DE9316125U1

DE9316125U1 - Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE9316125U1
Application number: DE9316125U
Authority: DE
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2003-10-23

Description

INA Wälzlager Schaeffler KG, 91072 Herzogenaurach

ANR 17 17 332

2520-11-DE

Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer von einem Nocken einer Nockenwelle beaufschlagten Brücke, die in ihren Endbereichen mit Ventilschaftenden der Gaswechsel ventile in Kontakt steht, wobei in der Brücke ein drehbar gelagerter Nockengegenläufer angeordnet ist.

Eine derartige Einrichtung ist aus der WO 92/10 650 vorbekannt. Bei dieser Einrichtung verläuft die Brücke in Nockenwellenrichtung, wobei beidendig dieser, zwei in Ventilrichtung offene Bohrungen angeordnet sind. In diesen Bohrungen ist je ein hydraulisches Spielausgleichselement angeordnet, welches mit seiner einen Stirnseite einem Ventilschaf tende eines Gaswechselventil zugeordnet ist. In etwa mittig zu einer gedachten Quermittelebene der Brücke ist in dieser eine Rolle angeordnet, die mit einem Nocken einer Nockenwelle zusammenwirkt. Bei dieser Einrichtung ist durch die mittig angeordnete und ballig ausgeführte Rolle eine Verkippung der Brücke in ihren Führungen bzw. eine Verkippung der Spielausgleichselemente in den Bohrungen nicht auszuschließen. Hervorgerufen wird dies durch toleranzbehaftete Federkräfte der Ventilfedern, welche lediglich im Idealfall bei gleicher Länge eine gleiche Federkraft aufweisen. Des weiteren wirken sich auch negativ die gegebenenfalls asymmetrisch zur gedachten Quermittelebene angeordneten Ventilschaft- und Spielausgleichselementbohrungen aus.

Diese unterschiedlichen Federkräfte bewirken ein Moment um einen RollenaufStandspunkt am jeweiligen Nocken. Die Verkippung kann die tribologischen Bedingungen am Ventiltrieb verschlechtern. Dies kann sich wiederum negativ auf dessen dynamisches Verhalten auswirken.

2520-11-DE 2

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die konstruktiv bedingten Nachteile der Verkippung der Brücke auf ein Minimum reduziert sind, wobei gleichzeitig auf vorhandenen Bauraum und bisher ausgeführte Ventiltriebsteile zurückgegriffen werden soll.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Nockengegenläufer aus zwei in Nockenwellenrichtung gesehen zueinander beabstandeten Rollen besteht. Durch diese Lösung ist der durch die unterschiedliehen Ventilfederkräfte hervorgerufene Kippmoment der Brücke in ihren Führungen auf ein Minimum reduziert, da der Drehpunkt der Brücke in Längsrichtung dieser beabstandet zu der oben gedachten Längsmittelebene durch den Nocken verläuft. Somit ist der Hebelarm von der Ventilachse zur betreffenden Rolle in der Brücke verkürzt. Eine Verkippung der Brücke kann nur durch extrem höhere Ventilfederkraftdifferenzen als beim Stand der Technik beschrieben auftreten. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Neuerung ist es, daß bisher ausgeführte Nockenwellen mit jeweils einem Nocken für jede Brücke verwendet werden können und auf aufwendige, auch bauraumbeanspruchende Maßnahmen am Zylinderkopf verzichtet werden kann. Zugleich kann die Toleranz der Brückenführung "entfeinert" werden. Die hier vorgeschlagene Lösung setzt voraus, daß die betreffenden Nocken ohne Schrägschliff ausgeführt werden (siehe Anspruch 3) und die jeweilige Rolle in jeder Brücke möglichst durch eine Auswahlpaarung mit kleinstmöglichster Durchmesserdifferenz in der Brücke montiert sind. Auch sollte die Einbaulage der Rollenachse eng toleriert werden. Durch die obengenannte erfindungsgemäße Lösung wird der Verschleiß an den Führungen und die Ventiltriebsreibung beträchtlich reduziert. Denkbar und in den Schutzumfang mit einbezogen ist auch eine Lösung, bei der anstatt der hier vorgeschlagenen Doppelrollen eine gegenüber bisherig ausgeführten Rollen extrem breite Rolle in der Brücke appliziert wird.

