DE102010052175A1

DE102010052175A1 - Schaltbares Abstützelement

Info

Publication number: DE102010052175A1
Application number: DE102010052175A
Authority: DE
Inventors: Oliver Popp
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-05-24

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbares Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein axial bewegliches Innenelement (4) verläuft, das aus dem Gehäuse (2) heraus durch ein Lost-Motion-Federmittel (6) beaufschlagt ist, wobei in zwei sich diametral gegenüberliegenden Queraufnahmen (7) des Gehäuses (2) je ein Koppelschieber (8) sitzt, welche Koppelschieber (8) in Koppelrichtung nach innen über ein Servomittel (9) wie ein mechanisches Federmittel abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (10) des Innenelements (4) in Eingriff bringbar sind, wobei, ausgehend von einem Außenmantel (11) des Gehäuses (2), im Abstützelement (1) ein Hydraulikmittelpfad (12) zur Heranleitung des Hydraulikmittels vor Innenstirnen (13) der Koppelschieber (8) zu deren Verlagerung in Entkoppelrichtung nach außen vorgesehen ist, wobei, zur Heranleitung des Hydraulikmittels, an dem Außenmantel (11) des Gehäuses (2) ein Querschlitz (14) appliziert ist, dessen Grund (15) sich parallel zu einer Verbindungslinie zwischen den Queraufnahmen (7) erstreckt und wobei, zur Darstellung des Hydraulikmittelpfades (12), von dem Grund (15) zwei sich beidseits einer Axiallinie des Abstützelements (1) gegenüberliegende, sekantenartig verlaufende Querkanäle (16) ausgehen, die innen jeweils in einen Axialkanal (17) am Außenmantel (18) des Innenelements (4) übergehen, welcher jeweilige Axialkanal (17) unmittelbar in einen Druckraum (19) vor der entsprechenden Innenstirn (13) des jeweiligen Koppelschiebers (8) mündet.

Description

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, in dessen Bohrung ein axial bewegliches Innenelement verläuft, dessen Kopf einer Lagerung eines Schlepphebels dient, welches Innenelement aus dem Gehäuse heraus durch ein Lost-Motion-Federmittel beaufschlagt ist, wobei in zwei sich diametral gegenüberliegenden Queraufnahmen des Gehäuses je ein Koppelschieber sitzt, welche Koppelschieber in Koppelrichtung nach innen über ein Servomittel wie ein mechanisches Federmittel abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche des Innenelements in Eingriff bringbar sind und wobei, ausgehend von einem Außenmantel des Gehäuses, im Abstützelement ein Hydraulikmittelpfad zur Heranleitung des Hydraulikmittels vor Innenstirnen der Koppelschieber zu deren Verlagerung in Entkoppelrichtung nach außen vorgesehen ist.
Als nächstkommendes Dokument wird auf die DE 10 2007 002 787 A1 verwiesen. Das daraus hervorgehende Abstützelement weist ebenfalls zwei sich diametral gegenüberliegende Koppelschieber auf. Zur Zuleitung des Hydraulikmittels vor Innenstirnen der Koppelschieber ist eine Ringnut vorgesehen, von welcher auf der Seite der Koppelschieber Radialbohrungen abzweigen. Aufgrund dieser Ringnut, die mit mindestens einem Hydraulikmittelkanal einer Umgebungskonstruktion wie einem Zylinderkopf kommuniziert, ist klar, dass unnötig lange Hydraulikmittelwege vorliegen, so dass es ggf. zu Schaltzeitproblemen kommt. Zudem schwächt die umlaufende Ringnut unnötig das Gehäuse. Außerdem ist zu erkennen, dass ein Federraum zur Anordnung des Lost-Motion-Federmittels und das Federmittel selbst konisch vorliegen, was sich als teuer erweist. Schließlich wird festgestellt, dass ein Stift als radial innen und außen wirkende Verdrehsicherung im Gehäuse sitzt, der nur mit großem Aufwand demontierbar ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Abstützelement wie vorgenannt zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein einfach zu fertigendes Abstützelement vorliegen, das vergleichsweise kurze Hydraulikmittelwege hat.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass, zur Heranleitung des Hydraulikmittels, an dem Außenmantel des Gehäuses lediglich ein Querschlitz appliziert ist, dessen Grund sich parallel zu einer Verbindungslinie zwischen den Queraufnahmen erstreckt [90° Versatz], wobei, zur Darstellung des Hydraulikmittelpfades, von dem Grund zwei sich beidseits einer Axiallinie des Abstützelements gegenüberliegende, sekantenartig verlaufende Querkanäle ausgehen, die innen jeweils in einen Axialkanal am Außenmantel des Innenelements übergehen, welcher jeweilige Axialkanal unmittelbar in einen Druckraum vor der entsprechenden Innenstirn des jeweiligen Koppelschiebers mündet.
