DE3901967A1

DE3901967A1 - Valve drive for a reciprocating valve with mechanical compensation of valve play

Info

Publication number: DE3901967A1
Application number: DE19893901967
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Voigt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1989-08-17

Abstract

In order to eliminate valve play, a rocker lever (2) is mounted on a rotationally fixed pivot axle (3) with frictionally engaging interposition of an eccentric disc (9) and a bushing (14) which receives a radial stop (16), in a recess (15) with limited play, on the pivot axle (3) which is mounted in a rotationally fixed manner and, in addition, is connected to the pivot axle (3) via the spring (11) which acts in the circumferential direction. The eccentricty (e) of the eccentric disc (9) is selected to be such that during the actuation stroke of the valve after contact between one of the edges (18) of the recess (15) and the stop (16) the transmission ratio of the rocker lever (2) is reduced and, on the other hand, after the valve returns to its closed position and the transmission forces are eliminated by the spring (11) the eccentric disc (9) pivots until the valve play is eliminated (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein derartiger rein mechanisch wirkender Ventilspielausgleich bietet gegenüber den weit verbreiteten hydrau lisch arbeitenden Ausgleichselementen den Vorteil, daß er keine Abhängigkeit vom Ölkreislauf der mit dem Ventil ausgerüsteten Maschine besitzt.The invention relates to a valve drive according to the preamble of the claim. Such a purely mechanical one Valve clearance compensation offers compared to the widely used hydrau misch working compensation elements the advantage that he has none Dependence on the oil circuit of the valve Owns the machine.

Ein Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus der DE-PS 11 87 061 in der Weise bekannt, daß der Kipphebel im Bereich seines auf dem freien Ende des Ventilschafts aufliegenden Endes mit einem Ausgleichsstück versehen ist, das mittels einer zusätzlchen Halteklammer in einer zylindrischen Reibpfanne am eigentlichen Kipphebel ruht, die quer zur Schwenkebene des Kipphebels als schiefe Ebene ausgebildet ist. Durch unterschiedliche Reibmo mente, die auf das Ausgleichsstück in der Reibpfanne und an seiner Berührungsstelle mit dem Ventilschaft wirken, und durch eine der schiefen Ebene zugeordnete Feder wird während der Betätigung des Ventils eine Verkürzung des Ventilhubs durch Wandern des Ausgleichs stücks längs der schiefen Ebene hervorgerufen, und nach Beendigung der Betätigungskräfte für das Ventil, also bei in Ruhestellung befindlichem Ventil, verschiebt die mehrfach erwähnte Feder das Ausgleichsstück im Sinne einer Beseitigung des Ventilspiels längs der schiefen Ebene. A valve drive according to the preamble of the claim is from DE-PS 11 87 061 known in such a way that the rocker arm in the area of its resting on the free end of the valve stem End is provided with a compensating piece, which by means of a additional retaining clip in a cylindrical friction pan on actual rocker arm rests, which is transverse to the pivoting plane of the rocker arm is designed as an inclined plane. Through different friction mo elements on the compensating piece in the friction pan and on his Contact point with the valve stem, and through one of the inclined plane assigned spring is during the actuation of the Valve a shortening of the valve lift by moving the compensation piece along the inclined plane, and after completion the actuating forces for the valve, that is, in the rest position located valve, the spring mentioned repeatedly shifts that Compensating piece in the sense of eliminating the valve clearance lengthways the inclined plane.

Diese bekannte Vorrichtung besitzt insbesondere die Nachteile, daß die eigentliche Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung die oszillierende Masse des Kipphebels erheblich vergrößert und daß sie auch deshalb relativ viel Platz benötigt, weil die schiefe Ebene einen relativ großen Verstellbereich für das Ausgleichsstück gewährleisten muß.This known device has in particular the disadvantages that the actual device for valve clearance elimination oscillating mass of the rocker arm significantly increased and that it also requires a relatively large amount of space because the crooked Level a relatively large adjustment range for the compensation piece must guarantee.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubilden, daß die mechanische Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung die oszillie rende Masse des Kipphebels praktisch nicht vergrößert und die Abmessungen dieser Einrichtung zur Sicherstellung des erforderlichen Verstellbereichs relativ klein sind.The invention has for its object a valve drive in accordance with the preamble of the claim so that the mechanical device for valve clearance elimination the oscillie render mass of the rocker arm practically not increased and the Dimensions of this device to ensure the necessary Adjustment range are relatively small.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeich nenden Merkmalen des Patentanspruchs.The inventive solution to this problem consists in the character ning features of the claim.

