Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung

Die Erfindung betrifft eine mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechselventilen, denen entsprechende Zylinder zugeordnet sind, wobei einem Gaswechselventil eine Übertragungsanordnung zugeordnet ist, wobei die Übertragungsanordnung mindestens eine Zwischenhebelanordnung und mindestens eine Schwenkhebelanordnung aufweist, wobei ein Zwischenhebel der Zwischenhebelanordnung eine Arbeitskurve zur Wirkverbindung mit einem Schwenkhebel der Schwenkhebelanordnung aufweist, wobei der Zwischenhebel in Wirkverbindung mit einer Umfangskontur einer Nockenwelle steht und wobei die Zwischenhebelanordnung ein Angriffsorgan aufweist, das mit einer Ventilhubverstellung in Wirkverbindung steht.

Derartige Ventiltriebanordnungen sind hinlänglich bekannt. So beschreiben die DE 10 2006 033 559 AI und die DE 10 2007 022 266 AI Ventiltriebanordnungen, die eine einstellbare Hubhöhe eines betreffenden Gaswechselventils aufweisen. Hierzu ist in beiden Ventiltriebanordnungen eine Zwischenhebelanordnung vorgesehen, die einerseits mit einer Nockenwelle in Wirkverbindung steht, um das Gaswechselventil periodisch zu bewegen, und andererseits ein Angriffsorgan aufweist, über das die maximal bzw. minimal zu erreichende Hubhöhe einstellbar ist. All diese Ventiltriebanordnungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass nach Fertigung und nachfolgender Montage aufgrund von Fertigungstoleranzen ein exakt gewünschter Ventilhub nicht einstellbar bzw. im Betriebszustand nicht wieder herstellbar ist. Insbesondere bei der Anforderung eines identischen Ventilhubs über alle Ventile und Zylinder eines Mehrzylinderverbrennungsmotors kann das bei geringen Ventilhüben zu einem unbefriedigenden Laufverhalten des Motors führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung derart auszugestalten, dass die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Ventilhubverstelleinrichtung eine Steuerwelle aufweist, die auf ein erstes Ende eines in einem Lager drehbar gelagerten Stellhebels einwirkt, wobei das zweite Ende mit dem Angriffsorgan der Zwischenhebelanordnung in Wirkverbindung steht. Über diesen sogenannten Stellhebel ist es auch im vormontierten oder endmontierten Zustand wesentlich einfacher, die Ventilhubhöhe des zugehörigen Gaswechselventils einzustellen.

Besonders vorteilhaft ist hier eine Ausführungsform, bei der der Stellhebel verschieblich angeordnet ist. Das Angriffsorgan der Zwischenhebelanordnung kann vorteilhaft durch einen Flächenabschnitt am Zwischenhebel gebildet sein, wobei in vorteilhafter Weise der Stellhebel eine erste drehbar gelagerte Rolle aufweist, die mit dem Flächenabschnitt des Zwischenhebels in Wirkverbindung stehen kann. Durch diese Anordnung wird eine wesentlich geringere Flächenpressung erreicht als mit den konventionellen Anordnungen.

Auch kann der Zwischenhebel in vorteilhafter Weise eine zweite drehbar gelagerte Rolle aufweisen, die mit der Steuerwelle in Wirkverbindung steht, um Verschleißerscheinungen noch weiter zu minimieren.

Vorteilhafter Weise weist der Zwischenhebel an dem der Arbeitskontur entgegen gesetzten Seite eine erste Rolle aufweist, die in Wirkverbindung mit der Nockenwelle steht, und eine zweite Rolle aufweist, die in einer Kulisse geführt ist, wobei das Angriffsorgan zwischen der ersten Rolle und der Arbeitskontur vorgesehen ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es darüber hinaus möglich, dass eine Zwischenhebelanordnung zwei Zwischenhebel aufweist, die über eine Verbindungswelle an dem der Arbeitskurve entgegengesetzten Ende miteinander verbunden sind, wobei erste Rollen für die Kraftübertragung einer Nockenwelle auf die Zwischenhebel vorgesehen sind und eine zweite Rolle zwischen den Zwischenhebeln zur Führung in einer Kulisse vorgesehen ist, wobei das Angriffsorgan durch die Verbindungsweife ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, hierin zeigen :

