DE102008056874A1

DE102008056874A1 - Betätigungseinrichtung für Gaswechselventile

Info

Publication number: DE102008056874A1
Application number: DE200810056874
Authority: DE
Inventors: Lu Troy Zhu
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2009-07-23

Abstract

Betätigungseinrichtung für die Steuerung von Gaswechselventilen und dergleichen von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit zumindest einem Betätigungshebel (1), der schwenkbar, vorzugsweise auf einer Achse am Zylinderkopf oder einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Bauteil gelagert ist, der mittels Übertragungselemente von einem Nocken einer an der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle betätigbar ist und mittels eines Druckelements (2) unter Zwischenschaltung einer Brücke (5) mit vorzugsweise zwei Ventilschäften zweier Gaswechselventile in Wirkverbindung steht, wobei die Gaswechselventile gegen die Wirkrichtung der Betätigungshebel (1) durch zumindest je eine Ventilfeder belastet sind, und wobei die Brücke (5) eine konkave Kontaktfläche (4) und das Druckelement (2) eine konvexe Übertragungsfläche (3) aufweisen.

Description

Gebiet der Erfindung
Betätigungseinrichtung für die Steuerung von Gaswechselventilen und dergleichen von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit zumindest einem Betätigungshebel, der schwenkbar, vorzugsweise auf einer Achse am Zylinderkopf oder einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Bauteil gelagert ist, der mittels Übertragungselemente von einem Nocken einer an der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle betätigbar ist und mittels eines Druckelements unter Zwischenschaltung einer Brücke mit vorzugsweise zwei Ventilschäften zweier Gaswechselventile in Wirkverbindung steht, wobei die Gaswechselventile gegen die Wirkrichtung des Betätigungshebels durch zumindest je eine Ventilfeder belastet sind.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige gattungsbildende Betätigungseinrichtung ist aus der DE-10 2004 055 159 A1 bekannt. Bei dieser Betätigungseinrichtung, insbesondere 7 und 8 ist ein Betätigungshebel vorgesehen, der als Kipphebel ausgebildet, auf einer am Zylinderkopf befestigten Achse gelagert und mittels eines Druckelements ausgestattet ist. Das Druckelement hat eine ebene Kontaktfläche, die mit einer ebenen Fläche einer Brücke in Wirkverbindung steht, wobei die Brücke zwei Enden von zwei Ventilschäften mittels Öffnungen umschließt. Das Druckelement ist durch einen Bolzen mit dem Betätigungshebel verbunden. Die Kontaktfläche zwischen dem Druckelement und der Brücke hat gegenüber den Stützflächen der Brücke auf den Ventilschäften einen gewissen Abstand, so dass, je nach Lage der Brücke gegenüber dem Betätigungshebel, ein Kippen der Brücke zu befürchten ist, weil das Druckelement durch seine Befestigung am Betätigungshebel um die Achse des Betätigungshebels schwenkt und dadurch gegenüber den Ventilschäften eine Querbewegung vollführt. Dies ist besonders kritisch, wenn die Ebene durch die Ventilschäfte nicht, wie beim Stand der Technik, parallel zur Längserstreckung des Betätigungshebels ausgerichtet ist, sondern quer dazu. Problematisch ist weiterhin, dass das Druckelement über einen Bolzen mit dem Betätigungshebel verbunden ist, so dass dort eine hohe Flächenpressung entsteht, die zu erhöhtem Verschleiß führen kann.
Es ist weiterhin bekannt, am Betätigungshebel einen so genannten "Elefantenfuß" vorzusehen, der eine halbkugelförmige Ausnehmung aufweist und mit dieser mit einem zumindest halbkugelförmigen Kopf am Betätigungshebel in Verbindung steht ( EP- 0 244 558 B1 ). Eine solcher „Elefantenfuß" kann auch mit einer Brücke in Wirkverbindung stehen, wodurch sich die geometrischen Gegebenheiten aber nicht verändern, da auch der „Elefantenfuß" eine ebene Kontaktfläche aufweist, die mit einer hochliegenden Fläche an der Brücke in Wirkverbindung steht. Auch zwischen der Halbkugelkalotte am „Elefantenfuß" und dem Kugelkopf am Betätigungshebel kann ein hoher Verschleiß auftreten, da bei üblicher Fertigungsgenauigkeit nur ein Kreisring zum Tragen kommt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Betätigungseinrichtung für Gaswechselventile dahingehend zu verbessern, dass die Nachteile der zuvor beschriebenen Lösungen vermieden werden. Es soll eine Betätigungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die günstig in der Herstellung und betriebssicher ist. Des Weiteren soll sie auch geringe Unterschiede der Ventilfederkräfte ausgleichen und ein paralleles Öffnen und Schließen der Gaswechselventile ermöglichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Brücke eine konkave Kontaktfläche und das Druckelement eine konvexe Übertragungsfläche aufweisen.
Das hat den Vorteil, dass die konkave Kontaktfläche in die Brücke eingearbeitet werden kann, so dass, wenn überhaupt, nur mehr ein geringer Abstand zwischen den Enden der Ventilschäfte in der Brücke und der tiefsten Stelle der Kontaktfläche vorliegt. Dadurch ist kein Kippen der Brücke mehr zu befürchten. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kontaktfläche und die Übertragungsfläche entsprechend der Mantelfläche eines Zylinders ausgebildet sind, wobei die Achse des Zylinders parallel zur Schwenkachse des/der Betätigungshebel(s) verläuft. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine breitere Abstützung der Brücke an dem Betätigungshebel, sodass die Mantelfläche des Zylinders zwischen Kontaktfläche und Übertragungsfläche auch gewisse Kippkräfte aufnehmen kann, die durch kleinere Unterschiede in den Federkräften der Ventilfedern hervorgerufen werden können, so dass ein gleichmäßiges paralleles Öffnen und Schließen beider Gaswechselventile gewährleistet ist.
Je nach Ausgestaltung der geometrischen Gegebenheiten zwischen der Betätigungseinrichtung kann es zweckmäßig sein, wenn das Druckelement als getrenntes Bauteil ausgeführt und über eine ebene Fläche mit dem jeweiligen Betätigungshebel in Wirkverbindung steht. Dadurch wird eine ggf. notwendige Nachgiebigkeit in Verbindung mit der Schwenkbewegung des Betätigungshebels erreicht.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schwenkachse der Betätigungshebel näher zu den Gaswechselventilen in Richtung der Ventilschäfte angeordnet ist, als die jeweilige Kontakt- und Übertragungsfläche bei unbetätigten Gaswechselventilen. Dadurch wird erreicht, dass zumindest dann, wenn hohe Kräfte zum Öffnen der Gaswechselventile erforderlich sind, keine bzw. nahezu keine Querkräfte auf die Ventilschäfte ausgeübt werden.
Dies ist im Wesentlichen dann der Fall, wenn die Lage der Schwenkachse der Betätigungshebel in Richtung der Ventilschäfte gegenüber den Kontakt- und Übertragungsflächen bei etwa halber Hubhöhe der Gaswechselventile angeordnet ist.
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 Ausgestaltung einer Betätigungseinrichtung mit einem teilweise geschnittenen Betätigungshebel und einer geschnittenen Brücke,
2: eine Seitenansicht einer Betätigungseinrichtung entsprechend 1,
3: ein Sicht aus Richtung Gaswechselventile mit halb dargestellter Brücke und halb dargestelltem Betätigungshebel und
4: eine perspektivische Darstellung ähnlich 3 mit hälftig dargestellter Brücke.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Betätigungshebel bezeichnet, der ein hülsenartiges Lager zur Anordnung auf einer nicht dargestellten Achse aufweist. Der Betätigungshebel ist an seinem anderen Ende mit einem Kopf ausgestattet, der ein mit 2 bezeichnetes Druckelement aufweist. Das Druckelement 2 hat eine konvexe Übertragungsfläche 3, die Teil einer Mantelfläche eines Zylinders ist. Mit der konvexen Übertragungsfläche 3 steht eine konkave Kontaktfläche 4 in Wirkverbindung, die Teil einer entsprechenden Mantelfläche eines Zylinders ist und in einer mit 5 bezeichneten Brücke eingearbeitet ist. Die Brücke 5 weist weiterhin Öffnungen 6 auf, die als Sacköffnungen in der Brücke angebracht sind und mit nicht dargestellten Ventilschäften von Gaswechselventilen in Wirkverbindung stehen.
Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, ist der Abstand zwischen dem Grund der Öffnungen 6 und der konkaven Kontaktfläche 4 sehr gering, so dass gar keine Neigung besteht, dass die Brücke 5 in Richtung der Betätigungshebel 1 kippt.

