DE202008005796U1

DE202008005796U1 - Vorrichtung zur Betätigung mehrerer Gaswechselventile

Info

Publication number: DE202008005796U1
Application number: DE200820005796
Authority: DE
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2018-04-26

Abstract

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, die mittels zumindest eines Pleuels zumindest einen Kolben führt, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf (1) abgedeckten Zylinder angeordnet ist und im Zylinderkopf (1) mehrere Gaswechselventile (2, 3) geführt sind und zumindest zwei Gaswechselventile (2, 3) paarweise mittels einer Brücke (17) mit Kipphebeln (23) in Wirkverbindung stehen, die von einer mit der Kurbelwelle drehbaren Nockenwelle betätigbar sind, wobei die Brücke (17) einerseits über Stützflächen (20, 21) nur mit den Ventilschäften (4, 5) zusammenwirkt und andererseits nur mit dem Kipphebel (23), vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Wälzkörpers oder eines Kugelfußes (22), in Wirkverbindung steht, und wobei die Stützflächen (20, 21) so weit innerhalb der Brücke (17) angeordnet sind, dass die Brücke (17) seitliche Ausnehmungen (15, 16) aufweist, die den Außenwänden der Ventilschäfte (4, 5) benachbart sind, dadurch gekennzeichnet, dass in die Brücke (17) verschiebbare Platten (14a, 14b) eingesetzt sind,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, die mittels zumindest eines Pleuels zumindest einen Kolben führt, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder angeordnet ist und im Zylinderkopf mehrere Gaswechselventile geführt sind und zumindest zwei Gaswechselventile paarweise mittels einer Brücke mit Kipphebeln in Wirkverbindung stehen, die von einer mit der Kurbelwelle drehbaren Nockenwelle betätigbar sind, wobei die Brücke einerseits über Stützflächen nur mit den Ventilschäften zusammenwirkt und andererseits nur mit dem Kipphebel, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Wälzkörpers oder eines Kugelfußes, in Wirkverbindung steht, und wobei die Stützflächen so weit innerhalb der Brücke angeordnet sind, dass die Brücke seitliche Führungsflächen aufweist, die den Außenwänden der Ventilschäfte benachbart sind.
Eine derartige gattungsbildende Hubkolbenbrennkraftmaschine ist aus der DE 10 2006 019 254 A1 bekannt. Bei dieser Ausgestaltung wirken die Brücken über Stützflächen mit Stirnflächen der Ventilschäfte zusammen, die in die Brücken hineinragen. Dabei ist die gattungsbildende Hubkolbenbrennkraftmaschine insbesondere dahingehend verbessert, dass die Berührungsflächen zwischen der Brücke und den Gaswechselventilen so ausgebildet sind, dass sie dauerhaltbarer als bei vergleichbaren Hubkolbenbrennkraftmaschinen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsbildende Hubkolbenbrennkraftmaschine dahingehend zu verbessern, dass die Flächenpressung in den zusammenwirkenden Bereichen der Stirnflächen der Ventile und den Stützflächen der Brücke weiter reduziert ist und dementsprechend die Dauerhaltbarkeit verbessert ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in die Brücke verschiebbare Platten eingesetzt sind, die zwischen Stirnflächen der Ventilschäfte und den Stützflächen angeordnet sind, dass die Stirnflächen und den Stirnflächen zugewandte Plattenstirnflächen eben ausgebildet sind und dass die Stützflächen und den Stützflächen zugewandte Plattenstützflachen miteinander zusammenwirkend zylinderförmig, insbesondere zylindermantelsegmentförmig ausgebildet sind. Durch die Zwischenführung der Platten kann die Flächenpressung an den beteiligten Flächen deutlich herabgesetzt werden. Die zylinderförmigen Flächen gleichen die auftretenden Schwingbewegungen der Brücke im Bezug zu den Ventilschäften aus, während die ebenen Flächen die leichte Gleitbewegung zwischen der Brücke und den Ventilschäften ausgleichen.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Paarung der Stützflächen und Plattenstützflächen konkav zu konvex oder konvex zu konkav. Dabei wird die entsprechende Paarung insbesondere hinsichtlich fertigungstechnischen Möglichkeiten ausgesucht werden.
In weiterer Ausgestaltung weisen die Platten seitliche Führungsstege auf, die in entsprechende Führungsausnehmungen der Brücke eingreifen. Dadurch ist sichergestellt, dass Platten im Bezug zu der Brücke geführt sind und die gekrümmten Flächen der beiden Bauteile immer zueinander richtig ausgerichtet sind.
Dabei sind in Weiterbildung der Erfindung die Führungsausnehmungen in Längsrichtung der Brücke angeordnet und die freien Enden der Führungsausnehmungen sind verschlossen, insbesondere verstemmt oder verschweißt. Die Platten sind entlang der Führungsausnehmungen verschiebbar. Diese Vorrichtung ist relativ einfach zu fertigen, bietet aber gegenüber bekannten Lösungen eine wesentliche bessere Dauerhaltbarkeit auf, da die Flächenpressung zwischen den zusammenwirkenden Teilen deutlich reduziert ist.
