[0001] Die Erfindung betrifft eine Kulisse für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf
einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren
zur Montage einer Kulisse gemäß den Merkmalen nach dem Patentanspruch 6.
[0002] Ein gattungsgemäßer hubvariabler Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 102 35 400 A1 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift ist ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
mit einem hubvariablen Ventiltrieb beschrieben, mit einem Schwenkhebel, der einerseits
mit einem Rollenelement mit einem Schwingdrehpunkt auf einer Kulissenbahn einer Kulisse
und andererseits mit einer Steuerbahn auf einem Zwischenelement zu einem Gaswechselventil
spielfrei abgestützt ist. Hierbei ist der Schwenkhebel zur Hubeinstellung zwischen
den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken einer Nockenwelle entgegen einer Kraft
einer Feder gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt von einer Verstelleinrichtung
zur Hubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn gesteuert verschiebbar. Erfindungsgemäß
ist die Kulisse am Zylinderkopf angeordnet, wodurch für den hubvariablen Ventiltrieb
eine höchste Steifigkeit erreicht wird.
[0003] Nachteilig bei dieser Ausführung ist jedoch eine relativ schwierige Fertigung des
hubvariablen Ventiltriebs.
[0004] Eine etwas andere Ausführungsform für einen gattungsgemäßen hubvariablen Ventiltrieb
ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2006 022 489 A1 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform, von der die vorliegende Erfindung ausgeht,
ist die Kulisse nicht ortsfest am Zylinderkopf angeordnet, sondern als separates Bauteil
entweder an ein Wellenlager oder an den Zylinderkopf angeschraubt. Die Kulisse übernimmt
durch je eine Nut zwischen den zwei Kulissenbahnen die seitliche Positionierung des
Schwenkhebels relativ zum Rollenschlepphebel und zur Exzenterwelle. Zum Erreichen
der Toleranzanforderung des Gesamtventiltriebs wird die Kulisse über eine Passschraube/Passbohrung
im Zylinderkopf und in der Kulisse seitlich geführt.
[0005] Der Einsatz einer Passschraube zur seitlichen Positionierung erhöht den Bearbeitungsaufwand
im Zylinderkopf und somit die Kosten Weiter fallen auch Kosten für die separate Schraube
an. Weiter ist die Passbohrung in der Kulisse ist üblicherweise fertig gesintert und
hat damit größere Toleranzen als eine bearbeitete Passbohrung. Die Gesamtanzahl der
Toleranzen in diesem Passsystem (Bohrung-Zylinderkopf-Passschraube-Langlochkulisse)
ist hoch und vergrößert damit die Seitenpositionstoleranz.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, o. g. Nachteile zu vermeiden.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 gelöst.
Bei der Montage wird die Kulisse spielfrei an die Anschlagflächen gedrückt und mit
einer Standardschraube verschraubt. Die Anzahl der Maße in der gesamten Toleranzkette
ist somit deutlich reduziert; es sind keine Spiele vorhanden, die die Positionstoleranz
zusätzlich vergrößern. Es wird keine Passschraube benötigt, im Zylinderkopf bzw. Wellenlager
und in der Kulisse ist keine Passbohrungen zu fertigen.
[0008] Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 können die Anschläge sowohl als plane
Fläche, als gekrümmte Fläche oder als ballige Fläche ausgeführt sein.
[0009] Das Verfahren zur Montage der Kulisse gemäß Patentanspruch 3 vereinfacht die Montage
gegenüber dem Stand der Technik erheblich und reduziert in vorteilhafter Weise die
Herstellkosten.
[0010] Im Folgenden ist die Erfindung anhand von 3 Figuren näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine Seitenansicht eines hubvariablen Ventiltriebs gemäß dem Stand der Technik.
- Fig. 2
- zeigt eine Unteransicht einer erfindungsgemäßen Kulisse.
