Anordnung von Kipphebeln oder Schlepphebeln für die Ventilsteuerung von Brennkraftmaschinen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Kipphebeln oder Schlepphebeln (8) für die Ventilsteuerung von Brennkraftmaschinen mit einer im Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine gelagerten durchgängigen Achse (13) zur Abstützung mehrerer Kipp- oder Schlepphebel (8). Die Kipp- oder Schlepphebel (8) sind mit einem Nabenkörper (12) auf der Achse (13) gelagert. Die Achse (13) weist über ihre Länge eine Abplattung (20) auf. Der Nabenkörper (12) ist mit einer Nabenöffnung (21) versehen, die so groß ist, daß sie bei verdrehter Achse (13) radial über die Achse (13) geschoben werden kann. Nach Verdrehen der Achse (13) in Funktionslage besteht zwischen Achse (13) und Nabenkörper (12) Formschluß.
Die Erfindung ermöglicht eine vereinfachte Montage und Demontage der Kipp- oder Schlepphebel (8), indem dazu die im Zylinderkopf (1) gelagerte Achse (13) nicht entfernt werden muß. Gleichzeitig ermöglicht die durchgängige Achse (13) eine gemeinsame Ölversorgung aller auf ihr gelagerten Kipp- bzw. Schlepphebeln (8).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Kipphebeln oder Schlepphebeln für die Ventilsteuerung von Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Eine derartige Anordnung für Kipphebel zeigt beispielsweise DE 35 03 313. Bei der Montage können solche Kipphebei außerhalb des Zylinderkopfes mit der durchgehenden Achse vormontiert und dann mit dieser gemeinsam mittels Lagerböcken im Zylinderkopf befestigt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Zylinderkopf eine durchgängige Lagerbohrung für die Achse aufweist, in welche die Achse von einer Stirnseite des Zylinderkopfes her eingesteckt wird, wobei die Kipphebel nach und nach für jeden Zylinder auf die Achse aufgefädelt werden.

[0003] In beiden Fällen kann eine den Betriebsbedingungen angemessene Lagerung der Kipphebel erzielt werden, wobei die Achse auch eine oder mehrere zentrale Bohrungen zur Führung von Öl an die einzelnen Kipphebel aufweisen kann. Nachteilig ist bei einer solchen Ausführung der hohe Montageaufwand, da jeder Kipp- oder Schlepphebel einzeln auf die Achse in der richtigen Reihenfolge aufgefädelt werden muß, um dann gemeinsam mit ihr im Zylinderkopf montiert zu werden.

[0004] Es ist auch bekannt, Kipphebel oder Schlepphebel im Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen einzeln zu lagern. So ist z. B. gemäß DE 42 34 868 ein Schlepphebel an seiner Lagerseite lediglich mit einer Kugelpfanne auf einem im Zylinderkopfgehäuse gehaltenen Kugelbolzen aufgesetzt. Eine Wirkverbindung zwischen mehreren Schlepphebeln innerhalb eines Zylinderkopfes ist bei einer solchen Ausführung kaum ausführbar.

[0005] Ähnlich verhält es sich z. B. bei den Kipphebeln nach DE 12 29 334, bei denen die Kipphebelachse von einem Gleitstein gebildet ist, der mit einem im Zylinderkopfgehäuse verankerten Bolzen gehalten ist.

[0006] Derartige einzelne Lagerungen können den Montageaufwand der Ventilsteuerung reduzieren. Sie sind jedoch dann nicht vorteilhaft anwendbar, wenn mehrere Kipphebel oder Schlepphebel vorgesehen sind, die zum Zweck einer Ventilabschaltung über eine gemeinsame Achse mit Drucköl beaufschlagt werden sollen.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Kipphebeln oder Schlepphebeln für die Ventilsteuerung im Zylinderkopf von Brennkraftmaschinen zu schaffen, die einen einzelnen Ein- oder Ausbau jedes Kipphebels oder Schlepphebels ohne Beeinträchtigung der übrigen Kipp- oder Schlepphebel zuläßt und so eine rationelle Montage ermöglicht und bei der trotzdem alle Kipphebel oder Schlepphebel auf einer gemeinsamen Achse gehalten sind und durch diese mit Öl versorgt werden können.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

[0009] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0010] Gemäß der Erfindung ist die gemeinsame Achse einer Reihe von Kipp- oder Schlepphebeln im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine so gelagert, daß sie in der Lagerbohrung verdrehbar ist, jedoch in einer vorgegebenen Stellung gegenüber einer Verdrehbewegung festlegbar ist. Dabei ist in Funktionslage die Achse so ausgerichtet, daß ihre zylindrische Seite in Richtung zur Krafteinleitung durch die Nabenkörper der Kipp- bzw. Schlepphebel ausgerichtet ist.

