DE10229181A1

DE10229181A1 - Variabler Ventiltrieb zur Steuerung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10229181A1
Application number: DE2002129181
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Huber (FH); Tilmann Dipl.-Ing. Römheld; Stefan Dipl.-Ing. Sogalla (FH); Thomas Dipl.-Ing. Steinhauer
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen variablen Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen (1) einer Brennkraftmaschine, der zwischen einem Nocken (2) einer Nockenwelle (3) und einem Gaswechselventil (1) angeordnet ist. Der Ventiltrieb umfasst ein Ventilbetätigungsglied (4), ein Übertragungsglied (7, 23) und ein Verstellmittel (13, 24, 33) zur Beeinflussung der Hubfunktion des Übertragungsgliedes (7). Das Übertragungsglied (23) weist eine erste von dem Nocken (2) beaufschlagte Angriffsfläche (9, 28), eine zweite von dem Ventilbetätigungsglied (4) beaufschlagte Angriffsfläche (10, 29) und eine dritte von einem Rastgebirge (11, 26) beaufschlagte Angriffsfläche (12, 30) auf. DOLLAR A Um einen variablen Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen (1) einer Brennkraftmaschine hinsichtlich Bauraumbedarf, Fertigungs- und Montageaufwand, Kinematik und Kinetik zu optimieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Hebel (7a) über das als Kontaktfläche ausgebildete Rastgebirge (11) auf die dritte Angriffsfläche (12) des Übertragungsgliedes (7) wirkt, alternativ hierzu, dass das Übertragungsglied (23) kraftschlüssig zwischen Nocken (2), Verstellmittel (24, 33), Ventilbetätigungsmittel (4) und mindestens einem weiteren Bauteil (27, 34) gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2.
Aus der DE 100 06 016 A1 ist ein gattungsgemässer variabler Ventiltrieb zur drosselfreien Laststeuerung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem ein Übertragungsglied für ein Ventilbetätigungsglied vorgesehen ist, wobei das Übertragungsglied zweigeteilt hergestellt ist. Das Übertragungsglied besteht aus einem mit einem Nocken, Exzenter oder Kurbeltrieb, im folgenden Nocken genannt, kommunizierenden und auf einer Drehachse gelagerten Schwinghebel und aus wenigstens einer Klinke. Die Klinke ist an einem freien Ende des Schwinghebels über ein Gelenk verschwenkbeweglich an diesem befestigt. Die Klinke kommuniziert einerseits mit einem Rastgebirge eines Drehfingers und wirkt andererseits durch eine Verschwenkbewegung auf das Ventilbetätigungsglied ein, wobei die Verschwenkbewegung durch eine Lagezuordnung des Rastgebirges in Bezug auf eine Angriffsfläche der Klinke beeinflusst werden kann. Dadurch setzt sich bei Ventilbetätigung der Bewegungsablauf des Übertragungsgliedes aus einer Schwenkbewegung von Hebel und Klinke um die Drehachse und einer Schwenkbewegung der Klinke um das Gelenk zwischen Hebel und Klinke zusammen, wodurch sich relativ hohe bewegte Massen ergeben und das Übersetzungsverhältnis der Klinke während des Ventilhubes starken Schwankungen unterliegt.
Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die DE 100 06 018 A1 und die DE 100 52 811 A1 verwiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen variablen Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine hinsichtlich Bauraumbedarf, Fertigungs- und Montageaufwand, Kinematik und Kinetik zu optimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 und die im Kennzeichen des Patentanspruchs 2 gegebenen Merkmale gelöst.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gemäss Ausführungsbeispiel 1 (1 bis 3) besteht darin, dass die Klinke des Übertragungsgliedes bei Ventilbetätigung (nicht bei Ventilverstellung) nur um das dem Ventilbetätigungsglied abgewandten Ende und nicht um die Drehachse schwenkt. Dadurch werden kinematisch nachteilige Schwankungen des Übersetzungsverhältnisses der Klinke über dem Ventilhub vermieden, wobei sich die grosse Übersetzung der Klinke bei kleinen Hüben und die kleine Übersetzung der Klinke bei grossen Hüben günstig auf den Verlauf der Kontaktkraft zwischen Rastgebirge und Klinke auswirken. Ferner erhält man dadurch auch Auslegevorteile, da Nocken- und Rastgebirgekontur besser aufeinander abstimmbar sind.
Bevorzugt können in den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 ( 1 bis 5) die Klinke und das Ventilbetätigungsglied auch in einem Bauteil zusammengefasst werden. Diese Teilezahlreduzierung führt kinetisch vorteilhafterweise zu reduzierten bewegten Massen. Gleichzeitig erhöht sich die Ventiltriebssteifigkeit. Der Montageaufwand wird reduziert und bezüglich Bauhöhe des Ventiltriebs ist ein Packagingvorteil zu verzeichnen.
