DE4016161A1 - Ventilbetaetigungsvorrichtung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer das Hubventil in eine Endstellung bewegenden Ventilfeder aus Kunststoff. Bekannt ist eine derartige Kunststoff-Ventilfeder beispielsweise aus der DE-OS 30 00 520.

Ein Ziel der Weiterentwicklung an Brennkraftmaschinen ist die Gewichtsreduzierung der einzelnen Bauteile, die durch verstärkten Einsatz von Kunststoffen realisierbar ist. In der Erkenntnis, daß das mögliche Einsparungs­ potential jedoch nicht voll genutzt wird, wenn die an sich bekannten Ventil-Schraubenfedern lediglich in Kunststoff ausgebildet werden, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, eine weiter gewichtsreduzierte Ventilbetätigungsvorrichtung aufzuzeigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Ventilfeder torsionsfederartig ausgebildet ist. Unter Zuhilfenahme kunststoffgerechter Konstruktionsprinzipien kann bei relativ niedrigem Gewichtsanteil die erfor­ derliche Federkraft bereitgestellt werden.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die weiteren Unteransprüche.

So kann ein an sich bekannter, sogenannter Ventilfeder­ teller aus Kunststoff in der Kunststoff-Ventilfeder oder in einem Kipphebel integriert sein. Die Form dieses Ventilfedertellers kann dabei von der bekannten Ge­ staltung abweichen, wesentlich hingegen ist die Funktion der Kraftübertragung zwischen Ventilfeder und Hubventil. Auch ist es möglich, die Ventilfeder quasi in einen zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Kipphebel zu integrieren. Unter den Begriff des Kipphebels sollen dabei auch die als Schwinghebel oder Schlepphebel bezeichneten Übertragungselemente fallen. Den jeweiligen Anforderungen entsprechend kann der Kipphebel dabei auch in Hybridbauweise, d. h. insbesondere auch unter Zu­ hilfenahme metallischer Bauelemente, so beispielsweise U-Profile, ausgeführt sein. Der Kipphebel kann jedoch eine von den bekannten Formen abweichende Gestaltung aufweisen.

Soll auch ein weiteres Übertragungselement zwischen einem Nocken sowie dem Kipphebel in Kunststoff ausge­ bildet werden, so empfiehlt es sich, dieses in üblichen Ventilbetätigungsvorrichtungen als Stoßstange bezeich­ nete Übertragungselement mit Zugkräften zu beaufschla­ gen. Möglich ist dies durch entsprechende Umkehrung der Bewegungsrichtung beispielsweise unter Zuhilfenahme eines weiteren Kipphebels, der vorzugsweise abermals in Kunststoff ausgebildet sein kann. Es ist jedoch auch möglich, das Zugelement flexibel auszubilden oder beispielsweise über ein Umlenkelement zu führen.

Die im folgenden erläuterten Prinzipskizzen stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Selbstverständlich kann die detaillierte Gestaltung in vielfältiger Weise von den lediglich prinzipiel gezeig­ ten Ausführungen abweichen. Es zeigt

Fig. 1 eine Ventilbetätigungsvorrichtung mit einer torsionsfederartigen Kunststoff-Ventilfeder in perspektivischer Darstellung, sowie

Fig. 2 eine weitere erfindungsgemäße Ventilbetäti­ gungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit untenliegender Nockenwelle.

Ein Hubventil 1 einer Brennkraftmaschine wird durch einen Kipphebel 2 betätigt. Auf den Kipphebel 2 wirkt wie bekannt direkt oder indirekt ein Nocken 4 ein. Hierzu kann zwischen dem Nocken 4 sowie dem Kipphebel 2 ein Übertragungselement (Stoßstange 3 oder Zugelement 10) vorgesehen sein. Dadurch wird das Hubventil 1 bei­ spielsweise in Öffnungsrichtung (Pfeilrichtung 5) bewegt.

Die der Pfeilrichtung 5 entgegengesetzte Schließbewegung des Hubventiles 1 erfolgt unter Einfluß einer Ventil­ feder 6. Vorgesehen ist ferner ein sogenannter Ventil­ federteller 7, der eine entsprechende Kraftübertragung von der Ventilfeder 6 bzw. dem Kipphebel 2 auf das Hubventil 1 ermöglicht. In seiner Gestaltung unter­ scheidet sich dabei der Ventilfederteller von bekannten Ventilfedertellern, jedoch übernimmt er deren Funktion.

Stets wirkt die Ventilfeder 6 als Torsionsfeder und bildet mit dem Kipphebel 2 eine Baueinheit. Die Ventil­ feder 6 sowie der Kipphebel 2 sind dabei aus einem geeigneten faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Indem die Ventilfeder 6 mit ihren freien Enden in nur bruch­ stückhaft gezeigten Wänden 11a, 11b der Brennkraft­ maschine eingebunden ist, bildet sie zugleich die Lagerstelle bzw. das Drehgelenk für den Kipphebel 2. Bei Fig. 1 erfolgt die Betätigung des Kipphebels 2 ausgehend von einer nicht gezeigten untenliegenden Nockenwelle über eine übliche Stoßstange 3.

Mögliche Kunststoffe zur Herstellung dieser Ventilfeder sowie des Kipphebels sind glas- oder kohlenphaserver­ stärkte Epoxidharze, Phenolharze oder auch Hochlei­ stungs-Thermoplaste. Mit diesen Materialien sowie mit der gezeigten Formgebung lassen sich unter Einsatz geringer Massen hohe Federkräfte erzeugen. Dabei ist es auch möglich, den Ventilteller selbst baulich in die Ventilfeder oder den Kipphebel zu integrieren.

Fig. 2 zeigt detailliert eine Anordnung mit untenlie­ gender Nockenwelle. Die Übertragung des Nockenhubes auf den Kipphebel 2 erfolgt über einen weiteren Schwinghebel 9 sowie ein Zugelement 10. Durch die gezeigte Anordnung ist das in Kunststoff ausgebildete Zugelement 10 vor­ teilhafterweise lediglich auf Zug belastet. Eine hin­ sichtlich der Materialeigenschaften kritischere Druck­ belastung fällt hierbei nicht an.

Stets ergibt sich durch Ausführung der Elemente in Kunststoff eine gewichtsoptimierte Bauweise. Dabei sind neben den gezeigten Ausführungsbeispielen auch andere Gestaltungen möglich, die unter den Inhalt der Patent­ ansprüche fallen.

Claims (7)

1. Ventilbetätigungsvorrichtung einer Brennkraft­ maschine mit einer das Hubventil (1) in eine Endstellung bewegenden Ventilfeder (6) aus Kunst­ stoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (6) torsionsfederartig ausgebildet ist.

2. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (6) mit einem Kipphebel (2) eine Baueinheit bildet.

3. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilfederteller (7) in die Ventilfeder (6) oder in den Kipphebel (2) integriert ist.

4. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (2) in Hybridbauweise ausgeführt ist.

5. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Bewegungsablauf eines insbesondere Nockentriebes auf den Kipphebel (2) übertragendes Element als Zugelement (10) aus Kunststoff ausgebildet ist.

6. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (10) flexibel ausgebildet ist.

7. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement über zumindest ein Umlenkelement geführt ist.