DE102006057894A1

DE102006057894A1 - Schaltbarer Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006057894A1
Application number: DE102006057894A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Gemein (FH); Joachim Dipl.-Ing. Krause (FH); Jens Dipl.-Ing. Lang (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-06-12
Also published as: WO2008068306A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Außen- und einem zwischen dessen Armen (2) oder an dessen Arm verlaufenden Innenhebel (3, 4), wobei beide Hebel (3, 4) zueinander relativ verschwenkbeweglich sind und dem Außenhebel (3) einenends an seiner Unterseite (5) eine Kontaktfläche (6) für einen Kopf eines Abstützelements sowie anderenends eine Anlage für wenigstens ein Gaswechselventil immanent ist, wobei im Bereich der Kontaktfläche (6) eine Bohrung (7) mit zumindest einem Koppelkolben (8) verläuft, der für einen Koppelfall der Hebel (3, 4) abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (9) des im Entkoppelfall abschwenkenden Innenhebels (4) in Eingriff bringbar ist, wobei an einer Oberseite (11) zumindest des Innenhebels (4) eine Anlauffläche (12) für einen Hubnocken appliziert ist, wobei die Bohrung (7) aus zwei gestuften Abschnitten (13, 14) dargestellt ist, in denen der aus zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen (15, 16) bestehende Koppelkolben (8) verläuft, welcher Abschnitt (13)/Mantelbereich (15) mit dem geringeren Durchmesser koppelseitig liegt und wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in dessen Koppelrichtung über eine Anlage dessen Ringbereich (17) zwischen seinen Mantelbereichen (15, 16) an einem Ringkragen (18) zwischen den Abschnitten (13, 14) der Bohrung (7) dargestellt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Außen- und einem zwischen dessen Armen oder an dessen Arm verlaufenden Innenhebel, wobei beide Hebel zueinander relativ verschwenkbeweglich sind und dem Außenhebel einenends an seiner Unterseite eine Kontaktfläche für einen Kopf eines Abstützelements sowie anderenends eine Anlage für wenigstens ein Gaswechselventil immanent ist, wobei im Bereich der Kontaktfläche eine Bohrung mit zumindest einem Koppelkolben verläuft, der für einen Koppelfall der Hebel abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche des im Entkoppelfall abschwenkenden Innenhebels in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite zumindest des Innenhebels eine Anlauffläche für einen Hubnocken appliziert ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Schlepphebel geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 10 2004 051 422 A1 hervor. In dessen Bohrung für den Koppelkolben ist endseitig eine Anschlagbuchse eingepresst. Durch Letztere verläuft ein den Kop pelkolben verlängernder Rohrabschnitt, welcher außen in einen Tellerbereich übergeht. Der Koppelkolben erfährt über den Tellerbereich an der Anschlagbuchse eine Wegbegrenzung in dessen Koppelrichtung. Die Buchse dient außerdem als einenendige Abstützung für die Schraubendruckfeder. Außerdem kann ein Innenstirnbereich der Buchse als Wegbegrenzung für den Koppelkolben in dessen Entkoppelrichtung dienen.
Nachteilig ist es bei der vorgenannten Ausgestaltung, dass der Fertigungs- und Montageaufwand für die Buchse relativ hoch ist. So muss diese hinsichtlich ihrer Einpresskraft und ihres Weges genau definiert in die Bohrung für den Koppelkolben eingebracht werden. Somit ist dem Fachmann klar, dass in diesem Bereich eine äußerst genaue Tolerierung bzw. Zupaarung erforderlich ist. Ein zu starkes Einpressen der Buchse kann zu einer unerwünschten Materialverformung im Bohrungsbereich führen. Auch besteht die Gefahr, dass die Buchse sich während des Betriebs des Schlepphebels löst und es somit zu einem Totalausfall des Koppelmechanismus kommt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bohrung aus zwei gestuften Abschnitten dargestellt ist, in denen der aus zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen bestehende Koppelkolben verläuft, welcher Abschnitt/Mantelbereich mit dem geringeren Durchmesser koppelseitig liegt, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens in dessen Koppelrichtung über eine Anlage dessen Ringbereichs zwischen seinen Mantelbereichen an einem Ringkragen zwischen den Abschnitten der Bohrung dargestellt ist.
Zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, denen auch selbständig schutzfähige Maßnahmen immanent sein können.
