DE102011003903A1

DE102011003903A1 - Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit mechanischen Spielausgleichselementen

Info

Publication number: DE102011003903A1
Application number: DE102011003903A
Authority: DE
Inventors: Mathias Boegershausen; Peter Sailer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2012-08-16

Abstract

Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen, mit Ventilspielausgleichselementen (5) mit mechanischen, automatischen Nachstellung von Gaswechselventilen (6), die einen Stellbolzen aufweisen, der gegen die Kraft einer Feder in einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine angeordneten Hülse abstützbar ist, wobei mit einem Stützkopf des Stellbolzens ein Übertragungselement (4) in Wirkverbindung steht, das sich an einem federbelasteten Gaswechselventil (6) und an einem Nocken (2) einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle (1) abstützt, wobei der Nocken (2) auf der Einlaufseite des Nockens (2) in Drehrichtung des Nockens gesehen einen Vornocken (8) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit Ventilspielausgleichselementen zur mechanischen, automatischen Nachstellung von Gaswechselventilen, die einen Stellbolzen aufweisen, der gegen die Kraft einer Feder in einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine angeordneten Hülse abstützbar ist, wobei mit einem Stützkopf des Stellbolzens ein Übertragungselement in Wirkverbindung steht, das sich an einem federbelasteten Gaswechselventil und an einem Nocken einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle abstützt.
Hintergrund der Erfindung
Ein Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit Spielausgleichselementen zur mechanischen, automatischen Nachstellung der Gaswechselventile ist aus der WO 2009/096353 A1 bekannt. Das dort beschriebene Ventilspielausgleichselement weist eine Gewindeverbindung zwischen dem Stellbolzen und der Hülse auf, wobei die Feder den Stellbolzen zum Abbau des Spieles herausdrehen kann. Damit das Gewinde einerseits bei Belastung des Stützkopfes bzw. des Stellbolzens durch das Übertragungselement gesperrt wird und andererseits durch die Feder sich beim Herausdrehen längen kann, ist eine sorgfältige Ausgestaltung des Gewindes erforderlich.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass bei leerlaufnahen Drehzahlen der Brennkraftmaschine sich das Absinken des Stellbolzens deutlich vergrößern kann, in Extremfällen kann der Stellbolzen sogar vollständig absinken, da der Impuls aus dem Ventiltrieb und damit die Abstützkraft auf den Stellbolzen zum definierten Klemmen zu klein ist. Das bedeutet, dass sich im Ventilausgleichselement eine Gleitbewegung einstellt, die zu Funktionsausfall oder zumindest deutlichem Ventilhubverlust mit erhöhtem Verschleiß, Geräuschbildung und dergleichen führen kann.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen der beschriebenen Art zu verbessern. Dabei sollen auch die beschriebenen Nachteile in Verbindung mit dem Absinken des Stellbolzens im Ventilspielausgleichselement mit einfachen und kostengünstigen Mitteln behoben werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Nocken auf der Einlaufseite des Nockens in Drehrichtung des Nockens gesehen einen Vornocken aufweist.
Durch diese Ausgestaltung des Nockens mit Vornocken erfolgt auch bei niedrigen Drehzahlen ein für die Klemmung wichtiger kurzer Kraftimpuls, so dass das beschriebene Absinken vermieden wird. Generell findet bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung der Klemmvorgang im Bereich des Vornockens statt, so dass immer eine hinreichende Klemmung oder Sperrung des Stellbolzens in der Hülse gegeben ist. Auch bei höheren Drehzahlen begünstigt der kurze Kraftimpuls das Absinken.
Der Vornocken ist in vorteilhafter Weise in die Einlauframpe integriert und Bestandteil derselben, sodass eine einfache Herstellung möglich ist.
Für das sichere Klemmen durch den Vornocken ist es bedeutsam, dass die Höhe des Vornockens größer ist als das maximale Spiel im Ventiltrieb, einschließlich des Spiels im Ausgleichselement, da dadurch gewährleistet ist, dass immer ein Impuls auf das Ausgleichselement iniziert wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Stellbolzen einen konusförmigen Klemmkolben aufweist oder mit einem konusförmigen Klemmkolben in Verbindung steht und dass in der Hülse ein Klemmkörper achsparallel zum Ventilspielausgleichselement verschiebbar geführt ist, der einen dem Klemmkolben zugeordneten Konus aufweist und aufweitbar ausgebildet ist. Dabei sei darauf hingewiesen, dass bei dem Ventilspielausgleichselement nach dem Keilklemmprinzip der Stellbolzen auch einen Klemmkörper aufweisen oder mit einem Klemmkörper in Verbindung stehen kann, der einen dem Klemmkolben zugeordneten Konus aufweist und aufweitbar ist und dass der Klemmkolben in der Hülse achsparallel zum Ventilspielausgleichselement verschiebbar geführt sein kann und mit dem Klemmkörper des Stellbolzens in Wirkverbindung steht. Es kommt also entscheidend darauf an, dass das Keilklemmprinzip mit Verschiebemöglichkeit in der Hülse verwirklicht ist, unabhängig davon, wie die Zuordnung und Ausgestaltung des Klemmkolbens und des Klemmkörpers ausgeführt ist.
In einer anderen Ausführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Stellbolzen mittels eines Außengewindes an einem Innengewinde der Hülse abgestützt ist, wobei die durch die Feder belasteten Gewindeflanken am Stellbolzen und der Hülse als Gleitflanken mit steilem Winkel zur Längsachse des Ventilspielausgleichselements und die Gewindegegenflanken als Sperr- oder Klemmflanken mit flachem Winkel zur Längsachse ausgefuhrt 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: einen Schnitt durch einen Ventiltrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine,
2: ein Diagramm des Ventilhubes, der Ventilgeschwindigkeit und der Ventilbeschleunigung,
3: einen Schnitt durch einen Nocken mit Nockenwelle im vergrößerten Maßstab,
4: ein vergrößerter Diagrammausschnitt gemäß 2 mit Veränderung des Diagramms durch den Vornocken,
5: einen Schnitt durch den Ventiltrieb entsprechend 1 und
6: ein Diagramm entsprechend 2.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 6 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Nockenwelle bezeichnet, auf der dreh- und achsfest Nocken 2 angeordnet sind. Die Nocken 2 stehen über Rollen 3 mit Übertragungselementen 4 in Wirkverbindung, die als Schlepphebel ausgebildet sind. Die Übertragungselemente stützen sich einerseits auf Ventilspielausgleichselementen 5 und Schäften von Gaswechselventilen 6 ab, die nicht dargestellt im Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet sind und sich über Federn 7 am Zylinderkopf in Schließrichtung der Ventile abstützen. Die Nocken 2 weisen an der Einlaufseite des jeweiligen Nockens 2 Vornocken 8 auf, die in die Einlauframpe des Nockens 2 integriert sind. Durch die Vornocken 8, deren Hubhöhe größer ist als das Spiel im Ventiltrieb einschließlich des Spieles in dem Ventilausgleichselement 5, wird das Übertragungselement 4 belastet, so dass gemäß 1 eine Keilklemmeinheit 9 und gemäß 5 eine Gewindeklemmeinheit 12 im Ventilspielausgleichselement 5 aktiviert wird. Wie insbesondere 4 zu entnehmen ist, verändert sich das Diagramm gegenüber einem Diagramm ohne Vornocken, so dass durch den Vornocken 8 eine Sonderrampe 10 und eine Beschleunigungsspitze 11 erzeugt wird.
Bezugszeichenliste