- Fig. 3
- zeigt die erfindungsgemäße Kulisse verbaut an einem Wellenlager.
[0011] Im Folgenden gelten in den Fig. 1 bis 3 für gleiche Elemente die gleichen Bezugsziffern.
[0012] Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Zylinderkopf 4. Der Zylinderkopf 4 ist für
eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung sowie einer Kraftstoffeinspritzung direkt
in einen nicht dargestellten Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen. Für jeden
Zylinder sind zwei Gaswechseleinlass- und zwei Gaswechselauslassventile vorgesehen,
wobei in Fig. 1 jeweils nur eines sichtbar ist. Einlassseitig, zwischen den Gaswechseleinlassventilen
ist ein Kraftstoffinjektor 17 zur Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder angeordnet.
Zwischen den Gaswechselauslass- und den Gaswechseleinlassventilen ist ferner eine
Zündkerze 18 angeordnet. Der Injektor 17 und die Zündkerze 18 ragen jeweils mit ihren
Spitzen in den Zylinder der Brennkraftmaschine. Ferner verfügt der Zylinderkopf einlassseitig
über einen hubvariablen Ventiltrieb 3. Der Ventiltrieb 3 verfügt über einen Schwenkhebel
5, der einerseits mit einem Rollelement 6 auf einen Schwingdrehpunkt 6' auf einer
Kulissenbahn 1' einer Kulisse 1 und andererseits mit einer Steuerbahn 5' auf einem
Zwischenelement 7 zu einem Gaswechselventil 8 spielfrei abgestützt ist. Der Schwenkhebel
5 ist zur Hubeinstellung der Gaswechselventile zwischen den Abstützpunkten einerseits
von einem Nocken 9' einer Nockenwelle 9 entgegen einer Kraft einer Feder 10 gesteuert
schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt 6' von einer Verstelleinrichtung
11, in diesem Ausführungsbeispiel ein Exzenter, zur Hubhöhenverstellung parallel zur
Kulissenbahn 1' gesteuert verschiebbar. Dies ist - wie bereits erwähnt - ein bekannter
Ventiltrieb gemäß dem Stand der Technik.
[0013] Fig. 2 zeigt eine Unteransicht auf die neue, erfindungsgemäße Kulisse 1. Die Kulisse
1 weist drei im rechten Winkel zueinander ausgerichtete Anschläge 12, 13, 14 gegenüber
dem Wellenlager 2 auf und ist mit einer lösbaren Verbindung 15, dargestellt in Fig.
3, an das Wellenlager 2 montierbar. Durch den ersten Anschlag 12, der eine Montagefläche
ist, ist eine exakte Höhe der Kulissenbahn 1' definiert. Durch den zweiten Anschlag
13, der parallel zur Nockenwelle 9 ausgerichtet ist, ist ein Abstand zur Nockenwelle
9 exakt definiert. Durch den dritten Anschlag 14, der normal zur Nockenwelle 9 ausgerichtet
ist, ist eine exakte seitliche Lage der Kulissenbahnen 1' zum Wellenlager 2 definiert.
[0014] Die Anschläge 12, 13, 14 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Flächenberührung
ausgeführt. In anderen Ausführungsbeispielen können die Anschläge jedoch auch durch
eine Punkt- und/oder Linien- und/oder Flächenberührung dargestellt sein.
[0015] Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Kulisse 1, die auf einem Wellenlager
2 verbaut ist. Das Montagemittel 15 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schraube.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Kulisse 1 auch direkt an dem Zylinderkopf
4 verbaut werden.
[0016] Erfindungsgemäß erfolgt die Montage der Kulisse 1 auf dem Lagerstuhl 2 bzw. dem Zylinderkopf
4 mit folgenden Verfahrensschritten:
- Positionieren der Kulisse 1 mit allen drei Anschlägen 12, 13, 14 an das Wellenlager
2 oder den Zylinderkopf 4,
- Festziehen der lösbaren Verbindung 15 mit einem definierten Anzugsmoment.
