DE1751690A1 - Ventilsteuerung in Kolbenmaschinen,insbesondere Brennkraftmaschinen - Google Patents
Ventilsteuerung in Kolbenmaschinen,insbesondere BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Der Patentanwalt Dipl-Ing. W. Beyer
6000 FRANKFURT/MAI N FREI HERR-VOM-STEIN-STRASSE Ιβ
Ford-Werke Aktiengesellschaft 1 7 R 1 R Q Π
ο 1 η / Rhein
Ventilsteuerung in Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen.
Priorität der amerikanischen Patentanmeldung Nr. 653 129 vom 13· Juli 1967
Die Erfindung betrifft eine. Vorrichtung zur Veränderung des
Betriebsauflaufes von Einlaß- und Auslaßventilen in Kolbenmaschinen,
insbesondere in Brennkraftmaschinen.
In einer Brennkraftmaschine mit schnell hin- und hergehenden
Kolben ist es vorteilhaft, wenn das Auslaßventil öffnet, bevor der Kolben beim Arbeitshub seinen unteren Totpunkt
erreicht, um dadurch die im Herausdrücken der Verbrennungsgase bestehende negative Arbeitsleistung der Maschine zu verkleinern.
Ebenso sollten zur Verbesserung der Spülung auch die Einlaßventile schon öffnen, bevor der Kolben beim Auspuffhub
seinen oberen Torpunkt erreicht und zur Vergrößerung der Zylinderfüllung nach seinem unteren Totpunkt beim Saughub
gut schließen.
Bei geringen Drehzahlen wird durch das öffnung der Auslaßventile
vor Erreichen des unteren Kolbentotpunktes beim Arbeitshub mehr Expansionsenergie der Verbrennungsgase verbraucht,
als durch die Verringerung der Pumpenarbeit beim Auspuffhub zurückgewonnen werden kann. Das öffnen der Einlaßventile
vor dem oberen Kolbentotpunkt beim Auspuffhub ergibt eine Verdünnung der Füllung durch die Verbrennungsgase und das Schließen
des Einlaßventiles nach dem Erreichen des unteren Kolbentotpunktes
beim Saughub verkleinert die Füllung im Zylinder. Ge-
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ringe oder mittlere Betriebsdrehzahlen einer Maschine mit Ventilen für hohe Drehzahlen verringern die Brennstoffeinsparungen,
wohingegen sich bei hohen Betriebsdrehzahlen einer Maschine mit einer Ventileinstellung für geringe Touren
die Antriebskraft vermindert.
Demzufolge wird angestrebt, den Betriebsablauf der Einlaß-
und Auslaßventile zusammen mit der Drehzahl oder der Betriebsart der Brennkraftmaschine zu ändern. Zu den Verbesserungen
der Wirtschaftlichkeit und der Antriebskraft tritt dann noch eine Verringerung der unerwünschten Auspuffgase hinzu. Auch
für andere hin- und hergehende Teile sind gleiche Wechsel erwünscht, wie z.B. für hin- und hergehende Pumpen, bei denen
die Wechsel den Wirkungsgrad verbessern.
Eine erste Stufe, derartige Ergebnisse zu erzielen ist, die
Verwendung einer schneckenförmigen übertragungsvorrichtung, durch die das Ventil mit einem Ventilbetätigungsnocken verbunden
ist und die in der Lage ist, die Wirkungslänge einer der Komponenten zu verstellen, wodurch sich das Ventilspiel
und die Ventilzeiten durch die Wechsel der Punkte auf dem Betätigungsnocken, bei denen die Ventiltätigkeit beginnt und
endet, verändern. Auf dem gleichen grundsätzlichen Prinzip der Veränderung der Wirkungslänge einiger Einzelteile im Ventilmechanismus
beruhen auch andere bekannte Systeme, die anstatt einer schneckenförmigen übertragungsvorrichtung verschiedene
Mechanismen enthalten.