Infolge Anordnung der Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung in unmittelbarer Nähe der ortsfesten Schwenkachse des Kipphebels tragen die Bestandteile dieser Einrichtung nur minimal zur Vergröße rung der oszillierenden Masse des Kipphebels bei. Infolge der Tatsache, daß die Einrichtung mit Änderung des Übersetzungsverhält nisses des Kipphebels arbeitet, also durch Verlängerung bzw. Verkür zung der Hebelarme desselben, bedeutet jede Verlängerung eines der Hebelarme zugleich eine Verkürzung des anderen Hebelarms, so daß die Auslegung der Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung nur wenig Platz beansprucht.As a result of the arrangement of the valve clearance elimination device in in the immediate vicinity of the fixed pivot axis of the rocker arm wear the components of this facility only minimally for enlargement tion of the oscillating mass of the rocker arm. As a result of The fact that the facility changes with the gear ratio nisses of the rocker arm works, i.e. by extension or shortening extension of the lever arms means that each extension means one the lever arms also shorten the other lever arm, so that the design of the device for valve clearance elimination takes up little space.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, wiedergibt, während Fig. 2 eine Draufsicht ist.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, Fig. 1 shows a side view, partly in section, while Fig. 2 is a plan view.

Die wesentlichen Bestandteile des Ventilantriebs sind der in Pfeil richtung rotierende Nocken 1, der bei einer Brennkraftmaschine in üblicher Weise auf einer von der Maschine selbst angetriebenen Nockenwelle sitzt, und der Kipphebel 2, der um die ortsfest und drehfest gelagerte Schwenkachse 3 schwingt. Die Achse der Schwenk achse 3 ist mit 4 bezeichnet; um diese Achse 4 schwingt der Kipp hebel 2 in bestimmten Betriebsphasen des Ventilantriebs.The essential components of the valve drive are the rotating in the arrow direction cam 1 , which sits in an internal combustion engine in the usual way on a camshaft driven by the machine itself, and the rocker arm 2 , which swings about the fixed and rotatably mounted pivot axis 3 . The axis of the pivot axis 3 is designated 4 ; about this axis 4, the rocker arm 2 swings in certain operating phases of the valve drive.

Während der Kipphebel 2 mit seinem in den Figuren rechten Ende in diesem Ausführungsbeispiel zwecks Reibungsverminderung über die Rollen 5 auf dem rotierenden Nocken aufliegt und dessen Hubbewe gungen demgemäß mitmacht, ist sein in der Figur linkes Ende bei 6 zur abwälzenden Auflage auf dem freien Ende des Ventilschafts 7 eingerichtet; von dem Hubventil ist im übrigen nur noch die Schließ feder 8 dargestellt, da es sich um ein Hubventil bestens bekannten Aufbaus handelt.While the rocker arm 2 with its right end in the figures in this embodiment rests on the rotating cam for the purpose of reducing friction via the rollers 5 and its stroke movements accordingly takes part, its left end in the figure is at 6 for rolling support on the free end of the valve stem 7 furnished; of the globe valve only the closing spring 8 is shown, since it is a well-known construction.

Wie aus den Figuren ersichtlich, ist auf der Schwenkachse 3 mit Reibschluß die kreisscheibenförmige Exzenterscheibe 9 gelagert, die mit der Ausnehmung 10 zur Aufnahme eines Endes der in Umfangs richtung wirkenden Feder 11 versehen ist, deren anderes Ende in die Ausnehmung 12 der Schwenkachse gesteckt ist. Die beiden Teile 3 und 9 sind also federnd gegeneinander verspannt. Die Achse der Exzenterscheibe 9 ist mit 13 bezeichnet.As can be seen from the figures, the circular disc-shaped eccentric disc 9 is mounted on the pivot axis 3 with frictional engagement, which is provided with the recess 10 for receiving one end of the spring 11 acting in the circumferential direction, the other end of which is inserted into the recess 12 of the pivot axis. The two parts 3 and 9 are thus resiliently braced against each other. The axis of the eccentric 9 is designated 13 .