Insbesondere, wenn die Hubkolbenbrennkraftmaschine als Fahrzeugmotor benutzt wird, soll ein Auslassventil zur Motorbremswirkung zeitweise offen gelassen werden, wobei dann eine deutliche Schrägstellung der Brücke erfolgt. Zum Ausgleich einer solchen Schrägstellung ist die Verschiebbarkeit der Platten ausgelegt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Schnitt durch eine Brücke zur Betätigung von Gaswechselventilen,
2 eine vergrößerte Darstellung eines Endbereichs eines Ventilschaftes mit Schnitt durch eine Platte und die Brücke,
3a drei Ansichten der Platte und bis 3c
4 in einer ähnlichen Ansicht wie 2 die Anordnung von Führungsausnehmungen in der Brücke.
In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, in dem Gaswechselventile 2 und 3 geführt sind. Die Gaswechselventile beherrschen den Querschnitt der Gaswechselkanäle. Die Gaswechselventile 2 und 3 haben Ventilschäfte 4 und 5, die im Zylinderkopf geführt sind. An den Ventilschäften 4 und 5 greifen Federteller 6 und 7 an, die durch Druckfedern 8 und 9 belastet sind, so dass die Gaswechselventile 2 und 3 durch die Kräfte der Druckfedern 8 und 9 in Schließstellung gehalten werden. Die Ventilschäfte 4 und 5 weisen Stirnflächen 10 und 11 auf, die rechtwinklig zur Achse der Ventilschäfte ausgeführt und eben ausgebildet sind. An die Stirnflächen 10 und 11 schließen sich Plattenstirnflächen 12 und 13 an, die Bestandteil je einer Platte 14a, 14b sind. Die Platten 14a, 14b sind in Ausnehmungen 15, 16 einer Brücke 17 – wie später detailliert erläutert ist – eingesetzt. Die Platten 14a, 14b weisen gegenüberliegend zu den Plattenstirnflächen 12, 13 Plattenstützflächen 18, 19 auf, die mit Stützflächen 20, 21 auf jeweils dem Boden der Ausnehmungen 15, 16 zusammenwirken. Die Ausnehmungen 15, 16 sind so in die Brücke 17 eingearbeitet, dass eine Führung der Brücke 17 auf den Ventilschäften 4, 5 erfolgt. Dabei kann die Brücke 17 aber zu der Längsrichtung der Ventilschäfte 4, 5 zumindest leicht gekippt werden.
Die Brücke 17 hat auf ihrer den Ventilschäften 4, 5 abgewandten Seite eine Fläche, an der ein Kugelfuß 22 angreift, der an einem Kipphebel 23 befestigt ist. Der Kipphebel ist auf einer Achse 24 gelagert, die am Zylinderkopf 1 nicht näher dargestellt befestigt ist. Auf der dem Kugelfuß 22 gegenüberliegenden Seite des Kipphebels 23 ist eine Stellschraube 25 zum Ausgleich des Spiels zwischen der Brücke 17 einerseits und den Ventilschäften 4, 5 sowie dem Kugelfuß 22 andererseits eingebaut, die mit einer Stößelstange 26 in Wirkverbindung steht, die, nicht näher dargestellt, durch Nocken einer Nockenwelle in Längsrichtung der Stößelstange 26 bewegt wird.
Die Brücke 17 weist auf der der Stützfläche 18 gegenüberliegenden Seite eine Kontaktfläche 27 auf, die mit einem Stellelement 28 in Wirkverbindung treten kann. Bewegt sich das freie Ende des Stell elements 28 in Richtung zur Kontaktfläche 27, so kippt es bei hinreichender Stellbewegung die Brücke 17 und öffnet dabei unabhängig von der Öffnung der Gaswechselventile 2 und 3 durch den Kipphebel 23 das Gaswechselventil 2, wodurch eine zusätzliche Bremswirkung der Hubkolbenbrennkraftmaschine geschaltet wird. Die Vorgänge der Motorbremswirkung werden hier nicht näher erläutert, da diese dem Fachmann bekannt sind und dieser weiß, dass eine Motorbremswirkung insbesondere bei in Nutzfahrzeugen eingebauten Hubkolbenbrennkraftmaschinen zur Unterstützung der Betriebsbremse benötigt wird.
Aus den vergrößerten Darstellungen des Endes des Ventilschaftes 4 und der Brücke 17 in der 2 ist erkennbar, dass die Stirnfläche 10 des Ventilschaftes 4 parallel zu der Plattenstirnfläche 12 der Platte 14a angeordnet ist, während die Plattenstützfläche 18 und die Stützfläche 20 der Brücke 17 gebogen zueinander ausgebildet sind. Die Platte 14a ist dabei – wie durch den darüber dargestellten Pfeil angedeutet – auf der bogenförmig ausgebildeten Stützfläche 20 in einem vorgegebenen Umfang beweglich, wobei durch beispielsweise eine Aufstemmung 32 in dem linken freien Bereich der nachfolgend noch genauer erläuterten und in Längsrichtung der Brücke 17 angeordneten Führungsausnehmungen 30 ein Hinausgleiten der Platte 14a verhindert wird. Die zuvor genannte Beweglichkeit kann durch eine Schrägstellung der Brücke 17 in Bezug zu der Stirnfläche 10 des Ventilschaftes 4 ausgeglichen werden und es tritt insbesondere keine durch nur punktuelle Kraftübertragung hervorgerufene Flächenpressung auf. Die verschiedenen Kontaktflächen der Platte 14a werden über einen in der Stützfläche 20 mündenden Schmierölkanal 29 mit Schmieröl versorgt (dies gilt ebenso für die Platte 14b). Das Schmieröl wird über Kanäle und Strömungsverbindungen insbesondere in dem Kipphebel 23 von der Achse 24 zugeführt.
Die 3a bis 3c zeigen in verschiedenen Ansichten eine Platte 14, wobei insbesondere in 3c die gebogene Plattenstützfläche 18 und die ebene Plattenstirnfläche 12 dargestellt ist. Weiterhin sind in diesen 3a bis 3c seitliche Führungsstege 31 der Platten 14 dargestellt. Mit diesen Führungsstegen 31 sind die Platten 14 in den Führungsausnehmungen 30 (4) geführt und somit unverlierbar.

