DE10345307A1

DE10345307A1 - Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10345307A1
Application number: DE10345307A
Authority: DE
Inventors: Stefanie Gumbmann; Markus Dipl.-Ing.(FH) Proschko
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-14

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Schlepphebel (1) mit einem Außen- und einem Innenhebel (2, 4). Im Innenhebel (4) verläuft ein längs nach außen verlagerbares Koppelmittel (5). Dieses kann zum Koppelzweck unter einer Mitnehmerfläche (14) eines Querbalkens (15) des Außenhebels (2) verlagert werden. Um die Fertigungskosten zu senken, ist ein Außenmantel (16) des Koppelmittels (5) und eine Durchgangsbohrung (13) im Innenhebel (4) für das Koppelmittel (5) komplett glattflächig gefertigt. Gleichzeitig ist mit dem Koppelmittel (5) ein rohrähnliches Teil (21a) an einer Innenstirnseite (19) über einen Aufweitkörper wie eine Kugel (21) verbunden. Dieses Teil (21a) dient als einenendige Federanlage (22) für eine Feder (17) zur Verlagerung des Koppelmittels (5) in dessen Entkoppelstellung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem Außenhebel und einem zwischen dessen Armen verlaufenden Innenhebel, wobei beide Hebel relativ zueinander verschwenkbeweglich und über ein längs verlagerbares Koppelmittel so miteinander koppelbar sind, daß bei Kopplung ein großer und bei Entkopplung ein kleiner oder O-Ventilhub generiert ist, wobei an einer Unterseite des Schlepphebels an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement appliziert ist und wobei an einer Oberseite des Schlepphebels wenigstens eine Anlauffläche für einen Hubnocken vorgesehen ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein gattungsgemäßer Schlepphebel geht aus der DE 102 11 038 A1 hervor. Dieser hat ein längs verlagerbares Koppelmittel, welchem mehrere Nachteile immanent sind. Zum einen ist das Koppelmittel im Außenhebel angeordnet und überragt dessen eine Stirnseite. Somit liegt hier ein erhöhter Bauraumbedarf vor. Zum anderen ist zu erkennen, daß das Koppelmittel selbst eine ungünstig gestufte Geometrie hat. Dies erhöht unnötig die Fertigungskosten. Gleichfalls wird festgestellt, daß die Führungsbohrung für das Koppelmittel im Hebel abgesetzt ausgeführt ist. Somit lässt sich diese Bohrung nicht in einem Arbeitsgang durchgehend fertigen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein Schlepphebel geschaffen werden, der ein einfach aufgebautes Koppelmittel besitzt, das sich gemeinsam mit dessen Umgebungskonstruktion kostengünstig darstellen läßt.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das als Ringkolben ausgebildete Koppelmittel über dessen Außenmantel in einer durchgehend glatten Durchgangsbohrung des Innenhebels verläuft sowie für den Koppelfall abschnittsweise in oder unter eine entsprechende Mitnehmerfläche eines endseitigen Querbalkens des Außenhebels hydraulisch verlagerbar ist, wobei dessen Verschiebung in Entkoppelstellung über die Kraft wenigstens einer mechanischen Feder realisiert ist, wobei in einer Bohrung des Koppelmittels ein zylindrisches Teil wie ein Rohrstück verläuft, das über ein in eine Bohrung des Teils eingepreßtes und dieses radial aufweitende Element wie eine Kugel in der Bohrung befestigt ist, welches Teil aus einer Innenstirnseite des Koppelmittels über die Durchgangsbohrung hinaus ragt und dort endseitig in einen Federteller übergeht und wobei das Teil durch eine Bohrung einer in der Durchgangsbohrung befestigten Anschlaghülse geführt ist, welche Bohrung an ihrer dem Koppelmittel entfernten Seite über einen Ringabsatz in eine Durchmessererweiterung übergeht, an welchem Ringabsatz einenends die Feder anliegt, die anderenends gegen den Federteller wirkt.

