EP0733783A1 - Schwinghebel-Anordnung - Google Patents

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EP0733783A1
EP0733783A1 EP96101130A EP96101130A EP0733783A1 EP 0733783 A1 EP0733783 A1 EP 0733783A1 EP 96101130 A EP96101130 A EP 96101130A EP 96101130 A EP96101130 A EP 96101130A EP 0733783 A1 EP0733783 A1 EP 0733783A1
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rocker arm
valve
rocker
hydraulic
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/2405—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the cylinder head and rocker arm

Definitions

  • the invention relates to a rocker arm arrangement for actuating a lift valve of an internal combustion engine with at least two rocker arms interacting with different cams, which can be coupled to one another, and is based on DE 43 20 902 C1.
  • the known rocker arm arrangement - this term should also include rocker arm or rocker arm arrangements - is fundamentally advantageous and suitable for actuating a globe valve with different stroke profiles, but in the known state of the art there is no possibility for a (stationary) valve clearance compensation, given in particular for hydraulic valve clearance compensation.
  • the object of the invention is therefore to demonstrate a particularly functionally reliable and simple construction, with the aid of which an automatic (stationary) valve lash adjuster can be implemented on a rocker arm arrangement according to the preamble of the main claim.
  • the rocker arms are mounted on an associated axle piece, which is in particular a hydraulic Valve clearance compensation element is supported.
  • Advantageous training and further education are included in the subclaims.
  • Fig. 1 shows a side view
  • Fig. 2 shows a top view with the omission of the two cams acting on the rocker arm
  • Fig. 3 shows the section A-A from Fig. 2.
  • the reference numeral 1 designates a normally arranged lift valve (for example intake valve) of an internal combustion engine.
  • This lift valve 1 can be opened by a rocker arm arrangement 2 consisting of two rocker arms 2a, 2b, while the closing movement of the lift valve 1 is initiated as usual by a valve closing spring 3.
  • the two rocker arms 2a, 2b are arranged side by side, as shown in particular in FIG. 2, the first rocker arm 2a being forked and virtually enclosing the second rocker arm 2b.
  • the first rocking lever 2a acts with its free end 4 directly on the free end of the stem of the lift valve 1.
  • a locking piston 5 is mounted in the free end 4 of the first rocking lever 2a, which can lie completely in the rocking lever 2a, but which, alternatively, can also be partially inserted into a receiving bore 7 provided in the end face of the second rocking lever 2b in a manner to be explained later, according to arrow direction 6 can be, whereby the two rocker arms 2a, 2b are then coupled to each other.
  • Each of the rocker arms 2a, 2b interacts with its own cam 8, 8 '.
  • Two first cams 8 roll on the contact surfaces of the first rocker arm 2a, which are designed as sliding blocks 9 and, taken on their own, cause a relatively small valve lift profile of the lift valve 1.
  • a second cam 8 ' on the other hand designed larger valve stroke course and arranged between the two first cams 8, acts on the second rocker arm 2b and for this purpose rolls on a roller 10 suitably attached to the rocker arm 2b. If the two rocker arms 2a, 2b are thus coupled to one another, then the lift valve 1 is actuated by the cam 8 ′ acting on the rocker arm 2b due to the larger lift valve lift profile. In the case of decoupling of the two rocker arms 2a, 2b, on the other hand, the lift valve 1 is actuated solely by the rocker arm 2a or by the cams 8 acting thereon.
  • Automatic valve lash compensation in particular hydraulic valve lash compensation, is to be implemented in a simple manner on the described rocker arm arrangement 2 for actuating a lift valve 1. If only a single rocker arm is provided, then an automatic valve lash adjuster is usually realized in that this single rocker arm of a lift valve is supported on a hydraulic valve lash adjuster element.
  • a single hydraulic valve lash adjuster 11 assigned to the lift valve 1 is provided.
  • this is designed as a plug-in element and is mounted in the cylinder head 12 of the internal combustion engine, which is only shown schematically.
  • the two rocker arms 2a, 2b are jointly supported on this hydraulic valve lash compensation element 11.
  • it carries an axle piece 13 on which the two rocker arms 2a, 2b are mounted with their ends facing away from the cams 8, 8 'and the lift valve 1.
  • the axle piece 13 is in a preferred embodiment of the invention on the receptacle 11 'of the valve clearance compensation element 11 pressed on.
  • the axle piece 13 or its longitudinal axis of symmetry forms the axis of rotation when these rocker arms 2a, 2b are deflected under the action of the rotating cams 8, 8 '.
  • a torsion leg spring 14 is provided for the second rocker arm 2b, which ensures permanent contact between the rocker arm 2b and the cam 8 'assigned to it guaranteed.
  • this torsion leg spring 14 is arranged essentially engaging on the rocking lever 2b opposite the cam 8 '.
  • the locking piston 5 is mounted in the free end 4 of the first rocker arm 2a.
  • a return spring 15 is provided which usually holds the locking piston 5 in the decoupled position, that is to say under the action of the return spring 15, the locking piston 5 is located completely within the free end 4 of the first rocker arm 2a, so that the two rocker arms 2a, 2b are decoupled from one another are. This state is shown in Fig. 1 for the lower half and in Fig. 2 for the upper half of the locking piston 5.
  • the locking piston 5 By acting on the end of the locking piston 5 facing away from the second rocking lever 2b with a suitable hydraulic medium under sufficiently high pressure, the locking piston 5 can now be partially pushed out of the free end 4 of the rocking lever 2a in the direction of arrow 6 and thereby get into the receiving bore 7 in the second rocking lever 2b , as shown in Fig. 1 for the upper half and in Fig. 2 for the lower half of the locking piston 5.
  • the hydraulic medium required for displacing the locking piston 5 is supplied to the side of the locking piston 5 facing away from the second rocker arm 2b through a hydraulic channel 16 which is located in the first rocker arm 2a.
  • the hydraulic medium is removed from a storage space, not shown, of the hydraulic valve lash compensation element 11, which is provided on this valve lash compensation element 11 as usual and is known to the person skilled in the art, via a channel bore provided in the receptacle 11 '.