Der betriebsmäßige Erfolg dieser bekannten Systeme wird ursprünglich
durch zwei Schwierigkeiten beeinträchtigt. Einmal vergrößert das Vorhandensein eines Schnecfcensystemes oder
eines entsprechenden Mechanismus die Hasse des Antriebssatzes erheblich, was eine wesentliche Steigerung der durch die
plötzlich eintretenden Beschleunigungen der vergrößerten Massen auftretenden Kräfte mit sich bringt und eine daraus folgende
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Vorgrößerung der Belastbarkeit der Ventilteile selbst sowie
der Nockenwelle und der Lagerschalen erfordert. Zum anderen
vrord^n die an der Nockenwelle ausgebildeten, schwach ausgeprägten
Erhebungen zur Verringerung der Belastung und des Geräusches der Ventilvorrichtung umgangen, wenn sich der
Mechanismus in irgendeiner anderen Einstellung als der der Maximalzeit befindet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilmechanismus zu
schaffen, bei dem das Ventilspiel ohne zusätzliche Massen von der Maschinendrehzahl bzw. der Maschinenbelastung steuerbar
ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein den Drehpunkt des Kipphebels verändernder Schwenkhebel
unmittelbar über dem Kipphebel angeordnet ist, daß der Berührungspunkt der beiden gegenüberliegenden Hebel-r
flächen "den Kipphebeldrehpunkt darstellt, welcher im Betrieb längs der beiden Hebelflächen verschiebbar ist, und daß zur
Änderung des Betriebsablaufes der Ventile Mittel zum Verstellen des Hebels vorgesehen sind.
In den Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung sind für den V^ntilmechanismus keinerlei zuzügliche Massen erforderlich,
wobei gleichzeitig der Wert der langsam ansteigenden Erhebungen auf der Nockenwelle bei allen Ausführungen erhalten bleibt. Tm
Betätigungsmechanismus für ein hin- und hergehendes Teil, welches durch ein Ende eines Kipphebels angetrieben wird, ist ein den
Kipphebeldrehpunkt verändernder Hebel vorgesehen, deseen eine Seite an der Oberfläche des Kipphebels anliegt. Der Berührungspunkt
beider Oberflächen dient als Drehpunkt des Kipphebels, der sich während der Kippbewegung des Kipphebels auf den
Flächen verschieben kann. Mit der Drehpunktverschiebung verändert sioh auch gleichfalls die Betriebseinstellung des hin-
und hergehenden Teiles, wobei die Betriebseinstellung gleich der Zeitperiode ist, während der das hin- und hergehende Teil
geöffnet wird. Der hier verwendete Ausdruck "Wechsel der Be-
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triebseinstellung" bezieht sich auf die durch den erfindungsgemäßen
Mechanismus bewirkten Wechsel ebenso wie auf die bei der Vergrößerung oder Verkleinerung der Nockenwellendrehzahlen
entstehenden Veränderungen.
Ein an einem Ende angelenkter und an der dem hin- und hergehenden Teil, entgegengesetzten Seite des Kipphebels ungeordneter
Hebel dient als zweckmäßiges Drehpunkt-Veränderungsteil. Eine Veränderung des Hebeldrehwinkels, das ist der Winkel des Hebele
bezogen auf eine Festachse, vrie z.B. die Achse des hin- und hergehenden Teiles, bewirkt einen Wechsel des Zeitpunktes in
Relation auf den Nockenwe11enverdrehpunkt, bei dem sich das
hin- und hergehende Teil zu bewegen beginnt. Dies kommt dadurch zustande, daß der relative Winkel zwischen dem Hebel und der
Längsachse des Kipphebels, bei dem das hin- und hergehende Teil zu arbeiten beginnt, konstant ist, unabhängig vom absoluten
Verdrehungsvdnkel des Hebels. Eine Vergrößerung des absoluten
Winkels des Hebels bezogen auf die Längsachse des Kipphebel bei eingerücktem hin- und hergehenden Teil verzögert das öffnen
des hin- und hergehenden Teiles während der Zeitdauer, die für den Kipphebel erforderlich ist, um die Vergrößerung einzuleiten.
Durch die Anordnung des Drehzapfens des Armes auf der Achse des hin- und hergehenden Teiles sowie durch die
Ausgestaltung der Arm- und Kipphebeloberflache derart, daß
der Berührungspunkt auch bei eingezogenem Ventilstößel auf der Stößelachse liegt, wird die mechanische Belastung der
Venti!vorrichtung auf einen minimalen Wert vermindert·
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich vorzüglich für Steuerungen von hängenden Tellerventilen einer Verbrennungskolbenmaschine.
