DE102004040808A1

DE102004040808A1 - Schaltbarer Nockenfolger

Info

Publication number: DE102004040808A1
Application number: DE102004040808A
Authority: DE
Inventors: Peter Sailer; Oliver Dipl.-Ing. Schnell; Jochen Dipl.-Ing. Tovar
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-03-30
Also published as: US20060042582A1; US7146951B2

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Nockenfolger (1) wie ein Rollenstößel, bestehend aus zwei relativ zueinander beweglichen Einheiten (2, 3), welche über eine Trennfläche (4) zwischen diesen übergreifende Koppelmittel (5) so miteinander verbindbar sind, dass ein großer Ventilhub vorliegt, wobei bei Nichteingriff der Koppelmittel (5) kein oder ein kleiner Ventilhub herstellbar ist und wobei zwischen den Einheiten (2, 3) zumindest eine druck- oder verdrehbeanspruchbare Feder (6) wie eine Metallfeder als Lost-Motion-Feder wirkt. DOLLAR A Der Feder (6) sind erfindungsgemäß Mittel (7) zur Begrenzung ihrer Einfederung zugeordnet, die derartig ausgelegt sind, dass deren Blockstellung verhindert ist. Somit wird im Falle von Fehlschaltungen, in denen sich unter Einfluss einer Ventilfederkraft die bis dato mit der Einheit (2) gekoppelte Einheit (3) schlagartig und unerwünscht in Richtung zur Einheit (2) bewegt, verhindert, dass die Feder (6) "auf Block" fährt und sich setzt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Nockenfolger oder ein schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, bestehend aus zwei relativ zueinander beweglichen Einheiten, welche über eine Trennfläche zwischen diesen übergreifende Koppelmittel so miteinander verbindbar sind, dass ein großer Ventilhub vorliegt, wobei bei Nichteingriff der Koppelmittel kein oder ein kleiner Ventilhub herstellbar ist und wobei zwischen den Einheiten zumindest eine druck- oder verdrehbeanspruchbare Feder wie eine Metallfeder als Lost-Motion-Feder wirkt.

Hintergrund der Erfindung

Ein gattungsgemäßer Nockenfolger, hier als schaltbarer Rollenstößel ausgebildet, ist in der DE 198 44 202 A1 beschrieben. Soll beispielsweise aus dem in 2 beschriebenen Koppelzustand, bei Grundkreisdurchlauf der Nocken, eine Entkopplung herbeigeführt werden, so wird Hydraulikmittel vor dem schieberartigen Element als Koppelmittel angelegt. In Ausnahmefällen, welche an dieser Stelle nicht näher erläutert werden müssen, kann es dazu kommen, dass das Koppelmittel nur unzureichend einfährt ((bzw. aus dem Entkoppelzustand heraus nur ungenügend seine Koppelposition einnimmt)) und somit eine Kopplung im Kantenbereich noch gegeben ist. Bei nachfolgendem Nockenhub kann die vorgenannte unerwünschte Kopplung schlagartig abreißen. Dies bedeutet, dass sich die innere Einheit (Druckkolben) extrem stark beschleunigt in Bohrungsrichtung der äußeren Einheit (Gehäuse), unter Komprimierung der dazwischen befindlichen Lost-Motion-Feder, bewegt.

Dies führt dazu, dass die Lost-Motion-Feder komplett auf Block fährt. Nach mehreren derartigen Fehlschaltungen setzt sich diese mit dem Nachteil ihrer nachlassenden Federkraft. Somit kann es auftreten, dass sie im Abschalt- und somit Lost-Motion-Fall das Gehäuse nicht mehr an der ablaufenden Nockenflanke halten kann.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nockenfolger oder ein schaltbares Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die genannten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Feder Mittel zur Begrenzung ihrer Einfederung zugeordnet sind, die derartig ausgelegt sind, dass deren Blockstellung verhindert ist.

