DE10040543A1

DE10040543A1 - Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10040543A1
Application number: DE10040543A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schnell; Christof Faria
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-28

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Abstützelement (1), das vom Nockenhub abschaltbar ausgelegt ist. Zur Erzielung einer geringen Bauhöhe ist in einen Kopf (6) eines Innenelements (5) des Abstützelements (1) ein hydraulisches Spielausgleichselement (13) eingebaut. Eine auf das Innenelement (5) einwirkende Lost-Motion-Feder (9) verläuft innerhalb des Gehäuses (2) und stützt sich einerseits an einer gehäuseseitigen Stirnseite (7) und andererseits an einem Boden (8) des Gehäuses (2) ab. Eine Lagerung (23) für einen Schlepphebel ist axial zwischen dem Spielausgleichselement (13) und dem Gehäuse (2) angeordnet.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Abstützelement bzw. ein Abstützelement mit einem Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welches Abstütz element ein Gehäuse, ein Innenelement, ein hydraulisches Spielausgleichs element und eine Lagerung für den Schlepphebel hat, wobei das Gehäuse hohlzylindrisch ist und einerseits einen Außenmantel zur Aufnahme in einer Bohrung eines Zylinderkopfes und andererseits eine Bohrung aufweist, in wel cher das Innenelement verläuft, das mit seinem zumindest mittelbar mit der Lagerung versehenen Kopf das Gehäuse überragt.

Hintergrund der Erfindung

Derartige hydraulische Abstützelemente sind der Fachwelt hinreichend bekannt und müssen an dieser Stelle nicht näher erläutert werden. Bei deren Einbau in den Zylinderkopf kann es zu Problemen kommen. Diese rühren daher, daß im unmittelbaren Bereich der Aufnahme im Zylinderkopf für das Abstützelement beispielsweise Kühlwasser- bzw. Gaswechselkanäle verlaufen. Somit sind der Einbautiefe des Abstützelements Grenzen gesetzt. Verstärkt tritt diese Proble matik bei abschaltbaren Abstützelementen auf, so wie sie beispielsweise in der DE 196 04 866, Fig. 1, vorbeschrieben sind. Zur Rückführung des dortigen Innenelements im Abschaltfall in Nockenrichtung ist eine sogenannte Lost- Motion-Druckfeder vorgesehen, welche die Baulänge erhöht. Diese befindet sich an einem Boden der Aufnahme im Zylinderkopf. Ungünstigstenfalls besitzt hier der Ventiltrieb nicht mehr seine notwendige Freigängigkeit.

Aufgabe der Erfndung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Spielausgleichs element in den Kopf des Innenelements eingebaut ist, wobei die Lagerung axial zwischen dem Spielausgleichselement und dem Gehäuse verläuft.

Durch diese Maßnahmen sind mit einfachen Mitteln die vorgenannten Nach teile beseitigt. Das bisher im Gehäuse befindliche Spielausgleichselement wird nach außen verlegt, wobei gleichzeitig die Lagerung des Schlepphebels ge genüber dem Abstützelement nicht mehr in dessen Kopfbereich sondern auf einem tiefer liegenden Abschnitt des Innenelements realisiert ist.

Gerade bei abschaltbaren Abstützelementen, jedoch nicht ausschließlich, er weist sich eine Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel als besonders sinnvoll. Der Abstand zwischen der Lagerung und einem Boden der Bohrung des Zylinderkopfes kann bisherig ausgeführten Abständen, trotz zu sätzlicher Bauteile, entsprechen. Die Freigängigkeit des gesamten Ventiltriebs ist garantiert.

Die Lagerung für den Schlepphebel ist beispielsweise als Achse hergestellt, welche den Kopf des Innenelements radial durchstößt und beidendig aus die sem herausragt. Im Bereich dieser Enden soll zweckmäßigerweise auch die Verbindung der Lagerung mit einem Element wie einem Topf ausgeführt sein, welches Element mit einem Druckkolben des hydraulischen Spielausgleichs elements im Bereich der offenen Stirnseite des Innenelements kommuniziert. Anstelle des vorgeschlagenen topfartigen Elements ist jedes andere Element denkbar, welches eine axiale Verbindung zwischen der Lagerung und dem Druckkolben schafft, so daß der Spielausgleich realisierbar ist.