Der Hebel des Übertragungsgliedes wird gemäss Ausführungsbeispielen 1 bis 3 (1 bis 5) durch ein Lost-Motion-Element kraftschlüssig am Nocken gehalten. Da das Lost-Motion-Element in kinetisch vorteilhafter Weise nur den Hebel des Übertragungsgliedes bewegen muss und nicht die Klinke, kann die Auslegung des Lost-Motion-Elementes etwas schwächer sein.
Der Hebel des Übertragungsgliedes gemäss Ausführungsbeispielen 1 bis 3 (1 bis 5) ist auf der Verstellwelle bzw. Achse in einem Lager gelagert. Die Ausgestaltung des Lagers gemäss Ausführungsbeispielen 1 bis 3 gestattet ein Halten des Hebels auf der Verstellwelle bei Umschlingung der Verstellwelle durch das Lager von > 180° ohne zusätzliche Klammer und bei Ausführungsbeispiel 1 (1 bis 3) ohne den Montageaufwand einer gebauten Verstellwelle.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gemäss den Ausführungsbeispielen 4 und 5 (6 bis 9) besteht darin, dass durch Entfall des Hebels des Übertragungsgliedes eine Teilezahlreduzierung erfolgt, die zu reduzierten bewegten Massen und einem geringeren Montageaufwand führt. Ferner wird wie auch bei Ausführungsbeispiel 3 (5) keine separate Lagerfläche an der Verstellwelle bzw. Achse benötigt, da die Führungsfläche bzw. Rolle des Übertragungsgliedes am verlängerten Nullhubabschnitt des Rastgebirges geführt wird. Dadurch, dass der Nullhubabschnitt des Rastgebirges und die Anlagefläche für die Rolle der Klinke identisch und dadurch ideal konzentrisch zueinander sind, werden durch diese gemeinsame Funktionsfläche zusätzliche Toleranzen und zusätzlicher Bauraumbedarf vermieden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gemäss den Ausführungsbeispielen 3 sowie ggf. auch 2 und 5 (5 sowie ggf. auch 4 und 9) besteht darin, dass sich durch Entfall des ganzen Verstellhebels bzw. ggf. der festen Verbindung von Hebel und Welle die Montage und Lagerung der Achse des Übertra gungshebels vereinfacht. Bei den Ausführungsbeispielen 2 und 5 kann der Verstellhebel fest mit der Welle verbunden oder lose auf ihr gelagert sein. In ersterem Fall wird die Verstellwelle als ganzes von dem separaten Verstellmittel betätigt.
Ferner wird bei den Ausführungsbeispielen 3 bis 5 (5 bis 9) keine separate Lagerfläche an der Verstellwelle bzw. Achse benötigt, da die Führungsfläche bzw. Rolle des Übertragungsgliedes am verlängerten Nullhubabschnitt des Rastgebirges geführt wird. Dadurch, dass der Nullhubabschnitt des Rastgebirges und die Anlagefläche für die Rolle der Klinke identisch und dadurch ideal konzentrisch zueinander sind, werden durch diese gemeinsame Funktionsfläche zusätzliche Toleranzen und zusätzlicher Bauraumbedarf vermieden.
Gemäss den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 und ggf. 5 ( 1 bis 5 und ggf. 9) ist das Rastgebirge auf der Welle bzw. Achse drehbar gelagert und wird durch die Nockenwelle bzw. ein separates Verstellmittel betätigt. Dadurch kann das Rastgebirge unabhängig von der Verstellwelle gefertigt werden. Dies ermöglicht neben Funktionsvorteilen eine vereinfachte Fertigung. Die Rastgebirge benachbarter Ventile können unterschiedliche Konturen aufweisen, d.h. eine individuelle Ventilbetätigung über das Rastgebirge ist möglich.
