DE102004027054A1

DE102004027054A1 - Schaltbarer Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004027054A1
Application number: DE200410027054
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Seitz (FH)
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2005-12-22

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Haupt- und einem wahlweise mit diesem koppelbaren Nebenhebel (2, 3). Beide Hebel (2, 3) haben bei einem Nockengrundkreisdurchlauf zueinander fluchtende Aufnahmen (10, 11) für Koppelmittel. Dabei wird eine fluchtende Einstellung der Aufnahmen (10, 11) zueinander über interne Anschlagmittel (12) realisiert, die vom Nebenhebel (3) ausgehen und an einer Gegenfläche (13) des Haupthebels (2) bei Nockengrundkreisdurchlauf anliegen. DOLLAR A Somit kann das vorzuhaltende Spiel im Koppelbereich drastisch reduziert werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Haupt- und einem wahlweise mit diesem koppelbaren Nebenhebel, wobei der Haupthebel an einer Unterseite an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement aufweist, wobei der Nebenhebel im Bereich des anderen Endes auf einer Achse abschwenkbar gegenüber dem Haupthebel gelagert und dieser Nebenhebel von wenigstens einem Großhubnocken beaufschlagbar ist, wobei die Hebel im Nockengrundkreis zueinander fluchtende Aufnahmen haben sowie in wenigstens einer der Aufnahmen ein Schieber anordenbar ist, der für eine Kopplung der Hebel abschnittsweise in die gegenüberliegende Aufnahme verlagerbar ist, so dass am Gaswechselventil ein Hub im Sinne des Großhubnockens generiert ist, wobei bei Entkopplung der Hebel ein o- oder Niedrighub am Gaswechselventil vorliegt.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Schlepphebel ist aus der DE 101 55 828 A1 vorbekannt. Die Aufnahmen für die Schieber als Koppelmittel verlaufen hier quer zur Längserstreckung des Schlepphebels. Im Falle einer Kopplung oder Entkopplung wird während eines Nockengrundkreisdurchlaufs der beaufschlagenden Nocken eine fluchtende Zuordnung der Aufnahmen hergestellt. Genauer gesagt muss diese Fluchtung über eine Anlage beider Hebel am Nockengrundkreis generiert werden. Die Fluchtung der beiden Aufnahmen für die Koppelmittel unterliegt einer relativ großen Streuung, da sämtliche Toleranzen des Ventiltriebs einfließen. Somit ist dem Fachmann klar, dass ein entsprechend großes Spiel im Koppelbereich vorgehalten werden muss. Dieses große Spiel führt dazu, dass der zu verlagernde wenigstens eine Schieber bei Kopplung relativ stark verkippt. Somit liegt nur eine relativ kleine Schmiegung vor. Dies führt zu unnötig hohen Bauteilbelastungen und Flächenpressungen.

Außerdem ist klar, dass durch die ständige Anlage des Haupthebels am gegenlaufenden Nocken (oder den gegenlaufenden Nocken) zusätzliche Reibungsverluste im Ventiltrieb auftreten.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die fluchtende Einstellung der Aufnahmen zueinander über interne Anschlagmittel dargestellt ist, die vom Nebenhebel ausgehen und an einer Gegenfläche des Haupthebels bei Nockengrundkreisdurchlauf anliegen.

Durch diese internen Anschlagmittel sind die vorgenannten Nachteile wirkungsvoll eliminiert. So ist mit einfachen Mitteln eine Fluchtung der beiden Aufnahmen in den Hebelteilen geschaffen.

Vorteilhafterweise wird diese Fluchtung, so wie es Gegenstand eines Unteranspruchs ist, dadurch generiert, dass die Hebelteile im Bereich ihrer Achse zusammengebaut und gegen die Anschlagmittel verspannt und dass anschließend die fluchtenden Aufnahmen vorteilhafterweise in einem Arbeitsgang gebohrt werden.

Durch den erfindungsgemäßen internen Anschlag ist es nicht mehr notwendig, dass sich der Nebenhebel am gegenlaufenden Nockengrundkreis mit den vorbeschriebenen Nachteilen abstützt. Die genannten Reibungsverluste sind somit ebenfalls nicht mehr zu verzeichnen. Gleichzeitig ist klar, dass, aufgrund der exakten Fluchtung der beiden Aufnahmen, das Verriegelungsspiel drastisch gesenkt werden kann, was zu einer verbesserten Schmiegung im Koppelbereich führt und die auftretenden Bauteilbelastungen/Flächenpressungen senkt.