Dem in Anspruch 3 genannten Langloch im Innenelement ist zumindest eine derartige Länge immanent, die einer notwendigen Höhe des Spielausgleichs des Druckkolbens gegenüber dem Innenelement entspricht.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind Maßnahmen einer Zulei tung von Hydraulikmittel zum Spielausgleichselement vorgeschlagen. Dabei soll das Hydraulikmittel aus dem Zylinderkopf durch eine Radialbohrung des Gehäuses, eine Querbohrung im Innenelement sowie einen vorzugsweise axial verlaufenden Kanal, zwischen der Ringfläche des Topfes und der Außenring fläche des Kopfes, zu einem Vorratsraum des Spielausgleichselements geleitet werden. Denkbar ist auch eine spiralartige Zufuhr des Hydraulikmittels zum Vorratsraum über den Kanal bzw. eine Zuführung über den Schlepphebel oder über separate Leitungen.

Weitere Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausbildungen des Ab stützelements mit Schlepphebel. Demnach kann der Schlepphebel an seinem Abstützende als Gabel ausgebildet sein. Jedes seiner Gabelenden soll auf einem herausragenden Ende der Lagerung eine Abstützung erfahren. Als zweckmäßige Verbindungsmaßnahme ist ein Gelenk bzw. ein Auflager vorge sehen.

Gleichfalls ist es vorgeschlagen, den Schlepphebel zur Beaufschlagung von mehreren Gaswechselventilen auszubilden. Hierfür soll er an seinem dem Abstützende abgewandten weiteren Ende beispielsweise fingerartige Kontakt flächen für die Gaswechselventile besitzen. Hierdurch ist das Abstützelement mittig zwischen den Gaswechselventilen angeordnet, was eine größere Frei gängigkeit in Nockenrichtung erbringt.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel bei einem schaltbaren bzw. abschaltbaren Abstützelement, da hier durch die notwendige Lost-Motion-Feder der Bauraum zusätzlich in axialer Richtung erhöht ist. Als Koppelmittel sind beispielsweise Kolben vorgeschlagen, wobei die Lost-Motion- Feder (Druckfeder) bevorzugt zwischen einer dem Spielausgleichselement abgewandten weiteren Stirnseite des Innenelements und einem dieser zuge wandten Boden des Gehäuses appliziert ist. Denkbar ist es auch, das Gehäuse in dessen Bodenbereich offen auszuführen und somit die Lost-Motion-Feder unmittelbar am Grund der Bohrung des Zylinderkopfes anliegen zu lassen.

Gleichfalls ist vom Schutzbereich dieser Erfindung eine Lösung mit einge schlossen, bei welcher das hydraulische Spielausgleichselement im Bereich der weiteren Stirnseite des Innenelements angeordnet ist und die Lost-Motion- Feder (Druckfeder) im Bereich der offenen Stirnseite des Kopfes verläuft.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrie ben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Abstütz element;

Fig. 2 das Abstützelement nach Fig. 1, jedoch um 90° gedreht und die

Fig. 3 in einer schematischen Ansicht das vorgenannte Abstütz element mit aufliegendem Schlepphebel.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Fig. 1, 2 offenbaren ein hydraulisches Abstützelement 1 für einen Ven tiltrieb einer Brennkraftmaschine, wie es von seinem prinzipiellen Aufbau und der Wirkungsweise her der Fachwelt bekannt ist. Das Abstützelement 1 besitzt ein hohlzylindrisches Gehäuse 2, welches über seinen Außenmantel 3 in eine Bohrung eines zeichnerisch nicht offenbarten Zylinderkopfes einsetzbar ist. In eine Bohrung 4 des Gehäuses 2 ist axial beweglich ein Innenelement 5 einge baut. Dieses hat einen das Gehäuse 2 in Nockenrichtung überragenden Kopf 6. Zwischen einer weiteren Stirnseite 7 des Innenelements 5 und einem zylin derkopfseitigen Boden 8 dles Gehäuses 2 ist zumindest eine Druckfeder 9 ein gebaut.