[0011] Da die zylindrische Lagerfläche der Nabenkörper an die zylindrische Fläche der Achse angepaßt ist, kann sich zwischen den zylindrischen Flächen von Achse und Nabenkörper in üblicher Weise ein tragender Ölfilm bilden. Alternativ dazu kann auch, begrenzt auf die zylindrischen tragenden Flächen, eine Wälzlagerung vorgesehen sein, wie dies z. B. ohne eine Abplattung der Achse auch mit DE 35 03 313 vorgeschlagen ist.

[0012] Die Nabenkörper von Kipp- bzw. Schlepphebeln sind an ihren der Betriebsauflagekraft abgewandten Seite jeweils mit einer Nabenöffnung versehen, durch den ein Sektor von weniger als 180° aus dem Nabenumfang ausgespart ist. Eine durch diese Aussparung entstandene Nabenöffnung beeinträchtigt das Lagerverhalten des Nabenkörpers nicht, da durch die vom Ventiltrieb herrührenden Kräfte immer nur in einer Richtung wirken.

[0013] Die Abplattung entlang einer Längsseite der Achse in Verbindung mit der Nabenöffnung im Nabenkörper ermöglicht ein Zusammenfügen von im Zylinderkopf eingesetzter Achse und jedem einzelnen Kipp- bzw. Schlepphebel. Dazu ist die Achse in ihrer Lagerbohrung so zu verdrehen, daß die Ebene der Abplattung etwa in Richtung der Montagebewegung liegt. Bei dieser Position kann jeder der Nabenkörper mit der Nabenöffnung radial über die Achse gesteckt werden. Nach einem Verdrehen der Achse um ca. 90° in ihrer Lagerbohrung in eine Richtung, daß die zylindrischen Flächen von Achse und Nabenkörper aneinanderliegen, besteht zwischen Achse und Kipp- bzw. Schlepphebel Formschluß.

[0014] Durch Bohrungen entlang dem Zentrum der Achse sowie durch radiale Kanäle von diesen Bohrungen zur tragenden zylindrischen Fläche der Achse und durch anschließende Ölkanäle in den Kipp- bzw. Schlepphebeln kann von der Stirnseite der Achse an alle auf dieser Achse gelagerten Kippbzw. Schlepphebel Öl unter einem definierten Druck zu Ventilspielausgleichselementen oder Ventilabschalteinrichtungen geleitet werden, und zwar in gleicher Weise, wie dies bei aufgefädelten Kipp- oder Schlepphebeln auch der Fall ist.

[0015] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1:

die Anordnung eines Schlepphebels innerhalb eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine im Schnitt;

Fig. 2:

den Schlepphebel nach Figur 1 in Verbindung mit seiner Achse während der Montage.

[0016] Ein Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine bildet zusammen mit einem nicht dargestellten Kolben einen Brennraum 2, dem sich ein Ansaugkanal 3 und ein Auslaßkanal 4 anschließt. Der Ansaugkanal 3 ist durch ein Einlaßventil 5, und der Auslaßkanal 4 ist durch ein Auslaßkanal 6 verschließbar. Die Erfindung ist im folgenden am Beispiel des Einlaßventiles 5 und seiner Ventilbetätigungsteile dargestellt.

[0017] Das Einlaßventil 5 wird durch die Ventilfeder 7 in seiner Schließstellung wie dargestellt gehalten. Ein Schlepphebel 8 liegt mit seinem Ende 9, in dem sich ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement 10 befindet, auf dem oberen Ende des Schaftes 11 des Einlaßventiles 5 auf. Der Schlepphebel 8 weist einen Nabenkörper 12 auf, der sich auf einer im Zylinderkopf 1 gelagerten Achse 13 abstützt. Zwischen dem Nabenkörper 12 und dem Ende 9 des Schlepphebels 8 ist am Schlepphebel 8 eine Rolle 14 drehbar angeordnet, auf welche ein Nocken 15 einer am Zylinderkopf 1 gelagerten Nockenwelle 16 einwirkt und so das Einlaßventil 5 öffnen kann.

[0018] Die Achse 13 weist eine entlang ihrer Mittelachse verlaufende Bohrung 17 auf, von der Kanäle 18 radial zu anschließenden Ölkanälen 19 in den Körpern der Schlepphebel 8 zur Versorgung der Ventilspielausgleichselemente 10 führen. Die Achse 13 ist parallel zur Mittelachse mit einer Abplattung 20 versehen. Die Abplattung 20 ist im Querschnitt der Achse 13 durch einen Winkel von etwa 120° begrenzt.