Selbstverständlich bezieht sich der Schutzbereich dieser Erfindung auch auf schaltbare Schlepphebel, bei denen anstelle der quer verlaufenden Aufnahmen und Koppelmittel längs verlaufende Aufnahmen und Koppelmittel nicht näher zu beschreibender Art vorgesehen sind.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann der Haupthebel als „Innenhebel" dargestellt sein, der von Schenkeln des Nebenhebels umschlossen ist. Zur Schaffung des Anschlagmittels sind die Schenkel des Nebenhebels hierbei an ihrer Unterseite von einem Querbügel verbunden, der bei Nockengrundkreisdurchlauf an eine entsprechende Gegenfläche einer Unterseite des Haupthebels anschlägt. Ggf. kann dieser Bügel auch geöffnet dargestellt werden, so dass keine direkte Verbindung des Nebenhebels in diesem Bereich existiert.

Durch das unterhalb des Schlepphebels angeordnete Anschlagmittel baut der Schlepphebel relativ schmal. Zweckmäßigerweise liegen, in Draufsicht auf den Schlepphebel gesehen, die Gegenlaufflächen für die oder den Nocken sowie die Aufnahmen für die Koppelmittel und die Anschlagmittel untereinander.

Der Schlepphebel kann wahlweise als Umschalt- oder als Abschalthebel ausgebildet sein. Im Falle einer Ausbildung als Umschalthebel kommuniziert dessen Haupthebel stets mit einem Kleinhubnocken. Im Falle einer Ausbildung als Abschalthebel wirkt der Haupthebel mit einem 0-Hubnocken oder einem sogenannten Stützkreis zusammen. Ggf. kann hier auch komplett auf eine Abstützung verzichtet werden.

Wird, wie es Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs ist, die wenigstens eine Anlauffläche für den Kleinhubnocken am Haupthebel mit einer drehbaren Rolle versehen, so ist die Reibarbeit im Ventiltrieb weiter minimiert. Dem Fachmann steht es generell für sämtliche Gegenlaufflächen frei, zwischen Rollen oder Gleitflächen zu wählen.

Gemäß einer alternativen Ausbildungsform kann der Haupthebel so ausgebildet sein, dass er eine langgezogene, balkenförmige Geometrie hat und eine Aussparung aufweist, innerhalb welcher Aussparung der Nebenhebel verläuft. In diesem Fall sollen sich von einer Unterseite des Nebenhebels lateral beidseitig abstehende Stege als Anschlagmittel erstrecken. Diese Stege liegen bei Nockengrundkreisdurchlauf mit ihren Oberseiten an zugewandten Abschnitten der Unterseiten des Haupthebels als Gegenflächen an. Ggf. kann auch nur ein seitlich wegragender Steg vorgesehen sein.

Gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung der vorgenannten Ausgestaltung sollen die Aufnahmen und die Stege im Abschnitt eines Endes des Nebenhebels verlaufen. Gemeint ist hier mit „Ende" derjenige Bereich des Nebenhebels, welcher von der Achse entfernt liegt.

Eine einfache Lagerungsmöglichkeit für die Achse ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demzufolge können am anderen Ende des Haupthebels, in Verlängerung dessen Seitenwände gesehen, zwei Stege nach „oben" abstehen, in denen endseitig die Achse verläuft, auf welcher der Nebenhebel gelagert ist. Diese Ausgestaltung stellt eine besonders einfache Verbindungsmöglichkeit der beiden Hebelteile miteinander dar.

