DE10061594A1

DE10061594A1 - Schaltbares Abstützelement

Info

Publication number: DE10061594A1
Application number: DE10061594A
Authority: DE
Inventors: Joachim Seitz; Michael Haas; Bodo Roerig; Dieter Schmidt
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-13
Also published as: US20020053326A1; US6460495B1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbares Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, dessen Lost-Motion-Feder (8) als Torsionsfeder hergestellt ist. Diese befindet sich außerhalb des Abstützelements (1) und greift lediglich mit ihren Schenkeln (14) bzw. Armen (15) an einem Gehäuse (2) bzw. Kopf (4) an. Dadurch benötigt das Abstützelement (1) keinen wesentlich größeren Bauraum als bisher ausgeführte nicht schaltbare Elemente; insbesondere in Axialrichtung.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Abstützelement, insbesondere für einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, einem Innenelement, Koppelmitteln und zumindest einer Feder, wobei das Ge häuse teleskopartig mit dem Innenelement zusammengesteckt ist, welches mit seinem ein Lager für den Schlepphebel aufweisenden Kopf eine Stirnseite des Gehäuses überragt und von der Feder vom Gehäuse weg beaufschlagt ist, wobei die Koppelmittel zur wahlweisen Kopplung des Gehäuses mit dem In nenelement in deren axial auseinander gefahrenen Zustand ausgebildet sind.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Abstützelement geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 44 22 340 A1 hervor. Diesem ist der Nachteil immanent, dass es relativ hoch baut. Wie der Fachmann sich der Figur entnehmen kann, ist durch die unterhalb des Innenelements positionierte Druckfeder ein erheblicher Bau raumbedarf vorhanden. Soll ein derartiges Abstützelement beispielsweise in vorhandene Motorenkonzepte implementiert werden, so kann es aufgrund sei ner relativ großen Höhe zu Bauraumproblemen kommen. Auch ist es oftmals nicht möglich, die Aufnahme im Zylinderkopf für das Abstützelement tiefer zu bohren, da man hier in den Bereich von beispielsweise Einlaß-, Auslaß-, Kühl kanälen o. Ä. kommt.

Des Weiteren sind schaltbare Abstützelemente vorbekannt, die aufgrund ihrer speziellen konzentrischen Federanordnung oder anderer Ausgestaltungen re lativ breit bauen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abstützelement der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach ist die Feder weitestgehend bzw. vollständig axial außerhalb des Gehäuses angeordnet und mit ihrem einen Ende im Abschnitt der Stirnseite des Gehäuses sowie mit ihrem weiteren Ende am Kopf des Innenelements in der Nähe dessen Lagers abgestützt.

Dieser erfinderische Gedanke schließt auch eine Lösung ein, bei welcher eine an sich bekannte Schraubenfeder vorgesehen ist, welche das Innenelement konzentrisch außerhalb des Gehäuses umfaßt. Vorzugsweise sollen jedoch Torsionsfedern bzw. Klammern appliziert werden, die gemäß einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung mit radialem Abstand zum Abstützelement verlaufen. Dabei sind diese Torsionsfedern, auch Drehfedern oder Schenkelfedern ge nannt, mit ihren Wicklungen oberhalb des Zylinderkopfes so positioniert, dass sie in diesem Bereich andere Bauteile wie Wände, Zündkerzen, Nockenwel lenlager usw. nicht beeinflussen.

Insgesamt gesehen ist ein schaltbares Abstützelement vorgeschlagen, das nur einen geringen Bauraum braucht und daher weitestgehend in bisher vorhande ne Motorenkonzepte integriert werden kann. Somit erübrigen sich beim Moto renhersteller aufwendige Änderungen am Gesamtdesign des Motors. So kön nen einmal festgelegte Abstände, wie beispielsweise der Abstand von Nockenwellenachse zur Kurbelwellenachse und andere beibehalten werden. Ins besondere baut das vorschlagsgemäße Abstützelement durch die seitliche Verlagerung des Federelements relativ flach gegenüber den bisher aus dem Stand der Technik vorbekannten Elementen, so beispielsweise auch gegen über dem aus der DE 197 10 578 A1 entnehmbaren.

Denkbar sind eine Vielzahl weiterer Federelemente wie beispielsweise auch Blattfedern, Spiralfedern, Drehstabfedern und ähnliche.

Die Feder, welche auch als Lost-Motion-Feder bezeichnet wird, besitzt trotz ihrer relativ kompakten Abmessungen eine derartig gute Kennung, dass über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine hinweg, in welchem ihre Lost-Motion-Funktion gefragt ist (Drehzahlen beispielsweise bis etwa 2500 U/min), mit einem sicheren Rückführen/Halten des Innenelements mit auflie gendem Schlepphebel an der ablaufenden Nockenkontur zu rechnen ist.