Vorteilhafterweise ist je nach Ausführungsbeispiel Ventilphasing, Ventilabschaltung oder Zylinderabschaltung über die Nockenkontur, die Rastgebirgekontur oder die Kontur des externen Verstellmittels denkbar.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von 5 Ausführungsbeispielen erläutert, und zwar zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs zur Steuerung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem zweiteiligen Übertra gungsglied und einem das Übertragungsglied verbindenden Verstellmittel, wobei ein Nullhub des Gaswechselventiles dargestellt ist,
2 das erste Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs, wobei ein Maximalhub des Gaswechselventiles dargestellt ist,
3 das erste Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs, wobei eine Zwischenstellung des Gaswechselventiles dargestellt ist,
4 ein zweites Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs, bei welchem zu den Elementen des ersten Ausführungsbeispiels ein unabhängig von der Drehachse des Verstellmittels gelagertes, weiteres Verstellmittel vorgesehen ist,
5 ein drittes Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs, bei welchem die Klinke des Übertragungsgliedes aus 4 bei Entfall des Verstellhebels an ihrem dem Ventilbetätigungsglied abgewandten Ende konzentrisch zur Drehachse kraftschlüssig geführt wird,
6 ein viertes Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs zur Steuerung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem einteiligen Übertragungsglied und einem Verstellmittel, wobei ein Nullhub des Gaswechselventiles dargestellt ist,
7 das vierte Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs, wobei ein Maximalhub des Gaswechselventiles dargestellt ist,
8 das vierte Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs, wobei eine Zwischenstellung des Gaswechselventiles dargestellt ist, und
9 ein fünftes Ausführungsbeispiel des variablen Ventiltriebs, bei welchem zu den Elementen des vierten Ausführungsbeispiels ein unabhängig von der Drehachse des Verstellmittels gelagertes, weiteres Verstellmittel vorgesehen ist, Übereinstimmende Bauteile in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die 1 bis 3 zeigen in einem ersten Ausführungsbeispiel einen variablen Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen 1 einer Brennkraftmaschine, der zwischen mindestens einem Nocken 2 einer Nockenwelle 3 und mindestens einem Gaswechselventil 1 der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Der Ventiltrieb weist ein Ventilbetätigungsglied 4 auf, das hier als Schlepphebel ausgebildet ist. Das über eine Kontaktfläche, die als Rolle 5 ausgebildet ist, angelenkte Ventilbetätigungsglied 4 stützt sich an einem Ende auf einem Abstützelement 6, das vorzugsweise als hydraulisches Spielausgleichselement ausgebildet ist, ab und wirkt am anderen Ende auf das mindestens eine Gaswechselventil 1 der Brennkraftmaschine ein.
Der Ventiltrieb besteht weiterhin aus einem zwischen Nocken 2 und Ventilbetätigungsglied 4 angeordneten, zweiteiligen Übertragungsglied 7, das einen Hebel 7a sowie eine Klinke 7b umfasst, wobei auch eine Integration des Ventilbetätigungsgliedes 4 in die Klinke 7b denkbar wäre. In diesem Fall könnte das Gaswechselventil (1) an seinem Schaftende für den Angriff des mit der Klinke (7b) kombinierten Ventilbetätigungselementes (4) eine Rolle tragen oder eine vergrösserte Gleitfläche aufweisen.
Der Hebel 7a des Übertragungsgliedes 7 ist auf einer Drehachse 8 auf der Welle 13a in einem Lager 22 gelagert, welches die Welle 13a in einem Winkel α mit 360° > α > 180° umschlingt, wobei die wellenseitige Zylinderfläche des Lagers 22 in einem Bereich 22a ausgespart ist, der von der Lagerfläche des Hebels 7a im Betrieb nicht überfahren wird, oder die Welle 13a einen Abschnitt kleineren Durchmessers neben dem Lager 22 aufweist.
Der Hebel 7a weist eine erste, von dem Nocken 2 beaufschlagte Angriffsfläche 9 auf. Die Klinke 7b weist eine zweite, von dem Ventilbetätigungsglied 4 beaufschlagte Angriffsfläche 10 und eine dritte, von einem Rastgebirge 11 beaufschlagte Angriffsfläche 12 auf, wobei die zweite Angriffsfläche 10 vorzugsweise als Gleitfläche und die dritte Angriffsfläche vorzugsweise als Rolle 12 ausgebildet ist. Die zweite Angriffsfläche 10 ist bei nicht ausgelenktem Ventilbetätigungsglied 4 konzentrisch zur Drehachse 8 des Hebels 7a.
Die beiden Teile des Übertragungsgliedes 7, d.h. Klinke 7b und Hebel 7a sind über ein Verstellmittel 13 miteinander verbunden, welches die Hubfunktion des Übertragungsgliedes 7 beeinflusst. Das Verstellmittel 13 umfasst eine an einem der ersten Angriffsfläche 9 abgewandten Ende des Hebels 7a, auf einer Drehachse 14 gelagerte Welle 13a und einen fest mit der Welle 13a verbundenen Verstellhebel 13b, wobei die Drehachse 8 des Hebels 7a sowie die Drehachse 14 der Welle 13a zusammenfallen. Die Klinke 7b ist mit einem dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandten freien Ende 15 an dem der Drehachse 14 abgewandten Ende des Verstellhebels 13b drehbar gelagert. Die Verstellung des Ventilhubes erfolgt durch Verdrehen des Verstellmittels 13.