[0017] Bei der Montage wird die Kulisse 1 spielfrei an die Anschlagsflächen 12, 13, 14 gedrückt
und mit einer kostengünstigen Standardschraube verschraubt. Die Anzahl der Maße in
der Toleranzkette ist dadurch deutlich reduziert; Es sind keine Spiele vorhanden,
die die Positionstoleranz zusätzlich vergrößern würden. Es wird keine teure Passschraube
benötigt, im Zylinderkopf 4, bzw. im Wellenlager 2 und in der Kulisse 1 sind keine
Passbohrungen zu fertigen.
Bezugszeichenliste:
[0018]
- 1.
- Kulisse
- 1'
- Kulissenbahn
- 2.
- Wellenlager
- 3.
- Ventiltrieb
- 4.
- Zylinderkopf
- 5.
- Schwenkhebel
- 5'
- Steuerbahn
- 6.
- Rollenelement
- 6'
- Schwingdrehpunkt
- 7.
- Zwischenelement
- 8.
- Gaswechselventil
- 9.
- Nockenwelle
- 9'
- Nocke
- 10.
- Feder
- 11.
- Verstelleinrichtung
- 12.
- erster Anschlag
- 13.
- zweiter Anschlag
- 14.
- dritter Anschlag
- 15.
- lösbare Verbindung
- 16.
- Spielausgleichselement
- 17.
- Injektor
- 18.
- Zündkerze
1. Hubvariabler Ventiltrieb (3) für eine Brennkraftmaschine, mit einer Kulisse (1), die
an ein Wellenlager (2) oder einen Zylinderkopf (4) der Brennkraftmaschine montierbar
ist, wobei der Ventiltrieb einen Schwenkhebel (5) umfasst, der einerseits mit einem
Rollenelement (6) mit einem Schwingdrehpunkt (6') auf einer Kulissenbahn (1') der
Kulisse (1) und andererseits mit einer Steuerbahn (5') auf einem Zwischenelement (7)
zu einem Gaswechselventil (8) spielfrei abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel (5)
zur Hubeinstellung zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken (9') einer
Nockenwelle (9) entgegen einer Kraft einer Feder (10) gesteuert schwenkbar und andererseits
der Schwingdrehpunkt (6') von einer Verstelleinrichtung (11) zur Hubhöhenverstellung
parallel zur Kulissenbahn (1') gesteuert verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (1) drei im rechten Winkel zueinander ausgerichtete Anschläge (12, 13,
14) gegenüber dem Wellenlager (2) oder dem Zylinderkopf (4) aufweist und mit einer
lösbaren Verbindung (15) spielfrei an das Wellenlager (2) oder den Zylinderkopf (4)
montierbar ist, wobei der erste Anschlag (12) eine Montagefläche ist, durch den spielfrei
eine Höhe der Kulissenbahn (1') definiert ist und wobei der zweite Anschlag (13) parallel
zur Nockenwelle (9) ausgerichtet ist, durch den spielfrei ein Abstand zur Nockenwelle
(9) definiert ist und wobei der dritte Anschlag (14) normal zur Nockenwelle (9) ausgerichtet
ist, durch den spielfrei eine seitliche Lage zum Wellenlager (2) definiert ist.
2. Hubvariabler Ventiltrieb nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (12, 13, 14) durch eine Punkt- und/oder Linien- und/oder Flächenberührung
dargestellt sind.
3. Verfahren zur Montage einer Kulisse (1) auf einem Lagerstuhl (2) oder einem Zylinderkopf
(4) nach Patentanspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte:
- Positionieren der Kulisse (1) mit allen drei Anschlägen (12, 13, 14) an das Wellenlager
(2),
- Festziehen der lösbaren Verbindung (15) mit einem definierten Anzugsmoment.
