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Dokumentenidentifikation DE3221134C2 23.02.1989
Titel Antriebseinrichtung für die Ventil-Kipphebel von Brennkraftmaschinen
Anmelder Motorenfabrik Hatz GmbH & Co KG, 8399 Ruhstorf, DE
Erfinder Hatz, Ernst, Dipl.-Ing., 8399 Ruhstorf, DE;
Absenger, Erich, 8390 Passau, DE
DE-Anmeldedatum 04.06.1982
DE-Aktenzeichen 3221134
Offenlegungstag 08.12.1983
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.02.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.02.1989
IPC-Hauptklasse F01L 13/02
IPC-Nebenklasse F01L 1/18   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für Ventil-Kipphebel von Brennkraftmaschinen und umfaßt je eine dem Kipphebel zugeordnete Stoßstange, die über einen Zwischenhebel von einer Antriebsnocke bewegt wird. Die Zwischenhebel sind dabei um einen Winkelbetrag am Umfang der Antriebsnocke versetzt angeordnet. Um eine Umrüstung der Maschine vom Linkslauf auf Rechtslauf (oder umgekehrt) mit minimalem Aufwand zu bewerkstelligen, wird anstelle des einen Zwischenhebels ein Sonder-Zwischenhebel eingeschaltet, der über eine Sonder-Stoßstange zum Antrieb des zugeordneten Ventil-Kipphebels dient, wobei die Lagerstelle dieses Sonder-Zwischenhebels gegenüber den Lagerstellen der anderen Zwischenhebel derart versetzt angeordnet ist, daß seine Abgriffstelle an der Antriebsnocke gegenüber der Abgriffstelle des auch in diesem Falle eingeschalteten anderen Zwischenhebels um den erwähnten Winkelbetrag, jedoch in umgekehrter Richtung liegt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle und zwei oberhalb des Antriebsnockens der Nockenwelle angeordneten und seitlich gegen den Nocken versetzten Achsen zur Lagerung eines ersten und eines zweiten Kipphebels, von denen der erste Kipphebel das Einlaßventil und der zweite Kipphebel das Auslaßventil betätigt, wobei die Abgriffstelle des ersten Kipphebels am Nocken und die Abriffstelle des zweiten Kipphebels am gleichen Nocken in einer rechtwinklig zur Nockenwellen-Achse verlaufenden Ebene liegen und beim Lauf der Brennkraftmaschine in einer ersten Richtung beide Abgriffstellen am Nocken einen bestimmten gegenseitigen Winkelabstand längs dessen Umfanges aufweisen.

Ein derartiger Ventiltrieb ist beispielsweise in der DE-OS 28 09 157 dargestellt. Es ist auch durch die DE-OS 19 50 041 eine Ventilsteuerung bei einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der an der Steuerwelle zwei Steuernocken vorgesehen sind, die zum Betätigen der beiden Ventile dienen. Es ist neben den erwähnten beiden Steuernocken noch ein dritter Steuernocken an der Steuerwelle vorgesehen, um über eine zur Drehrichtungs-Umkehr dienende Axial-Verschiebung der Steuerwelle jeweils zwei von diesen drei nebeneinander und parallel zueinander liegenden Nocken zum Antrieb der Ventile benützen zu können. Eine derartige Gestaltung ist jedoch sehr nachteilig, weil für jeden Zylinder drei Steuernocken auf der Welle erforderlich sind. Außerdem ist die zur Richtungsumkehr erforderliche Verschiebung der Steuerwelle nur unter Überwindung der auf sie einwirkenden starken Kräfte der Ventilfedern möglich. Ein derartiger Ventiltrieb ist für den praktischen Betrieb kaum geeignet.