Aufgrund der vorgenannten Maßnahmen sind die eingangs zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt. Es ist definitiv ausgeschlossen, dass die Feder bei den genannten Fehlschaltungen auf Block geht. Gleichfalls können die erfindungsgemäßen Mittel dazu benutzt werden, eine generelle Wegbegrenzung zwischen den beiden Einheiten herzustellen.

Der Schutzbereich der Erfindung bezieht sich auf jedwede Art von schaltbaren Nockenfolgern oder schaltbaren Abstützelementen. Insbesondere ist an dieser Stelle an schaltbare Rollen- oder Pilzstößel, schaltbare Abstützelemente, schaltbare Tassenstößel sowie schaltbare Schwing- oder Kipphebeltriebe gedacht, bei denen wenigstens eine Lost-Motion-Feder appliziert ist.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, wahlweise formschlüssige Anschläge, wie beispielsweise rohr- oder zylinderähnliche Ansätze oder Absätze, elastische Dämpfungsmittel oder auch eine weitere Feder wie eine Schraubendruckfeder zwischen den Einheiten vorzusehen. Im letzteren Fall ist diese so ausgelegt, dass sie vor einer Blockstellung der Lost-Motion-Feder auf Block fährt.

Die vorgenannten Mittel zur Begrenzung der Einfederung sind einfach nachträglich in bisher ausgeführte, schaltbare Nockenfolger oder schaltbare Abstützelemente einbaubar und verursachen nur einen sehr geringen nachträglichen Bauaufwand. Ggf. können diese auch in einteiliger Form mit einer der Einheiten ausgebildet werden.

Als Lost-Motion-Feder kommt insbesondere wenigstens eine zylindrische oder kegelige Schraubendruckfeder aus Metall in Frage. Denkbar sind jedoch auch andere Federarten wie beispielsweise Drehschenkelfedern (bei schaltbaren Hebeltrieben), denen ein Anschlag zugeordnet werden kann. Außerdem erschließen sich dem Fachmann an dieser Stelle noch weitere mechanische oder andere Federarten als Lost-Motion-Federn.