1. A variable-stroke valve drive (3) for an internal combustion engine, comprising a
connecting link (1) mounted on a shaft bearing (2) or a cylinder head (4) of the engine,
wherein the valve drive has a rocking lever (5) supported without clearance at one
end by a roller element (6) having a centre of oscillation (6') on a path (1') of
the connecting link (1), the outer end being supported without clearance on a control
path (5') leading to an intermediate element (7) leading to a gas change valve (8),
wherein the rocking lever (5) is pivotable in controlled manner in order to adjust
the stroke between the supporting points on the one hand of a cam (9') on a camshaft
(9) against the force of a spring (10) and on the other hand the centre of oscillation
(6') is adjustable in controlled manner by an adjusting device (11) for adjusting
the height of stroke parallel to the path (1') of the connecting link, characterised in that the connecting link (1) has three stops (12, 13, 14) aligned at right angles to one
another against the shaft bearing (2) or the cylinder head (4) and may be fitted with
a releasable connection (15) without clearance against the shaft bearing (2) or the
cylinder head (4), wherein the first stop (12) is an assembly surface for defining
the height of the path (1') without clearance and wherein the second stop (13) is
aligned parallel to the camshaft (9) and without clearance defines a distance to the
camshaft (9) and wherein the third stop (14) is aligned at right angles to the camshaft
(9) and without clearance defines a lateral position relative to the shaft bearing
(2).
2. A variable stroke valve drive according to claim 1,
characterised in that the stops (12, 13, 14) are represented by point and/or line and/or surface contact.
3. A method of fitting a connecting link (1) on a thrust bearing (2) or a cylinder head
(4) according to claim 1 or claim 2,
characterised by the following steps:
- positioning the connecting link (1) with all three stops (12, 13, 14) on the shaft
bearing (2), and
- tightening the releasable connection (15) with a defined starting torque.
1. Entraînement de soupape (3) à levée variable de moteur thermique comportant :
- une coulisse (1) montée sur un palier d'arbre (2) ou une tête de cylindre (4) du
moteur thermique,
- l'entraînement de soupape comprenant un culbuteur (5) appuyé sans jeu d'une part
par un élément de roulement (6) avec un point de rotation de pivotement (6') sur un
chemin (1') de la coulisse (1) et d'autre part, contre un chemin de commande (5')
d'un élément intermédiaire (7) pour la soupape (8),
- le culbuteur (5) étant d'une part commandé de manière pivotante pour régler la levée
entre les points d'appui d'une part par une came (9') d'un arbre à cames (9) contre
la force d'un ressort (10) et d'autre part le point de rotation (6') est coulissé
de manière commandée par l'installation de réglage (11) pour régler la levée, parallèlement
au chemin de coulisse (1'),
entraînement caractérisé en ce que
- la coulisse (1) comporte trois butées (12, 13, 14) perpendiculaires l'une par rapport
au palier d'arbre (2) ou à la tête de cylindre (4) et elle est montée sans jeu par
une liaison amovible (15) sur le palier d'arbre (2) ou la tête de cylindre (4),
* la première butée (12) étant une surface de montage qui définit sans jeu la hauteur
du chemin de coulisse (1'),
* la seconde butée (13) étant orientée parallèlement à l'arbre à cames (9) pour définir
sans jeu la distance par rapport à l'arbre à cames (9), et
* la troisième butée (14) étant orientée perpendiculairement à l'arbre à cames (9)
pour définir sans jeu la position latérale par rapport au palier d'arbre (2).
2. Entraînement de soupape de levée variable selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
les butées (12, 13, 14) sont constituées par des contacts ponctuels et/ou linéaires
et/ou surfaciques.
3. Procédé de montage d'une coulisse (1) sur un palier d'arbre (2) ou une tête de cylindre
(4) selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'
- on positionne la coulisse (1) avec les trois butées (12, 13, 14) sur le palier d'arbre
(2),
- on serre la liaison amovible (15) avec un couple de serrage défini.
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