Somit sind die eingangs beschriebenen Nachteile beseitigt. Durch die zwei vom Querschlitz, der auch als Abflachung bezeichnet werden kann, ausgehenden kurzen Querkanäle, die selbstverständlich nicht äquidistant bezogen auf die Axiallinie verlaufen müssen, liegt in Summe ein vergleichsweise kurzer Hydraulikmittelpfad zu Innenstirnen der Koppelkolben vor. Mit den eingangs dargelegten Schaltzeitproblemen ist nicht mehr zu rechnen. Der Querschlitz mit vorzugsweise planem Grund schwächt nicht in gleichem Maße das Gehäuse wie die Ringnut nach dem eingangs genannten Stand der Technik.
Gemäß einer bevorzugten Konkretisierung der Erfindung liegen die vorzugsweise in einem Gang durchgebohrten Queraufnahmen für die kolbenartigen und im Koppelbereich abgeflachten Koppelschieber nahe einem oberen Rand des Gehäuses.
Nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung sitzt quer im Gehäuse ein multifunktionaler Stift. Dieser dient einfach gesagt einer inneren sowie äußeren Verdrehsicherung. Des Weiteren dient er als Höhenanschlag für das Innenelement in beide Axialrichtungen. Zudem kann über den Stift ein Kopplungsspiel eingestellt werden. Besonderer Vorteil des Stifts ist es, dass dieser durch eine Ringnut oder dgl. leicht einen Eingriff für ein Demontagewerkzeug bietet. Dies spielt eine Rolle in der Erstmontage, wo ggf. bei ungünstigen Toleranzfeldern der Stift somit einfach gezogen und ersetzt werden kann.
Als Federmittel zur Verlagerung der Koppelschieber in Koppelrichtung nach innen ist eine mechanische Feder vorgeschlagen. Diese kann als dünnwandige Bügelfeder vorliegen, welche über deren Enden auf Außenstirnen der Koppelschieber einwirkt. Ggf. können die Koppelschieber auch hydraulisch oder über Schraubendruckfederkraft eingefahren werden.
Eine weitere Fortbildung der Erfindung betrifft eine einfache Gestaltung eines Federraums für die Lost-Motion-Feder. Demnach soll der Federraum glattwandig-zylindrisch vorliegen, wobei die Lost-Motion-Feder als eine zylindrische Schraubendruckfeder ausgebildet sein soll, wobei ggf. auch ein Federpaket infrage kommt. Somit liegt ein einfach zu fertigendes Gehäuse vor.
Das zuletzt genannte Gehäuse ist nach einer erfindungsgemäßen Fortbildung massiv-spanend gefertigt. Somit können ohne weiteren Aufwand Wandstärken für die Queraufnahmen generiert werden. Alternativ kann das Gehäuse auch aus Blech hergestellt sein, wobei dann die Queraufnahmen aus separaten Hülsen bestehen können.
