DE102004018388A1

DE102004018388A1 - Schaltbares Ventiltriebsglied

Info

Publication number: DE102004018388A1
Application number: DE102004018388A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Artmann; Robert Dipl.-Ing. Kamm
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-11-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Ventiltriebsglied (1), mit zwei relativ zueinander beweglichen Abschnitten (3, 2) mit je einer Bohrung (5, 4), wobei in der Bohrung (5) ein Schieber (6) im Entkoppelfall der Abschnitte (3, 2) verläuft, welcher für deren Koppelfall teilweise in die jeweils andere Bohrung (4) verlagerbar ist, wobei der Schieber (6), unmittelbar ausgehend von seiner der anderen Bohrung (4) zugewandten Stirnseite (7), einen ersten und direkt in der einen Bohrung (5) verlaufenden Bereich (9) hat, an den sich ein zweiter Bereich (10) geringeren Durchmessers einteilig anschließt, der endseitig in einen dritten, tellerartig erweiterten Bereich (11) einteilig übergeht, wobei um den zweiten Bereich (10) eine, einenends an dem dritten Bereich (11) abgestützte, Feder (12) verläuft, die anderenends gegen einen in der Bohrung (5) befestigten Ringanschlag (13) wirkt, welcher den zweiten Bereich (10) umschließt. Vorzugsweise soll der Schieber (6) in einem Spitzenlos-Schleifverfahren gefertigt sein. DOLLAR A Somit liegt ein schaltbares Ventiltriebsglied (1) vor, dessen Schieber (6) mit Umgebungskonstruktion sich sehr kostengünstig darstellen lässt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein schaltbares Ventiltriebsglied wie einen Nockenfolger oder ein Abstützelement hierfür, mit zwei relativ zueinander beweglichen Abschnitten mit je einer Bohrung, welche Bohrungen in einer Nockengrundkreisphase zueinander fluchten, wobei in einer der Bohrungen ein Schieber im Entkoppelfall der Abschnitte verläuft, welcher für deren Koppelfall teilweise in die jeweils andere der Bohrungen verlagerbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige schaltbare Ventiltriebsglieder sind der Fachwelt hinreichend bekannt. So offenbart die DE 199 13 290 A1 einen schaltbaren Tassenstößel als Ventiltriebsglied, dessen Hauptkolben im Innenstößel gestuft ausgebildet ist. Diese gestufte Ausbildung dient zur einenendigen Schaffung einer Federanlage. Des Weiteren ist aus dem vorgenannten Dokument ersichtlich, dass dieser Schieber nicht unmittelbar in seiner Bohrung im entsprechenden Abschnitt verläuft, sondern dass Hülsen appliziert sind, die in die Bohrung des Abschnitts eingepreßt sind.

Aufgrund der gestuften Ausbildung des Schiebers sind dessen Fertigungskosten erhöht, da dieser nicht im Durchlauf geschliffen werden kann. Außerdem erfordern die separaten Hülsen einen zusätzlichen Bauaufwand und führen in ihrem Befestigungsbereich ggf. zu unerwünschten Verformungen. Auch ist festzustellen, dass es im Betrieb des hier zitierten Ventiltriebsgliedes ggf. zu einem Auswandern bzw. vollständigen Lösen der vorgenannten Hülsen kommen kann. Summa summarum liegt demnach ein Schieber mit entsprechender Umgebung vor, der relativ kostenaufwändig zu fertigen ist.