Durch die vorgenannten Maßnahmen sind die eingangs zitierten Nachteile wirkungsvoll beseitigt. Das Koppelmittel wird somit quasi aufgeteilt in einen einfach zu fertigenden Basiskörper (Kolben) zur Kopplung, der vorteilhafterweise an seinem Außenmantel in einem Spitzenlos-Schleifverfahren gemeinsam mit weiteren gleichartigen Körpern feinbearbeitet wird, und in ein fest mit diesem verbundenes weiteres Element wie das rohrartige Teil zur Schaffung einer Federanlage. Das als Kolben ausgebildete Koppelmittel hat einen durchgehend glatten Außenmantel, wobei gleichzeitig dessen Durchgangsbohrung im Innenhebel ebenfalls glattflächig ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß durch die Anordnung des längs verlagerbaren Koppelmittels im Innenhebel gegenüber dem Stand der Technik im Außenhebel weniger Bauraum benötigt wird.

Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch bei anderen schaltbaren Ventiltriebsgliedern wie Tassenstößeln, Rollenstößeln etc. appliziert werden.

Anstelle des vorgeschlagenen zylindrischen Teils mit dem Federteller können auch andere Elemente wie solche aus Vollmaterial, Kunststoff etc. eingesetzt werden. Auch ist klar, daß vom Schutzumfang dieser Erfindung auch andere Einpreßkörper außer der Kugel eingeschlossen sind. Wichtig ist die Aufweitung in dem entsprechenden Bereich. Ggf. ist auch eine Verstemmung, Verschweißung etc. denkbar und vorgesehen. Aufgrund des einteilig am zylindrischen Teil angeordneten Federtellers kann auf eine separate Ausbildung dieses verzichtet werden.

Zwar soll das Koppelmittel in dessen Koppelstellung über Hydraulikmitteldruck und in dessen Entkoppelstellung über die Kraft wenigstens einer mechanischen Feder verlagert werden. Gegebenenfalls ist auch eine „umgekehrte" oder eine beidseitige Beaufschlagung mit Hydraulikmittel denkbar.

Aufgrund der separaten Anschlaghülse kann die Durchgangsbohrung wie genannt glattflächig durchgehend gefertigt werden. Dabei wird die Anschlaghülse beispielsweise in die Durchgangsbohrung eingepresst. An der Bohrung der Anschlaghülse zum rohrähnlichen Teil ist im übrigen ein hervorragend kleiner Leckspalt für das Hydraulikmittel aus einem axial vor der Anschlaghülse liegenden Ringraum geschaffen. Auf zusätzliche Abdichtmaßnahmen kann verzichtet werden.

Nach einer vorteilhaften Fortbildung der Erfindung ist das zylindrische Teil zusätzlich über ein Gewinde o. ä. in der Bohrung des Koppelmittels lagefixiert. Es sind auch Kerbprofile allgemeiner Art, Rillen etc. denkbar. Ggf. kann das zylindrische Teil allein über die eben genannten Maßnahmen mit dem Koppelmittel verbunden werden, so daß keine zusätzlichen Aufweitmaßnahmen notwendig sind.