Die Exzenterscheibe 9 ist reibschlüssig von der zylindrischen Buchse 14 umgeben, die die Ausnehmung 15 zur Aufnahme des radialen Anschlags 16 an der Schwenkachse 3 aufweist. Wie aus Fig. 1 ersicht lich, schließen die beiden Ränder 17 und 18 dieser radialen Ausneh mung 15 den radialen Anschlag 16 mit begrenztem Umfangsspiel ein.The eccentric disc 9 is frictionally surrounded by the cylindrical bush 14 , which has the recess 15 for receiving the radial stop 16 on the pivot axis 3 . As shown in Fig. 1 ersicht Lich, close the two edges 17 and 18 of this radial Ausneh mung 15 the radial stop 16 a with limited circumferential clearance.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich in der gezeichneten Lage der verschiedenen Bestandteile des Ventilantriebs bei geschlossenem Ventil (der Ventilschaft 7 hat seine höchste Stellung eingenommen) die Exzentrizität e der Exzenterscheibe 9 praktisch in Richtung der Achse des Kipphebels 2. In Verbindung mit dem begrenzten Spiel zwischen den Rändern 17 und 18 der Ausneh mung 15 und der Richtung des von der Feder 11 auf die Exzenter scheibe 9 ausgeübten Schwenkmoments hat dies folgende Arbeitsweise des dargestellten Ventilantriebs zur Folge:As can be seen in particular from FIG. 1, in the drawn position of the various components of the valve drive when the valve is closed (the valve stem 7 has reached its highest position), the eccentricity e of the eccentric disc 9 practically extends in the direction of the axis of the rocker arm 2 . In connection with the limited play between the edges 17 and 18 of the Ausneh tion 15 and the direction of the disc exerted by the spring 11 on the eccentric disc 9 , this has the following operation of the valve drive shown:

Zu Beginn der Ventilbetätigung, also bei Wirksamwerden des eigent lichen Nockens 1, schwenkt dieser den Kipphebel 2 in den Figuren entgegen dem Uhrzeigersinne. An diesen Schwenkbewegungen nehmen auch die Teile 14 und 9 zunächst teil; während dieser ersten Phase der Schwenkbewegung erfolgt die Schwenkung also um die Achse 4. Sobald durch die Schwenkbewegung der Buchse 14 der Rand 18 ihrer Ausnehmung 15 zur Anlage an dem Anschlag 16 gelangt, wird dadurch eine weitere Verschwenkung der Teile 9 und 14 verhindert, d.h. der Kipphebel 2 schwenkt nunmehr, weiter entgegen dem Uhrzeigersinn, um die Achse 13, so daß der in den Figuren linke Arm des Kipphe bels 2 verkürzt und der in den Figuren rechte Arm des Kipphebels um den gleichen Betrag verlängert wird. Auch bei einer relativ kleinen Exzentrizität e tritt daher eine relativ große Verkleinerung des Übersetzungsverhältnisses des Kipphebels 2 und damit eine Verkürzung des Ventilhubs auf.At the beginning of the valve actuation, that is when the actual cam 1 takes effect, it swivels the rocker arm 2 in the figures counterclockwise. Parts 14 and 9 also initially take part in these pivoting movements; during this first phase of the swiveling movement, swiveling takes place about axis 4 . As soon as the edge 18 of its recess 15 comes to rest against the stop 16 as a result of the pivoting movement of the bushing 14 , further pivoting of the parts 9 and 14 is prevented, ie the rocker arm 2 now pivots further counterclockwise about the axis 13 , so that the left arm of the rocker arm 2 in the figures is shortened and the right arm of the rocker arm in the figures is extended by the same amount. Therefore, even with a relatively small eccentricity e , there is a relatively large reduction in the gear ratio of the rocker arm 2 and thus a shortening of the valve lift.