In derartigen Maschinen ist*der Dreharm über < den»Kipphebel angeordnet, wobei eine drehbar im Zylinderkopf
liegende Welle einen exzentrischen T*il besitzt, der an der
Oberseite eines Jeden Dreharmes anliegt und jeden auf die
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■Einlaß- und Auslaßventile einwirkenden Dreharm betätigen kann. Falls erforderlich, können für die Einlaßventile und
die Auslaßventile getrennte Wellen verwendet werden. Mechanische oder elektrische Füh!Vorrichtungen für die Drehzahlen oder die
Belastungen der Maschine können weiterhin zur automatischen Steuerung des Maschinenbetriebes herangezogen werden.
Im Folgenden werden unter Einbeziehung der Zeichnung einige
erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt des Zylinderkopfes einer Verbrennungs-Kolbenmaschine
mit hängenden Ventilen gemäß der Erfindung mit einem Drehpunktteil in
maximaler Betriebseinstellung und einem Tellerventil in voll offener Position,
Fig. 2 eine weitere Betriebsstufe des Ventilmechanismus nach Fig. 1, bei der der Drehpunktteil in der
gleichen Stellung wie in Fig. 1 steht, sich die Nockenwelle aber in einer Lage befindet, in der
sich das Vewtil gerade zu öffnen beginnt,
Fig. 3 eine Betripbsstufe des Ventilmechanisraus nach
Fig. 1, beider Drehpunktteil auf den minimalen
Betriebswert eingestellt worden ist und die Öffnungsbewegung des Ventiles gerade einsetzt,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Ventilkurven der
erfindungsgemäßen Einlaß- und Auslaßventile nach 1,
Fig. 5 einen Ausschnitt eines Zylinderkopfes ähnlich
dem ·» der Pig, 1 aber mit obenliegender Nockenwelle,
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Fig. 6 einen Ausschnitt aus dem Motorblock einer
Kolbenmaschine mit innerer Verbrennung, bei dem die Ventile und die Nockenwelle im Block
angeordnet sind oder, fall erforderlich, nur die Nockenwelle im Block, die Ventile aber im
Zylinderkopf untergebracht sind.
In Fig. 1 wird der Zylinderkopf einer Kolbenmaschine mit
innerer Verbrennung generell mit 7 und ein diesen durchragendes, hin- und hergehendes Tellerventil mit 8 bezeichnet.
Der Zylinderkopf 7 ist auf einen herkömmlichen Motorblock 9 montiert, in dem sich eine Verbrennungskammer 11 befindet,
die vom Kolben 10 begrenzt wird. Die Verbrennungskammer besitzt mindestens zwei Ventile 8, von denen eines als Einlaßventil
und das andere als Auslaßventil dient. Am oberen Ende des Ventiles 8 befindet sich ein Ventilteller 12, der dan
Gegenlager einer zwischen dem Teller 12 und dem Zylinderkopf eingespannten Ventilfeder 13 darstellt, welche das Ventil 8
in seine ■ geschlossene oder zurückgezogene Loge bewegt.
Im Motorblock ist eine bekannte Nockenwelle 14 drehbar gelagert, auf deren Nocken 14a ein Hebekopf 15 gleitet. Eine am unteren
Ende mit dem Hebekopf 15 verbundene Stößelstange 16 durchragt
den Zylinderkopf 7 und stützt sich mit ihrem oberen Ende an einem Arm des über dem Zylinderkopf liegenden Kipphebels 17
ab. Die Stößelstange 16 kann sich lediglich in axialer Richtung verschieben, wobei ihr oberes Ende in einer AugSparung im Kipphebel
17 eingebettet ist, um dadurch seitliche Bewegungen des Kipphebels zu verhindern. Das andere Ende des Kipphebels 17
berührt die Spitze der Ventilstange 8, wobei der Hebekopf 15, die Stößelstange 16 und der Kipphebel 17 den Mechanismus zur
Betätigung des Ventiles 8 darstellen.