Ggf. können auch Leckspaltmittel zur Begrenzung einer Einfederung der Lost-Motion-Feder eingesetzt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher dargestellt.
Es zeigen:
1 Einen Längsschnitt durch einen Rollenstößel als schaltbarem Nockenfolger und die
2 – 4 Teilschnitte durch den vorgenannten Nockenfolger im Bereich der Mittel zur Begrenzung der Einfederung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird anhand eines Rollenstößels als schaltbarem Nockenfolger 1 näher erläutert.
1 offenbart den schaltbaren Nockenfolger 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieser besteht aus einer äußeren Einheit 2, die hier als Gehäuse 12 bezeichnet ist. In einer nockenfernen Bohrung 13 der Einheit 2 verläuft axial beweglich zu dieser eine weitere Einheit 3, hier als Druckkolben 14 aufgeführt. Die Einheit 3 wirkt an ihrer nockenfernen Seite 15 zumindest mittelbar auf einen Kipphebel ein. Nockenseitig ist am Gehäuse 12 eine Rolle 23 appliziert. Diese dient als Gegenläufer für einen nicht dargestellten Hubnocken.
In dem Druckkolben 14 verlaufen radial nach außen verlagerbare Koppelmittel 5, hier als schieberartige Elemente 17 ausgebildet. In dem in 1 und den weiteren Figuren offenbarten Koppelzustand der Elemente 17 verlaufen diese in einer Ausnehmung 16, beispielsweise in einer Ringnut. Ein Entkoppelzustand der Elemente 17 kann über stirnseitig vor diese geleitetes Hydraulikmittel hergestellt werden. Wie zu erkennen ist, übergreifen die Elemente 17 in dem genannten Koppelfall eine Trennfläche 4 zwischen dem Druckkolben 14 und dem Gehäuse 12.
Wie sich der Fachmann des Weiteren den Figuren entnehmen kann, verläuft zwischen einer nockenseitigen Stirn 18 des Druckkolbens 14 und einem Grund 19 der Bohrung 13 eine druckbeanspruchbare Feder 6 als Lost-Motion-Feder. Diese ist als Federpaket dargestellt.
Wie näher aus 1 hervorgeht, ist an dem Grund 19 ein Anschlag 8 befestigt. Dieser besteht aus einem rohrförmigen Ansatz 20, der sich in Richtung zur Stirn 18 des Druckkolbens 14 erstreckt. Der Anschlag 8 dient als Mittel 7 zur Begrenzung einer Einfederung der Feder 6 als Lost-Motion-Feder.
Wie beschreibungseinleitend näher dargelegt, kann es beim Betrieb des Nockenfolgers 1 zu Fehlschaltungen kommen. Diese führen bei nur ungenügend ein- oder ausgefahrenem Element 17 bei Nockenhub dazu, dass die Übertragung des Nockenhubs abreißt und sich der Druckkolben 14 schlagartig, unter dem Einfluss der vorgespannten Ventilfeder, in Richtung zu dem Grund 19 des Gehäuses 12 bewegt. Hiermit einher geht, dass die Feder 6 als Lost-Motion-Feder unerwünscht „auf Block" fährt. Dies führt nach mehreren Fehlschaltungen zu einem Setzen dieser Feder 6 mit der Folge ihrer nachlassenden Federkraft. Somit kann diese nur noch ungenügend ihrer Lost-Motion-Funktion nachkommen.
Kommt es zu dem unerwünschten Fall einer Fehlschaltung, so würde bei der Lösung nach 1 die Stirn 18 des Druckkolbens 14 an dem Ansatz 20 anschlagen, bevor die Feder 6 als Lost-Motion-Feder ihre Blockstellung erreicht.
2 offenbart eine ähnliche Ausgestaltung wie 1. Jedoch ist hier an der Stirn 18 des Druckkolbens 14 ein sich in Richtung zum Grund 19 erstreckender, wahlweise einteiliger Ansatz 20 appliziert. Dieser ist von der Lost- Motion-Feder 6 umschlossen. Im Falle einer Fehlschaltung würde er einen Anschlag an dem Grund 19 finden.
3 offenbart eine weitere Variante der Erfindung. Demnach ist als Mittel 7 zur Begrenzung einer Einfederung der Feder 6 als Lost-Motion-Feder wenigstens eine zylindrische Schraubendruckfeder 11 vorgesehen. Diese ist so ausgelegt, dass deren Blockstellung vor der Blockstellung der Feder 6 einsetzt.
4 zeigt wiederum einen formschlüssigen Anschlag 8. Dieser besteht hier aus einem Ringabsatz 21 der Bohrung 13 des Gehäuses 12. An diesem Ringabsatz 21 würde im Falle einer Fehlschaltung die Stirn 18 des Druckkolbens 14 zur Anlage kommen.
Schließlich geht aus 5 ein elastisches Dämpfungsmittel 9 als Mittel 7 zur Begrenzung hervor. Dieses ist als ausbauchender Anschlag 22 konzipiert, welcher an dem Grund 19 des Gehäuses 12 appliziert ist und sich in Richtung zur Stirn 18 des Druckkolbens 14 erstreckt.

1: Nockenfolger
2: Einheit
3: Einheit
4: Trennfläche
5: Koppelmittel
6: Feder
7: Mittel
8: Anschlag
9: Dämpfungsmittel
10: Anschlagfläche
11: Schraubendruckfeder
12: Gehäuse
13: Bohrung
14: Druckkolben
15: Seite
16: Ausnehmung
17: Element
18: Stirn
19: Grund
20: Ansatz
21: Ringabsatz
22: Anschlag
23: Rolle