Bei einer anderen, in der GB-PS 1 52 314 gezeigten Antriebseinrichtung sind dem Steuernocken einer Steuerwelle zwei Kipphebel zugeordnet, die auf einem gemeinsamen Lagerzapfen lagern und die beiden Stoßstangen zur Ventil-Steuerung antreiben. Es ist hier auch eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher die beiden Kipphebel eine einzige Einheit bilden, die auf dem erwähnten Lagerzapfen schwenkbar gelagert sein kann. In diesem Falle wären Ausnehmungen an der Steuernocke erforderlich. Die Aufgabe solcher Einrichtung ist es, zwischen den Steuernocken und die Stoßstangen einstellbare Mittel einschalten zu können, um eine beliebige Änderung der Steuerungszeiten zu ermöglichen. Eine Umschaltmöglichkeit für die Drehrichtung zeigt diese bekannte Schrift nicht.

Außerdem ist in der DE-PS 9 51 601 eine Brennkraftmaschine mit den Auslaß steuernden, umlaufenden Steuergliedern beschrieben, die zur Veränderung der Steuerzeiten im Umlaufsinn verdrehbar sind. Es ist hier zwar erwähnt, daß durch Verdrehen der Steuerglieder entgegen dem ursprünglichen Drehsinn erreicht wird, daß bei Drehrichtungs-Umkehr dieselben Steuerzeiten verwirklicht werden. Auf besondere Maßnahmen zur Drehrichtungs-Umkehr bei Kipphebeln für die Ventile ist hier jedoch kein Hinweis zu finden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Ventiltrieb eine Anordnung zu schaffen, die mit minimalem Aufwand an wirtschaftlich herstellbaren Aufbaumitteln eine Drehrichtungs-Umkehr ermöglicht, ohne dabei eine Verlegung von übrigen Maschinen-Elementen (Luftfilter, Auspufftopf u. ä.) zu erfordern oder Maschinen-Leistungseinbußen nach sich zu ziehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Aus- bzw. Umrüstung der Brennkraftmaschine auf eine der ersten Laufrichtung entgegengesetzte Laufrichtung eine dritte Kipphebelachse vorgesehen ist, die unterhalb des Nockens und im wesentlichen senkrecht unterhalb einer der beiden oberen Kipphebelachsen angeordnet und zur Aufnahme eines Sonderkipphebels anstelle desjenigen Kipphebels ausgelegt ist, der auf der oberhalb der dritten Kipphebelachse liegenden Kipphebelachse vorgesehen ist, und daß die Abgriffstelle des Sonderkipphebels am gemeinsamen Nocken in der Ebene der Abgriffstellen der beiden oberen Kipphebel liegt und diesen Nocken an einer Stelle abgreift, welche von der Abgriffstelle des auf seiner Achse unverändert gelagerten Kipphebels den gleich großen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Winkelabstand hat, den die Abgriffstellen der beiden oberen Kipphebel beim Lauf in der ersten Richtung aufgewiesen haben.

Es sei hier erwähnt, daß die benutzten Lagebezeichnungen "oberhalb" und "unterhalb" nur zum leichten Verständnis gewählt und nur für eine Brennkraftmaschine mit senkrecht stehenden Zylindern zutreffen sind. Bei anders angeordneten Zylindern, z. B. bei waagrecht liegender Brennkraftmaschine, sind diese Lagebezeichnungen in einer der anderen Lage der Maschine entsprechenden Abwandlung auszulegen.

In der nachstehenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Antriebsanordnung bei Bewegung der Steuerwelle in einer Drehrichtung (Links-Lauf), und

Fig. die Antriebsanordnung bei Gegen-Drehung der Steuerwelle (Rechts-Lauf).

