DE102009039720A1

DE102009039720A1 - Verdrehsicherung für einen Koppelkolben in einem schaltbaren Bauteil eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102009039720A1
Application number: DE102009039720A
Authority: DE
Inventors: Matthias Becker; Robert Heinemann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-03-10
Also published as: US8375910B2; US20110056446A1

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Verdrehsicherung (1) für einen Koppelkolben (2) in einem schaltbaren Bauteil (3) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, welches Bauteil (3) zwei zueinander relativ bewegliche Teile (4, 5) hat, wobei in einer Bohrung (6) eines der Teile (4) der in einem Entkoppelfall hineinverlagerte Koppelkolben (2) sitzt, dem, ausgehend von seiner dem anderen Teil (5) zugewandten Stirn (7), zumindest an einer Seite (8) eine abschnittsweise Abflachung (9) immanent ist, über die er in einem Koppelfall, bei einer Relativstellung der Teile (4, 5) zueinander, auf eine Mitnehmerfläche (11) am, jeweils anderen Teil (5) verschoben ist, wobei die Verdrehsicherung (1) als einen Teilbereich einer Mündung (13) der Bohrung (6) am einen Teil (4) überspannendes Brückenstück ausgebildet ist, auf dessen bogensehnenartiger Querfläche (14) der Koppelkolben (2) mit seiner Abflachung (9) geführt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Verdrehsicherung für einen Koppelkolben in einem schaltbaren Bauteil eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, welches Bauteil zwei zueinander relativ bewegliche Teile hat, wobei in einer Bohrung eines der Teile in einem Entkoppelfall [niedriger oder 0-Ventilhub] der über ein erstes Servomittel hineinverlagerte Koppelkolben sitzt, dem, ausgehend von seiner dem anderen Teil zugewandten Stirn, zumindest an einer Seite eine abschnittsweise Abflachung immanent ist, über die er in einem Koppelfall [großer Ventilhub], bei einer Relativstellung der Teile zueinander, über ein zweites Servomittel auf eine Mitnehmerfläche am jeweils anderen Teil verschoben ist, wobei zwischen den Teilen eine Nockenrückstellfeder eingespannt ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine gattungsgemäße Verdrehsicherung, hier für einen Koppelkolben eines schaltbaren Rollenstößels, geht aus 6 der EP 1 149 989 B1 hervor. Offenbart ist ein offener Runddraht, der am Außenmantel des Innenelements sitzt und unter der Abflachung des jeweiligen Koppelkolbens verläuft. Zudem zeigt 4 des gleichen Dokuments eine Verdrehsicherung für den Koppelkolben über einen Pin, welcher in Längsnuten sitzt.
Nachteilig ist bei der erstgenannten Runddrahtvariante deren mangelnde Steifigkeit als Wegbegrenzung und Verdrehsicherung. Somit besteht die Gefahr, dass der Koppelkolben sich zu stark verdreht, so dass eine dessen Kanten unter der Koppeloberfläche liegt und es somit zu Verschleiß kommt bzw. eine Kopplung unmöglich wird. Der Runddraht kann außerdem unerwünscht geweitet werden. Zudem muss dessen Montage gerichtet erfolgen.
Die zweitgenannte Pinvariante erfordert einen hohen Montageaufwand sowie hohe Fertigungskosten.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Verdrehsicherung der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll eine Verdrehsicherung und wahlweise gleichzeitig ein Anschlag kreiert werden, die/der robust ist, sich leicht montieren lässt sowie eine hohe Verdrehsicherungsgüte aufweist.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Verdrehsicherung als einen Teilbereich einer Mündung der Bohrung am einen Teil überspannendes Brückenstück ausgebildet ist, auf dessen bogensehnenartiger Querfläche der Koppelkolben mit seiner Abflachung geführt ist.
Somit sind die vorbeschriebenen Nachteile beseitigt. Es liegt eine robuste, leicht zu montierende Verdrehsicherung vor, die wahlweise gleichzeitig eine Ausfahrbegrenzung für den Koppelkolben darstellt. Der Koppelkolben erfährt auf der bogensehnenartigen Querfläche des Brückenstücks eine hervorragende Führung.
Das Brückenstück besteht vorzugsweise aus dünnwandigem Blech, was bspw. stanztechnisch oder stanz-biegetechnisch hergestellt ist und über eine einfache Schweiß- oder Klemmverbindung mit dem einen Teil (Innenelement) verbunden werden kann.
Gemäß zweckmäßigen Konkretisierungen der Erfindung kann das Brückenstück entweder a) als Platte bzw. Ringsegment, b) als Ring oder c) als Bodensegment eines in der Bohrung des jeweiligen einen Teils verlaufenden Röhrchens ausgebildet sein. Der Fachmann wird die für ihn vorteilhafteste Variante entsprechend auswählen.
Zwar soll der Koppelkolben anspruchsgemäß eine Abflachung aufweisen, jedoch sind vom Schutzbereich der Erfindung auch hiervon abweichende Gestaltungen denkbar und vorgesehen. So ist auch an gewölbte Gestaltungen etc. gedacht. Gleichfalls muss die Gegenfläche am anderen Teil nicht unbedingt hierzu komplementär dargestellt sein.