Ein als Drehpunkt-Verschiebeteil ausgebildeter länglicher
Hobel 18 ist drehbar an einer im Zylinderkopf 7 angeordneten
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Wi=1IIe 20 montiert. Der Hebel 18 liegt über dem Kipphobel,
wobei seine untere geformte Fläche 22 die obere geformte Fliehe 24 des Kipphebels 16 in einem mit dem Bezugsseichen 19
besonders gekennzeichneten Berührungspunkt berührt. Über dem Hebel 18 befindet sich eine im Zylinderkopf 7 drehbar angeordnete
Welle 26, deren exzentrischer Teil 28 an der oberen
Fläche 30 des Hebels 18 anliegt.
Eine Drehbewegung der Nockenwelle 14· erzeugt eine hin- und
hergehende Bewegung des Hebekopfes 15 und der Stößelstange 16
längs einer festen Achse 21, die in eine Kippbewegung des Kipphebels 17 umgesetzt wird. Diese erzeugt eine hin- und
hergehende "Bewegung des Ventiles 8 längs einer durch das
Bezugszeichen 2? gekennzeichneten festen Achse. Durch den
Kipphebel 17 und den Hebel 18 verlaufende, angenommene Längsachsen 27 und 25 verändern ihre Lage je nach Ventilstellung. ·
Weitere Betriebszustände der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion
sind in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Bei einer maximalen ■Ventileinstellung
ist die Welle 26 soweit verdreht, daß ihr exzentrisch Teil 28 den Hebel 18 im G^genuhrzeigersinn bis in eine maximale
Lage bewegt, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, in der die Achsemit der Festachse 23 einen Winkel 29 einschließt. Wenn di°
Nockenwelle 14 soweit verdreht ist, daß sich der Nocken 14a an
einem Punkt befindet, an dem er den Hebekopf 15 zwar noch nicht
anhebt, an dem die Hebebewegung aber unmittelbar bevorsteht, dann befindet sich die Achse des Nockens 14a unter einem Winkel
33 zur Achse 21, das Ventil 8 ist geschlossen und der Kontaktpunkt 19.befindet sich weitgehend auf der hin- und hergehenden
Achse 23 (Fig. 2).
Bei der nächsten zusätzlichen Drehbewegung der Nockenwelle 14 beginnt sich der Kontaktpunkt 19 längs der Kontaktflächen 22
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und 24 nach links zu bewegen und das Ventil öffnet sich.
Eine weitere Verdrehung der Nockenwelle be\*irkt eine fortlaufende Verschiebung des Kontaktpunktes 19 nach links und
eine weitergehende Öffnungsbewegung des Ventiles 8 bis zu der in Fig. 1 gezeigten maximalen Öffnungsstellung. Sobald
sich die Nockenwelle über die maximale Öffnungsposition
hinaus bewegt, verschiebt sich der Berührungspunkt 19 zurück nach rechte und zwar solange bis der Nocken 14a aus dem Bereich
des Hebekopfes' 15 gelangt ist. In dieser Position ist
der Berührungspunkt 19 auf die Achse 23 zurückgekehrt, wobei sich gleichseitig das Ventil 8 auf seinen Sitz wieder eingesetzt
hat. Die Zeitdauer, in der das Ventil 8 von seinem Sitz gelöst war, wird als Betriebseinstellung des Ventiles bezeichnet.
Die Betriebseinstellung des Ventiles 8 wird durch die Drehwelle
26 verringert, deren exzentrischer Teil 28 dem Hebel 18 eine Drehbewegung im TIhrzeigersinn um die Welle 20 in die in Fig.
gezeigte Stellung erlaubt. Dabei bildet die Achse 25 mit der
Achse 23 nunmehr einen Winkel 29', der größer als der Winkel
ist.
Wenn die Nockenwelle 14 den Nocken 14a wiederum bis zu dem
Punkt weiterdreht, an dem die Hebebewegung des Hebekopfes
einsetzt, so bildet sich zwischen der Achse des Nockens 14a und der Achse 21 wieder der Winkel 33 und zwischen der Achse
und der Achse 23 der Winkel 31· Bei weiterer Drehung der Nockenwelle
14 überträgt sich die Hebebewegung über den Hebekopf
und die Ventilstange 16 auf die linke Seite des Kipphebels 17, wobei sich der Winkel 31 vergrößert. Der Kontaktpunkt 19 bleibt
auf der Achse 23 bis sich der Winkel 31 zum*Winkel 31' vergrößert
hat (Fig. 3). Durch die Verdrehung der Nockenwelle und des Nockens 14a bildet sich zwischen der Achse des Nockens
14a und der Achse 21 ein Winkel 33'« der kleiner als der Winkel 33 ist. Die Differenz zwischen den Winkeln 29 und 31
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in Fig. 2 ist gleich der Differenz zwischen den Winkels 29'
und 31' in Fig. 3» unter dornen die Ventilöffnung einsetzt.