1: Zylinderkopf
2, 3: Gaswechselventile
4, 5: Ventilschaft
6, 7: Federteller
8, 9: Druckfeder
10, 11: Stirnfläche
12, 13: Plattenstirnfläche
14a, 14b: Platte
15, 16: Ausnehmung
17: Brücke
18, 19: Plattenstützfläche
20, 21: Stützfläche
22: Kugelfuß
23: Kipphebel
24: Achse
25: Stellschraube
26: Stößelstange
27: Kontaktfläche
28: Stellelement
29: Schmierölkanal
30: Führungsausnehmung
31: Führungssteg
32: Aufstemmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006019254 A1 [0002]

Claims

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, die mittels zumindest eines Pleuels zumindest einen Kolben führt, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf (1) abgedeckten Zylinder angeordnet ist und im Zylinderkopf (1) mehrere Gaswechselventile (2, 3) geführt sind und zumindest zwei Gaswechselventile (2, 3) paarweise mittels einer Brücke (17) mit Kipphebeln (23) in Wirkverbindung stehen, die von einer mit der Kurbelwelle drehbaren Nockenwelle betätigbar sind, wobei die Brücke (17) einerseits über Stützflächen (20, 21) nur mit den Ventilschäften (4, 5) zusammenwirkt und andererseits nur mit dem Kipphebel (23), vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Wälzkörpers oder eines Kugelfußes (22), in Wirkverbindung steht, und wobei die Stützflächen (20, 21) so weit innerhalb der Brücke (17) angeordnet sind, dass die Brücke (17) seitliche Ausnehmungen (15, 16) aufweist, die den Außenwänden der Ventilschäfte (4, 5) benachbart sind, dadurch gekennzeichnet, dass in die Brücke (17) verschiebbare Platten (14a, 14b) eingesetzt sind, die zwischen Stirnflächen (10, 11) der Ventilschäfte (4, 5) und den Stützflächen (20, 21) angeordnet sind, dass die Stirnflächen (10, 11) und den Stirnflächen (10, 11) zugewandte Plattenstirnflächen (12, 13) eben ausgebildet sind und dass die Stützflächen (20, 21) und den Stützflächen (20, 21) zugewandte Plattenstützflächen (18, 19) miteinander zusammenwirkend bogenförmig ausgebildet sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paarung der Stützflächen (20, 21) und Plattenstützflächen (18, 19) konkav zu konvex oder konvex zu konkav ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (14a, 14b) seitliche Führungsstege (31) aufweisen, die in entsprechende Führungsausnehmungen (30) der Brücke (17) eingreifen.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsausnehmungen (30) in Längsrichtung der Brücke (17) angeordnet sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Führungsausnehmungen (30) verschlossen, insbesondere verstemmt oder verschweißt sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (14a, 14b) entlang der Führungsausnehmungen (30) verschiebbar sind.