Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
VARIABLE-STROKE VALVE DRIVE WITH A DOUBLE LEG SPRING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/148199
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a variable-stroke valve drive with a double leg spring in a cylinder head of an internal combustion engine. The valve drive comprises a pivoting lever, a rolling element of which with a rotational pivot point is supported on a sliding track of a connecting link and a control track of which is arranged on an intermediate element for a gas exchange valve in a play-free manner, wherein the pivoting lever can be pivoted between the support points against the force of the double leg spring in a controlled manner by a cam of a camshaft in order to set the stroke, and the pivoting rotational point can be moved in a controlled manner parallel to the sliding track by an adjustment device in order to adjust the stroke height. The central region of the double leg spring forms an intermediate leg with a rotational direction reversal of the two spring legs, and the double leg spring can be installed in the region of the intermediate leg, the ends of the spring legs being shaped in a largely parallel manner to the longitudinal axis of the double leg spring. By virtue of the design according to the invention, an expanded stroke adjustment range is provided for the gas exchange valve with a simplified installation process.

More Like This:
Inventors:
MEYER JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/086077
Publication Date:
July 29, 2021
Filing Date:
December 15, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
F01L1/18; F01L13/00
Domestic Patent References:
WO2002092972A12002-11-21
Foreign References:
DE102013106646A12015-01-08
EP2568132A12013-03-13
DE102006029178A12007-12-27
DE102016220396A12017-08-10
DE10122152A12002-11-21
DE102006033559A12008-01-24
EP2568132B12014-07-16
Download PDF:
Claims:
Hubvariabler Ventiltrieb mit einer Doppelschenkelfeder

Patentansprüche

1. Hubvariabler Ventiltrieb (1 ) mit einer Doppelschenkelfeder (2) in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, wobei der Ventiltrieb (1) einen Schwenkhebel (3) umfasst, der einerseits mit einem Rollenelement (4) mit einem Schwingdrehpunkt auf einer Kulissenbahn (5) einer Kulisse (6) und andererseits mit einer Steuerbahn (7) auf einem Zwischenele ment (8) zu einem Gaswechselventil (9) spielfrei abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel (3) zur Hubeinstellung zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken einer Nockenwelle entgegen einer Kraft der Doppelschenkelfeder (2) gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt von einer Verstelleinrichtung (10) zur Hubhö henverstellung parallel zur Kulissenbahn (5) gesteuert verschiebbar ist, wobei die Doppelschenkelfeder (2) in ihrem Mittenbereich einen Zwi schenschenkel (11 ) bildet mit einer Drehrichtungsumkehr der zwei Fe derschenkel (2a, 2b) und wobei die Doppelschenkelfeder (2) im Bereich des Zwischenschenkels (11) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Federschenkel (2a, 2b) weitgehen parallel zu einer Längsachse (12) der Doppelschenkelfeder (2) umgeformt sind. 2. Hubvariabler Ventiltrieb nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Federschenkel (2a, 2b) nach innen oder nach außen umgeformt sind.

3. Hubvariabler Ventiltrieb nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Federschenkel (2a, 2b) um ca. 90° umgeformt sind.

4. Hubvariabler Ventiltrieb nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (3) für jedes Ende der Federschenkel (2a, 2b) eine korrespondierende Auflagefläche (13) aufweist.