Bei Brennkraftmaschinen ist es üblich, die Ein- und Auslaßventile im Zylinderkopf der Maschine anzuordnen und durch zugeordnete Ventil-Schließfedern in Schließstellung zu halten. Dabei ist jedem Ventil ein doppelarmiger Kipphebel zugeordnet, der im Arbeitszyklus der Maschine bei seiner Schwenkbewegung das Ventil entgegen der Wirkung der Schließfeder öffnet. Die Bewegung des Kipphebls erfolgt dabei über eine Stoßstange, die über einen Zwischenhebel von einer mit einer Antriebsnocke ausgerüsteten Steuerwelle in axialer Richtung betätigt wird. Die Steuerwelle selbst ist antriebsmäßig mit der Maschinen-Kurbelwelle gekuppelt. Ventil-Antriebe dieser Art sind an sich bekannt, so daß im vorliegenden Falle nur die zur Erläuterung der Erfindung unbedingt notwendigen Elemente des Antriebs dargestellt werden.

Fig. 1 zeigt den Aufbau der Antriebsanordnung für Normal- Betrieb, nämlich bei Links-Drehung der Steuerwelle 10.

Diese Welle ist mit einer Antriebsnocke 10a ausgerüstet und in einem Gehäuseteil 12 der Maschine gelagert. Im gleichen Gehäuseteil sind zwei als Kipphebelachsen dienende Lagerzapfen 14 und 16 oberhalb der Steuerwelle 10 angebracht, während ein dritter, ebenfalls als Kipphebelachse dienender Lagerzapfen 18 unterhalb dieser Welle liegt.

Bei Normal-Betrieb (Links-Lauf) werden auf den Lagerzapfen 14 bzw. 16 doppelarmige Kipphebel 20 bzw. 22 angeordnet. Jeder Kipphebel weist eine Abgriffstelle 20a bzw. 22a auf, mit welcher er am Umfang 10a der Steuerwelle 10 aufliegt und gleitet. Außerdem besitzt jeder Kipphebel eine Aufnahmemulde 20b bzw. 22b, in die das eine Ende der zugeordneten Stoßstange 24 bzw. 26 eingreift. Die beiden Kipphebel 20, 22 sind dabei derart gestaltet und gelagert, daß ihre Abgriffstellen 20a, 22a am Umfang 10a der Steuerwelle 10 um einen Winkel α relativ zur Achse der Steuerwelle 10 versetzt liegen.

Es sei angenommen, daß der Kipphebel 20 und die Stoßstange 24 zur Betätigung des Auslaßventils und der Kipphebel 22 mit Stoßstange 26 zur Betätigung des Einlaßventils der Maschine dienen. Bei Drehbewegung der Steuerwelle 10 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage in Richtung L (Links-Lauf) wird somit der ansteigende Bereich der Nocke 10a über die Elemente 20 und 24 das Auslaßventil auf Öffnungsbewegung betätigen. Sobald sich die Antriebsnocke 10a soweit verdreht, daß die Abgriffstelle 20a am absteigenden Bereich der Nocke 10a gleitet, kann das Auslaßventil unter Wirkung seiner Schließfeder wieder in Schließstellung gehen.

Wenn sich nun die Steuerwelle 10 um den Winkel α nach links gedreht hat, dann spielt die Abgriffstelle 22a des Kipphebels 22 mit der Nocke 10a zusammen, so daß nun in ähnlicher Weise die Öffnungs- und Schließbewegung des Einlaßventils über die Elemente 22 und 26 gesteuert wird.