Eine dem Boden 8 abgewandte Stirnseite 10 des Kopfes 6 weist eine Bohrung 11 auf. In diese ist ein Druckkolben 12 eines hydraulischen Spielausgleichs elements 13 an sich bekannter Bauart eingebaut. Die Stirnseite 10 ist von dem Druckkolben 12 in gewissem Maße überragt. Auf einer äußeren Stirnflä che 14 des Druckkolbens 12 liegt ein Boden 15 eines Topfes 16 an.

Der Boden 15 geht randseitig in eine Ringfläche 17 über, welche sich in Ge häuserichtung erstreckt. Diese Ringfläche 17 umschließt eine Außenringfläche 18 des Kopfes 6. Zwischen der Ringfläche 17 und der Außenringfläche 18 verläuft ein sich axial erstreckender Kanal 19 zur Zufuhr von Hydraulikmittel zu einem zentrischen Vorratsraum 20 im hydraulischen Spielausgleichselement 13. Dieser Kanal 19 wird gespeist aus einer Querbohrung 21 durch das In nenelement 5, welche hier schräg bzw. windschief durch dieses verläuft. Die Querbohrung 21 wiederum kommuniziert eingangsseitig mit einer Radialboh rung 22 durch das Gehäuse 2. Die Radialbohrung 22 wird aus einer zeichne risch nicht gezeigten Zuleitung des Zylinderkopfes mit dem Hydraulikmittel ver sorgt.

Wie am besten aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Kopf 6 des Innenelements 5, axial unterhalb des Spielausgleichselements 13 jedoch oberhalb des Gehäu ses 2, diametral von einer Lagerung 23 geschnitten. Diese ist als Achse aus gebildet, welche aus Gewichtsgründen hohl gebohrt sein kann. Sie ragt mit ihren beiden Enden 24, 25 aus dem Kopf 6 heraus und ist in diesem über ein Langloch 26 geführt. Die Lagerung 23 erfährt eine feste Verbindung mit der Ringfläche 17 des Topfes 16. Hierfür hat die Ringfläche 17 zwei sich diametral gegenüberliegende Aufnahmen 27, 28, die von den Enden 24, 25 der Lagerung 23 durchragt sind.

Wie näher aus Fig. 3 hervorgeht, ist an den Enden 24, 25 je ein Gabelende 29 bzw. 30 eines Schlepphebels 31 gelagert. An seinem anderen Ende 32 hat der Schlepphebel 31 wenigstens eine Kontaktfläche 33 für ein Ende eines nicht gezeigten Ventilschafts.

Der notwendige Spielausgleich im Ventiltrieb wird wie bekannt wiederum wäh rend eines Grundkreisdurchlaufs des den Schlepphebel 31 beaufschlagenden Nockens realisiert. Als Übermittlungsglied zwischen den Gabelenden 29, 30 und dem Druckkolben 12 dient hierbei die Lagerung 23, die wiederum mit der Ringfläche 17 des Topfes 16 verbunden ist, welcher Topf 16 über seinen Bo den 15 mit dem Druckkolben 12 kommuniziert.