Eine erste Ausführungsform der Neuerung beschreibt, daß die Rollen auf einem gemeinsamen Bolzen über eine Nadel lagerung in etwa mittig in der Brücke eingebaut sind, wobei sie die Brücke nicht oder nur geringfügig überragen. Durch die Nadel lagerung ist eine schmalbauende Ausführung der Brücke garantiert, wobei auf bisher ausgeführte Bolzen zurückge-

2520-11-DE 3

griffen werden kann. Gegebenenfalls ist es möglich, auch eine Gleitlagerung der Rolle in der Brücke vorzusehen, wobei entweder die Rolle mit ihrer Mantelfläche in einer Kalotte der Brücke drehbar angeordnet ist oder auf die Nadeln zur Lagerung auf dem Bolzen verzichtet wird.
5

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Mantelfläche des Nockens parallel zur Axial linie der Nockenwelle ausgerichtet, das heißt es wird auf den bisher üblichen Schrägschliff des Nockens verzichtet. Die jeweilig zugeordneten Rollen können jedoch weiterhin ballig ausgeführt werden.

Schließlich können die Rollen und/oder die Brücke auch aus einem Leichtbauwerkstoff, beispielsweise Aluminium oder (faserverstärktem) Kunststoff hergestellt werden, wobei auch Maschinenbaukeramik denkbar wäre. Durch diese Lösung ist ein weiterer Beitrag zur Minimierung der Ventiltriebsreibung geleistet.

Bei der hier vorgeschlagenen Lösung ist es vorgesehen, hydraulische Spielausgleichselemente in der Brücke anzuordnen, jedoch ist auch eine "mechanische" Variante, d. h. ohne diese Elemente, denkbar.

Die Neuerung bezieht sich nicht nur auf die hier beschriebene Brükkenanordnung. Denkbar ist diese Rolle auch für jegliche Verbindungsglieder zwischen Nockenwelle und Ventil, beispielsweise Gabelschlepp- oder Kipphebel.

Die Neuerung ist nicht nur auf die Merkmale ihrer Ansprüche beschränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationen einzelner Anspruchsmerkmale und Kombinationen einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.

Die Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und

2520-11-DE 4

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der Figur 1.

In Figur 1 ist eine Einrichtung im Längsschnitt dargestellt, bei der in einem Zylinderkopf 1 zwei nebeneinander angeordnete Gaswechselventile 2, die in herkömmlicher Weise in Ventilführungen 3 gleitend gelagert sind, durch Ventilfedern 4 in geschlossener Position gehalten werden. Diese beiden Gaswechselventile 2 werden dadurch gleichzeitig betätigt, daß gegen ihre Ventilschaftenden beispielsweise hydraulische Spielausgleichselemente 5 anliegen, die in entgegengesetzten Enden einer balkenförmigen Brücke 6 längsverschieblich angeordnet sind.

In Figur 1 ist das rechte Spielausgleichselement im Schnitt dargestellt. Da es für die Neuerung nicht auf den inneren Aufbau dieser an sich bekannten Spielausgleichselemente ankommt, erübrigt sich eine Beschreibung im Detail. In der Mitte der Brücke 6 sind auf einem Bolzen 7 zwei Rollen 8 unter Zwischenschaltung von zylindrischen Wälzkörpern 9 drehbar gelagert, gegen die ein Steuernocken 10 einer Nokkenwelle 11 anläuft, die ihrerseits in bekannter Weise im Zylinderkopf 1 gelagert ist. Durch diese in Richtung der Ventilachse verschobenen Rollen 8 ist die eingangs beschriebene Verkippung der Brücke 6 an sie führenden Säulen 11a und 16 (siehe Figur 2) minimiert.

Während der Phase, in welcher die Gaswechselventile 2 geschlossen sind und der Steuernocken 10 mit seinem Grundkreis gegen die Rollen 8 anläuft, werden die hydraulischen Spielausgleichselemente 5 eventuell vorhandenes Spiel ausgleichen. Wenn der Steuernocken 10 auf die Rollen 8 aufläuft, wird die Brücke 6 gleichmäßig nach unten bewegt werden und gleichzeitig die beiden Gaswechsel ventile 2 um jeweils denselben Betrag öffnen.