Als Servomittel zur Beaufschlagung des Koppelkolbens in eine oder beide Richtungen kommen bspw. Hydraulikmittel, Druckfedermittel, magnetische Mittel oder elektromagnetische Mittel infrage.
Im Fall eines zylindrischen einen Teils, wie es als Innenelement bei einem als Rollenstößel, Tassenstößel oder Abstützelement ausgebildeten schaltbaren Bauteil vorliegen kann, können auch zwei sich dann diametral gegenüberliegende Koppelkolben appliziert werden, von denen jeder mit einer erfindungsgemäßen Verdrehsicherung kommuniziert. Genau in diesem Fall kommt als Mitnehmerfläche am anderen Teil bspw. eine einfach zu fertigende Ringnut oder ein Ringnutsegment in dessen Bohrung oder eine fensterähnliche Durchbrechung bzw. Einformung infrage.
Als schaltbares Bauteil ist jedoch auch ein Hebelsystem wie ein schaltbarer Schlepp-, Schwing- oder Kipphebel anzusehen. Als Teile sind dann die aneinander grenzenden Arme zu betrachten, wobei als Mitnehmerfläche bspw. an ein Fenster oder an eine Balkenfläche (Längs- oder Querbalken) am jeweils anderen Arm gedacht ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Koppelkolben über seinen Querabsatz gleichzeitig eine Ausfahrbegrenzung durch Anschlag an einer Innenseite des Brückenstücks erfährt. Somit kann auf anderweitige Anschlagmaßnahmen verzichtet werden, die sich bspw. bei Differenzhub der beiden Teile im Entkoppelfall als notwendig erweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein als Abstützelement für einen Schlepphebel ausgebildetes schaltbares Bauteil;
2, 3 Ansichten auf ein als Innenelement des Abstützelements ausgebildetes Teil mit einem Ring als Brückenstück;
4, 5 eine alternative Variante zu der vorhergehenden Gestaltung mit einem als Ringsegment dargestellten Brückenstück und
6, 7 eine weitere Variante mit einem als Bodensegment eines Röhrchens ausgebildeten Brückenstück.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 offenbart ein als Abstützelement ausgebildetes schaltbares Bauteil 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Das Bauteil 1 hat zwei zueinander relativ axial bewegliche Teile 4, 5, wobei das Teil 4 als Innenelement und das Teil 5 als Gehäuse hierfür ausgebildet sind. In einer radial durchgehenden Bohrung 6 im einen Teil 4 liegen sich zwei Koppelkolben 2 diametral gegenüber. Diese haben, ausgehend von ihrer jeweiligen äußeren Stirn 7, an einer unteren Seite 8 eine abschnittsweise Abflachung 9 mit einem Querabsatz 25.
1 offenbart einen Koppelzustand im schaltbaren Bauteil 3. Dabei übergreifen die Koppelkolben 2 eine Trennfläche zwischen den Teilen 4, 5 und sitzen mit ihren Abflachungen 9 auf respektiven Mitnehmerflächen 11 im weiteren Teil 5. Die Mitnehmerflächen 11 sind Bestandteil von fensterartigen Öffnungen 23.
Zwischen den Teilen 4, 5 ist eine Nockenrückstellfeder 12 (Schraubendruckfeder) eingespannt.
Die Koppelkolben 2 sind in Koppelrichtung über ein hier als Druckfeder ausgebildetes Servomittel 10 beaufschlagt, wobei sie in Entkoppelrichtung, vollständig in die Bohrung 6 im einen Teil 4 zurück, über Hydraulikmittel als weiteres Servomittel verlagerbar sind.
Der jeweilige Koppelkolben 2 hat eine Verdrehsicherung 1, die erfindungsgemäß als einen Teilbereich einer Mündung 13 seiner Bohrung 6 am einen Teil 4 überspannendes Brückenstück ausgebildet ist. Letztgenanntes besitzt eine oben liegende, bogensehnenartige Querfläche 14, auf welcher der Koppelkolben 2 mit seiner Abflachung 9 im Verdrehsicherungssinn geführt ist. Gleichzeitig erfährt der jeweilige Koppelkolben 2 über den Querabsatz 25 an einer Innenseite 24 des Brückenstücks 1 eine Ausfahrbegrenzung.
Gemäß den 2, 3 ist das Brückenstück 1 als gürtelartiger Ring 18 ausgebildet, welcher am Außenmantel 17 des einen Teils 4 sitzt. Der jeweilige Koppelkolben 2 übergreift mit seiner Abflachung 9 die Querfläche 14 des Rings 18, die hier als Stirnseite vorliegt.
Die 4, 5 offenbaren eine alternative Ausgestaltung für das Brückenstück 1. Dieses ist demnach als kurzes Ringsegment 15 ausgebildet, das in einer Nut 19 am Außenmantel 17 des einen Teils 4 sitzt. Anstelle des Ringsegments 15 ist auch ein ”gerades” Plättchen o. dgl. denkbar und vorgesehen.
Schließlich zeigen die 6, 7 eine weitere Variante für das Brückenstück 1. Demnach ist das Brückenstück 1 als Bodensegment 20 eines in der Bohrung 6 des einen Teils 4 verlaufenden, dünnwandigen Röhrchens 21 dargestellt. Letztgenanntes ist in die Bohrung 6 eingepresst.
Zur Herstellung des Röhrchens 21 bietet es sich an, dieses beispielsweise als Topf tiefzuziehen und anschließend einen Teilbereich dessen Bodens auszustanzen, so dass lediglich noch das Bodensegment 20 verbleibt. Wie gezeichnet, verläuft eine Unterseite 22 des Bodensegments 20 bündig zum Außenmantel 17 des einen Teils 4. Klar ist in diesem Kontext, dass ebenfalls der Ring 18 oder das Ringsegment 15 nach den vorhergehenden Ausgestaltungen in vorteilhafter Weise nicht über den Außenmantel 17 des einen Teils 4 hinausstehen.
Bezugszeichenliste