Die Klinke 7b wird bei Ventilhubverstellung an ihrem dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandten freien Ende 15 formschlüssig (1 bis 4) auf einer konzentrisch zur Drehachse 8 des Hebels 7a verlaufenden Bahn geführt.
Erfindungsgemäss ist das Rastgebirge 11 am Hebel 7a ausgebildet und wirkt auf die dritte Angriffsfläche 12 der Klinke 7b. Das Rastgebirge 11 besteht aus einem kreisförmigen Nullhubabschnitt 11a, einer sich daran anschliessenden Anlaufflanke llb und einem darauf folgenden Hubbereich llc mit Maximalerhöhung 11d. Bei einer durch Nockenhub erzwungenen Verschwenkbewegung des Hebels 7a wird der Klinke 7b je nach Stellung des Verstellmittels 13 über das Rastgebirge 11 eine mehr oder weniger grosse Bewegung aufgezwungen, wobei der Nullhubabschnitt 11a eine derartige Bogenlänge hat, dass das dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandte Ende 15 der Klinke 7b so positionierbar ist, dass die Klinke 7b bei der durch Nockenhub erzwungenen Bewegung des Hebels 7a keine Schwenkbewegung ausführt.
Um eine permanente Anlage des Hebels 7a am Nocken 2 zu gewährleisten, wird der Hebel 7a des Übertragungsgliedes 7 durch ein Bauteil 16 kraftschlüssig am Nocken 2 gehalten, bei welchem es sich um ein federndes Element 16, um ein sogenanntes Lost-Motion-Element handeln kann.
Bei der in 1 gezeigten Darstellung steht die dritte Angriffsfläche 12 der Klinke 7b in Kontakt mit dem Nullhubabschnitt 11a des Rastgebirges 11 und die Klinke 7b führt keine Schwenkbewegung um ihr freies Ende 15 aus.
2 zeigt den Maximalhub des Gaswechselventils 1, bei dem das dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandte Ende 15 der Klinke 7b so positioniert ist, dass die dritte Angriffsfläche 12 der Klinke 7b das Rastgebirge 11 vom Nullhubabschnitt 11a über die Anlaufflanke llb und den Hubabschnitt llc bis zur Maximalerhöhung lld in beiden Richtungen wechselweise durchläuft .
3 zeigt eine der möglichen Zwischenstellungen des Gaswechselventils 1 zwischen Nullhub und Maximalhub. Bei diesen möglichen Zwischenstellungen kann der Umkehrpunkt der dritten Angriffsfläche 12 der Klinke 7b jede beliebige Position auf dem Rastgebirge 11 zwischen Nullhubbereich 11a und Maximalerhöhung lld des Gaswechselventiles 1 einnehmen.
4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem zu den Elementen des ersten Ausführungsbeispieles gemäss 1 bis 3 ein unabhängig von der Drehachse 14 des ursprünglichen Verstellmittels 13 gelagertes, weiteres Verstellmittel 19 vorgesehen ist, welches die Funktion der Verstellung vollständig übernimmt. Die Verstellung des Ventilhubes erfolgt entweder, indem die ursprüngliche Welle 13a des Verstellmittels 13 als Achse 17 für einen drehbar auf ihr gelagerten Hebel 18 genutzt wird, an dem das weitere Verstellmittel 19 angreift, oder indem das weitere Verstellmittel 19 das bisherige Verstellmittel 13 als Ganzes betätigt. Die Klinke 7b wird bei Ventilhubverstellung an ihrem dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandten Ende 15 formschlüssig auf einer konzentrisch zur Drehachse 8 des Hebels 7a verlaufenden Bahn geführt, wobei die Klinke 7b die Verstellbewegung über das Verstellmittel 18 erfährt, welches durch das von der Drehachse 14 des Verstellmittels 13 unabhängig gelagerte weitere Verstellmittel 19 beaufschlagt wird, oder aber durch das Verstellmittel 13, welches durch das von der Drehachse 14 des Verstellmittels 13 unabhängig gelagerte weitere Verstellmittel 19 beaufschlagt wird. Um eine permanente Anlage des Hebels 7a des Übertragungsgliedes 7 am Nocken 2 und und der Klinke 7b des Übertragungsgliedes 7 am Verstellmittel 19 zu gewährleisten, wird das Übertragungsglied 7 durch das federnde Element 16 kraftschlüssig am Nocken 2 und durch das federnde Element 20 kraftschlüssig am Verstellmittel 19 gehalten.