1: Betätigungshebel
2: Druckelement
3: konvexe Übertragungsfläche
4: konkave Kontaktfläche
5: Brücke
6: Öffnungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004055159 A1 [0002]
- EP 0244558 B1 [0003]

Claims

Betätigungseinrichtung für die Steuerung von Gaswechselventilen und dergleichen von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit zumindest einem Betätigungshebel (1), der schwenkbar, vorzugsweise auf einer Achse am Zylinderkopf oder einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Bauteil gelagert ist, der mittels Übertragungselemente von einem Nocken einer an der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagerten Nockenwelle betätigbar ist und mittels eines Druckelements (2) unter Zwischenschaltung einer Brücke (5) mit vorzugsweise zwei Ventilschäften zweier Gaswechselventile in Wirkverbindung steht, wobei die Gaswechselventile gegen die Wirkrichtung der Betätigungshebel (1) durch zumindest je eine Ventilfeder belastet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (5) eine konkave Kontaktfläche (4) und das Druckelement (2) eine konvexe Übertragungsfläche (3) aufweisen.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (4) und die Übertragungsfläche (3) entsprechend der Mantelfläche eines Zylinders ausgebildet sind, wobei die Achse des Zylinders parallel zur Schwenkachse des/der Betätigungshebels) (1) verläuft.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Zylinders im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Brücke (5) angeordnet ist.
Betätigungsrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (2) als getrenntes Bauteil ausgeführt und über eine ebene Gleitfläche mit dem Betätigungshebel (1) in Wirkverbindung steht.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse der Betätigungshebel (1) näher zu den Gaswechselventilen in Richtung der Ventilschäfte angeordnet ist, als die jeweilige Kontakt- (4) und Übertragungsfläche (3) bei unbetätigten Gaswechselventilen.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Schwenkachse der Betätigungshebel (1) in Richtung der Ventilschäfte gegenüber der jeweiligen Kontakt- (4) und Übertragungsfläche (3) etwa der halber Hubhöhe der Gaswechselventile entspricht.