1: Verdrehsicherung, Brückenstück
2: Koppelkolben
3: Bauteil
4: Teil
5: Teil
6: Bohrung
7: Stirn
8: Seite
9: Abflachung
10: Servomittel
11: Mitnehmerfläche
12: Nockenrückstellfeder
13: Mündung
14: Querfläche
15: Ringsegment
16: Ende
17: Außenmantel
18: Ring
19: Nut
20: Bodensegment
21: Röhrchen
22: Unterseite
23: Öffnung
24: Innenseite
25: Querabsatz

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

EP 1149989 B1 [0002]

Claims

Verdrehsicherung (1) für einen Koppelkolben (2) in einem schaltbaren Bauteil (3) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, welches Bauteil (3) zwei zueinander relativ bewegliche Teile (4, 5) hat, wobei in einer Bohrung (6) eines der Teile (4) in einem Entkoppelfall [niedriger oder 0-Ventilhub] der über ein erstes Servomittel hineinverlagerte Koppelkolben (2) sitzt, dem, ausgehend von seiner dem anderen Teil (5) zugewandten Stirn (7), zumindest an einer Seite (8) eine abschnittsweise Abflachung (9) immanent ist, über die er in einem Koppelfall [großer Ventilhub], bei einer Relativstellung der Teile (4, 5) zueinander, über ein zweites Servomittel (10) auf eine Mitnehmerfläche (11) am jeweils anderen Teil (5) verschoben ist, wobei zwischen den Teilen (4, 5) eine Nockenrückstellfeder (12) eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (1) als einen Teilbereich einer Mündung (13) der Bohrung (6) am einen Teil (4) überspannendes Brückenstück ausgebildet ist, auf dessen bogensehnenartiger Querfläche (14) der Koppelkolben (2) mit seiner Abflachung (9) geführt ist.
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (1) als Platte oder Ringsegment (15) dargestellt ist, die/das mit Ihren/seinen Enden (16) am Außenmantel (17) des einen Teils (4) fest sitzt (4, 5).
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (1) als einen Außenmantel (17) des einen Teils (4) umfassender Ring (18) vorliegt (2, 3).
Verdrehsicherung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Enden (16) der Platte/des Ringsegments (15) [Anspruch 2] oder b) dass der Ring (18) [Anspruch 3] in einer komplementären Nut (19) am Außenmantel (17) des einen Teils (4) sitzen/sitzt.
Verdrehsicherung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (1) über eine Schweiß-, Löt-, Klemm-, Schnapp- oder Pressverbindung am einen Teil (4) befestigt ist.
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (1) innerhalb der Bohrung (6) des einen Teils (4) im unmittelbaren Bereich der Mündung (13) sitzt (6, 7).
Verdrehsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (1) als Bodensegment (20) eines in der Bohrung (6) des einen Teils (4) verlaufenden Röhrchens (21) dargestellt ist.
Verdrehsicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterseite (22) des Bodensegments (20) bündig zum Außenmantel (17) des einen Teils (4) verläuft.
Verdrehsicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Röhrchen (21) in die Bohrung (6) des einen Teils (4) eingepresst ist.
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das das Brückenstück (1) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Stahl- oder Aluminiumblech besteht.
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Abflachung (9) einteiliger Bestandteil des Koppelkolbens (2) ist.
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerfläche (11) am anderen Teil (5) Bestandteil einer fensterartigen Öffnung (23), eines Ringnutsegments, einer Ringnut oder eines Balkens ist.
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (2) über seinen Querabsatz (25) an einer Innenseite (24) des Brückenstücks (1) gleichzeitig eine Ausfahrbegrenzung erfährt.
Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare Bauteil (3) als Abstützelement, Rollenstößel, Tassenstößel oder als Hebelsystem vorliegt.