VENTILTRIEB FÜR ZUMINDEST ZWEI GLEICHZEITIG BETÄTIGBARE HUBVENTILE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile für den Ladungswechsel einer Brennkraftmaschine, bei der jedem Hubventil der gleichzeitig zu betätigenden Ventilgruppe ein eigener Tassenstößel und eine eigene Ventilfeder zugeordnet sind und auf den Böden dieser Tassenstößel ein gemeinsamer gegen Verschieben gesicherter Querbalken aufliegt, auf dessen den Tassenstößeln abgewandten Fläche ein Steuernocken einer Nockenwelle einwirkt.

[0002] Ein derartiger Ventiltrieb ist mit FR-A-26 57 669 beschrieben. Der Querbalken ist dabei mit zapfenartigen Vorsprüngen versehen, die in zentrische Vertiefungen am Boden der Tassenstößel eingreifen und so den Querbalken gegen seitliches Verschieben durch den Steuernocken sichern. Eine solche Ausführung erfordert aber einen verstärkten Boden an den Tassenstößeln, so daß deren Gewicht nachteilig erhöht wird. Standardisierte Tassenstößel mit ebenen Boden sind dafür nicht einsetzbar.

[0003] Ein weiterer Ventiltrieb der genannten Art ist mit US-PS 1 639 874 bekanntgeworden, bei dem der Querbalken mit Öffnungen über axiale Zapfen am Boden der Tassenstößel greift und mittels Schrauben fest mit den Tassenstößeln verbunden ist. Nachteilig ist bei einer solchen Ausführung das gegenüber üblichen Tassenstößeln erhöhte Gewicht der beweglichen Massen des Ventiltriebes sowie die Gefahr von Verspannungen zwischen den durch den Querbalken starr verbundenen Tassenstößeln infolge der im Motorbetrieb ständig veränderten Wärmebelastungen. Auch hier sind die üblichen mit ebenen Boden versehenen Tassenstößel nicht einsetzbar und es müssen Sonderanfertigungen benutzt werden.

[0004] Mit DE 40 39 075 ist ein Ventiltrieb beschrieben, bei dem für die gemeinsam zu betätigenden Ventile ein gemeinsamer im Zylinderkopf geführter Tassenstößel vorgesehen ist, der für jedes der ihm zugeordneten Ventile ein Ventilspielausgleichselement enthält. Die Ventilspielausgleichselemente sind durch Bohrungen hydraulisch miteinander verbunden und werden von einer zentralen Druckmittelkammer versorgt.

[0005] Ein derartiger sich über mehrere Ventile erstreckender Tassenstößel ist in der Herstellung sehr aufwendig. Auf fertig konfektionierte Teile kann dabei nicht zurückgegriffen werden. Aus Raumgründen kann ein solcher Tassenstößel auch nicht mit einer kreisrunden Führung versehen sein. Es muß vielmehr auf eine ovale Form der Führung zurückgegriffen werden, was sowohl die Fertigung des Zylinderkopfes als auch die des Ventilstößels verteuert.

[0006] Ein weiterer Ventiltrieb, bei dem zwecks Verringerung der Abmessungen für mehrere Ventile ein gemeinsamer jochartiger Ventilstößel vorgeschlagen wird, der von einer den Ventilen gemeinsamen ihre Schäfte umschließenden Rückstellfeder beaufschlagt ist, ist mit DE-OS 33 44 324 beschrieben. Zur Führung dieses Ventilstößels ist ein besonderer Bolzen im Zylinderkopf vorgesehen. Auch hier bedarf es besonderer Fertigungsaufwendungen sowohl für den Ventilstößel als auch für den Zylinderkopf. Auf standardisierte Tassenstößel kann bei einer derartigen Konstruktion nicht zurückgegriffen werden, so daß der Fertigungsaufwand einen solchen Ventiltrieb stark verteuert. Die für mehrere Ventile gemeinsame Ventilfeder versperrt darüber hinaus den Bauraum, der z. B. bei einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung für die Einspritzdüse erforderlich ist, d. h. daß dieser Ventiltrieb nicht für jede Brennkraftmaschinenart anwendbar ist.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem weitestgehend standardisierte Bauteile Anwendung finden können, der ausreichend Bauraum für eine zentral zum Zylinder anzuordnende Einspritzdüse oder dergleichen freiläßt und der gegenüber bekannten Ausführungen mit geringerem Gewicht der bewegten Massen auskommt.

[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Querbalken mit ebenen Auflageflächen auf den ebenen Böden der Tassenstößel aufliegt und mit einer sich aus der Ebene der Auflageflächen abhebenden Kontur zwischen die äußeren Umfänge der Tassenstößel greift.

[0009] Der Steuernocken kann unmittelbar auf den Querbalken einwirken, indem die Nockenwelle oberhalb der Hubventile angeordnet wird; er kann jedoch auch unter Zwischenschaltung eines Kipphebels auf den Querbalken einwirken, wenn die Nockenwelle seitlich neben den Hubventilen angeordnet ist.

