DE102008050781A1

DE102008050781A1 - Schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008050781A1
Application number: DE200810050781
Authority: DE
Inventors: Mario Kuhl; Bodo RÖRIG
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2010-04-15

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbares Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dem ein Innenelement (4) verläuft, wobei in einer Radialbohrung (8) des Innenelements (4) wenigstens ein Koppelkolben (9) sitzt, der für einen Koppelfall abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (11) des Gehäuses (2) in Eingriff bringbar ist, wobei Sicherungsmittel (12) appliziert sind, die als Verdrehsicherung (13) von Innenelement (4) zu Gehäuse (2) und gleichzeitig als Höhenanschlag (14) für das Innenelement (4) axial aus dem Gehäuse (2) heraus ausgebildet sind, wobei bei Anlage des Innenelements (4) am Höhenanschlag (14) eine Koppelposition des Koppelkolbens (9) in Bezug auf dessen Mitnehmerfläche (11) determiniert ist, wobei zur Darstellung der Verdrehsicherung (13) am Außenmantel (15) des Innenelements (4) wenigstens eine Anflachung (17) angeordnet ist, wobei vom Rand (6) des Gehäuses (2) je Anflachung (17) ein Segment (18) radial nach innen ragt, dessen bogensehnenartige Innenstirn (19) komplementär zu der Anflachung (17) ist und wobei zur Darstellung des Höhenanschlags (14) die Anflachung (17) des Innenelements (4) an deren Unterseite (20) mit einem orthogonalen Absatz (21) zum Außenmantel (15) hin ausläuft, über welchen Absatz (21) das Innenelement (4) bei dessen axial ausgefahrener Position an einer Unterseite (22) des Segments (18) des Gehäuses (2) eine Anlage findet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, in dessen Bohrung relativ axial beweglich ein Innenelement verläuft, welches mit seinem Kopf einen Rand des Gehäuses überragt und aus diesem heraus über eine Lost-Motion-Feder beaufschlagt ist, wobei in einer Radialbohrung des Innenelements wenigstens ein Koppelkolben sitzt, der für einen Koppelfall, über eine Ringfläche zwischen den Bauteilen hinweg, abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche des Gehäuses in Eingriff bringbar ist, wobei die Ringfläche übergreifende Sicherungsmittel appliziert sind, die als Verdrehsicherung von Innenelement zu Gehäuse und gleichzeitig als Höhenanschlag für das Innenelement axial aus dem Gehäuse heraus ausgebildet sind und wobei bei Anlage des Innenelements am Höhenanschlag eine Koppelposition des Koppelkolbens in Bezug auf dessen Mitnehmerfläche determiniert ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein gattungsgemäßes Abstützelement ist aus 5 der U.S. 5,655,487 vorbekannt. Dessen Koppelkolben greifen im Koppelfall in je eine radial angrenzende Bohrung in einer Innenwandung des Gehäuses. Als Sicherungsmittel, dem gleichzeitig die Eigenschaften einer Verdrehsicherung und eines Höhenanschlags immanent sind, dient ein in eine Querbohrung des Gehäuses eingepresster und dieses beidseitig radial überragender Stift. Radial innen greift der Stift in eine Längsnut am Außenmantel des Innenelements. Letztgenanntes Bauteil findet in dessen axial ausgefahrener Position (linkes Schnittbild) über eine Unterkante seiner Längsnut einen Höhenanschlag am vorgenannten Stift.
Der Fachmann erkennt, dass sich der Höhenanschlag über den Stift über die Lebensdauer des schaltbaren Abstützelements hinweg als relativ ”fragil” erweist. So kann es bspw. zu Fehlschaltungen kommen, bei denen der jeweilige Koppelkolben nicht ausreichend ausgefahren ist und im Verlauf des Nockenhubs wieder aus seiner Mitnehmerfläche im Gehäuse gedrückt wird. Bei derartigen Fehlschaltungen verfährt das Innenelement, beschleunigt durch die Ventilfeder, unerwünscht stark an den Stift als Höhenanschlag, welcher Anschlag hier beidseitig vorliegt. Der Stift könnte zerstört bzw. beschädigt/verlagert werden. Zudem erweist sich eine Verdrehsicherung von Innenelement zu Gehäuse über den Stift ebenfalls über die Lebensdauer des Abstützelements hinweg als nicht haltbar.
