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DE102011003903A1 - Valve train for internal combustion engine, has valve clearance compensation element with mechanical and automatic adjustment of gas exchange valve - Google Patents

Valve train for internal combustion engine, has valve clearance compensation element with mechanical and automatic adjustment of gas exchange valve Download PDF

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DE102011003903A1
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DE
Germany
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valve
internal combustion
cam
adjusting bolt
combustion engines
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Withdrawn
Application number
DE102011003903A
Other languages
German (de)
Inventor
Mathias Boegershausen
Peter Sailer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102011003903A priority Critical patent/DE102011003903A1/en
Publication of DE102011003903A1 publication Critical patent/DE102011003903A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08—Shape of cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

The valve train has a valve clearance compensation element (5) with a mechanical and automatic adjustment of a gas exchange valve (6), which has an adjusting bolt. A cam (2) has a forward cam (8) provided at an inlet side in a rotational direction of the cam. The adjusting bolt has a cone-shaped clamping piston.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

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.Valve drive for internal combustion engines with valve clearance compensation elements for mechanical, automatic readjustment of gas exchange valves having an adjusting bolt, which is supported against the force of a spring in a arranged on a component of the internal combustion engine sleeve, with a support head of the adjusting bolt, a transmission element is in operative connection, the is supported on a spring-loaded gas exchange valve and on a cam of a camshaft driven by the internal combustion engine.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

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.A valve train for internal combustion engines with clearance compensation elements for the mechanical, automatic adjustment of the gas exchange valves is from the WO 2009/096353 A1 known. The valve clearance compensation element described there has a threaded connection between the adjusting bolt and the sleeve, wherein the spring can unscrew the adjusting bolt to reduce the game. Thus, the thread is locked on the one hand under load of the support head or the adjusting bolt by the transmission element and on the other hand by the spring can extend when unscrewing, a careful design of the thread is required.

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.It has also been shown that at idle speeds of the engine, the drop in the adjusting bolt can increase significantly, in extreme cases, the adjusting bolt even completely fall, because the pulse from the valve train and thus the supporting force on the adjusting bolt for defined clamping is too small. This means that sets in the valve compensation element, a sliding movement that can lead to functional failure or at least significant valve lift loss with increased wear, noise and the like.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

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.The object of the invention is therefore to improve a valve train for internal combustion engines of the type described. In this case, the disadvantages described in connection with the decrease of the adjusting bolt in the valve clearance compensation element should be remedied with simple and inexpensive means.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Nocken auf der Einlaufseite des Nockens in Drehrichtung des Nockens gesehen einen Vornocken aufweist.The object of the invention is achieved in that the cam on the inlet side of the cam seen in the direction of rotation of the cam has a pilot cam.

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.This configuration of the cam with pre-cams also takes place at low speeds an important for the clamping short power pulse, so that the described drop is avoided. Generally, in the proposed embodiment, the clamping operation takes place in the region of the pre-cam, so that there is always sufficient clamping or blocking of the adjusting bolt in the sleeve. Even at higher speeds, the short power pulse favors the sinking.

Der Vornocken ist in vorteilhafter Weise in die Einlauframpe integriert und Bestandteil derselben, sodass eine einfache Herstellung möglich ist.The pilot cam is advantageously integrated in the inlet ramp and part of the same, so that a simple production is possible.

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.For the purpose of securely clamping by the pilot cam, it is important that the amount of pre-cam is greater than the maximum play in the valvetrain, including the play in the counterbalance, as this ensures that one impulse is always injected onto the counterbalance.

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 a further embodiment of the invention it is proposed that the adjusting bolt has a cone-shaped clamping piston or is in communication with a cone-shaped clamping piston and that in the sleeve, a clamping body is guided axially parallel to the valve lash adjuster, which has a clamping piston associated with the cone and is formed expandable. It should be noted that in the valve clearance compensation element according to the wedge clamping principle of the adjusting bolt also have a clamping body or may be in communication with a clamping body having a clamping piston associated cone and is expandable and that the clamping piston in the sleeve axially parallel to the valve lash adjuster be slidably guided can and is in operative connection with the clamping body of the adjusting bolt. It is therefore crucial that the wedge clamping principle is realized with a possibility of displacement in the sleeve, regardless of how the assignment and design of the clamping piston and the clamping body is executed.

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.In another embodiment of the invention it is proposed that the adjusting bolt is supported by an external thread on an internal thread of the sleeve, wherein the loaded by the spring thread flanks on the adjusting bolt and the sleeve as sliding flanks at a steep angle to the longitudinal axis of the valve lash adjuster and the threaded counter flanks as blocking or clamping flanks are made at a flat angle to the longitudinal axis.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.For further explanation of the invention reference is made to the drawings, in which an embodiment of the invention is shown in simplified form.