5 entspricht der Anordnung in 4, jedoch entfällt die formschlüssige Verbindung von Achse 17 und Klinke 7b des Übertragungsgliedes 7 und damit der Hebel 18. Die Klinke 7b wird bei Ventilhubverstellung an ihrem dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandten Ende 15 kraftschlüssig zwischen Ventilbetätigungsglied 4, Hebel 7a des Übertragungsgliedes 7 und ver 1ängertem Nullhubabschnitt 11a des Rastgebirges 11 oder anstelle des verlängerten Nullhubabschnittes 11a einer dazu konzentrischen Zylinderfläche, dem weiteren Verstellmittel 19 und einem Lost-Motion-Element 21, auf einer konzentrisch zur Drehachse 8 des Hebels 7a verlaufenden Bahn geführt, die aus Toleranz-, Fertigungs- und Bauraumgründen vorzugsweise ein verlängerter Nullhubabschnitt 11a des Rastgebirges 11 ist. Alternativ hierzu ist auch ein zylindrischer Abschnitt der Achse 17 neben oder beidseitig des Hebels 7a des Übertragungsgliedes 7 vorstellbar. Die Klinke 7b erfährt die Verstellbewegung durch das von der Drehachse 8 des Hebels 7a unabhängig gelagerte Verstellmittel 19. Das für die kraftschlüssige Halterung des Übertragungsgliedes 7 am Nocken 2 vorgesehene federnde Element 16 und das für die kraftschlüssige Halterung des Übertragungsgliedes 7 am Verstellmittel 19 vorgesehene federnde Element 20 aus 4 sind hier in einem gemeinsamen Bauteil 21 zusammengefasst. Die Führungsflächen am dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandten freien Ende 15 der Klinke 7b für den Angriff des verlängerten Nullhubabschnittes 11a des Rastgebirges 11 und den Angriff des zusätzlichen Verstellmittels 19 können als mindestens zwei Gleiter oder als wälzgelagerte Rolle und Gleiter oder als wälzgelagerte Rollen ausgebildet sein, wobei die wälzgelagerten Rollen eine gemeinsame Achse oder parallel mit Abstand zueinander angeordnete Achsen aufweisen können.
Die 6 bis 8 zeigen in einem vierten Ausführungsbeispiel einen variablen Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen 1 einer Brennkraftmaschine, der zwischen mindestens einem Nocken 2 einer Nockenwelle 3 und mindestens einem der Gaswechselventile 1 der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Der Ventiltrieb weist ein Ventilbetätigungsglied 4 auf, das hier als Schlepphebel ausgebildet ist. Das über eine Kontaktfläche, die als Rolle 5 ausgebildet ist, angelenkte Ventilbetätigungsglied 4 stützt sich an einem Ende auf einem Abstütz element 5 ab und wirkt am anderen Ende auf das mindestens eine Gaswechselventil 1 der Brennkraftmaschine ein.
Der Ventiltrieb besteht weiterhin aus einem zwischen Nocken 2 und Ventilbetätigungsglied 4 angeordneten Übertragungsglied 23. Das Übertragungsglied 23 wird von einem Verstellmittel 24 beaufschlagt, welches die Hubfunktion des Übertragungsgliedes 23 beeinflusst. Das Verstellmittel 24 umfasst eine auf einer Drehachse 25 gelagerte Welle 24a und mindestens einen fest mit der Welle 24a verbundenen Verstellhebel 24b mit einem dem Übertragungsglied 23 zugewandten Rastgebirge 26. Die Verstellung des Ventilhubes erfolgt durch Verdrehen des Verstellmittels 24.
Erfindungsgemäss wird das Übertragungsglied 23 kraftschlüssig zwischen Nocken 2, Verstellmittel 24, Ventilbetätigungsmittel 4 und mindestens einem weiteren Bauteil 27, im dargestellten Fall einem Lost-Motion-Element gehalten.
Das Übertragungsglied 23 weist eine erste, von dem Nocken 2 beaufschlagte Angriffsfläche 28, eine zweite, von dem Ventilbetätigungsglied 4 beaufschlagte Angriffsfläche 29 und eine dritte, von dem Rastgebirge 26 beaufschlagte Angriffsfläche 30 auf, wobei die zweite Angriffsfläche 29 vorzugsweise als Gleitfläche und die erste und dritte Angriffsfläche 28, 30 vorzugsweise als Rolle ausgebildet sind. Die zweite Angriffsfläche 29 ist bei nicht ausgelenktem Ventilbetätigungsglied 4 konzentrisch zu einer Drehachse 25 des Verstellhebels 24b.