Nach einem weiteren Unteranspruch weist ein oberer Quersteg des Querschlitzes/der Abflachung einen in kopfferne Richtung (nach unten) ausgebauchten Verlauf auf. Da genau in diesem Bereich der Stift als Verdrehsicherung darüber liegt, ist somit ausreichend Dicht- u. Führungslänge am Außenmantel des Gehäuses geschaffen und gleichzeitig kann ein axial kurz bauendes Innenelement dargestellt werden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Abstützelement;
2 einen um 90° gedrehten Längsschnitt nach 1;
3 eine Seitenansicht auf das Abstützelement;
4 einen Querschnitt durch das Abstützelement nach der aus 3 hervorgehenden Schnittlinie und
5 eine räumliche Ansicht des Abstützelements.
Dargestellt ist ein schaltbares Abstützelement 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Das Abstützelement 1 besteht aus einem massiven Gehäuse 2, in dessen weitestgehend glattwandiger Bohrung 3 ein axial bewegliches Innenelement 4 verläuft. Das Innenelement 4 hat einen Kopf 5, welcher einen oberen Rand 20 des Gehäuses 2 überragt und einer Lagerung eines Schlepphebels dient.
Aus dem Gehäuse 2 heraus ist das Innenelement 4 durch ein Lost-Motion-Federmittel 6 beaufschlagt, was hier als Schraubendruckfeder vorliegt. Zu erkennen ist in 2, dass in zwei sich diametral gegenüberliegenden Queraufnahmen 7 des Gehäuses 2 je ein Koppelschieber 8 sitzt. Letztgenannte sind radial nach innen, in Koppelrichtung, über eine Bügelfeder als Servomittel 9 angefedert. Die Bügelfeder 9 sitzt in einer respektiven Nut 28 im Außenmantel 11 des Gehäuses 2. Dabei wirken Enden 29 der Bügelfeder 9 auf Außenstirnen 30 der Koppelschieber 8 ein.
Im Koppelfall sind die Koppelschieber 8 mit ihren abgeflachten Oberseiten 31 in Kontakt mit Mitnehmerflächen 10 des Innenelements 4, wie aus 2 entnehmbar ist. Die Mitnehmerflächen 10 sind Bestandteil von als Ausnehmungen vorliegenden Axialkanälen 17 am Innenelement 4, welche Axialkanäle 17 in respektiven Druckräumen 19 für das Hydraulikmittel hinter den Innenstirnen 13 der Koppelschieber 8 auslaufen.
Zur Heranleitung des Hydraulikmittels in die Axialkanäle 17 ist am Außenmantel 11 des Gehäuses 2 ein Querschlitz 14 appliziert. Von dem Grund 15 des Querschlitzes 14 gehen zwei sekantenartige Querkanäle 16 aus, die innen jeweils in den entsprechenden Axialkanal 17 am Außenmantel 18 des Innenelements 4 münden.
Aus 1 ist entnehmbar, dass das Gehäuse 2 umfangsmäßig versetzt zu den Queraufnahmen 7 von einem darin befestigten Stift 21 durchragt ist. Dieser Stift 21 greift mit einem radial innen einragenden Abschnitt 22 in eine komplementäre Längsnut 23 am Außenmantel 18 des Innenelements 4 als Verdrehsicherung für das Innenelement 4 gegenüber dem Gehäuse 2 ein.
Durch einen radial außen vom Gehäuse 2 abragenden Abschnitt 24 des Stifts 21 ist dem Abstützelement 1 eine Verdrehsicherung gegenüber einer Umgebungskonstruktion (Zylinderkopf) gegeben. Zu erkennen ist, dass der ansonsten glattwandige Stift 21 im Bereich seines radial außen abragenden Abschnitts 24 eine Ringnut als Mitnehmermittel 25 für einen Eingriff eines Demontagewerkzeugs hat. Somit kann der Stift 21 während einer Erstmontage ggf. wieder gezogen werden.