Ein als schaltbarer Schlepphebel ausgebildetes Ventiltriebsglied ist in der U.S. 5,544,626 offenbart. Dessen im Außenhebel angeordneter und längs verlagerbarer Schieber ist ebenfalls gestuft dargestellt. Gleichfalls ist zu erkennen, dass die Bohrung für den Schieber eine gestufte Ausbildung hat. Somit ist klar, dass bei einer Massenfertigung des Schiebers wegen dessen gestufter Ausbildung mit relativ hohen Kosten zu rechnen ist. Gleichfalls sind mehrere Bearbeitungsvorgänge zur Ausbildung der gestuften Bohrung erforderlich.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein schaltbares Ventiltriebsglied der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schieber, unmittelbar ausgehend von seiner der anderen Bohrung zugewandten Stirnseite, einen ersten und direkt mit seinem Außenmantel gegenüber der einen Bohrung verlaufenden Bereich hat, an den sich ein zweiter, stiftartiger Bereich geringeren Durchmessers einteilig anschließt, der endseitig in einen dritten, tellerartig erweiterten Bereich einteilig übergeht, wobei um den zweiten Bereich wenigstens eine, einenends an dem dritten Bereich abgestützte, Feder wie eine Schraubendruckfeder verläuft, die anderenends gegen einen in der Bohrung befestigten Ringanschlag wirkt, welcher den zweiten Bereich umschließt.

Somit liegt ein schaltbares Ventiltriebsglied vor, bei welchem die vorhergehend genannten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind. Der Schieber ist einteilig gefertigt und verläuft mit seinem Außenmantel des ersten und vorzugsweise auch dritten Abschnitts unmittelbar in der entsprechenden Bohrung. Gleichfalls sind am Schieber selbst Maßnahmen einer einenendigen Federabstützung über dessen dritten Bereich dargestellt.

Die Feder, vorzugsweise wenigstens eine Schraubenfeder, dient als Rückstellfeder für den Schieber in dessen Bohrung. Dabei ist eine Verlagerung des Schiebers in Koppelrichtung über Hydraulikmittel vorgesehen.

Eine sehr einfache, anderenendige Abstützung der Feder zur Rückstellung gegenüber der Bohrung ist über einen Ringanschlag geschaffen, welcher Bestandteil einer dünnwandigen Hülse ist, welche den zweiten Bereich umschließt. Die Hülse ist vorzugsweise über ihren zur anderen Bohrung (in Koppelrichtung gesehen) weisenden Bereich in der einen Bohrung eingepreßt.

Die vorgenannte Feder kann entweder um den zweiten Bereich des Schiebers gewickelt werden oder sie wird entsprechend elastisch aufgeweitet und über den Schieber „gezogen".

Der Schieber eignet sich hervorragend für eine Großserienfertigung in einem Spitzenlos-Schleifverfahren bzw. soll anspruchsgemäß auch so gefertigt sein. Somit lässt sich dieser extrem kostengünstig fertigen. Außerdem verläuft er unmittelbar über seinen ersten und vorzugsweise auch dritten Bereich in der entsprechenden Bohrung seines Abschnitts, so dass auf die üblicherweise verwendeten Hülsen oder gestuften Bohrungen verzichtet werden kann.

Die vorhergehend genannte Hülse zur anderenendigen Abstützung der Feder ist bevorzugt als dünnwandiges Blechteil ausgebildet. Zur einfachen Montage kann diese aus zwei Halbschalen bestehen.

Des weiteren ist es vorgesehen, zwischen einer Innenseite des Stufenabschnitts der Hülse und einer zugewandten Ringfläche des ersten Abschnitts einen Druckraum für Hydraulikmittel zu generieren. Der Fachmann erkennt, dass die Hülse somit mehrere Funktionen erfüllt. Über ihren inneren Abschnitt, welcher anspruchsgemäß auf einem Außenmantel des zweiten Bereichs verlaufen soll, kann der vorgenannte Druckraum hydraulisch abgedichtet werden. Zwischen diesem Abschnitt und dem Außenmantel des zweiten Bereichs ist somit ein Leckspalt gebildet.

