DE19606796A1

DE19606796A1 - Vorrichtung zum Koppeln eines auf einer Achse gelagerten Hebels

Info

Publication number: DE19606796A1
Application number: DE19606796A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Fuos; Wilhelm Dr Hannibal; Michael Dipl Ing Paul
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1995-05-05
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1996-11-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Koppeln eines auf einer Achse gelagerten Hebels einer Ventilbetätigung in einer Brennkraftmaschine, ge mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die DE 43 24 822 A1, bei der durch Koppeln oder Entkoppeln eines Schwinghebels einer Ventilbetätigung mit einem weiteren Schwinghebel verschiedene Ventilsteuerzeiten entsprechend der Nockenkonturen zweier unterschiedlicher Nocken auf einer Nockenwelle schaltbar sind. Die Anordnung ist dabei so, daß der koppelbare Schwinghe bel durch Federkraft entkoppelt ist und durch Zuführung eines Hydraulikflui ds hydraulisch betätigt in die Koppelstellung ausfahrbar ist.

Dient eine derartige Vorrichtung zum Abschalten von Zylindern bzw. zum Stillsetzen der Ventilbetätigung, so ist die vorbeschriebene Funktion umzu kehren, damit bei Stillstand der Brennkraftmaschine (kein anstehender Hy draulikdruck) die erforderliche Ventilbetätigung zum Starten der Brennkraft maschine gegeben ist. D. h., daß der Kupplungsbolzen durch Federkraft in die Kupplungsstellung belastet ist und durch die entgegenwirkende hydrau lische Betätigung in die Entkoppelstellung beaufschlagbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bei einer gegebenen Hydraulikfluidzuführung im Hebel derart auszubilden, daß bei Stillstand der Brennkraftmaschine die beiden Hebel zuverlässig gekop pelt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die weiteren Patentansprüche.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist sichergestellt, daß trotz der Bewegungsumkehr des Kupplungsbolzens dieser in baulich einfacher Weise, bevorzugt von der Achse aus mit Hydraulikfluid versorgbar ist. Dabei sind gegenüber der gattungsbildenden Vorrichtung nur geringe konstruktive Änderungen erforderlich.

Die den Kupplungsbolzen in Ausfahrrichtung vorspannende Feder kann be vorzugt formschlüssig und unmittelbar auf den zusätzlichen Kolben wirkend angeordnet sein, womit eine stabile Lagerung bei den auftretenden Schwingbewegungen sichergestellt ist. Zur Erzielung einer zuverlässigen Funktion der hydraulischen Betätigung sind im Bereich der Feder und der Kupplungsbolzens Entlüftungskanäle im Hebel vorgesehen.

Durch eine nachgiebige Verbindung zwischen Führungsstift und Kupplungs bolzen ist ferner sichergestellt, daß auch bei Zusammentreffen ungünstiger Toleranzen der Kupplungsbolzen verklemmfrei montierbar ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Koppeln mehrerer Schwing hebel einer Ventilbetätigung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 durch einen der Schwinghebel mit der Vorrichtung zum Koppeln mit einem weiteren Schwinghebel;

Fig. 3 den Schwinghebel gemäß Fig. 2 mit innerer Hydraulikfluidzufuhr und einer nachgiebigen Verbindung zwischen Führungsstift und Kupp lungsbolzen, sowie

Fig. 4 die nachgiebige Verbindung in vergrößerter Darstellung.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ventilbetätigung bzw. Vorrichtung zeigt drei erste Hebel 2, die über eine noch zu beschreibende Vorrichtung über eine Traverse 4 mit zwei zweiten Hebeln bzw. Schwinghebeln 6 koppelbar sind. Die Schwinghebel 6 sind fest mit der Traverse 4 verbunden. Sämtliche Schwinghebel 2 und 6 sind auf einer in dem nicht dargestellten Zylinderkopf festgelegten Achse 8 schwenkbar gelagert. An den Gleitflächen 10 bzw. 12 der Schwinghebel 2, 6 laufen die Nocken einer nicht dargestellten Nocken welle zur Betätigung der Gaswechselventile an. Zur detailierteren Funktion einer derartigen Ventilbetätigung wird beispielsweise auf die auf die Anmel derin zurückgehende DE 43 24 822 A1 Bezug genommen.