Somit liegt ein schaltbarer Schlepphebel vor, der im Bereich seines Koppelmechanismus deutlich vereinfacht aufgebaut ist und der sich leicht montieren lässt. Es ist lediglich erforderlich, die Bohrung für den Koppelkolben aus zwei gestuften Abschnitten darzustellen (ggf. sind auch mehr als zwei Stufen denkbar), in welchen dann der ebenfalls zweigestufte Koppelkolben verläuft. Durch die vorgenannte Anlage des Ringbereichs des Koppelkolbens an dem Ringkragen der Bohrung ist dessen Endposition in Koppelrichtung sicher determiniert. Im Übrigen kann auch der Abschnitt mit dem größeren Durchmesser koppelseitig liegen, in dem dann entsprechend der Koppelkolben mit dem größeren Durchmesser verläuft.
Ggf. kann die Bohrung auch in Entkoppelrichtung einen weiteren Ringkragen besitzen, durch den die Entkoppelposition des Koppelkolbens festlegbar ist. Auch können der Ringbereich sowie der Ringkragen kegelförmig angestellt sein. Zweckmäßigerweise soll der Koppelkolben einteilig ausgebildet sein. Ggf. ist auch dessen zweiteilige Ausbildung denkbar und vorgesehen.
Aufgrund des Wegfalls der Anschlagbuchse aus dem Stand der Technik kann der gesamte Koppelmechanismus axial und ggf. auch radial kleiner bauen.
Fertigungstechnisch besonders einfach ist es, die Bohrung längs durchgehend darzustellen. Die Mitnehmerfläche des im Entkoppelfall abschwenkenden Innenhebels kann entweder als schalenartige Unterseite an einem Querbereich des Innenhebels oder auch als Bohrung/Fenster ausgebildet sein, unter oder in die der Koppelkolben im Koppelfall einfährt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Koppelkolben mit seiner Bohrung als so genannter „Längsverriegler" ausgebildet ist. Ebenfalls besonders bevorzugt ist es, den Koppelkolben schräg unter die entsprechende Mitnehmerfläche fahren zu lassen.
Der erfindungsgemäße Schlepphebel kann entweder als Ventilhubabschalter oder als Ventilhubumschalter ausgebildet sein.
Als Gegenlauffläche am Innenhebel (Ventilhubabschalter) ist es vorschlagsgemäß vorgesehen, wenigstens eine drehbare Rolle zu applizieren. Diese soll vorzugsweise über Nadeln auf einem Bolzen verlaufen. Ggf. ist in diesem Bereich auch eine Gleitlagerung denkbar und vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist es vorgeschlagen, dass der Koppelkolben in dessen Koppelrichtung über Druckfederkraft beaufschlagt ist. Eine Rückstellung des Koppelkolbens soll hierbei über Hydraulikmittel erfolgen, das aus dem Abstützelement über die Kontaktfläche heranleitbar ist. Dabei liegt in Koppelrichtung axial vor dem Ringkragen des Koppelkolbens ein Ringraum für das Hydraulikmittel. Somit kann auf separate Maßnahmen zur Schaffung eines Druckraums verzichtet werden.
Um axialen Bauraum zu sparen, soll vorzugsweise die wenigstens eine Druckfeder in einem Sackloch im Bereich der einen Außenstirn des Koppelkolbens verlaufen.
Des Weiteren sieht die Erfindung einfache Maßnahmen einer anderenendigen Abstützung der wenigstens einen Druckfeder vor. Diese kann an einem separaten Anschlagring anliegen, der in dem koppelfernen, größeren Bohrungsabschnitt zumindest mittelbar befestigt ist. Zwar kann der Anschlagring unmittelbar in diese Bohrung eingepresst sein, denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, diesen über einen einfachen Sprengring oder dergleichen in der Bohrung zu fixieren, welcher Sprengring in einer entsprechenden Ringnut der Bohrung verläuft.
Ggf. kann der größere Abschnitt der Bohrung, in welchem der Anschlagring mit Sicherungselement (Sprengring) verläuft, als dritte Bohrungsstufe ausgebildet sein, so dass der Anschlagring axial nach innen an einer Ringschulter dieser Stufe eine Wegbegrenzung erfährt.