Demzufolge ist der Winkel zwischen dem Hebel 18 und dem Kipphebel
17j bei dem sich der hin- und hergehende Teil zu bewegen
beginnt konstant, unabhängig vom absoluten Verdrehwinkel des Hebels.
Beginnt sich das Ventil 8 nunmehr zu öffnen, so bewegt sich der Berührungspunkt läng? der Oberflächen 22 und 24 nach
links. Der Beginn der V^ntilöffnung wird gegenüber der in
Fig. 2 gezeigten Anordnung durch die Zeitdauer verzögert, die die Nockenwelle 14 benötigt, um sich vom Winkel 33 zum
Winkel 33' weiterzudrehen. Daher verändert ein Wechsel des
absoluten Winkels des Armes 18 die Umfangsstellung des
Nockens, bei der die Betriebseinstellung des Ventiles begirnt. In gleicher V/eise schließt das Ventil gemäß der Anordnung in
Fig. 3 um eine entsprechende Zeitdauer früher, so daß sich in der Anordnung nach Fig. 3 ein zweifach verkürzter Betriebsablauf einstellt, der sich durch die Winkeldifferenz zwischen
den Winkeln 33 und 33' ergibt. Die Teile der Oberflächen 22
und ?A unmittelbar links der Achse 23 sind so ausgebildet, daß sich das Ventil mit einer langsamen Steigwirkung öffnet
und schließt.
Eine graphische Darstellung der Wirkung einer Veränderung des Winkels 29 ist in Fig. 4 wiedergegeben. Unter der Voraussetzung,
daß es sich bei dem Ventil 8 um ein Auslaßventil handelt, veranschaulicht die gestrichelte Kurve 3^ den B^-
triebszyklus des Ventiles 8, bei dem die Achse 25 des Hebeln
mit der Achse 23 den Winkel 29 einschließt (Fig.2), während
die gestrichelte Linie 32 den Betriebszyklus des gleichen
Ventiles zeigt, wenn sich der Winker"zum Winkel 29' gemäß
Fig. 3 vergrößert hat. Die Differenz im Betriebsablauf ergibt sich aun der Summe der Zeitperioden, die hier durch die Kennziffer
43 gekennzeichnet ist. Der langsame Abhebeeffekt beim
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öffnen und Schließen des Ventiles in der Anordnung nach Fig. 3 wird durch die Bezugszeichen 44 und 45 verdeutlicht.
Zu beachten ist, daß der langsame Abhebeeffekt der Anordnung nach Fig. 3 eine Kombination aus den langsam ansteigenden
Erhebungen der Nockenwelle und der Ausgestaltung der Oberflächen 22 und 24 ist. Dies wirkt sich dann auf die Verringerung
der Beschleunigung vorteilhaft aus, wenn der Mechanismus auf einen maximalen Ventilablauf eingestellt
ist. Falls erforderlich, kann die langsam ansteigende Erhöhung auf der Nockenwelle verändert oder beseitigt werden,
so daß die Gestalt der Oberflächen 22 und 24 links der Achse den langsamen Abhebeeffekt für alle Einstellungen bestimmt.
Die verbleibenden Teile der Oberflächen 22 und 24 können so gestaltet werden, daß die Betriebszyklus-Kurven verschiedene
Form annehmen.
Die Verwendung eines gleichen Mechanismus als Einlaßventil einer Maschine ergibt einen Betriebszyklus wie er durch die
Linien 36 und 38 in Fig. 4 dargestellt ist. Die senkrechte
Linie in der Mitte des Diagramms kennzeichnet die obere Totpunktlage des Kolbens. Bei einem Ventilbetrieb nach den
Linien 32 und 36 ist der Wert der Überlappung gleich der
Strecke 40, während bei einem Ventilbetrieb gemäß der Linien 34 und 38 eine größere Überlappung auftritt, die durch die
Strecke 42 gekennzeichnet ist. Demzufolge arbeiten die Vertue
vorzugsweise auf den Linien 34 und 38 bei hohen Umdrehungen
und nach den Linien 32 und 36 bei geringeren Drehzahlen.