Die in den Schwinghebeln 2 vorgesehene Vorrichtung zum Koppeln der Schwinghebel 2 über die Traverse 4 mit dem Schwinghebeln 6 besteht aus einem zylindrischen Kupplungsbolzen 14, der verschiebbar in einer Bohrung 16 des Schwinghebels 2 geführt ist und der in seiner ausgefahrenen Positi on in eine korrespondierende Mitnahmebohrung 18 in der Traverse 4 ein fährt.

Der Kupplungsbolzen 14 ist mit einem im Durchmesser verringerten Füh rungsstift 20 verbunden, welcher Führungsstift 20 in einer Büchse 22 geführt ist. Die Büchse 22 ist durch Einpressen in der Bohrung 16 festgelegt.

An den Führungsstift 20 angeformt ist ein Kolben 24, der über eine Feder 26 (Schraubendruckfeder) in die Ausfahrposition des Kupplungsbolzens 14 vorgespannt ist. Die Feder 26 ist einerseits an dem Bohrungsgrund 28 der Bohrung 16 und andererseits an dem Kolben 24 abgestützt. Dabei ist die Feder 26 formschlüssig über einen Vorsprung 30 am Bohrungsgrund und über eine Vertiefung 32 in dem Kolben 24 in einer gegenüber den Schwenk bewegungen des Schwinghebels 2 stabilen Lage gehalten.

Der zwischen der Büchse 22 und dem Kolben 24 befindliche Ringraum 34 ist über einen in den Schwinghebel 2 eingeformten Kanal 36 und über eine Ausnehmung 38 in der Achse 8 mit der zentrischen Bohrung 40 der Achse 8 in Verbindung. Dementsprechend kann unter Druck stehendes Hydraulik fluid, z. B. unter Druck stehendes Schmieröl der Brennkraftmaschine, über die Bohrung 40 in der Achse 8 und über die Ausnehmung 38 und den Kanal 36 in den Ringraum 34 geleitet werden, wobei durch entsprechende Druck beaufschlagung auf den Kolben 24 der Kupplungsbolzen 14 auf der Zeich nung nach links in die eingefahrene Position verstellbar ist. Der Kanal 36 ist dabei - wie aus der Zeichnung Fig. 2 ersichtlich - mit einem parallel zur Boh rung 16 verlaufenden Abschnitt und mit zwei zur Ausnehmung 38 bzw. zum Ringraum 34 gerichteten Krümmungsabschnitten 36a, 36b versehen. Der Kanal 36 wurde unmittelbar beim Gießen der aus Grauguß bestehenden Schwinghebel 2 in diese durch entsprechende Kerngestaltung eingegossen.

Die außerhalb der zwischen Kolben 24 und Büchse 22 gebildeten Ringrau mes 34 liegenden Abschnitte der Bohrung 16 sind mit Entlüftungskanälen 42, 44 versehen.

Durch die dargestellte Anordnung der Feder 26 bzw. der Druckbeaufschla gung durch das Hydraulikfluid über den Kanal 36 ist sichergestellt, daß bei nicht vorliegendem Hydraulik- bzw. Schmieröldruck der Kupplungsbolzen 14 in die ausgefahrene Stellung verstellt und damit die Schwinghebel 2 mit der Traverse 4 bzw. den Schwinghebeln 6 gekuppelt sind.

Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Schwinghebels 2, wobei nur die wesentlichen Unterschiede beschrieben sind.

Dabei ist zunächst der Führungsstift 20′ mit einem zentralen Längskanal 50 versehen, der zu der Ausnehmung 38 in der Achse 8 offen ist und der über eine Querbohrung 52 in den Ringraum 34 des Schwinghebels 2′ mündet. Ferner ist der Führungsstift 20′ in einer zur Achse 8 offenen büchsenförmi gen Führung 54 zusätzlich geführt.