Weitere Unteransprüche beziehen sich auf zweckmäßige Ausgestaltungen der Enden der vorzugsweise als Torsionsfeder hergestellten Feder. Selbstver ständlich sind anstelle lediglich einer Torsionsfeder als Feder auch mehrere ineinander geschachtelte bzw. nebeneinander liegende Federn denkbar.

In Ausgestaltung der Erfindung können Schenkel der Feder, welche stirnseitig aus Wicklungen dieser hervorgehen, endseitig mit Ansätzen versehen sein, über die eine Befestigung am Gehäuse erfolgt. Anstelle der Ansätze sind auch Ösen oder Ähnliches vorgesehen, welche auf Stiften am Gehäuseende gela gert sein können. Alternativ hierzu ist es vorgeschlagen, auch die Sehenkel ringartig das Gehäuse umschließen zu lassen und hier an einem Ringabsatz dieses in Gehäuserichtung anzulagern.

Das weitere Ende der Feder kann als Armpaar ausgebildet sein, welches mittig aus den Wicklungen in Richtung zum Abstützelement verläuft und dieses wie derum im Bereich des Kopfes des Innenelements ringartig umschließt. Hierbei kann eine einfach zu fertigende Befestigungsmaßnahme dieses Arms in Rich tung vom Gehäuse weg dadurch geschaffen sein, dass dieser an einem sepa raten Sicherungselement wie einem Sicherungsring bzw. einem Ringabsatz am Innenelement anliegt.

Alternativ ist es vorgeschlagen, die Schenkel des einen Endes mittig aus den Wicklungen herauslaufen zu lassen und auf der Stirnseite des Gehäuses ab zustützen, wobei die Arme des weiteren Endes der Feder das Innenelement im Bereich des Kopfes ringartig umschließen können. Hier kann eine einfache Anlagefläche der Arme in Richtung zum Schlepphebel dadurch realisiert sein, dass diese an einem Sicherungselement wie dem vorgenannten Sicherungs ring oder ähnlichem anliegen.

Um bei der Leerhubbewegung des Innenelements in das Gehäuse im entkop pelten Zustand des Abstützelements die Eintauchbewegung des Innenele ments nicht unnötig zu behindern, ist es vorgeschlagen, den ringartig das In nenelement umschließenden Arm mit zwei Einformungen zu versehen, die le diglich in Kontakt mit dem Innenelement sind. Da bei dieser Eintauchbewegung der Arm entgegen der Federkraft der Feder in Richtung zum Gehäuse gebogen wird, entsteht keine größere Behinderung am Kontaktpunkt des Arms gegen über dem Innenelement.

Zudem ist festzuhalten, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung und An ordnung der Feder bei der Gestaltung des aufliegenden Schlepphebels, der beispielsweise als dünnwandiger Blechschlepphebel hergestellt sein kann, größere konstruktive Freiheiten gegeben sind. So kann er ggf. im unteren Be reich, welcher dem Abstützelement zugewandt ist, in seiner Dicke vorteilhaf terweise erhöht werden, was dessen Steifigkeit zugute kommt.

Es ergibt sich, dass vom Schutzbereich dieser Erfindung eine Vielzahl von Va riationsmöglichkeiten der anspruchsgemäß genannten Gestaltung der Feder mit ihren Schenkeln bzw. Armen eingeschlossen sind. Auch kann anstatt der Torsionsfeder eine Klammer bzw. Spange vorgesehen sein, deren Fingeren den im Eingriff am Abstützelement sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Abstützele ments mit aufliegendem Schlepphebel und

Fig. 2 bis 4 Ansichten des Abstützelements mit alternativ aus gebildeter Feder.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 offenbart ein schaltbares Abstützelement 1. Dieses besteht aus einem Gehäuse 2, das teleskopartig mit einem Innenelement 3 zusammengesteckt ist. Das Innenelement 3 überragt mit seinem Kopf 4 eine Stirnseite 5 des Gehäu ses 2 in Richtung zu einem Schlepphebel 6. Der Kopf 4 des Innenelements 3 hat endseitig ein Lager 7 auf dem sich der Schlepphebel 6 mit einem Ende abstützt. Mit seinem anderen Ende wirkt der Schlepphebel 6 auf ein zeichne risch nicht dargestelltes Gaswechselventil ein.

Im Inneren des Abstützelements 1 sind nicht näher dargestellte Koppelmittel angeordnet, über welche das Innenelement 3 mit dem Gehäuse 2 in deren axial auseinander gefahrenem Zustand wahlweise gekoppelt werden kann.

Um eine Rückführung des Innenelements 3 im entkoppelten Zustand des Ab stützelements 1 in Schlepphebelrichtung zu garantieren (s. a. Vorteilsangaben zu den Ansprüchen), ist das Innenelement 3 über eine nachfolgend näher er läuterte Feder 8 vom Gehäuse 2 weg beaufschlagt.