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfinderischen Ventiltriebanordnung, die nach dem Grundprinzip„Univalve" funktioniert, und

Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Ventiltriebanordnung für ein Gaswechselventil.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventiltriebanordnung 10 mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechselventilen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 und 26. Im vorliegenden Fall sind jeweils zwei Einlass-Gaswechselventile einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet Die mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung 10 weist im vorliegenden Fall vier Übertragungsanordnungen 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 auf, denen jeweils zwei Gaswechselventile 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 zugeordnet sind. Dabei sind die Übertragungsanordnungen 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 auf bekannte Weise im Zylinderkopf mittels Lagermitteln gelagert. Die Lagermittel 36, 38 werden in der vorliegenden Figur 1 lediglich exemplarisch für die Lagerung eines Schwenkhebels 56 der Übertragungsanordnung 35 dargestellt. Darüber hinaus stehen die Übertragungsanordnungen 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 auf bekannte Weise mit einer Nockenwelle 40 in Wirkverbindung. Außerdem ist jede Übertragungsanordnung 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34, 35 durch Verstellorgane 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48, 49 einer Ventifhubverstelleinrichtung 41 derart ansteuerbar, dass ein geringerer oder höherer Ventilhub der Einlassventile 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 einstellbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verstellorgane 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48, 49 jeweils zwei Einlassventilen 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 zugeordnet und als Steuerorgane ausgeführt, die auf einer Steuerweile 50 vorgesehen sind und auf Angriffsorgane 75 einwirken. Die Steuerwelle 50 ist hier als Exzenterwelle ausgeführt. Es sollte deutlich sein, dass die Steuerwelle 50 jegliche Art von Ansteuerkonturen aufweisen kann. Die Ventilhubversteileinrichtung 41 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein Antriebsorgan 52 auf bekannte Weise antreibbar. Es ist natürlich auch möglich mehreren Gaswechselventilen eine Übertragungsanordnung zuzuordnen. Als Antriebsorgan 52 kann ein sowohl vorwärts wie rückwärts laufender Drehantrieb genutzt werden. Die Ventilhubversteileinrichtung 41 kann damit derart angetrieben werden, dass in Abhängigkeit von der vorliegenden Position schnell und präzise der dem nächsten Betriebszustand entsprechende Ventilhub durch den Einsatz der entsprechenden Steuerorgane gewählt werden kann. Auch Drehwinkel von > 360° sind damit realisierbar.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ein mechanisch ansteuerbarer Ventiltrieb 54 die Übertragungsanordnung 35 sowie das Gaswechselventil 26 auf. Die Übertragungsanordnung 35 besteht dabei aus einer Schwenkhebelanordnung 56 sowie einer Zwischenhebelanordnung 58, wobei die Zwischenhebelanordnung 58 über eine Arbeitskurve in Wirkverbindung mit der Schwenkhebelanordnung 56 steht, und wobei die Schwenkhebelanordnung 56 mit einer Stirnfläche auf das Gaswechselventil 26 angreift und die Zwischenhebelanordnung 58 in Wirkverbindung mit der Ventilhubverstelleinrichtung 41 und der Nockenwelle 40 steht. Dabei greift das Versteliorgan 48 der Ventilhubverstelleinrichtung 41 entgegen einer Vorspannkraft einer Feder 55 auf ein nicht weiter dargestelltes Angriffsorgan (beispielsweise eine Rolle, siehe Figur 2) der Zwischenhebelanordnung 58 an. Die Zwischenhebelanordnung 58 greift mit einer in Figur 1 nicht weiter dargestellten Arbeitskurve 60 auf die Schwenkhebelanordnung 56 an.

