Bezeichnung der Erfindung

Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit Raumnocken

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit zumindest einem Einlass- oder einem Auslassnocken, der als Raumnocken ausgebildet und auf einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine angeordnet ist und mit zumindest einem Abgriffselement in Linienberührung entlang der Nockenkontur steht, wobei das Abgriffselement unter Zwischenschaltung zumindest eines übertragungselements zu- mindest ein im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine geführtes Einlass- oder Auslassgaswechselventil steuert und der Raumnocken gegenüber dem Abgriffselements ohne das Abgriffselement gegenüber dem Raumnocken zur Hubverstellung des Gaswechselventils axial zur Nockenwelle verschiebbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Ventiltrieb ist aus der DE- 199 42 1 10 A1 bekannt. Bei diesem Ventiltrieb steht das Abgriffselement mit dem Raumnocken in Linienberührung und kann entsprechend der jeweiligen Schräglage der Nockenkontur in einem Bett eines Tassenstößels hin- und herschwenken. Die Nockenkontur hat in radialer Richtung einen großen Abstand zur Nockenwelle, so dass bei einer Axialverschiebung der Nockenwelle und des Raumnockens entlang der Nockenkontur das Abgriffselement immer einen weiten Abstand zur Nockenwelle hat. über den Verlauf der Nockenkontur in Umfangshchtung macht dieses Dokument keine Angaben.

Dadurch, dass die radiale Erstreckung des Raumnockens verhältnismäßig groß ist, wird sehr viel Bauraum im Bereich des Zylinderkopfes in Anspruch genommen, was nicht erwünscht ist.

Des weiteren ermöglicht es dieser Ventiltrieb nicht, eine solche Hubverstellung zur Verfügung zu stellen, bei der der Leerlaufhub auf sehr geringe Werte, vorzugsweise nahe oder gleich Null, heruntergesteuert werden kann.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den gattungsgemäßen Ventiltrieb so zu verbessern, dass eine Hubverstellung vom maximalen Hub bis zu einem Leerlaufhub, der nahezu Null beträgt, gesteuert werden kann. Darüber hinaus soll dies mit einem geringen Raumbedarf erfolgen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass eine Verstellung des Hu- bes des Gaswechselventils auf sehr geringe Werte, vorzugsweise nahe oder gleich Null, vorgesehen ist und dass der Raumnocken und/oder die Nockenwelle auf der dem Erhebungsbereich des Raumnockens abgewandten Seite des Grundkreises zumindest einen Bereich mit einem den Grundkreis durchdringenden Materialabtrag und/oder zumindest einen Bereich mit negativem Krümmungsradius aufweist.

Dadurch, dass das Abgriffselement zur Begrenzung der Flächenpressung zwischen diesem und der Nockenkontur im Bereich der Linienberührung eine gewisse Breite aufweisen soll, ist es von Vorteil, wenn das Abgriffselement einen Freiraum erhält, der unter den Grundkreis reicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass im Bereich des Grundkreises bzw. neben dem Grundkreis, auf der im Erhebungsbereich des Raumnockens abgewandten Seite, ein Bereich vorgesehen ist, auf dem eine Abflachung gegenüber dem Grundkreis vorliegt und dieser Bereich der Achse der Nockenwelle näher liegt als der übri- ge Bereich des Raumnockens und/oder der Nockenwellenoberfläche. Je nach konstruktiven Gegebenheiten kann es ausreichen, wenn der dort vorliegende Radius um einiges größer ist als der Radius des Grundkreises und die Lage

des Radiusmittelpunktes so gewählt ist, dass eine Abflachung oder ein Materialabtrag entsteht.

Dadurch wird erreicht, dass das Abgriffselement auch bei geringsten Hüben eine volle Linienberührung aufweist. Es sollen nämlich gerade im Bereich der kleinen Hübe keine überbestimmungen zwischen der Abgriffsebene und der

Nockenkontur auftreten. Um derartige überbestimmungen zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, wenn die mit der Nockenkontur in Wirkverbindung stehende

Fläche des Abgriffselements gemäß Grundausführung nicht mehr eben ist, sondern ballenförmig ausgeführt ist, also eine Oberfläche hat, die einem Ab- schnitt eines Zylinders entspricht.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Erhebungsbereich des Raumnockens Bereiche mit negativem Krümmungsradius aufweist. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, nicht nur eine Hubverstellung des Gaswechselventils sondern auch eine Phasenverstellung der Erhebungskurve in Drehrichtung der Nockenwelle sowie eine Verkürzung der öffnungszeit des Gaswechselventils zu erreichen. In vorteilhafter Weise beginnt der Bereich mit negativem Krümmungsradius mit der Schnittebene für die größte Hubverstellung und nimmt in Richtung zu klei- neren Hubverstellungen zu. Dabei kann die Zunahme durch Verkleinerung des negativen Krümmungsradius erfolgen, so dass auch zusätzlich zu der Hubverstellung und der Phasenverstellung eine Verkürzung oder Verlängerung der öffnungszeit des Gaswechselventils möglich ist. Dabei können vor und hinter der höchsten radialen Erhebung des Raumnockens am Erhebungsbereich Be- reiche mit negativem Krümmungsradius in Drehrichtung des Raumnockens vorgesehen sein.