Das Übertragungsglied 23 wird bei Ventilbetätigung an einem dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandten freien Ende 32 auf einer Kreisbahn konzentrisch zur Drehachse 25 des Verstellmittels 24 kraftschlüssig geführt, wobei die Kreisbahn aus Toleranz-, Fertigungs- und Bauraumgründen vorzugsweise ein verlängerter Nullhubabschnitt des Rastgebirges 26 ist. Alternativ hierzu ist auch ein zylindrischer Abschnitt der Welle 24a neben oder beidseitig des Verstellhebels 24b vorstellbar.
Das Rastgebirge 26 besteht aus einem kreisförmigen Nullhubabschnitt 26a, einer sich daran anschliessenden Anlaufflanke 26b und einem darauf folgenden Hubbereich 26c mit Maximalerhöhung 26d. Bei einer durch Nockenhub erzwungenen Verschwenkbewegung des Übertragungsgliedes 23 setzt sich der Bewegungsablauf des Übertragungsgliedes 23 je nach Stellung des Rastgebirges 26 entweder nur aus einer Drehbewegung um die Drehachse 25 oder aber einer Drehbewegung um die Drehachse 25 und zusätzlich einer Drehbewegung um das dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandte und konzentrisch zur Drehachse 25 geführte Ende des Übertragungsgliedes 23 zusammen.
Gemäss 6 hat der Nullhubabschnitt 26a eine derartige Bogenlänge, dass das Übertragungsglied 23 bei einer durch Nockenhub erzwungenen Bewegung des Übertragungsgliedes 23 nur eine Drehbewegung um die Drehachse 25 ausführt, wobei die dritte Angriffsfläche 30 des Übertragungsgliedes 23 in Kontakt mit dem Nullhubabschnitt 26a des Rastgebirges 26 steht.
7 zeigt den Maximalhub des Gaswechselventils 1, bei dem das dem Ventilbetätigungsglied 4 abgewandte Ende 32 des Übertragungsgliedes 23 so positioniert ist, dass die dritte Angriffsfläche 30 des Übertragungsgliedes 23 das Rastgebirge 26 vom Nullhubabschnitt 26a über die Anlaufflanke 26b und den Hubabschnitt 26c bis zur Maximalerhöhung 26d in beiden Richtungen wechselweise durchläuft.
8 zeigt eine der möglichen Zwischenstellungen des Gaswechselventils 1 zwischen Nullhub und Maximalhub. Bei diesen möglichen Zwischenstellungen kann der Umkehrpunkt der dritten. Angriffsfläche 30 des Übertragungsgliedes 23 jede beliebige Position auf dem Rastgebirge 26 zwischen Nullhubbereich 26a und Maximalerhöhung 26d des Gaswechselventiles 1 einnehmen.
In 9 umfasst das ursprüngliche Verstellmittel 24 eine Welle 33a und einen drehbar auf dieser Welle 33a gelagerten Hebel 33b, wobei die Verstellung des Ventilhubes durch ein zusätzliches Verstellmittel 34 erfolgt, das am lose gelagerten Verstellhebel 33b angreift. Das Übertragungsglied 23 wird kraftschlüssig zwischen Nocken 2, Verstellmittel 33, Ventilbetätigungsmittel 4 und einem federnden Element 35 gehalten. Alternativ dazu wäre auch denkbar, dass das zusätzliche Verstellmittel 34 das ursprüngliche Verstellmittel 24 aus 8 als Ganzes betätigt.

Claims

Variabler Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen (1) einer Brennkraftmaschine, der zwischen mindestens einem Nocken (2) einer Nockenwelle (3) und mindestens einem Gaswechselventil (1) angeordnet ist, mit einem Ventilbetätigungsglied (4), einem zweiteiligen Übertragungsglied (7) und einem Verstellmittel (13) zur Beeinflussung der Hubfunktion des Übertragungsgliedes (7), das zwischen dem Nocken (2) und dem Ventilbetätigungsglied (4) angeordnet ist, wobei das zweiteilige Übertragungsglied (7) aus einem auf einer Drehachse (8) gelagerten Hebel (7a) mit einer ersten von dem Nocken (2) beaufschlagten Angriffsfläche (9) sowie aus einer Klinke (7b) mit einer zweiten von dem Ventilbetätigungsglied (4) beaufschlagten Angriffsfläche (10) und einer dritten von einem Rastgebirge (11) beaufschlagten Angriffsfläche (12) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7a) über das als Kontaktfläche ausgebildete Rastgebirge (11) auf die dritte Angriffsfläche (12) der Klinke (7b) des Übertragungsgliedes (7) wirkt.