Claims

Schaltbarer Nockenfolger (1) oder schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, bestehend aus zwei relativ zueinander beweglichen Einheiten (2, 3), welche über eine Trennfläche (4) zwischen diesen übergreifende Koppelmittel (5) so miteinander verbindbar sind, dass ein großer Ventilhub vorliegt, wobei bei Nichteingriff der Koppelmittel (5) kein oder ein kleiner Ventilhub herstellbar ist und wobei zwischen den Einheiten (2, 3) zumindest eine druck- oder verdrehbeanspruchbare Feder (6) wie eine Metallfeder als Lost-Motion-Feder wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Feder (6) Mitteln (7) zur Begrenzung ihrer Einfederung zugeordnet sind, die derartig ausgelegt sind, dass deren Blockstellung verhindert ist.
Nockenfolger oder Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zur Begrenzung als zwischen den Einheiten (2, 3) wirksamer, formschlüssiger Anschlag (8) ausgebildet sind.
Nockenfolger oder Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zur Begrenzung als zwischen den Einheiten (2, 3) wirksames, elastisches Dämpfungsmittel (9) hergestellt sind, welches an einer der Einheiten (2, 3) befestigt und dem eine Anschlagfläche (10) an der jeweils anderen Einheit (3, 2) zugeordnet ist.
Nockenfolger oder Abstützelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpfungsmittel (9) ein polymeres, im Dämpfungsfall aus- oder einbauchendes Element appliziert ist.
Nockenfolger oder Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zur Begrenzung als zwischen den Einheiten (2, 3) wirksame, wenigstens eine zylindrische oder kegelige Schraubendruckfeder (11) ausgebildet sind, deren Blockstellung vor der Blockstellung der wenigstens einen Feder (6) als Lost-Motion-Feder einsetzt.
Nockenfolger nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1) als zumindest mittelbar auf einen Kipphebel einwirkender Rollen- oder Pilzstößel dargestellt ist, dessen eine Einheit (2) als einenends mit einem Hubnocken in Kontakt stehendes Gehäuse (12) ausgebildet ist, wobei in einer anderenendigen Bohrung (13) des Gehäuses (12) ein Druckkolben (14) als weitere Einheit (3) verläuft, der an seiner nockenfernen Seite (15) mit dem Kipphebel kommuniziert und welcher Druckkolben (14) wenigstens ein, für den Koppelfall radial nach außen in eine Ausnehmung (16) der einen Einheit (2) verlagerbares, schieberartiges Element (17) als Koppelmittel (5) aufweist.
Nockenfolger nach Anspruch 6, sofern dieser auf Anspruch 2 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer nockenseitigen Stirn (18) der weiteren Einheit (3) oder einem Grund (19) der Bohrung (13) der einen Einheit (2) der formschlüssige Anschlag (8) verläuft, welcher als rohr- oder zylinderähnlicher Ansatz (20) ausgebildet ist und sich axial in Richtung zum Grund (19) / der nockenseitigen Stirn (18) erstreckt.
Nockenfolger nach Anspruch 6, sofern dieser auf Anspruch 2 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (13) der einen Einheit (2) der Anschlag (8) verläuft, welcher als Ringabsatz (21) für eine nockenseitige Stirn (18) der weiteren Einheit (3) vorgesehen ist.
Nockenfolger nach Anspruch 6, sofern dieser auf Anspruch 3 oder 4 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer nockenseitigen Stirn (18) der weiteren Einheit (3) oder einem Grund (19) der Bohrung (13) der einen Einheit (2) das elastische Dämpfungsmittel (9) als pufferähnlicher, rohr- oder zylinderähnlicher Anschlag (22) verläuft und sich axial in Richtung zum Grund (19) / der nockenseitigen Stirn (18) erstreckt.
Nockenfolger nach Anspruch 6, sofern dieser auf Anspruch 5 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Grund (19) der Bohrung (13) der einen Einheit (2) und einer nockenseitigen Stirn (18) der weiteren Einheit (3) die wenigstens eine Schraubendruckfeder (11) eingespannt ist.
Nockenfolger nach einem der Ansprüche 6 – 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (6) als Lost-Motion-Feder als zylindrische oder kegelige Schraubendruckfeder ausgebildet ist, welche zwischen einem Grund (19) der Bohrung (13) der einen Einheit (2) und einer nockenseitigen Stirn (18) der weiteren Einheit (3) eingebaut ist.