Gezeigt ist in den Fig. 1 bis 3 ein vom Nockenhub abschaltbares Abstütz element 1. Hierfür haben das Gehäuse 2 und das Innenelement 5 je eine ra diale Bohrung 34, 35. In dler Bohrung 35 verläuft ein Koppelmittel 36 (hier ein Kolben). Gezeigt ist in Fig. 1 der gekoppelte Zustand von Innenelement 5 und Gehäuse 2. Zum Abkoppelzweck wird radial außen vor das Koppelmittel 36 Hydraulikmittel geleitet. Eine Rückstellung des Koppelmittels 36 zum Kop pelzweck erfolgt über die Kraft wenigstens einer Druckfeder 37. - Auf die nä here Beschreibung des Aufbaus und der Wirkungsweise eines derartigen Ab schalt- bzw. Koppelmechanismus wird an dieser Stelle nicht näher eingegan gen, da dieser schon hinreichend aus dem älteren Stand der Technik bekannt ist.

Zudem kann sich der Fachmann der Fig. 1 entnehmen, daß in der Bohrung 35, an einer dem Koppelmittel 36 gegenüberliegenden Stelle, ein Verdrehsi cherungs- und Höhenanschlagmittel 38 positioniert ist. Dieses überragt ein Langloch 39 des Gehäuses 2 und wird radial außen in einer nicht gezeigten Nut der Bohrung des Zylinderkopfes geführt. Durch diese Maßnahme ist zum einen ein Höhenanschlag des Innenelements 5 gegenüber dem Gehäuse 2 zur Schaffung der fluchtenden Bohrungen 34, 35 realisiert und andererseits kann das gesamte Abstützelement 1 gegenüber dessen Bohrung im Zylinderkopf verdrehgesichert und lagepositioniert werden. Hierdurch ist beispielsweise garantiert, daß bei Einbau des Abstützelements 1 in die vorgenannte Bohrung des Zylinderkopfes stets die Zuleitung des Hydraulikmittels zu der entspre chenden Bohrung 34 im Gehäuse 2 fluchtet. Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, die eigentliche Verdrehsicherung des Abstützelements 1 gegenüber der Bohrung des Zylinderkopfes über die Führung des Schlepphebels 31 an den Enden 24, 25 der Lagerung 23 selbst zu schaffen. Lediglich die innere Ver drehsicherung des Innenelements 5 gegenüber dem Gehäuse 2 ist dann über das Verdrehsicherungsmittel 38 hergestellt.

Die eingangs beschriebene Druckfeder 9, die hier als Druckfederpaket reali siert ist, dient dazu, daß im abgeschalteten Zustand des Abstützelements 1 das Innenelement 5 stets nach Nockenhub in Nockenrichtung zurückgeführt wird.

Wie der Fachmann leicht erkennt, erfolgt gemäß dieser Erfindung eine Abstüt zung des Schlepphebels 31 über seine Abstütz- bzw. Gabelenden 29, 30 nicht mehr auf einem Kopf des Abstützelements 1, sondern auf einem deutlich tiefer liegenden Abschnitt. Somit sind die eingangs als negativ genannten Bauhö henprobleme und andere wirkungsvoll eliminiert. Der Ventiltrieb besitzt eine ausreichend gute Freigängigkeit. Das Gehäuse 2 baut durch die Verlagerung des hydraulischen Spielausgleichselements 13 in den Kopf 6 des Innenele ments 5 nicht besonders tief.

