Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine

Abstract

 Ein Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine weist ein angetriebenes Nockenelement (1), ein vom Nockenbereich des sich drehenden Nockenelements gegen eine Schließfeder (15) öffenbares Ventil (13) und eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung auf, die eine mit einem Rückschlagventil (16) versehene Zuleitung (17) und eine Ableitung (6) für ein Druckübertragungsmedium umfaßt. Der Ableitung (6) ist ein federbeaufschlagtes Sperrelement (8) zugeordnet, das über den Nockenbereich des Nockenelementes (1) in Schließstellung und über den Grundkreisbereich in Offenstellung gehalten ist. Im Grundkreisbereich des Nockenelementes (1) ist ein Freiraum (2) ausgebildet, in den das Sperrelement (8) oder ein ihm zugeordnetes Halteteil (19) eintreten kann.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einem angetriebenen Nockenelement und mit einem vom Nockenbereich des sich drehenden Nockenelements gegen eine Schließfeder öffenbaren Ventil, das eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung mit einer mit einem Rückschlagventil versehenen Zuleitung und einer Ableitung für ein Druckübertragungsmedium aufweist, wobei die Ableitung mittels eines federbeaufschlagten Sperrelements über den Nockenbereich des Nockenelements geschlossen und über den Grundkreisbereich offen ist.

[0002] Mechanische Ventiltriebe mit hydraulischen Spielausgleichseinrichtungen sind in großer Zahl und in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie dienen dazu, das Ventil im Ventilsitz zu justieren, sodaß es über den Grundkreisbereich des Nockenelementes auch tatsächlich einwandfrei geschlossen ist. Die Anpassung ergibt sich dabei durch die Höhe des Druckübertragungsmediums, insbesondere Öls, im Druckraum, die durch Veränderung des Zuflusses eingestellt werden kann. Die Ableitung weist einen erhöhten Strömungswiderstand auf, beispielsweise aufgrund eines geringen Querschnitts, eines Drosselelements od. dgl., um einen raschen Abfluß zu vermeiden. Da ein derartiger Ventilspielausgleich den Nachteil hat, daß das Medium aus dem Druckraum auch während des Öffnens des Ventils, also während der Beaufschlagung durch den Nockenbereich des Nockenelementes über die Ableitung austritt, wurde in der DE 41 24 184 A ein Ventiltrieb der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der einen Tassenstößel beinhaltet. In der Tasse ist eine verschiebbare Innenhülse angeordnet, und in den Zwischenraum zwischen der Tasse und der Innenhülse greift eine im Zylinderkopf einstellbar angeordnete Zwischenhülse ein, wobei Durchtrittsöffnungen in den Hülsen abhängig von der Stellung des Nockenelementes geöffnet oder geschlossen sind. Auf diese Weise ist der Austritt des Druckübertragungsmediums während der Ventilöffnung unterbunden, und das Spielausgleichselement kann nicht komprimiert werden. Die Durchtrittsöffnungen werden erst wieder beim Übergang zum Grundkreisbereich frei, sodaß sich das Ventilspiel einrichtet.

[0003] Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, die Schaltung des Sperrelementes zu vereinfachen, und schlägt hierzu vor, daß der Grundkreisbereich des Nockenelements mit einem Freiraum versehen ist, in den das Sperrelement oder ein ihm zugeordneter Halteteil eintreten kann.

[0004] Ab dem Übergang vom Nockenbereich in den Grundkreisbereich öffnet sich der Freiraum des Nockenelementes und das Sperrelement kann unter der Wirkung einer Feder verschoben werden, sodaß die Ableitung des Druckübertragungselementes freigegeben wird. Das Sperrelement kann im Druckraum der hydraulischen Speicherausgleichseinrichtung angeordnet sein, wobei es verschiebbar in der Ventilachse liegen und mit einem zweiten Ende direkt in den Freiraum des Nockenelementes eingreifen kann. Bevorzugt ist das Sperrelement jedoch seitlich neben der Spielausgleichseinrichtung am Halteteil angeordnet, wobei dem Halteteil eine Druckfeder zugeordnet ist, die den Halteteil in die Vertiefung des Nockenelementes drückt.

[0005] Der Halteteil des Sperrelementes ist bevorzugt auf der Spielausgleichseinrichtung verschiebbar angeordnet, und die Durckfeder zwischen der Spielausgleichseinrichtung und dem Halteteil vorgesehen.

