[0001] Die Erfindung betrifft einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Ein derartiger rein mechanisch wirkender Ventilspielausgleich bietet gegenüber den
weit verbreiteten hydraulisch arbeitenden Ausgleichselementen den Vorteil, daß er
keine Abhängigkeit vom Ölkreislauf der mit dem Ventil ausgerüsteten Maschine besitzt.
[0002] Ein Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus der DE-PS 1 187
061 in der Weise bekannt, daß der Kipphebel im Bereich seines auf dem freien Ende
des Ventilschafts aufliegenden Endes mit einem Ausgleichsstück versehen ist, das mittels
einer zusätzlchen Halteklammer in einer zylindrischen Reibpfanne am eigentlichen Kipphebel
ruht, die quer zur Schwenkebene des Kipphebels als schiefe Ebene ausgebildet ist.
Durch unterschiedliche Reibmomente, die auf das Ausgleichsstück in der Reibpfanne
und an seiner Berührungsstelle mit dem Ventilschaft wirken, und durch eine der schiefen
Ebene zugeordnete Feder wird während der Betätigung des Ventils eine Verkürzung des
Ventilhubs durch Wandern des Ausgleichsstücks längs der schiefen Ebene hervorgerufen,
und nach Beendigung der Betätigungskräfte für das Ventil, also bei in Ruhestellung
befindlichem Ventil, verschiebt die mehrfach erwähnte Feder das Ausgleichsstück im
Sinne einer Beseitigung des Ventilspiels längs der schiefen Ebene.
[0003] Diese bekannte Vorrichtung besitzt insbesondere die Nachteile, daß die eigentliche
Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung die oszillierende Masse des Kipphebels erheblich
vergrößert und daß sie auch deshalb relativ viel Platz benötigt, weil die schiefe
Ebene einen relativ großen Verstellbereich für das Ausgleichsstück gewährleisten muß.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs so auszubilden, daß die mechanische Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung
die oszillierende Masse des Kipphebels praktisch nicht vergrößert und die Abmessungen
dieser Einrichtung zur Sicherstellung des erforderlichen Verstellbereichs relativ
klein sind.
[0005] Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen
des Patentanspruchs.
[0006] Infolge Anordnung der Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung in unmittelbarer Nähe
der ortsfesten Schwenkachse des Kipphebels tragen die Bestandteile dieser Einrichtung
nur minimal zur Vergrößerung der oszillierenden Masse des Kipphebels bei. Infolge
der Tatsache, daß die Einrichtung mit Änderung des übersetzungsverhältnisses des
Kipphebels arbeitet, also durch Verlängerung bzw. Verkürzung der Hebelarme desselben,
bedeutet jede Verlängerung eines der Hebelarme zugleich eine Verkürzung des anderen
Hebelarms, so daß die Auslegung der Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung nur wenig
Platz beansprucht.
[0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert,
deren Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, wiedergibt, während Fig. 2
eine Draufsicht ist.
[0008] Die wesentlichen Bestandteile des Ventilantriebs sind der in Pfeilrichtung rotierende
Nocken 1, der bei einer Brennkraftmaschine in üblicher Weise auf einer von der Maschine
selbst angetriebenen Nockenwelle sitzt, und der Kipphebel 2, der um die ortsfest und
drehfest gelagerte Schwenkachse 3 schwingt. Die Achse der Schwenkachse 3 ist mit
4 bezeichnet; um diese Achse 4 schwingt der Kipphebel 2 in bestimmten Betriebsphasen
des Ventilantriebs.
[0009] Während der Kipphebel 2 mit seinem in den Figuren rechten Ende in diesem Ausführungsbeispiel
zwecks Reibungsverminderung über die Rollen 5 auf dem rotierenden Nocken aufliegt
und dessen Hubbewegungen demgemäß mitmacht, ist sein in der Figur linkes Ende bei
6 zur abwälzenden Auflage auf dem freien Ende des Ventilschafts 7 eingerichtet; von
dem Hubventil ist im übrigen nur noch die Schließfeder 8 dargestellt, da es sich
um ein Hubventil bestens bekannten Aufbaus handelt.
[0010] Wie aus den Figuren ersichtlich, ist auf der Schwenkachse 3 mit Reibschluß die kreisscheibenförmige
Exzenterscheibe 9 gelagert, die mit der Ausnehmung 10 zur Aufnahme eines Endes der
in Umfangsrichtung wirkenden Feder 11 versehen ist, deren anderes Ende in die Ausnehmung
12 der Schwenkachse gesteckt ist. Die beiden Teile 3 und 9 sind also federnd gegeneinander
verspannt. Die Achse der Exzenterscheibe 9 ist mit 13 bezeichnet.
[0011] Die Exzenterscheibe 9 ist reibschlüssig von der zylindrischen Buchse 14 umgeben,
die die Ausnehmung 15 zur Aufnahme des radialen Anschlags 16 an der Schwenkachse 3
aufweist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, schließen die beiden Ränder 17 und 18 dieser
radialen Ausnehmung 15 den radialen Anschlag 16 mit begrenztem Umfangsspiel ein.