Zudem ist eine Lösung denkbar und vorgesehen, bei welcher die Schraubendruckfeder letztlich in dem vorgenannten Ringraum verläuft und somit den Koppelkolben in dessen Entkoppelrichtung verlagert. Eine Verschiebung des Koppelkolbens in dessen Koppelrichtung soll dann über Hydraulikmittel erfolgen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur einen Teillängsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schlepphebel im Bereich dessen Koppelmechanismus.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Dargestellt ist ein Teillängsschnitt durch einen schaltbaren Schlepphebel 1 im Bereich dessen Koppelmechanismus. Der anderenendige Bereich mit einer Anlage für das Gaswechselventil ist der Einfachheit halber zeichnerisch nicht dargestellt.
Der Schlepphebel 1 besteht aus einem Außenhebel 3, zwischen dessen Armen 2 ein abschwenkbarer Innenhebel 4 verläuft. An einer Unterseite 5 des Außenhebels 3 ist an einem Ende eine Kontaktfläche 6 zur Lagerung des Schlepphebels 1 auf einem Kopf eines Abstützelements appliziert. Am anderen Ende des Schlepphebels 1 hat der Außenhebel 3, ebenfalls an der Unterseite 5, eine Anlage für zumindest ein Gaswechselventil.
Oberhalb der Kontaktfläche 6 verläuft eine hier schräg angeordnete Bohrung 7 für einen Koppelkolben 8. Diese Bohrung 7 besteht aus zwei Abschnitten 13, 14, von denen der Abschnitt 13 (axial innen) einen geringeren Durchmesser als der Abschnitt 14 (axial außen) besitzt. Zwischen beiden Abschnitten 13, 14 ist ein Ringkragen 18 gebildet.
Im Bereich seiner koppelfernen Außenstirn 21 hat der Koppelkolben 8 ein Sackloch 28. In diesem ist eine Schraubendruckfeder 20 einenends abgestützt. Diese wirkt anderenends gegen einen separaten Anschlagring 22, wobei sie genauer gesagt in einer Ringaussparung 29 des vorgenannten Anschlagrings 22 sitzt. Der Anschlagring 22 erfährt eine axiale Wegbegrenzung nach außen an einem Sicherungselement 25 wie einem Sprengring, der in einer nicht näher bezeichneten Ringnut der Bohrung 7 verläuft.
Wie des Weiteren zu erkennen ist, erfährt der Anschlagring 22 eine Wegbegrenzung in Koppelrichtung an einer Ringschulter 26 in dem Abschnitt 14 der Bohrung 7. Somit kann diese Bohrung 7 insgesamt dreigestuft ausgebildet sein.
Dargestellt ist die Koppelposition des Koppelkolbens 8. Letzterer untergreift eine endseitige Mitnehmerfläche 9 eines Querbereichs 19 des Innenhebels 4. Diese Mitnehmerfläche 9 ist komplementär zu dem entsprechenden Abschnitt 13 des Koppelkolbens 8 ausgebildet. Über den vorgenannten Ringkragen 18 zwischen den Abschnitten 13, 14 der Bohrung 7 erfährt der Koppelkolben 8 mit seinem Ringbereich 17 eine einfache und definierte Anschlagposition in Koppelrichtung. Auf zusätzliche Anschlagbuchsen, wie aus dem beschreibungseinleitend zitierten Stand der Technik hervorgehend, kann somit verzichtet werden.
Ein Anschlag für den Koppelkolben 8 in dessen Entkoppelrichtung kann über Anlage dessen Außenstirn 21 an dem Anschlagring 22 erfolgen. Der Koppelmechanismus ist so ausgelegt, dass die Schraubendruckfeder 20 hierbei nicht „auf Block" geht.
Aufgrund der abschnittsweisen Anordnung der Schraubendruckfeder 20 in dem Sackloch 28 des Koppelkolbens 8 ist ein Beitrag für einen axial relativ kurz bauenden Koppelmechanismus geleistet.
Wie des Weiteren dargestellt, ist als Anlauffläche 12 für einen Großhubnocken am Innenhebel 4 eine wälzgelagerte Rolle vorgesehen. Anstelle dieser Rolle kann auch eine Gleitfläche in diesem Bereich appliziert sein. Zudem verringert der schräge Verlauf des Koppelkolbens 8 ggf. die Bauhöhe des gesamten Schlepphebels 1 bzw. kann der Querbereich 19 des Innenhebels 4 hier ausreichend „hoch" gebaut werden.