Anstelle der eingangs genannten Komplementärfläche zur Abstützung des Schlepphebels auf einem Kopf eines Abstützelements kann der Schlepphebel auch auf einer Achse oder ähnlichem verschwenkbeweglich gelagert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine räumliche Darstellung einer ersten Variante eines erfindungsgemäßen Schlepphebels;
2 in einer vergrößerten Darstellung einen Querschnitt durch den Schlepphebel im Bereich seiner Aufnahmen für die Koppelmittel und die
3, 4 alternative Ausgestaltungen des vorgenannten Schlepphebels.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren offenbaren einen schaltbaren Schlepphebel 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Der Schlepphebel 1 nach 1 besteht aus einem Haupt- und einem wahlweise mit diesem koppelbaren Nebenhebel 2, 3, wobei der Nebenhebel 3 von einem Großhubnocken im Bereich seiner Rolle 22 als Nockenanlauffläche beaufschlagbar ist. Der Haupthebel 2 hat an einer Unterseite 4, an einem Ende 5, eine Anlage 6 für ein Gaswechselventil. Am anderen Ende 7 besitzt er eine Komplementärfläche 8 zur Lagerung auf einem Kopf eines Abstützelements.
Der Nebenhebel 3 ist in Draufsicht U-ähnlich ausgebildet und schließt mit seinen Schenkeln 14, 15 den Haupthebel 2 abschnittsweise ein. Im Bereich des anderen Endes 7 ist der Haupthebel 2 von einer Achse 9 durchragt, auf deren herausragenden Enden 27, 28 die Schenkel 14, 15 des Nebenhebels 3 verlaufen.
Oberseiten 23, 24 der Schenkel 14, 15 des Nebenhebels 3 sind hier als Gleitflächen 25, 26 für Großhubnocken ausgebildet. Wie näher aus 2 hervorgeht, sind in beiden Hebeln 2, 3 Aufnahmen 10, 11 vorgesehen. Diese fluchten in einer Nockengrundkreisphase zueinander und dienen der Aufnahme wenigstens eines nicht dargestellten Koppelmittels.
Die Unterseite 4 des Haupthebels 2 ist von einem Querbügel 17 als Anschlagmittel 12 übergriffen. Dabei liegt im Anschlagfall (Nockengrundkreis) eine Oberseite 20 des Querbügels 17 an entsprechenden Gegenflächen 13 der Unterseite 4 des Haupthebels 2 an. Somit ist mit einfachen Mitteln und ohne „externe" Abstützung eine fluchtende Lagezuordnung der Aufnahmen 10, 11 bei Nockengrundkreisdurchlauf geschaffen.
Vorteilhafterweise werden die Aufnahmen 10, 11 nach einem Zusammenbau der Hebelteile 2, 3 und deren gegenseitigen Verspannens gegen das Anschlagmittel 12 in einem Arbeitsgang durchgebohrt. Somit kann, wie näher weiter vorn dargelegt, das vorzuhaltende Spiel der Kopplung bei Grundkreisdurchlauf drastisch verringert werden.
Alternativ hierzu ist es gemäß 3 vorgesehen, den Haupthebel 2 mit einer langgezogenen balkenförmigen Geometrie und einer zwischen seinen Enden 5, 7 liegenden Aussparung 29 zu versehen. Innerhalb dieser Aussparungen 29 verläuft der Nebenhebel 3. Dieser hat eine Rolle 36 für einen reibungsarmen Nockenabgriff. Am anderen Ende 7 des Haupthebels 2, in Verlängerung dessen Seitenwände 41, 42, ist es vorgesehen, zwei nach „oben" abstehende Stege 43, 44 anzuordnen, in denen endseitig die Achse 9 verläuft. Auf dieser Achse 9 ist der Nebenhebel 3 gelagert.
Wie des weiteren den 3, 4 zu entnehmen ist, gehen von einer Unterseite 30 des Nebenhebels 3 seitlich beidseits abstehende Stege 31, 32 aus. Über diese Stege 31, 32 schlägt der Nebenhebel 3 bei Nockengrundkreisdurchlauf mit seinen Oberseiten 33, 34 an entsprechenden Gegenflächen 13 der Unterseite 4 des Haupthebels 2 an. Somit ist eine einfache und exakt fluchtende Zuordnung der Aufnahmen 10, 11 bei Nockengrundkreisdurchlauf, ohne eine „äußere" Abstützung mit den vorbeschriebenen Vorteilen, geschaffen.
Oberseiten 37, 38 des Haupthebels 2 haben im Bereich oberhalb der Aufnahme 10 Gleitflächen 39, 40 für einen gegenlaufenden Niedrighub bzw. 0-Hubnocken.

1: Schlepphebel
2: Haupthebel
3: Nebenhebel
4: Unterseite
5: eines Ende
6: Anlage
7: anderes Ende
8: Komplementärfläche
9: Achse
10: Aufnahme
11: Aufnahme
12: Anschlagmittel
13: Gegenfläche
14: Schenkel
15: Schenkel
16a: Stirnseite
16b: Stirnseite
17: Querbügel
18: Unterseite
19: Unterseite
20: Oberseite
21: Ende
22: Rolle
23: Oberseite
24: Oberseite
25: Gleitfläche
26: Gleitfläche
27: Ende
28: Ende
29: Aussparung
30: Unterseite
31: Steg
32: Steg
33: Oberseite
34: Oberseite
35: Ende
36: Rolle
37: Oberseite
38: Oberseite
39: Gleitfläche
40: Gleitfläche
41: Seitenwand
42: Seitenwand
43: Steg
44: Steg

