem Element der Verriegelungseinrichtung am Ventilteller (9) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren Aktuatorelemente (16) aufweisen und in einem an der Brennkraftmaschine befestigten Gehäuse oder in einem Bauteil eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine quer zu den Ventilschäften (7)/Verriegelungsstiften (12) gelagert sind und dass die Aktuatorelemente (16) durch Verdrehung das freie Ende der Verriegelungsstifte (12) kontaktieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorelemente (16) Wellen oder Wellenstücke aufweisen, an denen Hebel (17) befestigt sind, durch die die Enden die Verriegelungsstifte (12) betätigbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Aktuatorelementen (16) oder den Hebeln (17) zumindest eine elektromotorische, elektromagnetische oder hydraulische Verdreheinrichtung in Wirkverbindung steht.