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Abstract

Beschrieben ist eine Anordnung von zumindest zwei Schwinghebeln zur Betätigung eines Hubventiles, die mit verschiedenen Nocken zusammenwirken und aneinander ankoppelbar sind, um unterschiedliche Ventilhubverläufe realisieren zu können. Die beiden Schwinghebel sind auf einem ihnen zugeordneten Achsstück gelagert, das sich auf einem insbesondere hydraulischen Ventilspielausgleichselement abstützt. Dies ermöglicht einen einfachen selbsttätigen Ventilspielausgleich bei äußerst einfacher Konstruktion.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schwinghebel-Anordnung zur Betätigung eines Hubventiles einer Brennkraftmaschine mit zumindest zwei mit verschiedenen Nocken zusammenwirkenden Schwinghebeln, die aneinander koppelbar sind und geht aus von der DE 43 20 902 C1.
  • Die bekannte Schwinghebel-Anordnung - unter diesen Begriff sollen auch Kipphebel- oder Schlepphebel-Anordnungen fallen - ist grundsätzlich vorteilhaft und dazu geeignet, ein Hubventil mit verschiedenen Hubverläufen zu betätigen, jedoch ist beim bekannten Stand der Technik keine Möglichkeit für einen (ruhenden) Ventilspielausgleich, insbesondere für einen hydraulischen Ventilspielausgleich gegeben. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine besonders funktionssichere und einfache Konstruktion aufzuzeigen, mit Hilfe derer an einer Schwinghebel-Anordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ein selbsttätiger (ruhender) Ventilspielausgleich realisiert werden kann.
    Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Schwinghebel auf einem ihnen zugeordneten Achsstück gelagert sind, das sich auf einem insbesondere hydraulischen Ventilspielausgleichselement abstützt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
  • Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, dabei zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 eine Aufsicht unter Weglassung der beiden auf die Schwinghebel einwirkenden Nocken, sowie Fig. 3 den Schnitt A-A aus Fig. 2.
  • Mit der Bezugsziffer 1 ist ein wie üblich angeordnetes Hubventil (beispielsweise Einlaßventil) einer Brennkraftmaschine bezeichnet. Geöffnet werden kann dieses Hubventil 1 durch eine Schwinghebel-Anordnung 2, bestehend aus zwei Schwinghebeln 2a, 2b, während die Schließbewegung des Hubventiles 1 wie üblich durch eine Ventilschließfeder 3 initiiert wird. Die beiden Schwinghebel 2a, 2b sind nebeneinanderliegend angeordnet, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, wobei der erste Schwinghebel 2a gegabelt ausgebildet ist und den zweiten Schwinghebel 2b quasi umschließt. Der erste Schwinghebel 2a wirkt mit seinem freien Ende 4 direkt auf das freie Ende des Schaftes des Hubventiles 1 ein. Ferner ist im freien Ende 4 des ersten Schwinghebels 2a ein Verriegelungskolben 5 gelagert, der vollständig im Schwinghebel 2a liegen kann, der aber alternativ auch auf später noch zu erläuternde Weise gemäß Pfeilrichtung 6 teilweise in eine in der Stirnseite des zweiten Schwinghebels 2b vorgesehene Aufnahmebohrung 7 eingeführt werden kann, wodurch dann die beiden Schwinghebel 2a, 2b aneinander gekoppelt sind.
  • Jeder der Schwinghebel 2a, 2b wirkt mit einem eigenen Nocken 8, 8' zusammen. Zwei erste Nocken 8 wälzen auf den als Gleitsteine 9 ausgebildeten Kontaktflächen des ersten Schwinghebels 2a ab und rufen für sich alleine betrachtet einen relativ geringen Ventilhubverlauf des Hubventiles 1 hervor. Ein zweiter Nocken 8', der auf einen demgegenüber größeren Ventilhubverlauf hin ausgelegt und zwischen den beiden ersten Nocken 8 angeordnet ist, wirkt auf den zweiten Schwinghebel 2b ein und wälzt hierzu auf einer am Schwinghebel 2b geeignet befestigten Rolle 10 ab. Sind somit die beiden Schwinghebel 2a, 2b aneinander gekoppelt, so wird das Hubventil 1 aufgrund des größeren Hubventilhubverlaufes durch den bzw. entsprechend dem auf den Schwinghebel 2b einwirkenden Nocken 8' betätigt. Im Falle der Entkoppelung der beiden Schwinghebel 2a, 2b hingegen wird das Hubventil 1 alleine vom Schwinghebel 2a bzw. von den auf diesen einwirkenden Nocken 8 betätigt.