[0010] Bei einem Ventiltrieb dieser Art können handelsübliche Tassenstößel mit den üblichen hydraulischen Ventilspielausgleichselementen sowie handelsübliche Ventilfedern verwendet werden. Der über den Tassenstößeln liegende Querbalken kann in einfacher Weise so geformt werden, daß ausreichend Bauraum für eine zentrale Einspritzdüse oder dergleichen verbleibt. Es hat sich gezeigt, daß der Querbalken lediglich gegen seitliches Verschieben auf den Tassenstößeln gesichert werden muß, um die Funktion zu gewährleisten. Ein Kippen oder Kanten des Querbalkens auf den Tassenstößeln, z. B. infolge des Auswanderns der Nockenberührungslinie, tritt im Motorbetrieb nicht ein. Damit kann überraschenderweise auf jede Art Führung des Querbalkens in Betätigungsrichtung verzichtet werden. Da der Zylinderkopf somit lediglich mit den üblichen kreisrunden Führungen für die Tassenstößel versehen werden muß, die Tassenstößel selbst sowie die Ventilfedern aus vorhandenen großen Serien entnommen werden können und die Querbalken sehr einfach herstellbar sind, ist der erfindungsgemäße Ventiltrieb auch sehr wirtschaftlich herstellbar.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb;

Fig. 2

eine Draufsicht auf den Ventiltrieb nach Figur 1;

Fig. 3

einen Querbalken des Ventiltriebes nach Figur 1, aufliegend auf zwei Tassenstößeln, in perspektivischer Ansicht;

Fig. 4

ein Schema der auf den Querbalken wirkenden Kräfte während des Motorbetriebes.

[0012] Ein Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine ist auf einem nicht dargestellten Zylinderblock aufgesetzt, in welchem Hubkolben 2 innerhalb von Zylindern gleiten und einen Arbeitsraum unterschiedlichen Volumens abdichten. Zu dem Arbeitsraum führen Gaswechselkanäle, nämlich jeweils Einlaßkanäle 3, 4 sowie nicht dargestellte Abgaskanäle. Die Einlaßkanäle 3, 4 werden von zwei Hubventilen 5, 6 verschlossen oder freigegeben. Gleichfalls von zwei Hubventilen wird der nicht dargestellte Abgaskanal gesteuert. Jedem der Hubventile 5, 6 ist ein Tassenstößel 7, 8 bzw. 7', 8' zugeordnet, in welchem in an sich bekannter Weise ein hydraulisch wirkendes Ausgleichselement 9, 10 zum Ausgleich des Ventilspiels vorgesehen ist. Den Ausgleichselementen 9, 10 wird von einem Ölkanal 11 im Zylinderkopf 1 durch Bohrungen 12, 13 Öl zugeführt. Über den Tassenstößeln 7, 8 der beiden den Einlaßkanal 3, 4 steuernden Hubventile 5, 6 sowie über den Tassenstößeln 7', 8' der nicht dargestellten Hubventile des Auslaßkanals liegt jeweils ein Querbalken 14. Jeder der Querbalken 14 liegt mit ebenen Auflageflächen 15 auf den Böden von gemeinsam zu betätigenden Tassenstößeln 7 und 8 bzw. 7' und 8' auf. Zwischen den Auflageflächen 15 eines jeden Querbalkens 14 befindet sich eine hervorspringende Kontur 16, welche zwischen die von einem Querbalken 14 beaufschlagten Tassenstößel 7, 8 bzw. 7', 8' greift. Die den Tassenstößeln 7, 8; 7', 8' abgewandte Seite der Querbalken 14 bildet eine durchgehend ebene Fläche 17, auf welche ein Steuernocken 18 einer Nockenwelle 19 einwirkt. Ventilfedern 20, 21, welche die Hubventile 5, 6 in Schließstellung bringen, halten die Hubventile 5, 6, die dazugehörigen Tassenstößel 7, 8 sowie den darauf liegenden Querbalken 14 mit dem Steuernocken 18 in Wirkverbindung.

[0013] Während des Betriebes der Brennkraftmaschine läuft der Steuernocken 18, 18' der Nockenwelle 19 auf die Fläche 17 des Querbalkens 14 auf. Der Querbalken 14 überträgt die vom Steuernocken 18, 18' übernommene Bewegung auf die Tassenstößel 7, 8 bzw. 7', 8', von denen sie über die Ausgleichselemente 9, 10 in an sich bekannter Weise auf die Hubventile 5, 6 übertragen werden. Die Querbalken 14 verbleiben dabei mit ihren Auflageflächen 15 in satter Auflage auf den ebenen Böden der Tassenstößel 7, 8 bzw. 7', 8'. Ein Kippen der Querbalken 14, wie es in Figur 4 angedeutet ist, kann nicht eintreten, da die von den Ventilfedern 20, 21 aufgebrachten Schließkräfte F_S1 und F_S2 in Verbindung mit der Geometrie der Tassenstößel 7, 8 und des Querbalkens 14 stets so wirken, daß auch bei dem funktionsbedingten seitlichen Auswandern des Angriffspunktes der vom Steuernocken 18 wirkenden Nockenkraft F_N stets ein sicheres Gleichgewicht erhalten bleibt. Die stabile Lage des Querbalkens 14 auf den Tassenstößeln 7, 8 bleibt auch dann erhalten, wenn die Schließkräfte F_S1 und F_S2 infolge von Reibkraftdifferenzen unterschiedlich sein sollten.