Das Dokument U.S. 6,321,704 offenbart in den 2, 3 ein gattungsähnliches Abstützelement, bei dem lediglich keine Verdrehsicherung von Innenelement zu Gehäuse vorliegt. Dargestellt ist ein Sicherungsring (s. 2), gegen den das Innenelement im axial ausgefahrenen Zustand anschlägt, so dass die Koppelkolben radial ausfahren können. Der Ring kann dickengruppiert vorgehalten werden, um das aus 3 ersichtliche Koppelspiel einzustellen. Klar ist, dass sich der Höhenanschlag für das Innenelement über den letztgenannten Ring ebenfalls als nicht ausreichend robust erweist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein schaltbares Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein schaltbares Abstützelement geschaffen werden, dessen Sicherungsmittel einfach aufgebaut, montierbar sowie robust sind.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Darstellung der Verdrehsicherung am Außenmantel des Innenelements, ausgehend von dessen Oberseite, wenigstens eine Anflachung angeordnet ist, wobei vom Rand des Gehäuses je Anflachung ein Segment radial nach innen ragt, dessen bogensehnenartige Innenstirn komplementär zu der Anflachung ist und unmittelbar an dieser verläuft und wobei zur Darstellung des Höhenanschlags die Anflachung des Innenelements an deren Unterseite mit einem orthogonalen Absatz zum Außenmantel hin ausläuft, über welchen Absatz das Innenelement bei dessen axial ausgefahrener Position an einer Unterseite des Segments des Gehäuses eine Anlage findet.
Somit liegt ein schaltbares Abstützelement vor, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Das radial von der Oberseite des Gehäuses in Richtung auf die entsprechende Anflachung des Innenelements ragende Segment lässt sich leicht herstellen und garantiert im Zusammenwirken mit der entsprechenden Längsanflachung bzw. dem Radialabsatz gleichzeitig eine haltbare Verdrehsicherung und einen sicheren Höhenanschlag.
Zwar ist daran gedacht, auch im Bereich des Höhenanschlags (Anlage des Absatzes der Anflachung an einer Unterseite des Segments des Gehäuses) das Koppelspiel einzustellen. Zweckmäßiger ist es jedoch, das Koppelspiel über in der Montage dickengruppiert vorgehaltene Koppelkolben einzustellen. Eine Montage/Demontage der Koppelkolben erweist sich aufgrund des rohrartigen Aufbaus des Gehäuses als relativ einfach.
Besonders bevorzugt ist es, zwei sich diametral gegenüberliegende Anflachungen zu schaffen, die mit genau zwei Segmenten des Gehäuses kommunizieren. Somit wird die Bauteilbelastung gering gehalten. Denkbar und vorgesehen ist jedoch auch eine Anordnung mit lediglich einer Anflachung und einem Segment.
In Konkretisierung der Erfindung soll der jeweilige Koppelkolben, ausgehend von dessen Außenstirn, an seiner Unterseite mit abschnittsweisen Abflachungen versehen sein. Diese kommunizieren im Koppelfall mit ebenfalls flach ausgebildeten Mitnehmerflächen im Gehäuse. Hierdurch wird im Koppelfall die Flächenpressung gering gehalten. Die Mitnehmerfläche des Gehäuses kann Bestandteil eines Fensters oder eines Ringnutsegments sein. Denkbar ist es auch, eine umlaufende Ringnut in der Bohrung des Gehäuses anzuordnen. Gegebenenfalls kann je Koppelkolben auch eine Bohrung im Gehäuse vorgesehen sein, deren Unterseite eine entsprechende Abflachung für die Abflachungen des Koppelkolbens hat. Vom Schutzbereich umfasst sind auch generell zylindrische Koppelkolben, die in eine in diesem Fall nicht abgeflachte („reguläre”) Bohrung im Gehäuse verlagerbar sind.
Im Fall einer Verwendung einer Ringnut zur Darstellung der Mitnehmerfläche sowie von zwei sich diametral gegenüberliegenden Koppelkolben erweist sich die Verdrehsicherung ggf. deshalb als sinnvoll, weil hierüber einfach gesagt gleich lange Hydraulikmittelwege vor Außenstirnen der Koppelkolben garantiert werden können.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen rohrartig offenen Ausbildung des Gehäuses, in dessen Bodenbereich ein Ringpaket zur einenendigen Anlage der Lost-Motion-Feder vorliegt, vereinfacht sich eine Montage des Abstützelements. So kann beispielsweise das Innenelement einfach von ”unten” in das Gehäuse geschoben werden. Anschließend wird die Lost-Motion-Feder eingesetzt und auf dem Ringpaket abgestützt.