Liste der Bezugszeichen

1

Abstützelement

2

Gehäuse

3

Außenmantel

4

Bohrung

5

Innenelement

6

Kopf

7

Stirnseite

8

Boden

9

Druckfeder

10

Stirnseite

11

Bohrung

12

Druckkolben

13

Spielausgleichselement

14

Stirnfläche

15

Boden

16

Topf

17

Ringfläche

18

Außenringfläche

19

Kanal

20

Vorratsraum

21

Querbohrung

22

Radialbohrung

23

Lagerung

24

Ende

25

Ende

26

Langloch

27

Aufnahme

28

Aufnahme

29

Gabelende, Abstützende

30

Gabelende, Abstützende

31

Schlepphebel

32

Ende

33

Kontaktfläche

34

Bohrung

35

Bohrung

36

Koppelmittel

37

Druckfeder

38

Verdrehsicherungsmittel

39

Langloch

Claims

1. Abstützelement (1) bzw. Abstützelement (1) mit einem Schlepphebel (31) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welches Abstützelement (1) ein Gehäuse (2), ein Innenelement (5), ein hydraulisches Spielausgleichs element (13) und eine Lagerung (23) für den Schlepphebel (31) hat, wobei das Gehäuse (2) hohlzylindrisch ist und einerseits einen Außenmantel (3) zur Aufnahme in einer Bohrung eines Zylinderkopfes und andererseits eine Bohrung (4) aufweist, in welcher das Innenelement (5) verläuft, das mit sei nem zumindest mittelbar mit der Lagerung (23) versehenen Kopf (6) das Gehäuse (2) überragt, dadurch gekennzeichnet, dass das Spielausgleichs element (13) in den Kopf (6) des Innenelements (5) eingebaut ist, wobei die Lagerung (23) axial zwischen dem Spielausgleichselement (13) und dem Gehäuse (2) verläuft.

2. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (10) des Kopfes (6) eine Bohrung (11) hat, in der ein Druckkolben (12) des Spielausgleichselements (13) axial beweglich verläuft, welcher die Stirnseite (10) mit seiner Stirnfläche (14) überragt, gegen welche ein Boden (15) eines Topfes (16) grenzt, der an einer Außenringfläche (18) des Kop fes (6) mit seiner Ringfläche (17) axial beweglich anliegt und mit der Lage rung (23) fest verbunden ist.

3. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die La gerung (23) als Achse ausgebildet ist, die radial oder sekantenartig durch ein Langloch (26) des Kopfes (6) geführt ist, wobei sie zumindest an einem Ende (24, 25) den Kopf (6) zur Bildung einer Verbindungsfläche für den Schlepphebel (31) überragt.

4. Abstützelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Abstützelement (1) wenigstens ein Pfad zur Zuleitung von Hydraulik mittel zum Spielausgleichselement (13) führt, der von einer Radialbohrung (22) durch das Gehäuse (2) ausgeht, die mit einer Querbohrung (21) des Innenelements (5) verbunden ist, welche zu einem Kanal (19) führt, der zwi schen der Ringfläche (17) des Topfes (16) und der Außenringfläche (18) des Kopfes (6) angeordnet ist und in einen Vorratsraum (20) des Spielaus gleichselements (13) mündet.

5. Abstützelement mit Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schlepphebel (31) an seinem Abstützende (29, 30) ga belartig hergestellt ist, wobei je eines von dessen Gabelenden mit je einem herausragenden Ende (24, 25) der Lagerung (23) ein Gelenk bzw. ein Auf lager bildet.

6. Abstützelement mit Schlepphebel nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schlepphebel (31) zur Beaufschlagung von zwei oder mehren Gaswechselventilen ausgebildet ist, wobei er an seinem dem Ab stützende (29, 30) abgewandten weiteren Ende (32) finger- bzw. balkenarti ge Kontaktflächen (33) für die Gaswechselventile hat.

7. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ab stützelement (1) als vom Nockenhub abschaltbar ausgebildet ist.

8. Abstützelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im In nenelement (5) und Gehäuse (2) je eine radial oder sekantenartig verlau fende Bohrung (34, 35) angeordnet ist, die in einer axialen Verschiebestel lung von Innenelement (5) und Gehäuse (2) zueinander fluchten, wobei in wenigstens einer der Bohrungen (34, 35) zumindest ein Koppelmittel (36) wie ein Kolben verläuft, welches für den Koppelfall des Innenelements (5) mit dem Gehäuse (2) abschnittsweise in die jeweils andere Bohrung (35, 34) über ein Servomittel verlagerbar ist.

9. Abstützelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen einer dem Spielausgleichselement (13) abgewandten weiteren Stirnseite (7) des Innenelements (5) und einem dieser zugewandten Boden (8) des Gehäuses (2) wenigstens eine Druckfeder (9) appliziert ist.