Es zeigen:Show it:

1: einen Schnitt durch einen Ventiltrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, 1 FIG. 2 is a section through a valve train of a reciprocating internal combustion engine. FIG.

2: ein Diagramm des Ventilhubes, der Ventilgeschwindigkeit und der Ventilbeschleunigung, 2 a diagram of the valve lift, the valve speed and the valve acceleration,

3: einen Schnitt durch einen Nocken mit Nockenwelle im vergrößerten Maßstab, 3 a section through a cam with camshaft on an enlarged scale,

4: ein vergrößerter Diagrammausschnitt gemäß 2 mit Veränderung des Diagramms durch den Vornocken, 4 : an enlarged diagram section according to 2 with change of the diagram by the pilot cam,

5: einen Schnitt durch den Ventiltrieb entsprechend 1 und 5 : a section through the valve train accordingly 1 and

6: ein Diagramm entsprechend 2. 6 : a diagram accordingly 2 ,

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

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.In the 1 to 6 is, as far as shown in detail, with 1 a camshaft called, on the rotationally and axially fixed cams 2 are arranged. The cams 2 stand over roles 3 with transmission elements 4 in operative connection, which are designed as drag levers. The transmission elements are based on the one hand on valve clearance compensation elements 5 and shafts of gas exchange valves 6 from, which are not shown in the cylinder head of a reciprocating internal combustion engine are arranged and over springs 7 supported on the cylinder head in the closing direction of the valves. The cams 2 have at the inlet side of the respective cam 2 Vornocken 8th on that in the inlet ramp of the cam 2 are integrated. Through the Vornocken 8th whose lift height is greater than the clearance in the valve train including the clearance in the valve compensation element 5 , becomes the transmission element 4 charged, so that according to 1 a wedge clamp unit 9 and according to 5 a threaded clamping unit 12 in the valve clearance compensation element 5 is activated. In particular 4 can be seen, the diagram changes in relation to a diagram without Vornocken, so that by the Vornocken 8th a special ramp 10 and an acceleration spike 11 is produced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Nockenwellecamshaft
22
Nockencam
33
Rollenroll
44
Übertragungselementetransmission elements
55
VentilspielausgleichselementeValve lash adjustment elements
66
GaswechselventileGas exchange valves
77
Federnfeathers
88th
VornockenVornocken
99
KeilklemmeinheitWedge clamping unit
1010
Sonderrampespecial ramp
1111
Beschleunigungsspitzeacceleration peak
1212
GewindeklemmeinheitThreaded clamping unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009/096353 A1 [0002] WO 2009/096353 A1 [0002]

Claims (5)

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.Valve train for internal combustion engines with lash adjusters ( 5 ) with mechanical, automatic readjustment of gas exchange valves ( 6 ), which have an adjusting bolt, which can be supported against the force of a spring in a sleeve arranged on a component of the internal combustion engine, wherein with a support head of the adjusting bolt a transmission element ( 4 ) is in operative connection, which is located on a spring-loaded gas exchange valve ( 6 ) and on a cam ( 2 ) of an internal combustion engine driven camshaft ( 1 ), characterized in that the cam ( 2 ) on the inlet side of the cam ( 2 ) seen in the direction of rotation of the cam a cam ( 8th ) having. 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.Valve gear for internal combustion engines according to claim 1, characterized in that the adjusting bolt has a konusformigen clamping piston or is in communication with a cone-shaped clamping piston and that in the sleeve, a clamping body is guided axially parallel to the valve lash adjuster, which has a clamping piston associated with the cone and is formed expandable , 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.Valve gear for internal combustion engines according to claim 1, characterized in that the adjusting bolt is supported by an external thread on an internal thread of the sleeve, wherein the loaded by the spring thread flanks on the adjusting bolt and the sleeve as sliding flanks at a steep angle to the longitudinal axis of the valve lash adjuster and the threaded counter flanks as blocking edges are designed with a flat angle to the longitudinal axis. Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vornocken (8) Bestandteil der Einlauframpe ist.Valve drive for internal combustion engines according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pilot cam ( 8th ) Is part of the inlet ramp. 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).Valve drive for internal combustion engines according to one of claims 1 to 4, characterized in that the height of the pre-cam ( 8th ) is greater than the maximum play in the valve train including the play in the lash adjuster ( 5 ).
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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