Description:
Hubvariabler Ventiltrieb mit einer Doppelschenkelfeder

Die Erfindung betrifft einen hubvariablen Ventiltrieb mit einer Doppelschen kelfeder in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Doppelschenkelfeder für einen hubvariablen Ventil trieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 22 152 A1 bekannt. In dieser Of fenlegungsschrift ist eine Montagehilfe für eine Doppelschenkelfeder für ei nen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine beschrieben, wobei die Doppelschenkelfeder aus zumindest einer ersten und einer zweiten Schenkelfeder, die weitgehend koaxial zu einer gemeinsamen Federachse angeordnet sind, dargestellt ist und die erste Schenkelfeder ei nen ersten Federschenkel und die zweite Schenkelfeder einen zweiten Fe derschenkel aufweisen, wobei die Wicklungsrichtungen der ersten und der zweiten Schenkelfeder entgegengesetzt und die erste und zweite Schenkel feder im Bereich der Umkehr der Wicklungsrichtung miteinander einen ge meinsamen Zwischenschenkel bilden, der mit einem Abschnitt des Zylinder kopfes verbindbar ist, wobei die Montagehilfe den ersten und den zweiten Federschenkel mit dem Zwischenschenkel in einer vorgespannten Wirkposi tion lösbar miteinander verbindet. Durch die Montagehilfe ist eine gefahrlose und problemlose Montage der Doppelschenkelfeder in einem hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine möglich. Aus der DE 102006033559 A1 ist ein hubvariabler Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine bekannt. Der hubvariable Ventiltrieb für eine Brenn kraftmaschine weist zumindest einen ersten und einen zweiten Zylinder und gleichwirkende Gaswechselventile auf, wobei jedem Zylinder eine Gaswech selventilbetätigungseinheit zugeordnet ist. Diese Gaswechselventilbetäti gungseinheit besteht aus zumindest:

Einem Zwischenhebel, der einerseits schiebebeweglich auf einer Kulissen bahn einer Kulisse gelagert ist und andererseits eine Arbeitskurve aufweist, wobei die Arbeitskurve über ein Zwischenelement mit einem Gaswechsel ventil in Wirkverbindung steht, wobei eine erste Stellvorrichtung zum Drehen des Zwischenhebels um einen kulissennahen Punkt gegen eine Federkraft eines Federelementes vorgesehen ist, wobei der Zwischenhebel mit einer zweiten Stellvorrichtung entlang der Kulissenbahn verschiebbar ist, wobei die zweite Stellvorrichtung einen ersten Einstellpunkt für einen Nullhub, zumin dest einen zweiten Einstellpunkt für einen Teilhub und einen dritten Einstell punkt für einen Vollhub des Gaswechselventils aufweist und wobei dem Gaswechselventil des ersten Zylinders eine erste zweite Stellvorrichtung und dem Gaswechselventil des zweiten Zylinders eine zweite zweite Stellvorrich tung zugeordnet ist.

Weiter ist aus der Europäischen Patentschrift EP 2568 132 B 1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ein hubvariabler Ventiltrieb mit einer Doppel schenkelfeder in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Ventiltrieb umfasst einen Schwenkhebel, der einerseits mit einem Rollenele ment mit einem Schwingdrehpunkt auf einer Kulissenbahn einer Kulisse und andererseits mit einer Steuerbahn auf einem Zwischenelement zu einem Gaswechselventil spielfrei abgestützt ist. Der Schwenkhebel ist zur Flubein- stellung zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken einer Nockenwelle entgegen einer Kraft der Doppelschenkelfeder gesteuert schwenkbar und andererseits ist der Schwingdrehpunkt von einer Verstellein richtung zur Flubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn gesteuert ver- schiebbar ist Die Doppelschenkelfeder bildet in ihrem Mittenbereich einen Zwischenschenkel mit einer Drehrichtungsumkehr der zwei Federschenkel, wobei die Doppelschenkelfeder im Bereich des Zwischenschenkels montier bar ist.

Letztgenanntes EP Patent beschreibt somit einen hubvariablen Ventiltrieb mit einer Doppelschenkelfederausführung mit Federschenkeln mit einem S- Schlag, wobei die Federschenkel von "oben" an die Anlagefläche am Schwenkhebel eingreift und bei der Montage von "hinten" in die seitlichen Führungslaschen des Schwenkhebels eingeführt werden muss.

Hierbei ergeben sich folgende Probleme:

1. Durch den S-Schlag der Federschenkel ist der Drehwinkel der Exzen terwelle, dem Verstellelement, geometrisch auf 254° beschränkt, da sonst der Federschenkel mit dem Exzenter der Exzenterwelle kolli diert.