Konstruktion und Wirkungsweise der Ausführunflsbeispiele rr.ch
Fig. 5 und 6.
Die in Fig. 5 dargestellte Maschine besitzt eine obenliegende
Nockenwelle 14'., die auf den Kipphebel I7' direkt einwirkt. *
Das Ventil 8' hat ein kugelförmiges oberes Ende 48, welches
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in eine entsprechend'-' Einkerbung im Kipphebnl 17' eingreift,
um von der Nockenwolle 14·· ausgehend0 seitlich auf dori Kipphebel
einwirkende KrHfto auszubleichen. Eine Drehbewegung der
Nockenwelle 1'l' erzeugt eine Kippbewegung des Kipphebels 17',
welche sich wiederum über den Kontaktpunkt 19 zwischen den
Oberflächen 22 und 24' in die gewünschte hin- und hergehende
Bewegung des Ventiles 8' umsetzt.
In "Pig. 6 befindet sich die Nockenwelle 14-'' im Motoblock 9'
seitlich von der Mittellinie dos Ventiles 811 versetzt. Eir
Kipphebel 17' ' gleitet mit seinem einen F.nde auf der Nockenwelle
14' ' und weist an seinem anderen Ende eine Fasr-n^rr für
eine Kugel 50 auf, die sich in einem Hebekopf 15' abstützt.
Der Hebekopf 15' gleitet im Block 9' und wirkt auf das Ventil
8fl direkt ein. Zum Zwecke einer besseren Übersicht wurden in
der Anordnung nach Fig. 6 die Ventilfeder sowie der Federdeckel nicht mit eingezeichnet.
Die Welle 20' befindet sich unterhalb des Hebekopfes 15' und der Hebel 18 ist so unterhalb des Kipphebels 17'' angeordnet,
daß die Oberflächen 22 und 24·' sich im Kontaktpiinkt 19 berühren.
Die Welle 26 liegt unter dem Hebel 18, so daß ihr exzentrischer Teil die Oberfläche 30 des Hebels 18 in oben
beschriebener Weise berührt. Eine Verdrehung des Nockens 14*' wird direkt in eine Kippbewegung des Kipphebels 17'' umgesetzt,
wobei der Kipphebel durch Verdrehen um seinen Berührungspunkt zwischen den Flächen 22 und 24'' eine hin- und hergehende
Bewegung des Hebekopfes 15' und des Ventiles 8 erzeugt. Wie
oben beschrieben ist der Hebel 18 zur Verstellung des Betriebsablaufes um die Welle 20 drehbar.
Ein hydraulisches Schaltgerät kann in dem erfindungsgemäßen
Mechanismus vorgesehen sein, wobei der Schalter auf der hin- und hergehenden Achse des Ventiles angeordnet ist und mit der
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SAD ORIGINAL
vom Ventil entgegengesetzten Hebelseite in Kontakt steht. Die Welle PO bzw. 20' ist dann überflüssig de das Schaltgerät
im Hebel befestigt ist und der Schalterkopf die Drehachse für den Hebel darstellt. Ein TT-förmig gebogenes Teil
kann mit seinen Schenkeln den Hebel und den Kipphebel umgreifen, um dadurch Drehbewegungen zu verhindern.
Im Motor können auf die Motordrehzahl oder den Unterdruck ansprechende Mittel mit einem Servomotor gekoppelt sein, der
über eine Verdrehung der Welle 26 den gewünschten Betriebsablauf auotmatisch einstellt, oder es können durch die Hard
des Fahrers zu betätigende Mittel zur Einstellung der Welle gewählt werden. In anderen Geräten, wie z.B. in hin- und hergehenden
Pumpen, können vom Ausflußdruck gesteuerte Mittel zur Positionierung der Welle 26 gewählt werden.