Figur 2 zeigt nun eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Ventiltriebanordnung 10 für das Gaswechselventil 26. Deutlich zu erkennen ist die Nockenwelle 40, die in Wirkverbindung mit einer ersten Rolle 62 steht, die an einem der Arbeitskurve 60 eines Zwischenhebels 64 der Zwischenhebelanordnung 58 entgegengesetzten Ende drehbar gelagert ist. Durch die Nockenwelle 40 wird gegen den unter Vorspannkraft einer nicht dargestellten Feder stehenden Zwischenhebefs 64 die Hubbewegung des Gaswechselventils 26 ausgelöst. Der Zwischenhebel 64 ist des Weiteren über eine zweite Rolle 66 in einer Kulisse 70 gelagert. Gemäß Figur 1 steht im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kulisse 70 in Wirkverbindung mit zwei Übertragungsanordnungen. Es ist aber natürlich auch möglich für jede Übertragungsanordnung eine einzelne Kulisse 70 vor zu sehen. Die zweite Rolle 66 ist jedoch in der Figur 2 nur gestrichelt dargestellt, da sie durch die erste Rolle 62 verdeckt ist. Die Arbeitskurve 60 des Zwischenhebels 64 steht auf bekannte Weise mit einer Rolle 68 des Schwenkhebels 72 für das Gaswechselventil 26 in Wirkverbindung. Gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein Verstellorgan direkt ein Angriffsorgan des Zwischenhebels angreift, ist nun ein in einem Lager 84 drehbar gelagerter Stellhebel 74 vorgesehen, auf dessen erstes Ende 76 die Steuerwelle 50 einwirkt und dessen zweites Ende 78 mit einem Angriffsorgan 80 der Zwischenhebelanordnung 58 in Wirkverbindung steht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Angriffsorgan 80 der Zwischenhebelanordnung 58 durch einen Flächenabschnitt 80 am Zwischenhebel 64 ausgebildet. Des Weiteren weist der Stellhebel 74 eine erste drehbar gelagerte Rolle 82 auf, die mit diesem Flächenabschnitt 80 in Wirkverbindung steht. Durch eine derartige Ausführungsform, die eine Auslagerung der Steuerwellenkontaktrolle als Angriffsorgan aus dem Zwischenhebel 64 heraus bewirkt, verringert sich die Masse und somit das Massenträgheitsmoment des Zwischenhebels 64. Dies bewirkt eine höhere Drehzahlfestigkeit des Systems. Darüber hinaus treten bei der Ventiltriebanordnung gemäß dem Stand der Technik zwischen der Steuerwelle und dem Angriffsorgan hohe Flächenpressungen auf. Bei der hier dargestellten Lösung ist dieser Kontakt ersetzt durch zwei Kontakte, nämlich einmal der Kontakt zwischen Steuerwelle 50 und Stellhebel 74 und des Weiteren durch den Kontakt der ersten Rolle 82 des Stellhebels 74 mit dem Flächenabschnitt 80 des Zwischenhebels 64. Hierdurch ergeben sich wesentlich geringere Flächenpressungen.

Des Weiteren ist der Stellhebel 74 im vorliegenden Fall auch noch in einem Lager 84 verschieblich gelagert, was schematisch durch den doppelseitigen Pfeil angedeutet ist. Aufgrund der verschieblichen Lagerung des Stellhebels 74 kann auf einfache Weise eine Feineinstellung der Ventilhübe vorgenommen werden.

Natürlich ist es auch möglich, dass in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Zwischenhebelanordnung zwei Zwischenhebel aufweist, die über eine Verbindungswelle auf bekannte Weise an dem der Arbeitskurve entgegengesetzten Ende miteinander verbunden sind. Hierbei sind erste Rollen für die Kraftübertragung einer Nockenwelle auf die Zwischenhebel vorgesehen und eine zweite Rolle, die zwischen den Zwischenhebeln angeordnet ist und zur Führung in der Kulisse vorgesehen ist. In diesem Fall wird das Angriffsorgan für den Stellhebel vorteilhafter Weise durch die Verbindungswelle ausgebildet.