[0019] Der Nabenkörper 12 des Schlepphebels 8 hat eine Nabenöffnung 21, die einen Sektor von annähernd 120° des Nabenumfanges ausspart.

[0020] Die Achse 13 ist in ihrer Lagerbohrung im Zylinderkopf 1 so festgelegt, daß ihr verbleibender zylindrischer Oberflächenteil mit der verbleibenden zylindrischen Fläche des Nabenkörpers 12 in Berührung ist. Die sich so überdeckenden zylindrischen Flächen übertragen die Betriebskräfte zwischen dem Schlepphebel 8 und der Achse 13. Zwischen ihnen kann sich ein tragender Schmierfilm ausbilden. Zwischen dem von der Bohrung 17 der Achse 13 ausgehenden Kanal 18 und dem Ölkanal 19 im Schlepphebel 8 wird sich ein einheitlicher Öldruck einstellen, wobei eine Leckage zwischen den zylindrischen Flächen gering bleibt und für den motorischen Betrieb unerheblich ist.

[0021] Für die Montage oder für eine repaturbedingte Demontage des Schlepphebels 8 kann die Achse 13 in ihrer Lagerbohrung um etwa 90° verdreht werden, so daß sie gegenüber dem Schlepphebel 8 eine Lage einnimmt, wie sie in Figur 2 dargestellt ist. Das Maß zwischen den beiden äußeren Begrenzungen 22 der Nabenöffnung 21 ist um einen geringen Betrag größer als das Maß zwischen der Abflachung 20 und dem gegenüberliegenden äußeren Umfang an der Achse 13. Die Nabenöffnung 21 kann somit über die aus ihrer Funktionslage verdrehte Achse 13 hinweg aufgesetzt oder auch abgenommen werden.

[0022] Zur Montage oder Demontage eines Schlepphebels 8 ist es somit nicht erforderlich, die Achse 13 aus ihrer Lagerbohrung im Zylinderkopf 1 zu entfernen. Sie ist dazu lediglich um einen Betrag von ca. 90° für die Dauer der Montage zu verdrehen. Bei einer Montage ist nach Aufsetzen des Schlepphebels 8 auf die so verdrehte Achse 13 und anschließendes Zurückdrehen der Achse 13 in ihre Funktionslage der Schlepphebel 8 mit seinem Nabenkörper 12 auf der Achse 13 formschlüssig und funktionssicher gehalten. Bei einer Demontage kann nach Verdrehen der Achse 13 der ursprünglich formschlüssig gehaltene Schlepphebel 8 radial von der Achse 13 abgenommen werden.

[0023] Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern in gleicher Weise für die Anordnung eines Kipphebels anwendbar.

[0024] Bei Anordnung von mehreren längs in der Achse 13 verlaufenden Bohrungen ist es auch möglich, mehrere Ölkanäle in den Schlepphebeln bzw. Kipphebeln gesteuert mit Öl zu versorgen, um damit z. B. neben einem Ventilspielausgleichselement auch eine Ventilabschaltungseinrichtung zu betätigen.

Ansprüche

1. Anordnung von Kipphebeln oder Schlepphebeln für die Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen mit einer im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gelagerten durchgehenden Achse zur Abstützung einer Reihe von Kipp- oder Schlepphebeln und mit Nabenkörpern an den Kipp- oder Schlepphebeln, mit denen die Kipp- oder Schlepphebel schwenkbar auf der Achse gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (13) einen mit einer Abplattung (20) versehenen und im übrigen kreisrunden Querschnitt aufweist, die Nabenkörper (12) an der von der Betriebsauflagekraft abgewandten Seite mit einer Nabenöffnung (21) versehen sind, der verbleibende Lagerumfangswinkel der Nabenkörper (12) sowie der verbleibende Kreisumfangswinkel des Querschnitts der Achse (13) größer als 180° sind und die Achse (13) in ihrer Lagerung verdrehbar und festlegbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (13) mit einer oder mehreren achsparallel verlaufenden Bohrungen (17) und von diesen radial zu den Nabenkörpern (12) abzweigenden Kanälen (18) zur Führung von Öl versehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipp- oder Schlepphebel (8) an einem seiner Hebelenden (9) ein hydraulisch betätigtes Ventilspielausgleichselement (10) trägt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipp- oder Schlepphebel (8) mit einer Rolle (14) als Nockenfolger versehen ist.

5. Anordnung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipp- oder Schlepphebel zweigeteilt ausgeführt und mit einer hydraulisch betätigten Ventilabschaltungseinrichtung versehen ist.

Zeichnung