Zwar ist es denkbar, die Lost-Motion-Feder direkt auf eine Oberseite eines in eine Ringnut der Bohrung des Gehäuses geklipsten Sprengrings aufzusetzen. Bevorzugt ist es jedoch, auf die Oberseite des Sprengrings eine separate Scheibe o. dgl. zu legen.
Das Gehäuse kann zweckmäßigerweise aus einem einfachen Blechwerkstoff umformtechnisch hergestellt sein. Notwendige Ringnuten an dessen Außenmantel werden vorzugsweise ebenfalls spanlos generiert.
Last but not least ist es vorgeschlagen, das Innenelement mit einer hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung an sich bekannter Bauart zu versehen. Somit ist dessen Kopf dann Bestandteil eines hydraulischen Druckkolbens, welcher das ”eigentliche” Innenelement mit den Anflachungen axial überragt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Abstützelement und die
2 ein Abstützelement wie vorgenannt, jedoch um 90° gedreht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren offenbaren ein schaltbares Abstützelement 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieses besteht aus einem rohrartig offenen Gehäuse 2, in dessen Bohrung 3 axialbeweglich ein Innenelement 4 aufgenommen ist.
Letztgenanntes hat eine nicht näher zu erläuternde hydraulische Spielausgleichseinrichtung 30, deren Druckkolben 29 mit seinem Kopf 5 das Innenelement 4 überragt, wobei auf dem Kopf 5 einenends ein Schlepphebel abgestützt werden kann.
Das Innenelement 4 besitzt nahe seiner unteren Stirn 26 eine Radialbohrung 8. In dieser verlaufen zwei sich diametral gegenüberliegende, angefederte Koppelkolben 9. Diese haben, ausgehend von deren jeweiliger Außenstirn 23, an ihrer Unterseite 24 eine abschnittsweise Abflachung 25. Wie aus 2 ersichtlich, übergreifen die vorgenannten Koppelkolben 9 eine Ringfläche 10 zwischen den Bauteilen 2, 4 und ragen mit ihrer Abflachung 25 auf eine flach ausgebildete Mitnehmerfläche 11 im Gehäuse 2. Die Mitnehmerfläche 11 ist Bestandteil einer fensterartigen Ausnehmung im Gehäuse 2. Aufgrund dieser flachen Koppelstruktur liegen im Koppelfall nur geringe Flächenpressungen vor.
Das Innenelement 4 hat, ausgehend von dessen Oberseite 16, zwei sich gegenüberliegende Anflachungen 17, welche an Unterseiten 20 mit einem orthogonalen Absatz 21 zum Außenmantel 15 hin auslaufen. Je Anflachung 17 erstreckt sich vom Rand 6 des Gehäuses 2 ein Segment 18 radial nach innen, dessen bogensehnenartige Innenstirn 19 unmittelbar an die entsprechende Anflachung 17 grenzt. Durch diese Maßnahme ist eine einfach aufgebaute und robuste Verdrehsicherung des Innenelements 4 gegenüber dem Gehäuse 2 gegeben.
Ein Höhenanschlag für das Innenelement 4 aus dem Gehäuse 2 heraus ist durch Anlage der Absätze 21 der Anflachungen 17 des Innenelements 4 an Unterseiten 22 der Segmente 18 des Gehäuses 2 geschaffen. Dieser Anschlag erweist sich als ausreichend robust, um bei Fehlschaltungen beziehungsweise „regulärem” Betrieb des Innenelements 4 dessen Ausfahrbewegung zu begrenzen.
Eine Einstellung eines Koppelspiel, auf das an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden muss, soll zweckmäßigerweise über während einer Montage dickengruppiert vorgehaltene Koppelkolben 9 erfolgen.
Wie zudem zeichnerisch offenbart, wirkt gegen die untere Stirn 26 des Innenelements 4 eine Lost-Motion-Feder 7. Diese stützt sich mit ihrem anderen Ende an einem Sprengring-Scheiben-Paket 27 ab, welches nahe einem Boden 28 des Gehäuses 2 in dessen Bohrung 3 befestigt ist.