1: Schlepphebel
2: Arm
3: Außenhebel
4: Innenhebel
5: Unterseite
6: Kontaktfläche
7: Bohrung
8: Koppelkolben
9: Mitnehmerfläche
10: nicht vergeben
11: Oberseite
12: Anlauffläche
13: Abschnitt
14: Abschnitt
15: Mantelbereich
16: Mantelbereich
17: Ringbereich
18: Ringkragen
19: Querbereich
20: Schraubendruckfeder
21: Außenstirn
22: Anschlagring
23: Direktkanal
24: Ringraum
25: Sicherungselement
26: Ringschulter
27: Durchmessererweiterung
28: Sackloch
29: Ringaussparung

Claims

Schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Außen- und einem zwischen dessen Armen (2) oder an dessen Arm verlaufenden Innenhebel (3, 4), wobei beide Hebel (3, 4) zueinander relativ verschwenkbeweglich sind und dem Außenhebel (3) einenends an seiner Unterseite (5) eine Kontaktfläche (6) für einen Kopf eines Abstützelements sowie anderenends eine Anlage für wenigstens ein Gaswechselventil immanent ist, wobei im Bereich der Kontaktfläche (6) eine Bohrung (7) mit zumindest einem Koppelkolben (8) verläuft, der für einen Koppelfall der Hebel (3, 4) abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (9) des im Entkoppelfall abschwenkenden Innenhebels (4) in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite (11) zumindest des Innenhebels (4) eine Anlauffläche (12) für einen Hubnocken appliziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) aus zwei gestuften Abschnitten (13, 14) dargestellt ist, in denen der aus zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen (15, 16) bestehende Koppelkolben (8) verläuft, welcher Abschnitt (13)/Mantelbereich (15) mit dem geringeren Durchmesser koppelseitig liegt, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in dessen Koppelrichtung über eine Anlage dessen Ringbereichs (17) zwischen seinen Mantelbereichen (15, 16) an einem Ringkragen (18) zwischen den Abschnitten (13, 14) der Bohrung (7) dargestellt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) längs sowie durchgehend im Außenhebel (3) verläuft, wobei die Mitnehmerfläche (9) am Innenhebel (4) entweder als schalenartige Unterseite an oder als Bohrung/Fenster in einem endseitigen Querbereich (19) des Innenhebels (4) vorliegt, wobei sich die Bohrung (7) für den Koppelkolben (8) in einem Bereich oberhalb oder lateral der kalottenartig ausgebildeten Kontaktfläche (6) erstreckt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (8) in Koppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder (20) und in Entkoppelrichtung über aus der Kontaktfläche (6) heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist, welche Schraubendruckfeder (20) einenends gegen eine Außenstirn (21) des Koppelkolbens (8) sowie anderenends gegen einen koppelfernen Anschlagring (22) in der Bohrung (7) wirkt, wobei das Hydraulikmittel aus der Kontaktfläche (6) über einen Direktkanal (23) in einen Ringraum (24) koppelseitig vor dem Ringbereich (17) des Koppelkolbens (8) leitbar ist.
Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (22) in koppelferne Richtung an einem in der Bohrung (7) verlaufenden Sicherungselement (25) wie einem Sprengring wegbegrenzt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (22) in Koppelrichtung an einer Ringschulter (26) einer Durchmessererweiterung (27) des Abschnitts (14) der Bohrung (7) mit dem größeren Durchmesser wegbegrenzt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (20) in einer Ringaussparung (29) des Anschlagrings (22) radial geführt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (20) einenends in einem Sackloch (28) der Außenstirn (21) des Koppelkolbens (8) einsitzt.
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) derartig schräg zu einer zumindest in etwa orthogonal von Axiallinien des Gaswechselventils sowie Abstützelements bei Einbau geschnittenen Längsmittelebene des Außenhebels (3) angestellt ist, dass sie oder deren gedachte Verlängerung mit ihrem koppelfernen Ende oberhalb und mit ihrem koppelseitigen Ende unterhalb der Längsmittelebene liegt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (8) in Entkoppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder und in Koppelrichtung über aus der Kontaktfläche (6) heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist, welche Schraubendruckfeder einenends gegen den Ringbereich (17) des Koppelkolbens (8) sowie anderenends gegen den Ringkragen (18) der Bohrung (7) wirkt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (7) als vom Nockenhub abschaltbar ausgelegt ist, wobei die Anlauffläche (12) für den Hubnocken am Innenhebel (4) als drehbare Rolle dargestellt ist.