Der Ventiltrieb soll dabei so ausgebildet sein, dass zu jedem Zeitpunkt die Abweichung zwischen Abgriffselement und Nockenkontur kleiner als 20 μm be- trägt. Wäre diese Abweichung größer als 20 μm so könnte ein übergang von der Linien- zur Punktberührung erfolgen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Abgriffselement als Wälzkörper ausgebildet ist.

Dabei hat der Wälzkörper vorzugsweise zumindest eine Stützrolle, die auf einem Bolzen angeordnet sowie radial, vorzugsweise auch axial auf diesem ge- führt sind. Die Stützrolle(en) können gleitend oder mittels Wälzlagerung auf dem Bolzen geführt sein. Die Stützrolle kann auch den Außenring des Wälzlagers bilden, so dass zwischen Stützrolle und Bolzen Wälzkörper, insbesondere Nadeln, vorgesehen sind. Vorzugsweise sind zwei Stützrollen vorgesehen, die nebeneinander auf dem Bolzen angeordnet sind. In vorteilhafter Weise ist der Bolzen an einem Rollenträger befestigt, der um eine Achse quer zur Nockenwelle schwenkbar am übertragungselement gelagert ist. Der Rollenträger ist am übertragungselement axial zu seiner Schwenkachse festgelegt, da diese die zwischen Raumnocken und Wälzkörper bzw. Stützrollen auftretenden Kräfte übernimmt. Das übertragungselement ist in vor- teilhafter Weise als Hebelelement ausgeführt, das mittels zumindest eines Stützelements parallel zur Nockenwellenachse schwenkbar am Zylinderkopf geführt ist.

Insbesondere in Verbindung mit vier Gaswechselventilen pro Zylinder bietet es sich an, dass das Hebelelement rahmenförmig ausgeführt ist und auf der einen Seite mit ein oder zwei Stützelementen und in den gegenüber liegenden Eckbereichen mit vorzugsweise zwei Einlass- oder zwei Auslassgaswechselventilen in Wirkverbindung steht.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Abgriffselement oder auch der Rollenträger an einem Tassenstößel gelagert sein kann oder dass auch das Abgriffselement oder auch der Rollenträger mit einem Stößel eines Ventiltriebes benutzt werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Nockenwelle mit einem Raumnocken,

Figur 2 ein Doppelbild mit skizzierter Ansicht eines Raumnockens mit

Abgriffselement und zugehöriger skizzierter Stirnansicht des Raumnockens und

Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Ventiltriebs mit Raumnocken.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

In den Figuren 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Nockenwelle bezeichnet, auf der ein Raumnocken 2 dreh- und axialfest angeordnet ist. Der Raumnocken 2 hat eine Nockenkontur 3, die aus dem Mantelbereich mit der Grundkreiserstreckung und einen Erhebungsbereich besteht, der von dem Maximalhub bis zum minimalen Hub, der fast der Grundkreishöhe entspricht, ausgebildet ist. Auf der linken Seite von Figur 2 sind zwei Schnittebenen 4 und 5 dargestellt, wobei die Schnittebene 4 der Volllasthuberhebung entspricht und die Schnittebene 5 die minimale Leerlauferhebungskurve darstellt. Weiterhin ist mit 6 ein Abgriffselement bezeichnet, dessen Breite erheblich breiter ist, als die jeweilige Schnittebene. Insbesondere dann, wenn sich das Abgriffselement im minimalen Hubbereich, wie dargestellt, befindet, reicht das Ende des Abgriffselements über die Schnittebene 5 mit der minimalen Huberhebung hinaus. Der dort noch vom Abgriffselement 6 überfahrene Bereich hat je nach Ausgestaltung ein Materialabtrag 7, wie in Figur 1 dargestellt, so dass sich dort ein Abflach-Bereich befindet, der darüber hinaus der Nockenwellenachse näher ist als der übrige Bereich. In Figur 2 ist in der Darstellung der Stirnansicht des Raumnockens zu erkennen, dass dort mehrere Bereiche mit negativem Krümmungsradius 8 vorgesehen sind, wobei eine Verkürzung der Huberhebung im Bereich der geringeren Nockenerhebung vorgesehen ist und auch eine Phasenverschiebung der jewei-

ligen Erhebungskurven entlang des Raumnockens. Diese Phasenverschiebung wird durch die strichpunktierte Linie 9 verdeutlicht.

Das Abgriffselement 6 ist, wie in Figur 3 dargestellt, vorzugsweise als Wälzkörper mit zwei Stützrollen 10 und 1 1 ausgebildet. Die Stützrollen 10 und 1 1 sind nebeneinander auf einem Bolzen 12 gelagert, der an einem Rollenträger 13 festgelegt ist. Der Rollenträger 13 weist Lagerstützen 14 auf, die in Lagerschalen 15 eines Hebelelements 16 geführt sind. Das Hebelelement 16 ist mittels Stützelementen 17 an einem nicht dargestellten Zylinderkopf parallel zur Nockenwelle gelagert, wobei die gegenüberliegenden Enden des Hebelelements 16 mit zwei Einlassgaswechselventilen 18 in Wirkverbindung stehen.

Bezugszeichenliste

1 Nockenwelle

2 Raumnocken

3 Nockenkontur

4 Schnittebene

5 Schnittebene

6 Abgriffselement

7 Materialabtrag

8 negativer Krümmungsradius

9 strichpunktierte Linie

10 Stützrollen

11 Stützrollen

12 Bolzen

13 Rollenträger

14 Lagerstützen

15 Lagerschalen

16 Hebelelement

17 Stützelemente

18 Einlassgaswechselventile