Claims

Schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Haupt- und einem wahlweise mit diesem koppelbaren Nebenhebel (2, 3), wobei der Haupthebel (2) an einer Unterseite (4) an einem Ende (5) eine Anlage (6) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (7) eine Komplementärfläche (8) für ein Abstützelement aufweist, wobei der Nebenhebel (3) im Bereich des anderen Endes (7) auf einer Achse (9) abschwenkbar gegenüber dem Haupthebel (2) gelagert und dieser Nebenhebel (3) von wenigstens einem Großhubnocken beaufschlagbar ist, wobei die Hebel (2, 3) im Nockengrundkreis zueinander fluchtende Aufnahmen (10, 11) haben sowie in wenigstens einer der Aufnahmen (10, 11) ein Schieber anordenbar ist, der für eine Kopplung der Hebel (2, 3) abschnittsweise in die gegenüberliegende Aufnahme (11, 10) verlagerbar ist, so daß am Gaswechselventil ein Hub im Sinne des Großhubnockens generiert ist, wobei bei Entkopplung der Hebel ein 0- oder Niedrighub am Gaswechselventil vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die fluchtende Einstellung der Aufnahmen (10, 11) zueinander über interne Anschlagmittel (12) dargestellt ist, die vom Nebenhebel (3) ausgehen und an einer Gegenfläche (13) des Haupthebels (2) bei Nockengrundkreisdurchlauf anliegen.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupthebel (2) eine langgezogene, balkenförmige Geometrie aufweist, innerhalb von Schenkeln (14, 15) des in Draufsicht U-ähnlichen Nebenhebels (3) ver läuft und mit seinem einen Ende (5) Stirnseiten (16a, 16b) der Schenkel (14, 15) überragt, wobei die Aufnahmen (10, 11) für den wenigstens einen Schieber quer verlaufend angeordnet sind, wobei die Unterseite (4) des Haupthebels (2) von einem Querbügel (17) übergriffen ist, welcher Querbügel (17) Unterseiten (18, 19) der Schenkel (14, 15) des Nebenhebels (3) verbindet, wobei der Querbügel (17) als das Anschlagmittel (12) ausgebildet ist und mit seiner Oberseite (20) an einem zugewandten Abschnitt der Unterseite (4) des Haupthebels (2) als Gegenfläche (13) bei Nockengrundkreisdurchlauf anliegt.
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (10, 11) und der Querbügel (17) im Abschnitt eines Endes (21) des Nebenhebels (3) vor den Stirnseiten (16a, 16b) dessen Schenkel (14, 15) appliziert sind.
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupthebel (2) von einem Kleinhubnocken beaufschlagbar ist.
Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Anlauffläche für den Kleinhubnocken am Haupthebel (2) eine drehbare Rolle (22) vorgesehen ist, deren Axiallinie mit einer Axiallinie der Aufnahme (10) für das Koppelmittel im Haupthebel (2) koinzidiert, wobei als Anlauffläche für die Großhubnocken auf Oberseiten (23, 24) der Schenkel (14, 15) des Nebenhebels (3) Gleitflächen (25, 26) vorgesehen sind.
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß quer durch das andere Ende (7) des Haupthebels (2) die Achse (9) verläuft, auf deren seitlich herausragenden Enden (27, 28) die Schenkel (14, 15) des Nebenhebels (3) gelagert sind.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupthebel (2) eine langgezogene, balkenförmige Geometrie aufweist und zwischen seinen Enden (5, 7) eine Aussparung (29) hat, innerhalb welcher Aussparung (29) der Nebenhebel (3) verläuft, wobei von einer Unterseite (30) des Nebenhebels (3) lateral beidseitig abstehende Stege (31, 32) als Anschlagmittel (12) ausgehen, welche Stege (31, 32) mit Ihren Oberseiten (33, 34) an zugewandten Abschnitten der Unterseite (4) des Haupthebels (2) als Gegenfläche (13) bei Nockengrundkreisdurchlauf anliegen.
Schlepphebel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (10, 11) und die Stege (31, 32) im Abschnitt eines von dem anderen Ende (7) entfernten Endes (35) des Nebenhebels (3) verlaufen.
Schlepphebel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupthebel (2) seitlich seiner Aussparung (29) von je einem Kleinhubnocken beaufschlagbar ist.
Schlepphebel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Anlauffläche für den Großhubnocken am Nebenhebel (3) eine drehbare Rolle (36) vorgesehen ist, deren Axiallinie mit einer Axiallinie der Aufnahme (11) für das Koppelmittel im Nebenhebel (3) koinzidiert, wobei als Anlaufflächen für die Kleinhubnocken auf Oberseiten (37, 38) des Haupthebels (2) Gleitflächen (39, 40) vorgesehen sind.
Schlepphebel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende (7) des Haupthebels (2), in Verlängerung dessen Seitenwände (41, 42), zwei Stege (43, 44) abstehen, in denen endseitig die Achse (9) verläuft, auf welcher der Nebenhebel (3) gelagert ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenhebel (3) bei Nockengrundkreisdurchlauf über die internen Anschlagmittel (12) außer Kontakt von dem wenigstens einen Großhubnocken gehalten ist.
Verfahren zur Herstellung eines Schlepphebels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem, wahlweise vorläufigen, Zusammenbau des Haupthebels (2) mit dem Nebenhebel (3) über die Achse (9), der Nebenhebel (3) über die Anschlagmittel (12) mit dem Haupthebel (2) verspannt wird und daß anschließend die fluchtenden Aufnahmen (10, 11) der Hebel (2, 9) zusammen gebohrt bzw. hergestellt werden.