Zwischen dem Führungsstift 20′ und dem Kupplungsbolzen 14′ ist eine radial nachgiebige Verbindung vorgesehen, mit einem federnden Stahlring 62, der in eine Ringnut 58 des Führungsstiftes 20′ und in eine Ringnut 60 in einer Bohrung 56 des Kupplungsbolzens 14′ eingreift. Die Ringnut 58 ist dabei so tief ausgeführt, daß beim Einführen des Führungsstiftes 20′ über eine stirn seitige konusförmige Anschrägung 64 in die im Durchmesser geringfügig größere Bohrung 56 des Kupplungsbolzen 14′ dieser in die Ringnut 58 voll einfedern kann und dann - bei Überdeckung mit der Ringnut 60 - auseinan derfedert und formschlüssig in beide Ringnuten 58, 60 eingreift. Die Tiefe der Ringnut 60 entspricht dabei etwa dem halben Querschnitt des Stahlringes 62. Damit sind montageeinfach der Führungsstift 20′ und der Kupplungsbol zen 14′ radial nachgiebig, axial jedoch nahezu spielfrei verbunden.

Claims

1. Vorrichtung zum Koppeln eines auf einer Achse gelagerten Hebels einer Ventilbetätigung in einer Brennkraftmaschine mit einem weiteren schwenkbar gelagerten Hebel, mit einem in einer Bohrung des ersten Hebels geführtem Kupplungsbolzen, der radial zur Achse verschiebbar in eine Mitnahmebohrung des weiteren Hebels einfahrbar ist, wobei der Kupplungsbolzen in der einen Richtung von einer in der Bohrung abge stützten Feder und in der anderen Richtung hydraulisch betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsbolzen (14) in Richtung zur Achse (8) über einen Führungsstift (20) geringeren Durchmessers mit ei nem Kolben (24) verbunden ist, daß der Führungsstift (20) in einer in der Bohrung (16) fest angeordneten Büchse (22) geführt ist und daß die hy draulische Versorgung zur Betätigung des Kupplungsbolzens (14) in ei nen Ringraum (34) zwischen Kolben (24) und Büchse (22) mündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zuführung des Hydraulikfluids über die Achse (8) in die Bohrung (16) des Hebels (2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hebel (2) ein mit der Achse (8) korrespon dierender Kanal (36) vorgesehen ist, der in den besagten Ringraum (34) mündet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (36) im wesentlichen parallel zur Bohrung (16) und mit zur Achse (8) und zum Ringraum (34) gerichteten Krümmungsabschnitten (36a, 36b) aus gebildet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26) am Bohrungsgrund (28) der Bohrung (16) und an dem Kolben (24) abgestützt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26) unter Vorspannung formschlüssig an einem Vorsprung (30) des Bohrungsgrundes (28) und in einer Vertiefung (32) des Kolbens (24) ge halten ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des zwischen Kolben (24) und Büchse (22) gebildeten Ringraumes (34) liegenden Abschnitte der Bohrung (16) mit Entlüftungskanälen (42, 44) versehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zuführung des Hydraulikfluid über die Achse (8) in die Bohrung (16) des Hebels (2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Führungsstift (20′) ein Längskanal (50) an geordnet ist, der über zumindest eine Querbohrung (52) in den Ringraum (34′) mündet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Füh rungsstift (20′) zusätzlich im Bereich der Achse (8) in einer zur Achse (8) offenen büchsenförmigen Führung (54) geführt ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Kupplungsbolzen (14′) in radialer Richtung begrenzt nachgiebig mit dem Führungsstift (20′) ver bunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füh rungsstift (20′) in eine im Durchmesser größere Bohrung (56) des Kupp lungsbolzens (14′) einragt und mittels eines in Ringnuten (58, 60) des Führungsstiftes (20′) und der Bohrung (56) eingreifenden, federnden Ringes (62) in axialer Richtung formschlüssig gehalten ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bohrung (56) des Kupplungsbolzens (14′) an dessen Stirnseite (62) eine konusförmige Anschrägung (64) vorgesehen ist.