DE102006057895A1

DE102006057895A1 - Schaltbarer Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006057895A1
Application number: DE102006057895A
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: WO2008068251A1

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 Innenhebel (4) 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 Außenhebels (3) in Eingriff bringbar ist, wobei an einer Oberseite (11) zumindest des Außenhebels (3) wenigstens eine Anlauffläche (12) für einen Hubnocken appliziert ist, wobei die Bohrung (7) aus genau zwei gestuften Abschnitten (13, 14) dargestellt ist, in denen der Koppelkolben (8) mit zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen (15, 16) verläuft, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in eine Richtung 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 Innenhebel 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 Außenhebels in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite zumindest des Außenhebels wenigstens eine Anlauffläche für einen Hubnocken appliziert ist.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Schlepphebel sind der Fachwelt bekannt. In die jeweilige Bohrung für den Koppelkolben ist endseitig eine Anschlagbuchse eingepresst. Durch Letztere verläuft ein den Koppelkolben 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 genau zwei gestuften Abschnitten dargestellt ist, in denen der Koppelkolben mit zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen verläuft, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens in eine Richtung 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 besonders bevorzugt 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 Koppel- oder Entkoppelrichtung sicher determiniert.
Ggf. kann die Bohrung in beide Richtungen einen Ringkragen besitzen, durch den die Bewegung des Koppelkolbens in beide Richtungen festlegbar ist. Auch können der Ringbereich sowie der Ringkragen kegelförmig angestellt sein. Zweckmäßigerweise soll der Koppelkolben einteilig ausgebildet sein. Ggf. ist auch dessen mehrteilige 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 Außenhebels kann beispielsweise als schalenartige Unterseite oder als Bohrung 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 Mitnehmerfläche des Querbereichs des Außenhebels fahren zu lassen. Ggf. kann der Koppelkolben auch quer verriegeln.
Der erfindungsgemäße Schlepphebel kann entweder als Ventilhubumschalter oder ggf. als Ventilhubabschalter ausgebildet sein.
Es ist des Weiteren vorgeschlagen, dass der Koppelkolben in dessen Koppelrichtung über Druckfederkraft beaufschlagt ist. Alternativ kann der Koppelkolben auch in dessen Entkoppelrichtung über Druckfederkraft verlagert werden. Eine Rückstellung des Koppelkolbens in die jeweils andere Richtung soll über Hydraulikmittel erfolgen, das aus dem Abstützelement über die Kontaktfläche heranleitbar ist. Aufgrund des Ringraums am Ringkragen kann auf separate Maßnahmen zur Schaffung eines Druckraums verzichtet werden.
Um axialen Bauraum zu sparen, kann bei einer Variante die wenigstens eine Druckfeder in einem Sackloch im Bereich der Innenstirn des Koppelkolbens verlaufen.
Auch ist es vorgeschlagen, die Druckfeder an einem Ende an einem separaten Anschlagring anzulegen, der in dem größeren Bohrungsabschnitt zumindest mittelbar befestigt ist. Zwar kann der Anschlagring unmittelbar in die 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
1 einen Teillängsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schlepphebel im Bereich dessen Koppelmechanismus und
2 eine alternative Gestaltung zu 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Dargestellt ist in 1 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 Innenhebel 4 verläuft. An einer Unterseite 5 des Innenhebels 4 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 Innenhebel 4, ebenfalls an der Unterseite 5, eine Anlage für zumindest ein Gaswechselventil.
Oberhalb der Kontaktfläche 6 verläuft bei beiden Ausgestaltungen eine hier längs und schräg angeordnete Bohrung 7 für einen Koppelkolben 8. Diese Bohrung 7 besteht aus zwei Abschnitten 13, 14, von denen nach 1 der Abschnitt 13 (innen) einen geringeren Durchmesser als der Abschnitt 14 (außen) und nach 2 der Abschnitt 13 einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 14 besitzt. Zwischen beiden Abschnitten 13, 14 ist ein Ringkragen 18 gebildet, an dem der gestufte Koppelkolben 8 mit seinem Ringbereich 17 einen Anschlag in eine Richtung findet (1, 2). Die Bohrung 7 geht dabei in gedachter Verlängerung schräg unter eine komplementäre Mitnehmerfläche 9 (1) eines bügelartigen Querbereichs 19 des Außenhebels 3 hinter dem Ende des Innenhebels 4. Der schräge Verlauf der Bohrung 7 mit Koppelkolben 8 verringert ggf. die Bauhöhe des gesamten Schlepphebels 1 bzw. kann der Querbereich 19 des Außenhebels 3 ausreichend „hoch" gebaut werden.
Zu erkennen ist in 1 zudem, dass der Koppelkolben 8 in Entkoppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder 20 und in Koppelrichtung über aus der Kontaktfläche 6 heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist. Die Schraubendruckfeder 20 wirkt einenends gegen einen Teller 10. Letzterer ist Bestandteil einer durch die Schraubendruckfeder 20 geführten, koppelfernen Verlängerung des Koppelkolbens 8. Anderenends wirkt die Schraubendruckfeder 20 gegen eine koppelseitige Anschlagfläche des Innenhebels 4. Das Hydraulikmittel ist aus der Kontaktfläche 6 über einen Direktkanal 23 in einen Ringraum 24 vor dem Ringbereich 17 des Koppelkolbens 8 leitbar.
Nach 2 hat der Koppelkolben 8 im Bereich seiner Innenstirn 21 ein Sackloch 28. In diesem ist die Schraubendruckfeder 20 einenends abgestützt. Diese wirkt anderenends gegen einen separaten Anschlagring 22. 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.
Dargestellt ist in 1 die Entkoppelposition und in 2 die Koppelposition des Koppelkolbens 8. Über den letztgenannten Anschlagring 22 nach 2 kann der Koppelkolben 8 zudem eine Anschlagposition in Entkoppelrichtung erfahren. Auf zusätzliche Anschlagbuchsen, wie im Stand der Technik, kann somit verzichtet werden. Zudem ist bei 2 aufgrund der abschnittsweisen Anordnung der Schraubendruckfeder 20 in dem Sackloch 28 des Koppelkolbens 8 ein Beitrag für einen axial relativ kurz bauenden Koppelmechanismus geleistet.
Aus 1 ist außerdem entnehmbar, dass auf Oberseiten 11 der Arme 2 des Außenhebels 3 eine Anlauffläche 12 für je einen Großhubnocken vorliegt (dargestellt ist lediglich ein Arm 2). Eine Oberseite des Innenhebels 4 ist bspw. von einem Niedrighubnocken beaufschlagbar. Auf beiden Oberseiten 11 können wahlweise Rollen oder Gleitflächen appliziert sein.