Erfindungsgemäß ist diese Feder 8 weitestgehend axial außerhalb des Gehäu ses 2 angeordnet. Sie ist hier als Torsionsfeder hergestellt, deren Wicklungen 9 mit ihrer Axiallinie um 90° versetzt zur Axiallinie des Abstützelements 1 ver laufen. Dabei geht aus den Figuren hervor, dass die Wicklungen 9 radial au ßerhalb einer Erstreckung des Abstützelements 1 angeordnet sind. Bei Einbau des Abstützelements 1 in eine zeichnerisch nicht offenbarte Aufnahme des Zylinderkopfes würde somit die Feder 8 oberhalb des Zylinderkopfes radial außerhalb der Aufnahme verlaufen.

Durch die nach außen gezogene Positionierung der Feder 8 und ihre nachfol gend näher erläuterte Ausgestaltung liegt ein schaltbares Abstützelement 1 vor, das in seinen Abmessungen in etwa dem von bisher ausgeführten Abstüt zelementen entspricht. Somit muss die vorgenannte Aufnahme im Zylinderkopf für das Gehäuse 2 in radialer sowie axialer Richtung nicht signifikant größer als bisher ausgeführte Aufnahmen ausgeführt werden. Es ist an dieser Stelle zu bemerken, dass die Feder im Stand der Technik unmittelbar im Gehäuse verläuft; d. h. axial unterhalb des entsprechenden Innenelements und oberhalb eines Bodens (hier Boden 10) des Gehäuses und als Schraubenfeder ausge bildet ist. Diese Maßnahme erhöht unnötig die Baulänge bzw. bei anderen Ausgestaltungen den Durchmesser des Abstützelements.

In Fig. 1 ist eine Feder 8 gezeigt, die wie genannt als Torsionsfeder herge stellt ist. Diese Feder 8 ist mit ihrem einen Ende 11 gegen die Stirnseite 5 des Gehäuses 2 angelegt. Ein weiteres Ende 12 der Feder 8 wirkt gegen ein Siche rungselement 13 im Bereich des Kopfes 4 des Innenelements 3. Das Siche rungselement 13 ist hier als Sicherungsring ausgebildet. Dabei ist das eine Ende 11 aus zwei Schenkel 14 gebildet, die sich mittig von den Wicklungen 9 auf die Stirnseite 5 des Gehäuses 2 erstrecken. Das weitere Ende 12 besteht aus zwei Armen 15, die von je einer Stirnseite 16 der Wicklungen 9 ausgehen und klammerartig den Kopf 4 umschließen. Die Arme 15 sind hierbei lateral beabstandet zum Kopf 4 ausgebildet. Lediglich über sich gegenüberliegende Einformungen 17 erfolgt ein Kontakt zum Kopf 4. Diese Maßnahme erleichtert die Eintauchbewegung des Innenelements 3 während dessen Relativbewegung zum Gehäuse 2 im Abschaltmodus des Abstützelements 1.

Gemäß Fig. 2 besteht das eine Ende 11 der Feder 8 aus sich gegenüberlie genden Schenkeln 18, die von der Stirnseite 16 der Wicklungen 9 ausgehen. Dabei umgreifen die Schenkel 18 klammerartig das Gehäuse 2 im Bereich des sen Stirnseite 5 und besitzen endseitige Ansätze 19. Über diese Ansätze 19 sind die Schenkel 18 in Aussparungen 20 des Gehäuses 2 eingerastet.

Das weitere Ende 12 der Feder 8 geht hier mittig aus deren Wicklungen 9 her vor und besteht aus zwei sich in Richtung zum Kopf 4 erstreckenden und ne beneinander verlaufenden Armen 21. Diese umschließen ringförmig den Kopf 4 und wirken in Lagerrichtung gegen ein Sicherungselement 22 wie einen Siche rungsring, welcher mit dem Kopf 4 fest verbunden ist.

Fig. 3 offenbart eine Feder 8, deren eines Ende 11 ähnlich wie in Fig. 2 aus Schenkeln 23 gebildet ist, die endseitig je eine Öse 24 besitzen. Gleichzeitig geht radial vom Gehäuse 2 je ein Stift 25 aus, an dem die entsprechende Öse 24 gehalten ist. Ein Arm 26 des weiteren Endes 12 ist gleich dem Arm 21 nach Fig. 2 hergestellt.

Schließlich offenbart Fig. 4 eine ähnliche Ausgestaltung wie Fig. 3. Lediglich Schenkel 27 des einen Endes 11 der Feder 8 umschließen ringartig das Ge häuse 2 im Bereich dessen Stirnseite 5 und wirken in Gehäuserichtung gegen einen Ringabsatz 27 am Gehäuse 2.