Variabler Ventiltrieb zur Steuerung von Gaswechselventilen (1) einer Brennkraftmaschine, der zwischen mindestens einem Nocken (2) einer Nockenwelle (3) und mindestens einem Gaswechselventil (1) angeordnet ist, mit einem Ventilbetätigungsglied (4), einem Übertragungsglied (23) und einem Verstellmittel (24, 33) zur Beeinflussung der Hubfunktion des Übertragungsgliedes (23), das zwischen dem Nocken (2) und dem Ventilbetätigungsglied (4) angeordnet ist, wobei das Übertragungsglied (23) zwischen Nocken (2), Verstellmittel (24, 33) und Ventilbetätigungsmittel (4) angeordnet ist, und eine erste von dem Nocken (2) beaufschlagte Angriffsfläche (28), eine zweite von dem Ventilbetätigungsglied (4) beaufschlagte Angriffsfläche (29) und eine dritte von einem Rastgebirge (26) beaufschlagte Angriffsfläche (30) aufweist,dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (23) kraftschlüssig zwischen Nocken (2), Verstellmittel (24, 33), Ventilbetätigungsmittel (4) und mindestens einem weiteren Bauteil (27, 34) gehalten wird.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastgebirge (11) aus einem kreisförmigen Nullhubabschnitt (11a), einer sich anschliessenden Anlaufflanke (11b) und einem darauf folgenden Hubbereich (11c) mit Maximalerhöhung (11d) besteht, wobei der Nullhubabschnitt (11a) eine derartige Bogenlänge bzw. Radius hat, dass das dem Ventilbetätigungsglied (4) abgewandte Ende (15) der Klinke (7b) so positionierbar ist, dass die Klinke (7b) bei einer durch Nockenhub erzwungenen Bewegung des Hebels (7a) keine Schwenkbewegung ausführt, wobei die dritte Angriffsfläche (12) der Klinke (7b) in Kontakt mit dem Nullhubabschnitt (11a) des Rastgebirges (11) steht.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastgebirge (26) aus einem kreisförmigen Nullhubabschnitt (26a), einer sich anschliessenden Anlaufflanke (26b) und einem darauf folgenden Hubbereich (26c) besteht, wobei der Nullhubabschnitt (26a) eine derartige Bogenlänge bzw. Radius hat, dass das Übertragungsglied (23) bei einer durch Nockenhub erzwungenen Bewegung des Übertragungsgliedes (23) nur eine Drehbewegung um die Drehachse (25) ausführt, wobei die dritte Angriffsfläche (30) des Übertragungsgliedes (23) in Kontakt mit dem Nullhubabschnitt (26a) des Rastgebirges (26) steht.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Ventilbetätigungsglied (4) abgewandte Ende (15, 32) der Klinke (7b) oder des Übertragungsgliedes (23) so positionierbar ist, dass die dritte Angriffsfläche (12, 30) der Klinke (7b) oder des Übertragungsgliedes (23) das Rastgebirge (11, 26) vom Nullhubabschnitt (11a, 26a) über die Anlaufflanke (11b, 26b) und den Hubabschnitt (11c, 26c) bis zur Maximalerhöhung (11d, 26d) in beiden Richtungen wechselweise durchläuft.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umkehrpunkt der dritten Angriffsfläche (12, 30) der Klinke (7b) oder des Übertragungsgliedes (23) jede beliebige Zwischenstellung auf dem Rastgebirge (11, 26) zwischen Nullhub (11a, 26a) und Maximalerhöhung (11d, 26d) des Gaswechselventiles (1) einnehmen kann.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke (7b) bei Ventilhubverstellung an einem dem Ventilbetätigungsglied (4) abgewandten freien Ende (15) auf einer Kreisbahn konzentrisch zur Drehachse (8) des Hebels (7a) formschlüssig oder kraftschlüssig geführt ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (23) bei Ventilbetätigung an einem dem Ventilbetätigungsglied (4) abgewandten frei en Ende (32) auf einer Kreisbahn konzentrisch zur Drehachse (25) des Verstellmittels (24, 33) geführt ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7a) des Übertragungsgliedes (7) durch ein Bauteil (16, 21) kraftschlüssig am Nocken (2) gehalten wird.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilbetätigungsglied (4) in die Klinke (7b) bzw. in das Übertragungsglied (23) integriert ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaswechselventil (1) an seinem Schaftende für den Angriff des mit der Klinke (7b) oder dem Übertragungsglied (23) kombinierten Ventilbetätigungselementes (4) eine Rolle trägt oder eine vergrösserte Gleitfläche aufweist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d a s s das Verstellmittel (13) eine auf einer Drehachse (14) gelagerte Welle (13a) und einen fest mit der Welle (13a) verbundenen Verstellhebel (13b) umfasst, wobei die Drehachse (8) des Hebels (7a) sowie die Drehachse (14) der Welle (13a) zusammenfallen und die Klinke (7b) an einem der Drehachse (14) abgewandten Ende des Verstellhebels (13b) drehbar gelagert ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellmittel (13, 24) eine Welle (13a, 24a) und einen fest mit dieser Welle (13a, 24a) verbundenen Verstellhebel (13b, 24b) umfasst, die Verstellung des Ventilhubes durch Verdrehen des Verstellmittels (13, 24) erfolgt.