1: Abstützelement
2: Gehäuse
3: Bohrung
4: Innenelement
5: Kopf
6: Rand
7: Lost-Motion-Feder
8: Radialbohrung
9: Koppelkolben
10: Ringfläche
11: Mitnehmerfläche
12: Sicherungsmittel
13: Verdrehsicherung
14: Höhenanschlag
15: Außenmantel
16: Oberseite
17: Anflachung
18: Segment
19: Innenstirn
20: Unterseite
21: Absatz
22: Unterseite
23: Außenstirn
24: Unterseite
25: Abflachung
26: Stirn
27: Paket
28: Boden
29: Druckkolben
30: Spielausgleichseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5655487 [0002]
- US 6321704 [0004]

Claims

Schaltbares Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) relativ axial beweglich ein Innenelement (4) verläuft, welches mit seinem Kopf (5) einen Rand (6) des Gehäuses (2) überragt und aus diesem heraus über eine Lost-Motion-Feder (7) beaufschlagt ist, wobei in einer Radialbohrung (8) des Innenelements (4) wenigstens ein Koppelkolben (9) sitzt, der für einen Koppelfall, über eine Ringfläche (10) zwischen den Bauteilen (2, 4) hinweg, abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (11) des Gehäuses (2) in Eingriff bringbar ist, wobei die Ringfläche (10) übergreifende Sicherungsmittel (12) appliziert sind, die als Verdrehsicherung (13) von Innenelement (4) zu Gehäuse (2) und gleichzeitig als Höhenanschlag (14) für das Innenelement (4) axial aus dem Gehäuse (2) heraus ausgebildet sind und wobei bei Anlage des Innenelements (4) am Höhenanschlag (14) eine Koppelposition des Koppelkolbens (9) in Bezug auf dessen Mitnehmerfläche (11) determiniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der Verdrehsicherung (13) am Außenmantel (15) des Innenelements (4), ausgehend von dessen Oberseite (16), wenigstens eine Anflachung (17) angeordnet ist, wobei vom Rand (6) des Gehäuses (2) je Anflachung (17) ein Segment (18) radial nach innen ragt, dessen bogensehnenartige Innenstirn (19) komplementär zu der Anflachung (17) ist und unmittelbar an dieser verläuft und wobei zur Darstellung des Höhenanschlags (14) die Anflachung (17) des Innen elements (4) an deren Unterseite (20) mit einem orthogonalen Absatz (21) zum Außenmantel (15) hin ausläuft, über welchen Absatz (21) das Innenelement (4) bei dessen axial ausgefahrener Position an einer Unterseite (22) des Segments (18) des Gehäuses (2) eine Anlage findet.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei sich diametral gegenüberliegende Anflachungen (17) am Außenmantel (15) des Innenelements (4) vorliegen, die mit genau zwei respektiven Segmenten (18) des Gehäuses (2) kommunizieren.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Radialbohrung (8) des Innenelements (4) zwei sich diametral gegenüberliegende Koppelkolben (9) verlaufen, wobei jeder Koppelkolben (9), ausgehend von dessen Außenstirn (23), an seiner Unterseite (24) mit einer abschnittsweisen Abflachung (25) versehen ist, die mit der flach ausgebildeten Mitnehmerfläche (11) im Gehäuse (2) für den Koppelfall in Eingriff bringbar ist und wobei während einer Montage, zur Feineinstellung eines Koppelspiels, dickengruppierte Koppelkolben (9) vorgesehen sind.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerfläche (11) entweder Bestandteil eines Fensters, eines Ringnutsegments, einer Ringnut/eines Ringabsatzes oder einer Bohrung des Gehäuses (2) ist, welche Bohrung, zumindest im Fall eines Rückbezugs nach Anspruch 3, an Ihrer Unterseite abgeflacht ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zumindest weitestgehend dünnwandig sowie rohrartig offen vorliegt.
Abstützelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lost-Motion-Feder (7) innerhalb der Bohrung (3) des Gehäuses (2) sowie axial unterhalb vom Innenelement (4) sitzt, wobei sie einenends gegen eine kopfferne Stirn (26) des Innenelements (4) agiert und anderenends auf einem separaten Ringabsatz wie einem Sprengring-Scheiben-Paket (27) abgestützt ist, das nahe einem Boden (28) des Gehäuses (2) in dessen Bohrung (3) befestigt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (5) des Innenelements (4) Bestandteil eines Druckkolbens (29) einer in das Innenelement (4) eingebauten hydraulischen Spielausgleichseinrichtung (30) ist.