Bezugszahlen

1

Abstützelement

2

Gehäuse

3

Innenelement

4

Kopf

5

Stirnseite

6

Schlepphebel

7

Lager

8

Feder

9

Wicklungen

10

Boden

11

eines Ende

12

weiteres Ende

13

Sicherungselement

14

Schenkel

15

Arm

16

Stirnseite

17

Einformung

18

Schenkel

19

Ansatz

20

Aussparung

21

Arm

22

Sicherungselement

23

Schenkel

24

Öse

25

Stift

26

Arm

26

a Schenkel

27

Ringabsatz

28

Arm

29

Sicherungselement

29

a Sicherungselement

30

Außenmantel

Claims

1. Schaltbares Abstützelement (1), insbesondere für einen Schlepphebel (6) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), einem Innenelement (3), Koppelmitteln und zumindest einer Feder (8), wobei das Gehäuse (2) teleskopartig mit dem Innenelement (3) zusammengesteckt ist, welches mit seinem ein Lager (7) für den Schlepphebel (6) aufweisenden Kopf (4) eine Stirnseite (5) des Gehäuses (2) überragt und von der Feder (8) vom Gehäuse (2) weg beaufschlagt ist, wobei die Koppelmittel zur wahlweisen Kopplung des Gehäuses (2) mit dem Innenelement (3) in deren axial auseinander gefahrenen Zustand ausgebildet sind, dadurch gekenn zeichnet, dass die Feder (8) weitestgehend bzw. vollständig axial außerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist und mit ihrem einen Ende (11) im Abschnitt der Stirnseite (5) des Gehäuses (2) sowie mit ihrem weiteren Ende (12) am Kopf (4) des Innenelements (3) in der Nähe dessen Lagers (7) abge stützt ist.

2. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (8) bis auf ihre Enden (11, 12) außerhalb einer radialen Erstreckung des Abstützelements (1) verläuft.

3. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (8) als Torsionsfeder hergestellt ist.

4. Abstützelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axiallinie von Wicklungen (9) der Feder (8) um 90° versetzt zur Axiallinie des Abstützelements (1) ist.

5. Abstützelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende (11) der Feder (8) aus zwei Schenkeln (18, 23, 26a) besteht, die von je einer Stirnseite (16) deren Wicklungen (9) hervorge hen, wobei das weitere Ende (12) in etwa mittig aus den Wicklungen (9) herausgeführt ist und aus zwei aneinander grenzenden Armen (21, 26, 28) gebildet ist (Fig. 2-4).

6. Abstützelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (18, 23, 26a) an einem der Stirnseite (5) des Gehäu ses (2) nahen Bereich eines Außenmantels (30) des Gehäuses (2), sich klammerartig gegenüber liegend, befestigt sind.

7. Abstützelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (18) endseitig einen radial nach innen gebogenen Ansatz (19) haben, der in je einer Aussparung (20) am Außenmantel (30) des Gehäuses (2) einsitzt (Fig. 2).

8. Abstützelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (23) endseitig mit einer Öse (24) versehen sind, über die sie auf je einem den Außenmantel (30) des Gehäuses (2) überra genden Stift (25) befestigt sind (Fig. 3).

9. Abstützelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (26a) ringartig um den Außenmantel (30) des Gehäu ses (2) gelegt sind und in Axialrichtung zum Gehäuse (2) entweder an einem Ringabsatz (27) dessen Außenmantels (30) abgestützt sind oder in einer Ringnut dieses verlaufen (Fig. 4).

10. Abstützelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Arme (21, 26, 28) sich ringartig um den Kopf (4) des In nenelements (3) erstrecken und in Richtung zu dessen Lager (7) gegen einen Ringabsatz des Kopfes (4) bzw. ein separates Sicherungselement (22, 29, 29a) wie einen Sicherungsring einwirken.

11. Abstützelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende (11) der Feder (8) in etwa mittig aus deren Wicklun gen (9) herausgeführt und aus zwei aneinander grenzenden Schenkeln (14) gebildet ist, wobei das weitere Ende (12) der Feder (8) aus zwei Ar men (15) besteht, die von je einer Stirnseite (16) der Wicklungen (9) hervorgehen (Fig. 1).

12. Abstützelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (14) auf der Stirnseite (5) des Gehäuses (2) abge stützt sind.

13. Abstützelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (15) sich ringartig um den Kopf (4) des Innenelements (3) erstrecken und in Richtung zu dessen Lager (7) gegen einen Ringabsatz des Kopfes bzw. ein separates Sicherungselement (13) wie einen Siche rungsring einwirken.

14. Abstützelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (15) lateral beabstandet zu dem Kopf (4) verlaufen und lediglich über zwei aufeinander zu gebogene Einformungen (17) in Kontakt zu diesem sind.

15. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Feder (8) eine Klammer bzw. Spange appliziert ist.