Als Ventiltriebsglied, in welchem die erfindungsgemäßen Maßnahmen Anwendung finden können, ist jedwede Art von schaltbarem Element, einschließlich einem Abstützelement, denkbar. Somit bezieht sich der Schutzbereich dieser Erfindung z. B. auf schaltbare Tassenstößel, schaltbare Rollenstößel, schaltbare Schlepp- oder Kipphebel etc. Dabei ist es unerheblich, welchen Verlauf die Bohrungen für den wenigstens einen Schieber haben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 in einem Längsschnitt einen Tassenstößel als schaltbares Ventiltriebsglied;
2 einen Schlepphebel als schaltbares Ventiltriebsglied und die
3 als Einzelheit den Schieber mit Hülse und Feder.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1 offenbart einen Tassenstößel 20 als schaltbares Ventiltriebsglied 1. Dieser besteht aus einem äußeren kreiszylindrischen Abschnitt 2, der einen relativ zu diesem beweglichen, inneren Abschnitt 3 einschließt. Beide Abschnitte 2, 3 haben in einer Nockengrundkreisphase je eine zueinander fluchtende Bohrung 4, 5. Dabei ist im Entkoppelfall in der Bohrung 5 ein Schieber 6 vollständig angeordnet. Dieser Schieber 6 hat hier knochenartige Geometrie. Er besteht aus einem ersten Bereich 9, welcher mit seinem Außenmantel 8 unmittelbar in der Bohrung 5 verläuft. Dabei ist dessen äußere Stirnseite 7 direkt der Bohrung 4 des äußeren Abschnitts 2 zugewandt (siehe auch 2, 3).
Axial, in Entkoppelrichtung gesehen, schließt sich an den ersten Bereich 9 des Schiebers 6 ein zweiter Bereich 10 geringeren Durchmessers an. Um den zweiten Bereich 10 verläuft eine Schraubendruckfeder als Feder 12. Diese stützt sich einenends an einem dritten Bereich 11 ab, der einteilig mit dem zweiten Bereich 10 verbunden ist. Der dritte Bereich 11 hat an seinem Außenmantel 23, über den er in der Bohrung 5 verläuft, wenigstens eine Ausnehmung 22, so dass bei einem Verfahren des Schiebers 6 die den zweiten Bereich 10 umschließende Luft einfach ins Freie geleitet werden kann.
Des weiteren geht aus den Figuren hervor, dass der zweite Bereich 10 von einer Hülse 14 mit einem Stufenabschnitt 15 umschlossen ist. Dieser Stufenabschnitt 15 dient als anderenendiger Ringanschlag 13 für die Feder 12. Axial in Richtung zur Stirnseite 7 geht der Stufenabschnitt 15 in einen ringförmigen Abschnitt 16 über. Über diesen Abschnitt 16 ist die Hülse 15 in der Bohrung 5 des Abschnitts 3 eingepreßt oder anderweitig zumindest befestigt.
Radial innen geht der Stufenabschnitt 15 in einen zum dritten Bereich weisenden ringförmigen Abschnitt 17 über. Dieser liegt dichtend auf einem Außenmantel des zweiten Bereichs 10 auf, ist jedoch relativ zu diesem beweglich.
Zwischen dem Stufenabschnitt 15 der Hülse 14 und einer zugewandten Ringfläche 18 des ersten Bereichs 9 ist ein ringförmiger Druckraum 19 für Hydraulikmittel gebildet. Das Hydraulikmittel kann über Übertritte 24 im Abschnitt 16, zumindest gemäß der Ausgestaltung nach 2, zugeleitet werden. Je nach Anwendung kann dieser Übertritt 24 auch als Entlüftungsnut dienen.
Der vorgenannte innere Abschnitt 17 der Hülse 14 ist mit seiner dem dritten Bereich 11 zugewandten Stirnseite auch als Wegbegrenzung für den Schieber 6 in dessen Koppelrichtung denkbar. Somit kann gleichfalls verhindert werden, dass die Feder 12 unerwünscht „auf Block" fährt.
Der Außenmantel 23 des dritten Bereichs 11 sowie der Außenmantel 8 des ersten Bereichs 9 haben vorteilhafterweise einen gleichen Durchmesser. Der Schieber 6 ist somit hervorragend geeignet, um in einem Centerless-Schleif-Verfahren sehr kostengünstig in Großserie gefertigt zu werden.
Um die Hülse 14 einfach montieren zu können, kann diese aus zwei Halbschalen bestehen. Ggf. ist auch deren gesprengte Ausbildung möglich.
Wie zu erkennen ist, sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen nach 1 in einem Tassenstößel 20 als schaltbares Ventiltriebsglied verwirklicht und gem. 2 finden diese Anwendung bei einem schaltbaren Schlepphebel, hier speziell in dessen Innenhebel mit längs verlaufender Bohrung 5. Eine Kopplung erfolgt somit gemäß 2 über den Schieber 6 axial nach außen in oder unter eine entsprechende Mitnehmerstruktur eines Querbalkens des Außenhebels.