[0006] In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, daß der Halteteil die Spielausgleichseinrichtung beiderseits axial überragt und Begrenzungsanschläge für den Verschiebeweg der Spielausgleichseinrichtung aufweist. Die Kraft der Druckfeder ist bevorzugt wesentlich geringer als die der Ventilschließfeder.

[0007] Um einen zu raschen Abfluß des Druckübertragungsmediums bei geöffnetem Sperrventil zu verhindern, sind bevorzugt das Sperrventil und ein Drosselelement in Serie in der Ableitung angeordnet.

[0008] Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.

[0009] Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ventiltriebes zu Beginn der Öffnungsphase,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ventiltriebes bei maximaler Ventilöffnung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Ventiltriebs am Ende der Öffnungsphase, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Ventiltriebs in der Schließstellung.

[0010] Ein Ventiltrieb für ein Ein- oder Auslaßventil 13 einer Brennkraftmaschine weist eine angetriebene Nockenwelle auf, auf der zumindest ein Nockenelement 1 angeordnet ist, das das Ventil 13 gegen eine Ventilfeder 14 öffnet. Das Nockenelement 1 weist einen Nockenbereich und einen Grundkreisbereich auf, in dem ein in bezug auf den Grundkreis 3 vertiefter Freiraum 2 vorgesehen ist. Zwischen dem Nockenelement 1 und dem Ventil 13 ist eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung vorgesehen, die einen auf den Stößel des Ventils 13 wirkenden Kolben 10, einen tassenartigen Stellzylinder 18, in den der Kolben 10 verschiebbar eingreift, und einen Druckraum 14 zwischen dem Kolben 10 und dem Boden des Stellzylinders 18 umfaßt. Der Druckraum 14 ist über eine Zuleitung 17 und ein Rückschlagventil 16 mit einem Druckübertragungsmedium, insbesondere Öl, befüllbar und über eine Ableitung 6 entleerbar, in der ein Sperrventil 9 und ein Drosselelement 7 hintereinander angeordnet sind. Auf dem Stellzylinder 18 ist ein Halteteil 19 verschiebbar angeordnet, der beidseitig über den Stellzylinder 18 axial vorsteht und in den Verschiebeweg des Stellzylinders 18 ragende Begrenzungsanschläge 5, 11 aufweist. Der Halteteil 19 ist weiters mit einem Boden versehen, an dem das Nockenelement 1 anliegt. Zwischen dem Stellzylinder 18 und dem Halteteil 19 ist eine Druckfeder 4 vorgesehen, die den Halteteil 19 gegen das Nockenelement 1 drückt.

[0011] An der Seite der Ableitung 6 ist mit dem Halteteil 19 ein Sperrelement 8 verbunden, sodaß bei einer Verschiebung des Halteteils 19 das Sperrelement 8 mitbewegt wird, und das Sperrventil 9 öffnet bzw. schließt.

[0012] Die Funktion des Ventiltriebs ist nun folgendermaßen: Zu Beginn der Öffnungsphase des Ventils 13 weist das Nockenelement 1 die in Fig. 1 gezeigte Position auf, in der der auf der Kontur des Grundkreises 3 zwischen dem Freiraum 2 und dem Nockenbereich liegende Umfangsabschnitt auf dem Halteteil 19 aufliegt. Wenn sich das Nockenelement 1 in Richtung des Pfeiles in die in Fig. 2 gezeigte Stellung dreht, wird der Halteteil 19 nach unten verdrängt. Der Stellzylinder 18 liegt am Anschlag 5 des Halteteils an, und wird mitverschoben. Das Rückschlagventil 16 sperrt die Zuleitung 17, und das Sperrelement 8 sperrt die Ableitung 6, sodaß das im Druckraum 14 eingeschlossene Druckübertragungsmedium nicht entweichen kann. Die Beaufschlagung durch das Nockenelement 1 wird somit direkt auf den Kolben 10 übertragen, der am Ventilstößel anliegt. Das Ventil 13 hebt vom Ventilsitz 12 ab und öffnet den Ein- oder Auslaßbereich. Bei der Weiterdrehung in die Stellung der Fig. 3 bleiben die relativen Positionen aller Teile zueinander unverändert, sodaß das Ventil 13 durch die Ventilfeder 15 wieder in den Ventilsitz 12 zurückbewegt wird. Die Ableitung 6 bleibt gesperrt, und das Volumen des Druckraums 14 unverändert. Da auch der Stellzylinder 18 am Anschlag 5 anliegt, folgt der Halteteil 19 der zurückweichenden Kontur des Nockenbereiches, bis der Grundkreis 3 erreicht ist.