Bei Beginn der Schließbewegung des Ventils, die durch den Beginn der Schwenkbewegung des Kipphebels 2 in den Figuren im Uhrzeiger sinne eingeleitet wird, erfolgt durch das Spiel zwischen dem An schlag 16 einerseits und dem Rand 17 der Ausnehmung 15 andererseits zunächst eine Mitnahme der Bestandteile 9 und 14 der Spielausgleichs einrichtung in entgegengesetzter Richtung, bis der Rand 17 zur Anlage an dem Anschlag 16 gelangt. Nach wie vor sind aber infolge der Wirksamkeit des Nockens 1 die Reibkräfte bzw. Reibmomente so groß, daß das von der Feder 11 ausgeübte Moment keine Relativ bewegung der Exzenterscheibe 9 relativ zur Schwenkachse 3 zur Folge hat. Auch während der zweiten Phase der Schließbewegung des Ventils, d.h. nach Wirksamwerden des Randes 17, erfolgt daher noch kein Spielausgleich. Dieser kann erst dann erfolgen, wenn die Übertragungskräfte zwischen Nocken 1 und freiem Ende des Ventil schafts 7 praktisch verschwunden sind. Jetzt schwenkt das von der Feder 11 ausgeübte Moment die Exzenterscheibe 9, bis eine feste Auflage der Rollen 5 auf dem Nocken 1 hergestellt ist. At the start of the closing movement of the valve, which is initiated by the start of the pivoting movement of the rocker arm 2 in the figures in the clockwise direction, takes place through the play between the stroke 16 on the one hand and the edge 17 of the recess 15 on the other hand, a take of the components 9 and 14 the game compensation device in the opposite direction until the edge 17 comes to rest against the stop 16 . However, due to the effectiveness of the cam 1, the frictional forces or frictional moments are still so great that the moment exerted by the spring 11 has no relative movement of the eccentric disc 9 relative to the pivot axis 3 . Even during the second phase of the closing movement of the valve, ie after the edge 17 becomes effective, there is still no play compensation. This can only take place when the transmission forces between the cam 1 and the free end of the valve shaft 7 have practically disappeared. Now the moment exerted by the spring 11 pivots the eccentric disc 9 until a firm support of the rollers 5 on the cam 1 is established.

Mit der Erfindung ist also eine selbsttätig arbeitende mechanische Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung geschaffen, deren wesentlicher Vorteil in einer nur minimalen Vergrößerung der oszillierenden Masse des Kipphebels 2 zu sehen ist.With the invention, therefore, an automatically operating mechanical device for eliminating valve clearance is created, the main advantage of which can be seen in only a minimal increase in the oscillating mass of the rocker arm 2 .

Claims

Valve drive for a lift valve, in particular for a gas exchange valve of an internal combustion engine, with a rotating cam and a stationary pivotally mounted transmission lever in the manner of a rocker arm, which rests on the cam in the area of one of its ends and on the free area in the area of its other end End of the valve stem is set up, as well as with a mechanical device for valve clearance elimination, which uses friction and spring forces during valve actuation to shorten the valve lift and then eliminate the clearance when the valve is closed, characterized in that the pivot bearing is located on a stationary and rotationally fixed Axis ( 3 ) frictionally a circular disc-shaped eccentric disc ( 9 ) and frictionally on this contains a cylindrical bush ( 14 ) which is frictionally received by a recess in the transmission lever ( 2 ) and is provided with a radial recess ( 15 ) with beg limited play receives a radial stop ( 16 ) on the axis ( 3 ) which is connected to the eccentric disc ( 9 ) via a spring ( 11 ) acting in the circumferential direction, the eccentricity ( e ) of the eccentric disc ( 9 ) being selected in such a way that during the actuation of the valve by eliminating the limited th game between one of the edges ( 18 ) of the recess ( 15 ) and the stop ( 16 ) a shortening of the valve lift by Verklei reduction of the translation of the transmission lever ( 2 ) takes place, however, after touching the Stop ( 16 ) with the other edge ( 17 ) of the recess ( 15 ) when the valve is closed, the spring ( 11 ) exerts on the eccentric disc ( 9 ) a moment which pivots until the valve clearance is eliminated.