[0014] Natürlich kann die Erfindung auch Anwendung finden bei Brennkraftmaschinen mit drei Ventilen pro Zylinder, indem dann z. B. lediglich für zwei Einlaßventile ein Querbalken vorgesehen wird, während das Auslaßventil in üblicher Weise direkt vom Nocken beaufschlagt ist. Auch für Brennkraftmaschinen mit mehr als vier Ventilen pro Zylinder ist die Erfindung anwendbar, indem dann ein Querbalken über eine Gruppe von drei oder mehr Tassenstößeln und dazugehörige Ventile gelegt ist und dieser von einem Nocken beaufschlagt wird. Auch kann die Einwirkung des Nockens auf den Querbalken über einen Kipphebel erfolgen, so daß die Nockenwelle seitlich neben den Hubventilen angeordnet werden kann.

[0015] Es gelingt somit, mit einfachen Mitteln und unter Verwendung handelsüblicher Tassenstößel, die auch mit hydraulischen Ausgleichselementen ausgerüstet sein können, eine Mehrventilbetätigung von einem Nocken her zu realisieren. Damit kann eine Brennkraftmaschine mit drei, vier oder mehr Ventilen pro Zylinder relativ kostengünstig hergestellt werden. Die Masse der betätigten Ventiltriebsteile kann gegenüber bekannten vergleichbaren Ausführungen verringert werden.

Ansprüche

1. Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile für den Ladungswechsel einer Brennkraftmaschine, bei der jedem Hubventil (5, 6) der gleichzeitig zu betätigenden Ventilgruppe ein eigener Tassenstößel (7, 8; 7', 8') und eine eigene Ventilfeder (20, 21) zugeordnet sind und auf den Böden dieser Tassenstößel (7, 8; 7', 8') ein gemeinsamer gegen Verschieben gesicherter Querbalken (14) aufliegt, auf dessen den Tassenstößeln (7, 8; 7', 8') abgewandten Fläche (17) ein Steuernocken (18, 18') einer Nockenwelle (19) zwischen den Ventilachsen einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbalken (14) mit ebenen Auflageflächen (15) auf den ebenen Böden der Tassenstößel (7, 8; 7', 8') aufliegt und mit einer sich aus der Ebene der Auflageflächen (15) abhebenden Kontur (16) zwischen die äußeren Umfänge der Tassenstößel (7, 8; 7', 8') greift.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernocken (18, 18') direkt auf den Querbalken (14) einwirkt.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernocken unter Zwischenschaltung eines Kipphebels auf den Querbalken (14) einwirkt.

Claims

1. Valve gear for at least two simultaneously operated lifting valves for changing the cylinder charge of an internal combustion engine in which each lifting valve (5, 6) of the valve assembly to be operated simultaneously is assigned its own cup tappet (7, 8; 7', 8') and its own valve spring (20, 21) and on the tops of these cup tappets (7, 8; 7', 8') rests a common cross bar (14) which is prevented from sliding and of which the surface (17) facing away from the cup tappets (7, 8; 7', 8') is acted upon by a cam (18, 18') of a camshaft (19) between the valve axes, characterised in that the cross bar (14) with plane bearing surfaces (15) rests on the plane tops of the cup tappets (7, 8; 7', 8') and with a contour (16) projecting out of the plane of the bearing surfaces (15) engages between the outer circumferences of the cup tappets (7, 8; 7', 8').

2. Valve gear according to claim 1, characterised in that the cam (18, 18') acts directly on the cross bar (14).

3. Valve gear according to claim 1, characterised in that the cam acts on the cross bar (14) with the interposition of a rocker.

Revendications

1. Commande pour au moins deux soupapes actionnées simultanément, dans laquelle un poussoir à coupelle (7, 8; 7', 8') propre et un ressort (20, 21) de soupape propre sont associés à chaque soupape (5, 6) du groupe de soupapes à actionner simultanément et dans laquelle un pontet (14) commun qui est immobilisé en translation repose sur le fond des poussoirs à coupelle (7, 8; 7', 8') et est sollicité, au niveau de sa face (17) éloignée des poussoirs à coupelle (7, 8; 7', 8'), entre les axes des soupapes, par une came de commande (18, 18') d'un arbre à cames (19), caractérisée par le fait que le pontet (14) repose par des surfaces d'appui (15) planes sur le fond plan des poussoirs à coupelle (7, 8; 7', 8') et pénètre par un profil (16) en saillie par rapport au plan des surfaces d'appui (15) entre les surfaces périphériques des poussoirs (7, 8; 7', 8').

2. Commande de soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la came de commande (18, 18') agit directement sur le pontet (14).

3. Commande de soupape selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la came de commande (18, 18') agit sur le pontet (14) par l'intermédiaire d'un culbuteur.

Zeichnung