[0012] Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich in der gezeichneten Lage
der verschiedenen Bestandteile des Ventilantriebs bei geschlossenem Ventil (der Ventilschaft
7 hat seine höchste Stellung eingenommen) die Exzentrizität e der Exzenterscheibe
9 praktisch in Richtung der Achse des Kipphebels 2. In Verbindung mit dem begrenzten
Spiel zwischen den Rändern 17 und 18 der Ausnehmung 15 und der Richtung des von der
Feder 11 auf die Exzenter scheibe 9 ausgeübten Schwenkmoments hat dies folgende Arbeitsweise
des dargestellten Ventilantriebs zur Folge:
[0013] Zu Beginn der Ventilbetätigung, also bei Wirksamwerden des eigentlichen Nockens
1, schwenkt dieser den Kipphebel 2 in den Figuren entgegen dem Uhrzeigersinne. An
diesen Schwenkbewegungen nehmen auch die Teile 14 und 9 zunächst teil; während dieser
ersten Phase der Schwenkbewegung erfolgt die Schwenkung also um die Achse 4. Sobald
durch die Schwenkbewegung der Buchse 14 der Rand 18 ihrer Ausnehmung 15 zur Anlage
an dem Anschlag 16 gelangt, wird dadurch eine weitere Verschwenkung der Teile 9 und
14 verhindert, d.h. der Kipphebel 2 schwenkt nunmehr, weiter entgegen dem Uhrzeigersinn,
um die Achse 13, so daß der in den Figuren linke Arm des Kipphebels 2 verkürzt und
der in den Figuren rechte Arm des Kipphebels um den gleichen Betrag verlängert wird.
Auch bei einer relativ kleinen Exzentrizität e tritt daher eine relativ große Verkleinerung
des übersetzungsverhältnisses des Kipphebels 2 und damit eine Verkürzung des Ventilhubs
auf.
[0014] Bei Beginn der Schließbewegung des Ventils, die durch den Beginn der Schwenkbewegung
des Kipphebels 2 in den Figuren im Uhrzeigersinne eingeleitet wird, erfolgt durch
das Spiel zwischen dem Anschlag 16 einerseits und dem Rand 17 der Ausnehmung 15 andererseits
zunächst eine Mitnahme der Bestandteile 9 und 14 der Spielausgleichseinrichtung in
entgegengesetzter Richtung, bis der Rand 17 zur Anlage an dem Anschlag 16 gelangt.
Nach wie vor sind aber infolge der Wirksamkeit des Nockens 1 die Reibkräfte bzw. Reibmomente
so groß, daß das von der Feder 11 ausgeübte Moment keine Relativbewegung der Exzenterscheibe
9 relativ zur Schwenkachse 3 zur Folge hat. Auch während der zweiten Phase der Schließbewegung
des Ventils, d.h. nach Wirksamwerden des Randes 17, erfolgt daher noch kein Spielausgleich.
Dieser kann erst dann erfolgen, wenn die übertragungskräfte zwischen Nocken 1 und
freiem Ende des Ventilschafts 7 praktisch verschwunden sind. Jetzt schwenkt das von
der Feder 1 1 ausgeübte Moment die Exzenterscheibe 9, bis eine feste Auflage der Rollen
5 auf dem Nocken 1 hergestellt ist.
[0015] Mit der Erfindung ist also eine selbsttätig arbeitende mechanische Einrichtung zur
Ventilspielbeseitigung geschaffen, deren wesentlicher Vorteil in einer nur minimalen
Vergrößerung der oszillierenden Masse des Kipphebels 2 zu sehen ist.
Ventilantrieb für ein Hubventil, insbesondere für ein Ladungswechselventil einer
Brennkraftmaschine, die einem rotierenden Nocken und einem ortsfest schwenkbar gelagerten
Übertragungshebel nach Art eines Kipphebels, der im Bereich eines seiner Enden zur
Auflage auf dem Nocken und im Bereich seines anderen Endes zur Auflage auf dem freien
Ende des Ventilschafts eingerichtet ist, sowie mit einer mechanischen Einrichtung
zur Ventilspielbeseitigung, die unter Verwendung von Reibungs- und Federkräften
während der Ventilbetätigung eine Verkürzung des Ventilhubs und anschließend bei
geschlossenem Ventil die Spielbeseitigung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schwenklager auf einer orts- und drehfesten Achse (3) reibschlüssig eine kreisscheibenförmige
Exzenterscheibe (9) und reibschlüssig auf dieser eine zylindrische Buchse (14) enthält,
die reibschlüssig von einer Ausnehmung im Übertragungshebel (2) aufgenommen und mit
einer radialen Ausnehmung (15) versehen ist, die mit begrenztem Spiel einen radialen
Anschlag (16) an der Achse (3) aufnimmt, die mit der Exzenterscheibe (9) über eine
in Umfangsrichtung wirkende Feder (11) verbunden ist, wobei die Exzentrizität (e)
der Exzenterscheibe (9) derart gewählt ist, daß während der Betätigung des Ventils
durch Beseitigung des begrenzten Spiels zwischen einem der Ränder (18) der Ausnehmung
(15) und dem Anschlag (16) eine Verkürzung des Ventilhubs durch Verkleinerung der
Übersetzung des Übertragungshebels (2) erfolgt, dagegen nach Berührung des Anschlags
(16) mit dem anderen Rand (17) der Ausnehmung (15) bei geschlossenem Ventil die Feder
(11) auf die Exzenterscheibe (9) ein diese bis zur Beseitigung des Ventilspiels schwenkendes
Moment ausübt.