2. Durch eine Fehlmontage kann ein oder beide Schenkel der Feder schenkel unter Umständen nicht richtig auf die Anlagefläche des Schwenkhebels eingeführt werden, sondern seitlich auf den Stirnflä chen der seitlichen Führungslaschen aufliegen. Beim ersten Durch drehen der Nockenwelle und somit einer Schwenkbewegung des Zwi schenhebels rutscht der Federschenkel seitlich vom Zwischenhebel herunter und schleift dann auf der Nockenwelle. Die variable Hubfunk tion des hubvariablen Ventiltriebs ist damit nicht mehr gewährleistet. Dies führt zu einem Verschleiß des Nockenwellen-Rohres durch den Federschenkel und es kann zu einem Bruch der Nockenwelle kom men.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, o. g. Probleme zu vermeiden. Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Berührung der Federschenkel der Doppelschen kelfeder von einer vertikalen Anordnung (S-Schlag) auf eine horizontale An ordnung modifiziert.

Hieraus ergeben sich folgende Vorteile:

1. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der Abstand des Fe derschenkels im Bereich des Zwischenhebels zum Exzenter, dem Verstellelement, deutlich vergrößert und damit ist eine Vergrößerung des Drehwinkels der Exzenterwelle möglich (bis zu 300°). Damit steht ein größerer Verstellwinkel zur Auslegung der Hubfunktion des hubva riablen Ventiltriebs zur Verfügung. Somit kann, ohne eine Vergröße rung des Verstellmoments des hubvariablen Ventiltriebs (dann wäre ein stärkerer Verstellmotor nötig) ein größerer Exzenterhub realisiert werden.

2. Weiter führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung zu einer Verbesse rung der Montage. Der L-förmige Federschenkel der Doppelschen kelfeder muss nur auf die korrespondierende Auflagefläche des Zwi schenhebels aufgelegt werden. In vorteilhafter weise ist kein zusätzli ches Positionieren des Federschenkels notwendig und damit ist keine Fehlmontage möglich.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen be schrieben.

Im Folgenden wird die Erfindung in einer Figur anhand des Standes der Technik und in zwei Figuren anhand einer erfindungsgemäßen Ausgestal tung im Vergleich zum Stand der Technik näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines gattungsgemäßen hubvariablen Ventiltriebs gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines hubvariablen Ventiltriebs gemäß der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf den hubvariablen Ventiltrieb gemäß der

Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik.

Im Folgenden gelten in den Fig. 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines gattungsgemäßen hubva riablen Ventiltriebs 1 mit einer Doppelschenkelfeder 2 gemäß dem Stand der Technik. Der Abschnitt ist für zwei Gaswechselventile 9 vorgesehen, wobei nur ein Gaswechselventil 9 beziffert ist. Dieser Ventiltrieb 1 ist in einem nicht dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine verbaubar und ist aus dem Stand der Technik, der DE 102006033559 A1 , bekannt.

Der Ventiltrieb 1 umfasst einen Schwenkhebel 3, der einerseits mit einem Rollenelement 4 mit einem Schwingdrehpunkt auf einer Kulissenbahn 5 einer Kulisse 6 und andererseits mit einer Steuerbahn 7 auf einem Zwischenele ment 8, einem Rollenschlepphebel, auf einem Gaswechselventil 9 spielfrei abgestützt ist. Für eine spielfreie Abstützung ist das Zwischenelement 8 ge genüber dem Gaswechselventil 9 auf einem Spielausgleichselement 13, vor zugsweise einem hydraulischen Spielausgleichselement 13, abgestützt. Zur Flubeinstellung ist der Schwenkhebel 3 zwischen den Abstützpunkten einer seits von einem nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle entgegen ei ner Kraft der Doppelschenkelfeder 2 gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt von einer Verstelleinrichtung 10, einer Exzenterwelle, zur Flubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn 5 gesteuert verschiebbar. Weiter bildet die Doppelschenkelfeder 2 in ihrem Mittenbereich einen Zwi- schenschenkel 11, mit einer Drehrichtungsumkehr der zwei Federschenkel 2a, 2b (2b ist nicht beziffert, da nicht erkennbar), wobei der Zwischenschen kel 11 von einem Montageblech umhüllt ist. Mit einem Montagemittel ist die Doppelschenkelfeder 1 entweder am Zylinderkopf oder an einem nicht dar gestellten Wellenlager befestigbar. Zur Funktionsweise des hubvariablen Ventiltriebs 1 wird auch auf die internationale Patentanmeldung WO 02/092972 A1 hingewiesen.