Wie der Figur 1 ebenfalls zu entnehmen ist, ist die Brücke 6 in ihrer die Rollen 8 umgebenden und dem Steuernocken 10 zugewandten Außenfläche 12 wannenförmig ausgebildet. Diese Ausbildung ist als Ölreservoir zur besseren Schmierung der Rollen 8 mit dem Bolzen 7 sowie den Wälzkörpern 9 vorgesehen. Der Bolzen 7 ist dabei mit seinen beiden axialen Endbereichen 13 in einer Aufnahme 14 der Brücke 6 befestigt.

2520-11-DE 5

Diese Aufnahme 14 kann auch aus separat eingestemmten und nicht näher bezeichneten Haltesegmenten bestehen.

Die Führung der Brücke 6 ist aus der Figur 2 ersichtlich. Sie erfolgt mittels zweier Säulen. Die Säule Ha₁ die als einseitig geschlossene Hohlsäule ausgebildet ist, ist mit ihrem unteren Ende im Zylinderkopf 1 befestigt. Sie greift in eine durchgehende Längsbohrung 14a der Brücke 6 ein. Auf der gegenüberliegenden Seite weist diese einen Längsschlitz 15 auf, in den eine zweite Säule 16 eingreift, die an ihrem unteren Ende ebenfalls mit dem Zylinderkopf 1 verbunden ist. Durch diese beiden Säulen 11a und 16 ist eine einwandfreie parallele Führung der Brücke 6 gewährleistet. Als vorteilhaft zur Befestigung der Säulen 11a und 16 an einem benachbarten Teil erweist es sich, diese durch Einpressen oder mittels eines Einschraubgewindes dort zu befestigen.

Eine andere Variante sieht vor, die Säulen 11a und 16 in der Brücke 6 zu befestigen und in Bohrungen 17 des Zylinderkopfes 1 zu führen. Denkbar sind auch Kombinationen der in diesem Absatz genannten Befestigungsarten zur Führung der Brücke 6.

Die hohl ausgebildete Säule 11a dient gleichzeitig zur Zuführung von Öl aus dem Motorölkreislauf zu den hydraulischen Spielausgleichselementen 5. Zu diesem Zweck mündet in ihr unteres Ende ein Ölkanal 18, durch den Motoröl zugeführt wird. Das Öl steigt in einer Bohrung 19 der Säule 11a nach oben und gelangt über Querbohrungen 20 und Verteilerbohrungen in der Brücke 6 zu den beiden hydraulischen Spielausgleichselementen 5.

2520-11-DE

Bezugszahlenliste

1	Zylinderkopf	12	Außenfläche
2	Gaswechselventil	13	Endbereich
3	Ventilführung	14	Aufnahme
4	Ventilfeder	14a	Längsbohrung
5	Spielausgleichselement	15	Längsschlitz
CTl	Brücke	16	Säule
7	Bolzen	17	Bohrung
8	Rolle	18	Ölkanal
9	Wälzkörper	19	Bohrung
10	Steuernocken	20	Bohrung
11	Nockenwelle	21	Mantelfläche
11a	Säule	22	Außenfläche

Claims

INA Wälzlager Schaeffler KG, 91072 Herzogenaurach ANR 17 17 332 2520-11-DE Ansprüche

1. Einrichtung zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechsel ventile (2) einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer von einem Nocken (10) einer Nockenwelle (11) beaufschlagten Brücke (6), die in ihren Endbereichen mit Ventilschaftenden der Gaswechsel ventile (2) in Kontakt steht, wobei in der Brücke (6) ein drehbar gelagerter Nockengegenläufer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockengegenläufer aus zwei, in Nockenwellenrichtung gesehen, zueinander beabstandeten Rollen (8) besteht.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (8) auf einem gemeinsamen Bolzen (7) über eine Nadel lagerung (9) in etwa mittig in der Brücke (6) eingebaut sind, wobei sie die Brücke (6) in Richtung des Nockens (10) nicht oder nur geringfügig überragen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mantelfläche (21) des Nockens (10) parallel zur Axiallinie der Nockenwelle (11) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (8) und/oder die Brücke (6) aus einem Leichtbauwerkstoff hergestellt sind.