Auch kann, gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung, über den vorgenannten Federteller ein Anschlag für das Koppelmittel in dessen Koppelstellung geschaffen werden. Hierfür liegt der Federteller an einem Innenrand der Durchgangsbohrung der Anschlaghülse an. Eine Wegbegrenzung in die Entkoppelrichtung ist vorteilhafterweise über eine Anlage des Koppelmittels mit dessen Innenstirnseite an einer zugewandten Stirnfläche der Anschlaghülse geschaffen. Zu große und unerwünschte Ein- und Ausfahrwege des Koppelmittels sind somit ausgeschlossen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist zweckmäßiger Weise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 in einem Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Schlepphebel;
2 vergrößert das Koppelmittel mit Anschlaghülse und dünnwandigem Teil und die
3 eine zusätzliche Maßnahme einer Fixierung des dünnwandigen Teils am Koppelmittel.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 offenbart einen Schlepphebel 1, so wie er der Fachwelt an sich bekannt ist. Ein Außenhebel 2, welcher in nicht gezeigter Draufsicht auf den Schlepphebel 1 gabelförmig ausgebildet ist, hat zwischen seinen Armen verschwenkbeweglich zu diesem einen Innenhebel 4. Im Bereich eines Endes 7 ist an einer Unterseite 6 des Innenhebels 4 eine Anlage 8 für ein Gaswechselventil geschaffen. Am anderen Ende 9 verläuft an der Unterseite 6 eine Komplementärfläche 10. Über diese wird letztlich der gesamte Schlepphebel 1 auf einem Kopf eines Abstützelements gelagert. Aus diesem Kopf kann Hydraulikmittel über die Komplementärfläche 10 in einen Ringraum 31 einer später erläuterten Durchgangsbohrung 13 zur Verlagerung eines Koppelmittels 5 geleitet werden. Zu erwähnen ist noch, daß der Innenhebel 4 eine etwa mittige Anlauffläche 12 für einen Hubnocken hat. Diese Anlauffläche 12 ist als drehbare Rolle dargestellt.
Wie zu erkennen ist, verläuft das Koppelmittel 5 im Bereich des einen Endes 9 im Innenhebel 4 oberhalb der Komplementärfläche 10. Es ist als Kolben herge stellt und hat einen durchgehend glatten Außenmantel 16. Auch die Durchgangsbohrung 13 für das Koppelmittel 5 ist durchgehend glatt gefertigt.
An eine Innenstirnseite 19 des Koppelmittels 5 schließt sich im entkoppelten Zustand eine Anschlaghülse 18 in der Durchgangsbohrung 13 an. Diese ist beispielsweise in der Durchgangsbohrung über eine Preßpassung lagefixiert. Die Anschlaghülse 18 hat axial innen eine Durchmessererweiterung 24 mit einem Ringabsatz 23. An diesem Ringabsatz 23 liegt einenends eine Feder 17 oder ein Federpaket an. Die Feder 17 stützt sich anderenends an einem Federteller 22 eines separaten, dünnwandigen Teils 21a ab. Das dünnwandige Teil 21a verläuft innen durch eine Bohrung 25 der Anschlaghülse 18 und ist fest mit dem Koppelmittel 5 verbunden. Hierfür ist in eine Bohrung 30 des Koppelmittels 5 ein Element wie eine Kugel 21 mit Übermaß eingepreßt, so daß es zu einer gewünschten Aufweitung des Teils 21a in diesem Bereich kommt (s. a. 2).
An der Bohrung 25 der Anschlaghülse 18 ist gemeinsam mit dem Außenmantel 27 des dünnwandigen Teils 21a ein Dichtspalt für das Hydraulikmittel gebildet, der auf relativ kleinem Durchmesser liegt. Somit ist mit lediglich geringen Hydraulikmittelverlusten aus dem Ringraum 31 zu rechnen.
Eine zusätzliche Fixierung in Axialrichtung kann das Teil 21a gemäß 3 dadurch erfahren, daß es mit einem Gewinde 26 in den entsprechenden Umgebungsbereich der Bohrung 30 des Kolbens 5 eingeschraubt ist.
Im Falle einer Kopplung des Innenhebel 4 mit dem Außenhebel 2 wird der vorhergehend genannte Ringraum 31, begrenzt durch eine Innenstirnseite 19 des Koppelmittels 5 und eine Stirnseite 32 der Anschlaghülse 18, mit Hydraulikmittel beaufschlagt. Hierdurch kommt es zu einer Verlagerung des Koppelmittels 5 axial nach außen unter eine Mitnehmerfläche 14 eines Querbalkens 15 des Außenhebels 2. Diese Bewegung wird durch den Federteller 22 begrenzt, welcher an einen Innenrand 28 der Anschlaghülse 18 anschlägt. Für den Entkoppelfall (beispielsweise zur Erzeugung eines kleinen Ventilhubs) erfolgt eine Rückverlagerung des Koppelmittels 5 mit daran befestigtem Teil 21a über die Kraft der Feder 17 bei abgeschaltetem Druck an Hydraulikmittel im Ringraum 31. Ist der Entkoppelvorgang abgeschlossen, so schlägt das Koppelmittel 5 mit seiner Innenstirnseite 19 an die zugewandte Stirnseite 32 der Anschlaghülse 18.
Somit sind die Fertigungskosten durch die komplett glattflächige Ausbildung der Durchgangsbohrung 13 und des Außenmantels 16 des Koppelmittels 5 sowie durch die quasi mehrteilige Ausbildung des Koppelmittels 5 mit darin befestigtem dünnwandigen Teil 21a gegenüber dem Stand der Technik gesenkt. Gerade das vorgeschlagene Aufweiten des dünnwandigen Teils 21a über die Kugel 21 ist relativ preiswert darstellbar. Der Außenmantel 16 des Koppelmittels 5 kann in einem Spitzenlos-Schleifverfahren gemeinsam mit weiteren, fluchtend hintereinander angeordneten Koppelmitteln 5 bearbeitet werden.