Wie bereits dargestellt, weist die bekannte Doppelschenkelfederausführung Federschenkel 2a, 2b mit einem S-Schlag auf, wobei die Federschenkel 2a, 2b von "oben" an die Anlageflächen am Schwenkhebel 3 eingreifen und bei der Montage von "hinten" in seitliche, nicht bezifferte Führungslaschen des Schwenkhebels 3 eingeführt werden.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines hubvariablen Ventiltriebs 1 gemäß der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik. Für Fig. 2 gilt derselbe Sach verhalt wie für Figur 1. Der in der Zeichnung unten liegende Federschenkel 2a entspricht der Ausführung gemäß dem Stand der Technik, der in der Zeichnung oben liegende Federschenkel 2b entspricht der erfindungsgemä ßen Ausgestaltung. Erfindungsgemäß ist in diesem Vergleich das Ende des Federschenkels 2b weitgehen parallel zu einer Längsachse 12 der Doppel schenkelfeder 2 umgeformt.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Federschenkel 2b nach in nen umgeformt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Feder schenkel 2b auch nach außen umgeformt sein.

Weiter ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Federschenkel 2b um ca. 90° umgeformt, wobei auch größere oder kleinere Umformwinkel möglich sind. Für eine bestmögliche Auflage des Federschenkels 2b weist der Schwenk hebel 3 für erfindungsgemäße jedes Ende der Federschenkel 2a, 2b eine korrespondierende Auflagefläche 13 auf.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf den hubvariablen Ventiltrieb 1 gemäß der Erfin dung im Vergleich zum Stand der Technik. Es gilt dasselbe wie zu Figur 2 gesagte. Zum Schluss sei noch gesagt, dass gegenüber den Figuren 2 und 3 in der Realität beide Federschenkel 2a, 2b der Doppelschenkelfeder 2 die L- Form aufweisen und der Schwenkhebel 3 für jeden Federschenkel 2a, 2b eine Auflagefläche 13 aufweist.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergeben sich folgende Vor teile:

1. Es wird der Abstand des Federschenkels 2b im Bereich des Zwi schenhebels 3 zum Exzenter, dem Verstellelement 10, deutlich ver größert und damit ist eine Vergrößerung des Drehwinkels der Exzen terwelle möglich (bis zu 300°). Damit steht ein größerer Verstellwinkel zur Auslegung der Flubfunktion des hubvariablen Ventiltriebs 1 zur Verfügung. Somit kann, ohne eine Vergrößerung des Verstellmoments des hubvariablen Ventiltriebs 1 ein größerer Exzenterhub realisiert werden.

2. Weiter führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung zu einer Verbesse rung der Montage. Der L-förmige Federschenkel 2b der Doppelschen kelfeder 2 muss nur auf die korrespondierende Auflagefläche 13 des Zwischenhebels 3 aufgelegt werden. In vorteilhafter Weise ist kein zu sätzliches Positionieren des Federschenkels 2b notwendig und damit ist keine Fehlmontage möglich. Bezugszeichenliste:

1. Ventiltrieb

2. Doppelschenkelfeder

2a Federschenkel gern. Stand der Technik

2b Federschenkel gern der Erfindung

3. Schwenkhebel

4. Rollenelement

5. Kulissenbahn

6. Kulisse

7. Steuerbahn

8. Zwischenelement

9. Gaswechselventil

10. Verstelleinrichtung

11. Zwischenschenkel

12. Längsachse

13. Auflagefläche

14. Spielausgleichselement