Wenn dagegen die gleiche Brennkraftmaschine für andere Einsatzzwecke derart betrieben werden soll, daß ihre Steuerwelle 10 statt einer Links-Drehung (Fig. 1) eine Rechts-Drehung ausführt, dann wird die Ventil-Antriebseinrichtung gemäß Fig. 2 gestaltet. Der Kipphebel 22 und seine Stoßstange 26 bleiben auch in diesem Betriebsfalle in Anwendung und steuern das Einlaßventil. Der Kipphebel 20 mit Stoßstange 24 werden dagegen entfernt und durch einen am Lagerzapfen 18 anzubringenden Sonder-Kipphebel 28 und eine Sonder-Stoßstange 30 ersetzt. Die Abgriffstelle 28a des Sonder-Kipphebels 28 liegt dabei ebenfalls um den Winkelbetrag α von der Abgriffstelle 22a des Kipphebels 22 entfernt, jedoch in entgegengesetzter Richtung wie die Abgriffstelle 20a des Zwischenhebels 20 nach Fig. 1. Die Aufnahmemulde 28b des Sonder-Kipphebels 28 ist dabei derart angeordnet, daß die Sonder-Stoßstange 30 die gleiche Entfernung zur Steuerwelle 10 aufweist wie die Stoßstange 24 nach Fig. 1, nur ist die Stoßstange 30 entsprechend länger ausgeführt als die Stange 24.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird deshalb im Zuge der Rechts- Drehung der Steuerwelle 10 durch die Nocke 10a auch zunächst das Auslaßventil durch die Sonder-Elemente 28 und 30 auf Öffnungs- und Schließbewegung betätigt, während nach einer Drehbewegung um den Winkel α die Steuernocke 10a die Elemente 22 und 26 betätigt, wobei nun das Einlaßventil die Öffnungs- und Schließbewegung ausführt.

Bei Anordnung der Ventil-Antriebseinrichtung nach Fig. 2 (Rechts-Lauf) behalten die Vorteile und die übrigen Maschinen- Aufbauelemente ihre Funktion wie bei Anordnung nach Fig. 1 (Links-Lauf). Es ist somit zum Umrüsten der Brennkraftmaschine vom Lauf in einer Drehrichtung auf Lauf in Gegenrichtung nur erforderlich, einen Kipphebel und eine Stoßstange gegen einen Sonder-Kipphebel und eine Sonder-Stoßstange auszutauschen. Außerdem ist die Winkellage der Steuerwelle 10 gegenüber der Maschinen-Kurbelwelle so zu positionieren, daß die Antriebsnocke 10a - wie dargestellt - aus der Stellung nach Fig. 1 in die Lage nach Fig. 2 gebracht wird, damit die Ventil- Öffnungs- und Schließzeiten in beiden Laufrichtungen gleich bleiben.


Anspruch[de]
  1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle und zwei oberhalb des Antriebsnockens der Nockenwelle angeordneten und seitlich gegen den Nocken versetzten Achsen zur Lagerung eines ersten und eines zweiten Kipphebels, von denen der erste Kipphebel das Einlaßventil und der zweite Kipphebel das Auslaßventil betätigt, wobei die Abgriffstelle des ersten Kipphebels am Nocken und die Abgriffstelle des zweiten Kipphebels am gleichen Nocken in einer rechtwinklig zur Nockenwellen-Achse verlaufenden Ebene liegen und beim Lauf der Brennkraftmaschine in einer ersten Richtung (L) beide Abgriffstellen am Nocken einen bestimmten gegenseitigen Winkelabstand (α) längs dessen Umfanges aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aus- bzw. Umrüstung der Brennkraftmaschine auf eine der ersten Laufrichtung (L) entgegengesetzte Laufrichtung (R) eine dritte Kipphebelachse (18) vorgesehen ist, die unterhalb des Nockens (10a) und im wesentlichen senkrecht unterhalb einer (14) der beiden oberen Kipphebelachsen (14, 16) angeordnet und zur Aufnahme eines Sonderkipphebels (28) anstelle desjenigen Kiphebels (20) ausgelegt ist, der auf der oberhalb der dritten Kipphebelachse (18) liegenden Kipphebelachse (14) vorgesehen ist, und daß die Abgriffstelle des Sonderkipphebels (28) am gemeinsamen Nocken (10a) in der Ebene der Abgriffstellen der beiden oberen Kipphebel (20, 22) liegt und diesen Nocken an einer Stelle abgreift, welche von der Abgriffstelle des auf seiner Achse (16) unverändert gelagerten Kipphebels (22) den gleich großen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Winkelabstand (α) hat, den die Abgriffstellen der beiden oberen Kipphebel (20, 22) beim Lauf in der ersten Richtung (L) aufgewiesen haben.






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