  • Auf einfache Weise soll an der beschriebenen Schwinghebel-Anordnung 2 zur Betätigung eines Hubventiles 1 ein selbsttätiger Ventilspielausgleich, insbesondere ein hydraulischer Ventilspielausgleich realisiert werden. Ist lediglich ein einziger Schwinghebel vorgesehen, so wird üblicherweise ein selbsttätiger Ventilspielausgleich dadurch realisiert, daß sich dieser einzige Schwinghebel eines Hubventiles auf einem hydraulischen Ventilspielausgleichselement abstützt.
  • Auch bei der vorliegenden Erfindung ist lediglich ein einziges, dem Hubventil 1 zugeordnetes hydraulisches Ventilspielausgleichselement 11 vorgesehen. Dieses ist wie üblich als Einsteckelement ausgebildet und im lediglich schematisch dargestellten Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine gelagert. Erfindungsgemäß stützen sich die beiden Schwinghebel 2a, 2b gemeinsam auf diesem hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselement 11 ab. Hierzu trägt dieses ein Achsstück 13, auf dem die beiden Schwinghebel 2a, 2b mit ihren den Nocken 8, 8' bzw. dem Hubventil 1 abgewandten Ende gelagert sind.
  • Das Achsstück 13 ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf die Aufnahme 11' des Ventilspielausgleichselementes 11 aufgepreßt. Bezüglich der Schwinghebel 2a, 2b bildet das Achsstück 13 bzw. dessen Symmetrie-Längsachse dabei die Drehachse, wenn diese Schwinghebel 2a, 2b unter Einwirkung der rotierenden Nocken 8, 8' ausgelenkt werden. Während dabei der Schwinghebel 2a durch das Hubventil 1 bzw. die Ventilschließfeder 3 gegen dessen zugeordnete Nocken 8 gepreßt wird, ist für den zweiten Schwinghebel 2b eine Torsions-Schenkelfeder 14 vorgesehen, die einen dauernden Kontakt zwischen dem Schwinghebel 2b sowie dem diesem zugeordneten Nocken 8' gewährleistet. Hierzu ist diese Torsions-Schenkelfeder 14, anstelle derer aber auch ein anderes geeignetes Federelement eingesetzt werden kann, im wesentlichen dem Nocken 8' gegenüberliegend am Schwinghebel 2b angreifend angeordnet.
  • Wie bereits erwähnt ist der Verriegelungskolben 5 im freien Ende 4 des ersten Schwinghebels 2a gelagert. Dabei ist eine Rückzugfeder 15 vorgesehen, die den Verriegelungskolben 5 üblicherweise in der entkoppelten Stellung hält, d. h. unter Krafteinwirkung der Rückzugfeder 15 befindet sich der Verriegelungskolben 5 vollständig innerhalb des freien Endes 4 des ersten Schwinghebels 2a, so daß die beiden Schwinghebel 2a, 2b voneinander entkoppelt sind. Dieser Zustand ist in Fig. 1 für die untere Hälfte und in Fig. 2 für die obere Hälfte des Verriegelungskolbens 5 dargestellt. Durch Beaufschlagung des dem zweiten Schwinghebel 2b abgewandten Ende des Verriegelungskolbens 5 mit einem geeigneten Hydraulikmedium unter ausreichend hohem Druck kann nun der Verriegelungskolben 5 gemäß Pfeilrichtung 6 teilweise aus dem freien Ende 4 des Schwinghebels 2a ausgeschoben werden und dabei in die Aufnahmebohrung 7 im zweiten Schwinghebel 2b gelangen, wie dies in Fig. 1 für die obere Hälfte und in Fig. 2 für die untere Hälfte des Verriegelungskolbens 5 gezeigt ist.
  • Dann sind die beiden Schwinghebel 2a, 2b miteinander formschlüssig verbunden bzw. aneinander angekoppelt.
  • Das zur Verschiebung des Verriegelungskolbens 5 benötigte Hydraulikmedium wird auf die dem zweiten Schwinghebel 2b abgewandte Seite des Verriegelungskolbens 5 durch einen Hydraulikkanal 16, der sich im ersten Schwinghebel 2a befindet, zugeführt. Entnommen wird dabei das Hydraulikmedium einem nicht gezeigten Vorratsraum des hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselementes 11, der aber an diesem Ventilspiel-Ausgleichselement 11 wie üblich vorgesehen und dem Fachmann bekannt ist, über eine in der Aufnahme 11' vorgesehene Kanalbohrung. Durch Anlegen eines unterschiedlichen hydraulischen Druckes in diesem Vorratsraum können somit die beiden Schwinghebel 2a, 2b aneinander angekoppelt oder voneinander entkoppelt werden. Jedoch kann dies sowie weitere Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets erhält man mit der beschriebenen Schwinghebel-Anordnung 2 einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf konstruktiv einfache Weise einen einfachen Fertigungstoleranzenausgleich bietet, geringe reduzierte Massen enthält, als Vormontageeinheit ausbildbar ist und lediglich wenig Bauraum beansprucht.