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

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 Innenhebel (4) 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 Außenhebels (3) in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite (11) zumindest des Außenhebels (3) wenigstens eine Anlauffläche (12) für einen Hubnocken appliziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) aus genau zwei gestuften Abschnitten (13, 14) dargestellt ist, in denen der Koppelkolben (8) mit zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen (15, 16) verläuft, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in eine Richtung 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 der Abschnitt (14) der Bohrung (7) und der Mantelbereich (16) des Koppelkolbens (8) koppelseitig mit dem geringeren Durchmesser liegt, so dass eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in Koppelrichtung dargestellt ist [2].
Schlepphebel nach Anspruch 2, 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 Innenstirn (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) 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/einer Scheibe/einem Käppchen wegbegrenzt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (20) einenends in einem Sackloch (28) der Innenstirn (21) des Koppelkolbens (8) einsitzt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (14) der Bohrung (7) und der Mantelbereich (16) des Koppelkolbens (8) koppelseitig mit dem größeren Durchmesser liegt, so dass eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in dessen Entkoppelrichtung vorliegt [1].
Schlepphebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (8) in Entkoppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder (20) und in Koppelrichtung über aus der Kontaktfläche (6) heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist, welche Schraubendruckfeder (20) einenends gegen einen Teller (10) wirkt, der Bestandteil einer durch die Schraubendruckfeder (20) geführten, koppelfernen Verlängerung des Koppelkolbens (8) ist, sowie anderenends gegen eine koppelseitige Anschlagfläche des Innenhebels (4) wirkt, wobei das Hydraulikmittel aus der Kontaktfläche (6) über einen Direktkanal (23) in einen Ringraum (24) vor dem Ringbereich (17) des Koppelkolbens (8) leitbar ist.
Schlepphebel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) in einem Bereich oberhalb oder lateral der kalottenartig ausgebildeten Kontaktfläche (6) längs sowie entweder durchgehend oder als Sackbohrung im Innenhebel (4) verläuft, wobei die Mitnehmerfläche (9) entweder als schalenartige Unterseite an einem oder als Bohrung/Fenster in einem stirnseitigen Querbereich (19) am Außenhebel (3) endseitig hinter dem Innenhebel (4) vorliegt.
Schlepphebel nach Anspruch 8, 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 zumindest deren gedachte Verlängerung koppelfern oberhalb und koppelseitig unterhalb der Längsmittelebene liegt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (1) als auf unterschiedliche Nockenhübe umschaltbar ausgelegt ist, wobei hierfür die Oberseite (11) des Außenhebels (3) von wenigstens einem Großhubnocken und die Oberseite des Innenhebels (4) von einem Kleinhubnocken beaufschlagbar ist.