[0013] Vor allem thermische Einflüsse können dazu führen, daß das Ventil 13 nicht richtig in den Ventilsitz eingetreten ist und ein geringer Spalt verbleibt. Um dies zu vermeiden, muß das Volumen des Druckraumes 14 verringert werden, sodaß der Kolben 10 tiefer in den Stellzylinder 18 eintreten kann. Bei der weiteren Drehung des Nockenelementes 1 in die Stellung gemäß Fig. 4 wird unter Ausbildung eines sogenannten Negativhubes der Freiraum2 im Grundkreisbereich wirksam, in den der Halteteil 19 eindringen kann. Es wird somit ein weiterer Wegabschnitt freigegeben, über den zuerst das gesamte Spielausgleichselement unter Wirkung der Ventilfeder 15 verschoben wird, bis das Ventil 13 vollständig geschlossen ist. Um die nötige Volumensverringerung im Druckraum 14 zu erzielen, übernimmt die Druckfeder 4 die weitere Verschiebung des Halteteiles 19, und das Sperrelement 8 wird aus dem Sperrventil 9 ― zumindest schematisch ― herausgezogen, sodaß die Ableitung 6 geöffnet wird. Überschüssiges Druckübertragungsmedium kann durch das Drosselelement 7 gebremst aus dem Druckraum 14 abfließen. Ein unterer Anschlag 15 des Halteelementes 19 begrenzt die Wirkung der Druckfeder 4, d.h. es kann der Stellzylinder 18 nur bis zur Anlage am Anschlag 11 verschoben werden, wodurch eine übermäßige Verringerung des Druckraumvolumens trotz geöffnetem Sperrventil 9 verhindert wird.

[0014] Soferne der Druckraum 14 zu wenig Medium enthält, strömt dieses über die Zuleitung 17 und das Rückschlagventil 16 nach, wobei das Drosselelement 7 gleichzeitig den raschen Abfluß unterbricht.

[0015] Bei der Weiterdrehung in die Position der Fig. 1 werden, da die Druckfeder 4 schwächer als die Ventilfeder 15 ist, zuerst der Halteteil 19 und das Sperrelement 8 bewegt, bis das Halteelement 19 am Stellzylinder 18 aufliegt, wobei das Sperrventil 9 geschlossen wird. Das Öffnen des Ventils 13 erfolgt somit wieder wie beschrieben, wobei ein Einsinken der Ventilspielausgleichseinrichtung aufgrund der gesperrten Ableitung 6 verhindert ist.

Ansprüche

1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einem angetriebenen Nockenelement (1) und mit einem vom Nockenbereich des sich drehenden Nockenelements gegen eine Schließfeder (15) öffenbaren Ventil (13), das eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung mit einer mit einem Rückschlagventil (16) versehenen Zuleitung (17) und einer Ableitung (6) für ein Druckübertragungsmedium aufweist, wobei der Ableitung (6) mittels eines federbeaufschlagten Sperrelements (8) über den Nockenbereich des Nockenelements (1) geschlossen und über den Grundkreisbereich offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkreisbereich des Nockenelements (1) mit einem Freiraum (2) versehen ist, in den das Sperrelement (8) oder ein ihm zugeordneter Halteteil (19) eintreten kann.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (8) seitlich neben der Spielausgleichseinrichtung am Halteteil (19) angeordnet ist, wobei dem Halteteil (19) eine Druckfeder (4) zugeordnet ist.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteteil (19) des Sperrelementes (8) auf der Spielausgleichseinrichtung verschiebbar angeordnet ist, wobei die Druckfeder (4) zwischen der Spielausgleichseinrichtung und dem Halteteil (19) vorgesehen ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteteil (19) die Spielausgleichseinrichtung beiderseits axial überragt und Begrenzungsanschläge (5, 11) für den Verschiebeweg der Spielausgleichseinrichtung aufweist.

5. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (8) und ein Drosselelement (7) in Serie in der Ableitung (6) angeordnet sind.

Zeichnung