Claims (5)

  1. Schwinghebel-Anordnung zur Betätigung eines Hubventiles (1) einer Brennkraftmaschine mit zumindest zwei mit verschiedenen Nocken (8, 8') zusammenwirkenden Schwinghebeln (2a, 2b), die aneinander koppelbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinghebel (2a, 2b) auf einem ihnen zugeordneten Achsstück (13) gelagert sind, das sich auf einem insbesondere hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselement (11) abstützt.
  2. Schwinghebel-Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Achsstück (13) auf die Aufnahme (11') des Ventilspiel-Ausgleichselementes (11) aufgepreßt ist.
  3. Schwinghebel-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein die Koppelung bewerkstelligender Verriegelungskolben (5) gegen Federkraft durch ein über die Schwinghebel-Lagerstelle zugeführtes Hydraulikmedium bewegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikmedium dem Vorratsraum des hydraulischen Ventilspielausgleichselementes (11) entnommen wird.
  4. Schwinghebel-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß am sich nicht direkt auf dem Hubventil (1) abstützenden Schwinghebel (2b) im wesentlichen dem Nocken (8) gegenüberliegend ein insbesondere als Torsions-Schenkelfeder (14) ausgebildetes Federelement angreift.
  5. Schwinghebel-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwinghebel (2a) gegabelt ausgebildet ist und den zweiten Schwinghebel (2b) umgreift.
EP96101130A 1995-03-20 1996-01-26 Schwinghebel-Anordnung zur Betätigung eines Hubventils Expired - Lifetime EP0733783B1 (de)

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DE19510106A DE19510106A1 (de) 1995-03-20 1995-03-20 Schwinghebel-Anordnung

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