1: Ventiltriebsglied
2: Abschnitt
3: Abschnitt
4: Bohrung
5: Bohrung
6: Schieber
7: Stirnseite
8: Außenmantel
9: erster Bereich
10: zweiter Bereich
11: dritter Bereich
12: Feder
13: Ringanschlag
14: Hülse
15: Stufenabschnitt
16: Abschnitt
17: Abschnitt
18: Ringfläche
19: Druckraum
20: Tassenstößel
21: Schlepphebel
22: Ausnehmung
23: Außenmantel
24: Übertritt

Claims

Schaltbares Ventiltriebsglied (1) wie ein Nockenfolger oder ein Abstützelement hierfür, mit zwei relativ zueinander beweglichen Abschnitten (3, 2) mit je einer Bohrung (5, 4), welche Bohrungen (5, 4) in einer Nockengrundkreisphase zueinander fluchten, wobei in einer der Bohrungen (5, 4) ein Schieber (6) im Entkoppelfall der Abschnitte (3, 2) verläuft, welcher für deren Koppelfall teilweise in die jeweils andere der Bohrungen (4, 5) verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (6), unmittelbar ausgehend von seiner der anderen Bohrung (4) zugewandten Stirnseite (7), einen ersten und direkt mit seinem Außenmantel (8) gegenüber der einen Bohrung (5) verlaufenden Bereich (9) hat, an den sich ein zweiter, stiftartiger Bereich (10) geringeren Durchmessers einteilig anschließt, der endseitig in einen dritten, tellerartig erweiterten Bereich (11) einteilig übergeht, wobei um den zweiten Bereich (10) wenigstens eine, einenends an dem dritten Bereich (11) abgestützte, Feder (12) wie eine Schraubendruckfeder verläuft, die anderenends gegen einen in der Bohrung (5) befestigten Ringanschlag (13) wirkt, welcher den zweiten Bereich (10) umschließt.
Ventiltriebsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (10) des Schiebers (6) von einer dünnwandigen sowie gestuften Hülse (14) abschnittsweise umschlossen ist, an deren Stufenabschnitt (15) der Ringanschlag (13) ausgebildet ist, der radial außen in einen zur anderen Bohrung (4) weisenden Abschnitt (16) übergeht, über welchen die Hülse (14) die Befestigung in der Bohrung (5) erfährt, wobei der Stufenabschnitt (15) radial innen in einen zum dritten Bereich (11) weisenden und von der Feder (12) umschlossenen Abschnitt (17) übergeht, welcher unmittelbar auf dem zweiten Bereich (10) verläuft.
Ventiltriebsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen dem Stufenabschnitt (15) der Hülse (14) und einer zugewandten Ringfläche (18) des ersten Bereichs (9) ein Druckraum (19) für Hydraulikmittel zur hydraulischen Verlagerung des Schiebers (6) in dessen Koppelrichtung gebildet ist, wobei der innere Abschnitt (17) der Hülse (14) dichtend auf dem zweiten Bereich (10) verläuft.
Ventiltriebsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) aus zwei Halbschalen gebildet ist.
Ventiltriebsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (6) in einem Spitzenlos-Schleifverfahren gefertigt oder fertigbar ist.
Ventiltriebsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ventiltriebsglied (1) ein Tassenstößel (20) eingesetzt ist.
Ventiltriebsglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ventiltriebsglied (1) ein schaltbarer Schlepphebel (21) verwendet ist.
Ventiltriebsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bereich (11) des Schiebers (6) mit wenigstens einer in Axialrichtung verlaufenden Perforierung oder mit zumindest einer Ausnehmung (22) an seinem Außenmantel (23) versehen ist, über welchen Außenmantel (23) er direkt in der Bohrung (5) verläuft.