Durch Anlage einer Unterseite 26 seiner Längsnut 23 an dem inneren Abschnitt 22 des Stifts 21 ist dem Innenelement 4 eine Ausfahrbegrenzung gegeben. Durch Anlage einer Oberseite 27 der Längsnut 23 an dem Stift 21 erfährt das Innenelement 4 eine Einfahrbegrenzung, so dass das Lost-Motion-Federmittel 6 nicht auf Block fahren kann.
Wie dargestellt verläuft das Lost-Motion-Federmittel 6 in einem glattwandigen Federraum 32 des Gehäuses 2 und wirkt einenends gegen eine Unterseite 33 des Innenelements 4 und anderenends gegen einen einteiligen Boden 34 des Gehäuses 2. In diesem unteren Abschnitt ist auch eine nicht näher zu bezeichnende Entlüftungsöffnung 37 vorgesehen.
Schließlich ist im Innenelement 4 eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung 36 eingebaut, so dass auf mechanische Spieleinstellmaßnahmen verzichtet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Abstützelement
2: Gehäuse
3: Bohrung
4: Innenelement
5: Kopf
6: Lost-Motion-Federmittel
7: Queraufnahme
8: Koppelschieber
9: Servomittel, mech. Federmittel, Bügelfeder
10: Mitnehmerfläche
11: Außenmantel Gehäuse
12: Hydraulikmittelpfad
13: Innenstirn
14: Querschlitz
15: Grund
16: Querkanal
17: Axialkanal
18: Außenmantel Innenelement
19: Druckraum
20: Rand
21: Stift
22: innerer Abschnitt Stift
23: Längsnut Außenmantel
24: äußerer Abschnitt Stift
25: Mitnehmermittel
26: Unterseite Längsnut
27: Oberseite Längsnut
28: Nut
29: Ende Bügelfeder
30: Außenstirn Koppelschieber
31: Oberseite Koppelschieber
32: Federraum
33: Unterseite Innenelement
34: Anschlag, Boden
35: oberer Quersteg
36: Spielausgleichsvorrichtung
37: Entlüftungsöffnung Federraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007002787 A1 [0002]

Claims

Schaltbares Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein axial bewegliches Innenelement (4) verläuft, dessen Kopf (5) einer Lagerung eines Schlepphebels dient, welches Innenelement (4) aus dem Gehäuse (2) heraus durch ein Lost-Motion-Federmittel (6) beaufschlagt ist, wobei in zwei sich diametral gegenüberliegenden Queraufnahmen (7) des Gehäuses (2) je ein Koppelschieber (8) sitzt, welche Koppelschieber (8) in Koppelrichtung nach innen über ein Servomittel (9) wie ein mechanisches Federmittel abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (10) des Innenelements (4) in Eingriff bringbar sind und wobei, ausgehend von einem Außenmantel (11) des Gehäuses (2), im Abstützelement (1) ein Hydraulikmittelpfad (12) zur Heranleitung des Hydraulikmittels vor Innenstirnen (13) der Koppelschieber (8) zu deren Verlagerung in Entkoppelrichtung nach außen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Heranleitung des Hydraulikmittels, an dem Außenmantel (11) des Gehäuses (2) lediglich ein Querschlitz (14) appliziert ist, dessen Grund (15) sich parallel zu einer Verbindungslinie zwischen den Queraufnahmen (7) erstreckt [90° Versatz], wobei, zur Darstellung des Hydraulikmittelpfades (12), von dem Grund (15) zwei sich beidseits einer Axiallinie des Abstützelements (1) gegenüberliegende, sekantenartig verlaufende Querkanäle (16) ausgehen, die innen jeweils in einen Axialkanal (17) am Außenmantel (18) des Innenelements (4) übergehen, welcher jeweilige Axialkanal (17) unmittelbar in einen Druckraum (19) vor der entsprechenden Innenstirn (13) des jeweiligen Koppelschiebers (8) mündet.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Queraufnahmen (7) für die Koppelschieber (8) nahe einem kopfseitigen Rand (20) des Gehäuses (2) als Bohrungen verlaufen, wobei der Querschlitz (14) in Axialrichtung gesehen unterhalb der Queraufnahmen (7) liegt und die Axialkanäle (17) als Steigkanäle ausgebildet sind.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, umfangsmäßig versetzt zu den Queraufnahmen (7), das Gehäuse (2) von einem darin befestigten Stift (21) durchragt ist, der mit einen radial innen einragenden Abschnitt (22) in eine komplementäre Längsnut (23) am Außenmantel (18) des Innenelements (4) als Verdrehsicherung für das Innenelement (4) gegenüber dem Gehäuse (2) eingreift, wobei durch einen radial außen vom Gehäuse (2) abragenden Abschnitt (24) des Stifts (21) dem Abstützelement (1) eine Verdrehsicherung gegenüber einer Umgebungskonstruktion gegeben ist und wobei dem Stift (21) im Bereich seines radial außen abragenden Abschnitts (24) ein Mitnehmermittel (25) wie eine Ringnut für einen Eingriff eines Demontagewerkzeugs immanent ist, welcher Stift (21) ansonsten komplett glattwandig vorliegt.
Abstützelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass a) dem Innenelement (4) durch Anlage einer Unterseite (26) seiner Längsnut (23) an dem inneren Abschnitt (22) des Stifts (21) eine Ausfahrbegrenzung gegeben ist, wobei b) gleichzeitig hierüber eine fluchtende Positionierung der Koppelschieber (8) gegenüber ihrer Mitnehmerfläche (10) am Innenelement (4) dargestellt ist und wobei c) durch Anlage einer Oberseite (27) der Längsnut (23) eine Einfahrbegrenzung gegeben ist oder gekennzeichnet durch wenigstens eine der Maßnahmen nach a)–c).
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mechanisches Federmittel (9) zur Verlagerung der Koppelschieber (8) in Koppelrichtung nach innen wenigstens eine Bügelfeder eingesetzt ist, die in einer teilsegmentartig am Außenmantel (11) des Gehäuses (2) umlaufenden Nut (28) verläuft und mit ihren Enden (29) Außenstirnen (30) der Koppelschieber (8) nach innen anfedert.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkanäle (17) am Innenelement (4) als Ausnehmungen vorliegen, in denen gleichzeitig die Druckräume (19) für das Hydraulikmittel gebildet sind und in welche Ausnehmungen die Koppelschieber (8) mit abgeflachten Oberseiten (31) als Koppelflächen im Koppelfall eingreifen, wobei in dem Koppelfall obere Querstufen der Ausnehmungen des Innenelements (4) als Mitnehmerflächen (10) in Kontakt mit den abgeflachten Oberseiten (31) der Koppelschieber (8) sind.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lost-Motion-Federmittel (6) wenigstens eine Schraubendruckfeder mit konstantem Durchmesser eingesetzt ist, die in einem zumindest weitestgehend glattzylindrischen Federraum (32) des Gehäuses (2) axial unterhalb des Innenelements (4) sitzt und einenends auf eine Unterseite (33) des Innenelements (4) und anderenends auf einen kopffernen Anschlag (34) des Gehäuses (2) wie auf einen einteilig mit Letztgenanntem verbundenen Boden oder einen von dem Federraum (32) ausgehenden separaten Anschlagring agiert.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) massiv vorliegt.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass axial oberhalb des Querschlitzes (14) mit den Querkanälen (16) ein im Gehäuse (2) befestigter Stift (21) mit einem Abschnitt (24) radial nach außen absteht, über welchen Abschnitt (24) das Abstützelement (1) gegenüber einer Umgebungskonstruktion vedrehsicherbar ist, wobei einem oberen Quersteg (35) des Querschlitzes (14) ein axial nach unten gebauchter Verlauf zur Darstellung einer Dichtfläche zwischen dem Abschnitt (24) des Stifts (21) und dem oberen Quersteg (35) immanent ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenelement (4) eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung (36) eingebaut ist.