1: Schlepphebel
2: Außenhebel
3: nicht vergeben
4: Innenhebel
5: Koppelmittel
6: Unterseite
7: Ende
8: Anlage
9: Ende
10: Komplementärfläche
11: Oberseite
12: Anlauffläche
13: Durchgangsbohrung
14: Mitnehmerfläche
15: Querbalken
16: Außenmantel
17: Feder
18: Anschlaghülse
19: Innenstirnseite
20: Ansatz
21: Bohrung
21a: Teil
22: Federteller
23: Ringabsatz
24: Durchmessererweiterung
25: Spannstift
26: Ringnut
27: Außenmantel
28: Innenrand
29: Außenstirnseite
30: Bohrung
31: Ringraum
32: Stirnseite

Claims

Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem Außenhebel (2) und einem zwischen dessen Armen verlaufenden Innenhebel (4), wobei beide Hebel (2, 4) relativ zueinander verschwenkbeweglich und über ein längs verlagerbares Koppelmittel (5) so miteinander koppelbar sind, daß bei Kopplung ein großer und bei Entkopplung ein kleiner oder O-Ventilhub generiert ist, wobei an einer Unterseite (6) des Schlepphebels (1) an einem Ende (7) eine Anlage (8) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (9) eine Komplementärfläche (10) für ein Abstützelement appliziert ist und wobei an einer Oberseite (11) des Schlepphebels (1) wenigstens eine Anlauffläche (12) für einen Hubnocken vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ringkolben ausgebildete Koppelmittel (5) über dessen Außenmantel (16) in einer durchgehend glatten Durchgangsbohrung (13) des Innenhebels (4) verläuft sowie für den Koppelfall abschnittsweise in oder unter eine entsprechende Mitnehmerfläche (14) eines endseitigen Querbalkens (15) des Außenhebels (2) hydraulisch verlagerbar ist, wobei dessen Verschiebung in Entkoppelstellung über die Kraft wenigstens einer mechanischen Feder (17) realisiert ist, wobei in einer Bohrung (30) des Koppelmittels (5) ein zylindrisches Teil (21a) wie ein Rohrstück verläuft, das über ein in eine Bohrung (20) des Teils (21a) eingepreßtes und dieses radial aufweitende Element wie eine Kugel (21) in der Bohrung (30) befestigt ist, welches Teil (21a) aus einer Innenstirnseite (19) des Koppelmittels (5) über die Durchgangsbohrung (13) hinaus ragt und dort endseitig in einen Federteller (22) übergeht und wobei das Teil (21a) durch eine Bohrung (25) einer in der Durchgangsbohrung (13) befestigten Anschlaghülse (18) geführt ist, welche Bohrung (25) an ihrer dem Koppelmittel (5) entfernten Seite über einen Ringabsatz (23) in eine Durchmessererweiterung (24) übergeht, an welchem Ringabsatz (23) einenends die Feder (17) anliegt, die anderenends gegen den Federteller (22) wirkt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elementen eingepreßter Bereich des zylindrischen Teils (21a)/umgebende Bohrung (30) des Koppelmittels (5) ein zusätzlicher Formschluß durch eine zueinander komplementäre Profilierung wie ein Gewinde (26) realisiert ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmittel (5) im Entkoppelfall zu seiner Wegbegrenzung mit seiner Innenstirnseite (19) an einer Stirnseite (32) der Anschlaghülse (18) anliegt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmittel (5) eine Wegbegrenzung in Koppelrichtung über den Federteller (22) des zylindrischen Teils (21a) erfährt, welcher Federteller (22) an einem Innenrand (28) der Anschlaghülse (18) anliegt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (16) des Koppelmittels (5) vollkommen glattflächig und in einem Spitzenlos-Schleifverfahren gefertigt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenstirnseite (19) des Koppelmittels (5) und einer zugewandten Stirnseite (32) der Anschlaghülse (18) ein Ringraum (31) für Hydraulikmittel zur Verlagerung des Koppelmittels (5) in Koppelrichtung verläuft, welcher Ringraum (31) direkt oder nahezu direkt über die Komplementärfläche (10) versorgt ist, wobei zwischen der Bohrung (25) der Anschlaghülse (18) und dem Außenmantel (27) des zylindrischen Teils (21a) ein durchgehend glatter Dichtspalt (29) gebildet ist.