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellmittel (13, 24) eine Welle (13a, 24a) und einen fest mit dieser Welle (13a, 24a) verbundenen Verstellhebel (13b, 24b) umfasst, wobei die Verstellung des Ventilhubes durch ein zusätzliches Verstellmittel (19, 35) erfolgt, das entweder an der Welle (13a, 24a) oder am Verstellhebel (13b, 24b) angreift.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellmittel eine Achse (17, 33a) und einen lose auf dieser Achse (17, 33a) gelagerten Verstellhebel (18, 33b) umfasst, wobei der lose gelagerte Verstellhebel (18, 33b) durch ein zusätzliches Verstellmittel (19, 35) beaufschlagt wird.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke (7b) bei Ventilhubverstellung an ihrem dem Ventilbetätigungsglied (4) abgewandten Ende (15) kraftschlüssig auf einer konzentrisch zur Drehachse (8) des Hebels (7a) verlaufenden Bahn geführt wird, wobei die Klinke (7b) die Verstellbewegung durch ein von der Drehachse (8) des Hebels (7a) unabhängig gelagertes Verstellmittel (19) erfährt.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinke (7b) bei Ventilhubverstellung an ihrem dem Ventilbetätigungsglied (4) abgewandten Ende (15) formschlüssig auf einer konzentrisch zur Drehachse (8) des Hebels (7a) verlaufenden Bahn geführt wird, wobei die Klinke (7b) die Verstellbewegung über das Verstell mittel (13, 17, 18) erfährt, welches durch ein von der Drehachse (14) des Verstellmittels (13) unabhängig gelagertes weiteres Verstellmittel (19) beaufschlagt wird.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (9, 12) des Übertragungsgliedes (7) für den Angriff des Rastgebirges (11) und den Angriff des Nockens (2) als Gleiter und wälzgelagerte Rolle oder als mindestens zwei Gleiter oder als wälzgelagerte Rollen ausgebildet sind.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen der Klinke (7b) des Übertragungsgliedes (7) für den Angriff des verlängerten Nullhubabschnittes (11a) des Rastgebirges (11) und den Angriff des zusätzlichen Verstellmittels (19) als Gleiter und wälzgelagerte Rolle oder als mindestens zwei Gleiter oder als wälzgelagerte Rollen ausgebildet sind.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen des Übertragungsgliedes (23) für den Angriff des verlängerten Nullhubabschnittes (26a) des Rastgebirges (26) und den Angriff des Nockens (2) als Gleiter und wälzgelagerte Rolle oder als mindestens zwei Gleiter oder als wälzgelagerte Rollen ausgebildet sind.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die wälzgelagerten Rollen eine gemeinsame Achse oder parallel mit Abstand zueinander angeordnete Achsen aufweisen.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (7a) des Übertragungsgliedes (7) auf der Welle (13a) in einem Lager (22) gelagert ist, welches die Welle (13a) in einem Winkel α mit 360° > α > 180° umschlingt, wobei die wellenseitige Zylinderfläche des Lagers (22) in einem Bereich (22a) ausgespart ist, der von der Lagerfläche des Hebels (7a) im Betrieb nicht überfahren wird, oder die Welle (13a) einen Abschnitt kleineren Durchmessers neben dem Lager (22) aufweist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die kraftschlüssige Halterung des Übertragungsgliedes (7) am Nocken (2) vorgesehenes Bauteil (16) und ein für die kraftschlüssige Halterung des Übertragungsgliedes (7) am Verstellmittel (13) vorgesehenes Bauteil (20) in einem gemeinsamen Bauteil (21) zusammengefasst sind.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein für die kraftschlüssige Halterung des Übertragungsgliedes (23) am Nocken (2) vorgesehenes Bauteil (27) und ein für die kraftschlüssige Halterung des Verstellmittels (24, 33) am zusätzlichen Verstellmittel (35) erforderliches Bauteil in einem gemeinsamen Bauteil (34) zusammengefasst sind.