Die Erfindung schafft demzufolge einen Mechanismus zur Veränderung
des Betriebsablaufes eines hin- und hergehenden Teiles, bei der ein bewegliches Drehpunktteil mit einem
Kipphebel derart in Berührung gebracht wird, daß sich der Drehpunkt und mit ihm der Winkel des Drnhpunktteiles zur
Festlegung der Zeitdauer des Betriebsablaufes verändert. Der Mechanismus ist vorzugsweise so ausgestaltet, daß sich
während des Betriebsablaufes der Drehpunkt längs z\ireier
Kontaktflächen vorschiebt und auf die Achse des hin- und hergehenden
Teiles zurückkehrt, wenn sich dieses, Teil in seine zurückgezogene oder geschlossene Stellung bewegt. Alternativ
hierzu kann der Mechanismus so ausgestaltet sein, daß sich der Drehpunkt in verschiedenen Lagen längs der Kontaktflächen
befindet, wenn das hin- und hergehende Teil zurückgezogen ist, wobei die Distanz des Drehpunktes von der hin- und hergehenden
Achse die Verzögerung des Betriebsablaxtfes bestimmt. Eine
derartige Alternative kann durch eine Veränderung der Ausbildung der Kontaktflächen dea Kipphebels und des Drehpunktteiles
erreicht werden.
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Der Hauptvorteil des Mechanismus liegt in der Möglichkeit
einer Veränderung des Betriebsablaufes eines hin- und hergehenden
Teiles, beispielsweise eines Ventiles, zu erreichen, ohne daß extrem starke Beschleunigungs- oder Bremskräfte" auf
irgendein Einzelteil im Betriebsmechanismus einvrirken. Dieser
Vorteil, kombiniert mit der einfachen und leichten Herstellung, ergibt eine erhebliche Vergrößerung der Wirtschaftlichkeit
und der Leistungsfähigkeit sowie eine Reduzierung der unerwünschten Auspuffgase einer Maschine mit innerer
Verbrennung.
Patentansprüche /
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8AD ORIGINAL
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Veränderung des Betriebsablaufes von Einlaß- und Auslaßventilen in Kolbenmaschinen, insbesondere
Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet , daß ein den Drehpunkt (19) eines Kipphebels (17, 17', 17") verändernder Schwenkhebel (18)
unmittelbar über dem Kipphebel (17, 17', 17") angeordnet ist, daß der Berührungspunkt der beiden gegenüberliegenden
Hebelflächen (22 und 24) den Kipphebeldrehpunkt (19) darstellt, welcher im Betrieb längs der beiden Hebelflächen
(22 und 24) verschiebbar ist, und daß zur Änderung des Betriebsablaufes
der Ventile Mittel (26, 28) zum Verstellen des Hebels (18) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der den Kipphebeldrehpunkt (19)
verändernde Schwenkhebel (18) an der dem Ventil (8) entgegengesetzten Seite des Kipphebels (17) angeordnet und an seinem
einen Ende um eine Welle (20) drehbar befestigt ist, so daß die untere Fläche (22) des Schwenkhebels (18) auf der oberen
Seite (24) des Kipphebels (17) aufliegt.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß im Betriebsablauf des Ventiles
der Kipphebeldrehpunkt (19) längs der Flächen (22 und 24) verschiebbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3i . dadurch
gekennzeichnet , daß der Zeitpunkt« bei dem die Ventilbewegung einsetzt, durch den von der Ventilachse (23)
und der Schwenkhebelachse (25) eingeschlossenen Winkel (29) veränderbar ist.
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BAD ORIGtNM.
17516SO
5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch Gekennzeichnet
, daß zur Verstellung des Hebels (29) ein Exzenter (28) einer drehbaren Welle (26) vorgesehen ist,
der auf der oberen Fläche des Schwenkhebels (18) aufliegt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel
zwischen der Schwenkhebelachse (25) und der Kipphebelachse
(27), unter dem die Ventilbewegung beginnt, konstant und unabhängig vom Winkel (29) zwischen der Schwenkarmachse (25)
und der Ventilachse (23) ist.
?. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kontaktpunkt (19)
zwischen dem Schwenkhebel (18) und dem Kipphebel (17) auf der Ventilachse (23) befindet, solange das Ventil in Ruhestellung
ist.
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