1: Nockenwelle
2: Nocken
3: Rollen
4: Übertragungselemente
5: Ventilspielausgleichselemente
6: Gaswechselventile
7: Federn
8: Vornocken
9: Keilklemmeinheit
10: Sonderrampe
11: Beschleunigungsspitze
12: Gewindeklemmeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2009/096353 A1 [0002]

Claims

Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit Ventilspielausgleichselementen (5) mit mechanischer, automatischer Nachstellung von Gaswechselventilen (6), die einen Stellbolzen aufweisen, der gegen die Kraft einer Feder in einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine angeordneten Hülse abstützbar ist, wobei mit einem Stützkopf des Stellbolzens ein Übertragungselement (4) in Wirkverbindung steht, das sich an einem federbelasteten Gaswechselventil (6) und an einem Nocken (2) einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle (1) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (2) auf der Einlaufseite des Nockens (2) in Drehrichtung des Nockens gesehen einen Vornocken (8) aufweist.
Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbolzen einen konusformigen Klemmkolben aufweist oder mit einem konusförmigen Klemmkolben in Verbindung steht und dass in der Hülse ein Klemmkörper achsparallel zum Ventilspielausgleichselement verschiebbar geführt ist, der einen dem Klemmkolben zugeordneten Konus aufweist und aufweitbar ausgebildet ist.
Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbolzen mittels eines Außengewindes an einem Innengewinde der Hülse abgestützt ist, wobei die durch die Feder belasteten Gewindeflanken am Stellbolzen und der Hülse als Gleitflanken mit steilem Winkel zur Längsachse des Ventilspielausgleichselements und die Gewindegegenflanken als Sperrflanken mit flachem Winkel zur Längsachse ausgeführt sind.
Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vornocken (8) Bestandteil der Einlauframpe ist.
Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Vornockens (8) größer ist als das maximale Spiel im Ventiltrieb einschließlich des Spiels im Ventilspielausgleichselement (5).