DE102004029555A1

DE102004029555A1 - Schaltbarer Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004029555A1
Application number: DE102004029555A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Seitz
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-01-05

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieser besteht aus einem balkenförmigen Haupthebel (2) und einem mit diesem koppelbaren und abschwenkbaren Nebenhebel (8). Beide Hebel (2, 8) haben in einer Nockengrundkreisphase zueinander fluchtende, quer verlaufende Aufnahmen (11, 12) für wenigstens einen Schieber (13) als Koppelmittel. Kern der Erfindung ist ein interner Anschlag über Ringsegmente (18) an Innenseiten (19) von Schenkeln (10) des Nebenhebels (8). Diese liegen zur Herstellung einer fluchtenden Verbindung der Aufnahmen (11, 12) für den Koppelfall an Unterseiten (17) von Abschnitten (16) einer Buchse (14) im Nebenhebel (8) an. Die Abschnitte (16) stehen geringfügig über Seitenwände (15) des Haupthebels (2) hinaus.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem balkenförmigen Haupthebel, der an einer Unterseite an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement aufweist und mit einem wahlweise mit dem Haupthebel koppelbaren und in Draufsicht U-ähnlichen sowie von einem Großhubnocken beaufschlagbaren Nebenhebel, der im Bereich des anderen Endes auf einer Achse abschwenkbar gegenüber dem Haupthebel gelagert ist und mit seinen Schenkeln abschnittsweise den Haupthebel einschließt, wobei die Hebel im Nockengrundkreis zueinander fluchtende, quer verlaufende Aufnahmen haben sowie in wenigstens einer der Aufnahmen ein Schieber angeordnet 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 0- oder Niedrighub am Gaswechselventil vorliegt bzw. betrifft die Er findung einen schaltbaren Schlepphebel nach den Merkmalen des Oberbegriffs des nebengeordneten Anspruchs 2.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Schlepphebel mit Querverriegelung sind der Fachwelt hinreichend bekannt. Die Aufnahmen für die Schieber als Koppelmittel verlaufen somit 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 im Stand der Technik 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.

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 in der Aufnahme des Haupthebels eine Buchse für den Schieber befestigt ist, welche Buchse geringfügig über Seitenwände des Haupthebels mit je einem Abschnitt hinaussteht, wobei, zur der fluchtenden Einstellung der Aufnahmen der Hebel im Nockengrundkreis, Unterseiten der Abschnitte der Buchse an komplementären, koaxialen Ringsegmenten von zugewandten Innenseiten der Schenkel des Nebenhebels anliegen bzw. wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des nebengeordneten Anspruch 2 gelöst.

Durch diese internen Anschlagmittel sind die vorgenannten Nachteile wirkungsvoll eliminiert. So ist mit einfachen Mitteln eine Fluchtung der Aufnahmen der beiden Hebel dargestellt. Es wird auf die ohnehin zur Führung des wenigstens einen Koppelmittels vorhandene Buchse im Primärhebel zurückgegriffen, die mit ihren Abschnitten geringfügig über dessen Seitenwände hinaussteht.

Nähert sich nach einem Entkoppelmodus der Sekundärhebel mit seinen Ringsegmenten an den Innenseiten seiner Schenkel den Abschnitten der Buchse, so schmiegt sich zuerst, je nach Kraftangriffswinkel und Toleranzsituation, eine der Unterseiten der Buchse an das entsprechende Ringsegment an. Sobald beide Unterseiten anliegen, ist ein formschlüssiger Anschlag geschaffen und die Aufnahmen zur Kopplung sind zueinander einfach zentriert.

Um den nötigen Freiheitsgrad zu erhalten, wird im Bereich der Achse zur verschwenkbeweglichen Verbindung der beiden Hebel ein entsprechendes Spiel vorgehalten.

Die vorgeschlagenen Ringsegmente als Anschlag für die Abschnitte der Buchse haben den Vorteil einer hervorragenden „Anschmiegung" bei Anlage. Sie werden, so wie es Gegenstand eines Verfahrensanspruchs ist, zweckmäßigerweise in einem Arbeitsgang mit den entsprechenden Aufnahmen des Sekundärhebels gefertigt, so dass kaum Abweichungen von der Koaxialität zu verzeichnen sind. Die Aufnahme des Haupthebels hingegen kann komplett separat von den Aufnahmen des Nebenhebels gefertigt werden. Somit kann ein ständiges „Verspannthalten" beider Hebel miteinander zur gemeinsamen Bearbeitung der Aufnahmen entfallen.

Vorteilhafterweise hat die zumindest eine Anlauffläche des Nebenhebels für beide hier vorgestellten Ausführungsvarianten keinen Kontakt zu einem Nockengrundkreis des oder der gegenlaufenden Nocken. Somit ist die Reibleistung gesenkt.

Anstelle der Ringsegmente als Anschlag für den Nebenhebel können gegebenenfalls auch hiervon abweichende Geometrien vorgesehen sein, wie beispielsweise flache.

Eine einfache Variante eines Nebenhebels (Ausführung nach nebengeordnetem Anspruch 2) ist dadurch geschaffen, wenn dieser in Richtung zur Achse lediglich über einen länglichen Ansatz fortgeführt ist. Dieser Ansatz kann beidseits der Achse von je einer Drehschenkelfeder flankiert sein. Alternativ hierzu kann der Nebenhebel in Richtung zur Achse auch durch gabelförmige Arme fortgeführt werden, zwischen denen die Drehschenkelfeder auf der Achse appliziert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
• Die 1–3 in verschiedenen Ansichten eine erste Ausführungsform eines schaltbaren Schlepphebels mit internem Anschlag und die
• 4–6 eine zu der ersten Variante alternative Ausgestaltung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1–3 offenbaren einen schaltbaren Schlepphebel 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine mit Querverriegelung. Der Schlepphebel 1 besteht aus einem balkenförmigen Haupthebel 2. Dieser besitzt an einer Unterseite 3 an einem Ende 4 eine Anlage 5 für ein nicht gezeigtes Gaswechselventil. Am anderen Ende 6 hat er eine Komplementärfläche 7 (siehe auch 6) zur Lagerung auf einem Kopf eines hydraulischen Abstützelements.
Seitenwände 15 des Haupthebels 2 sind abschnittsweise von Schenkeln 10 eines in Draufsicht U-ähnlichen Nebenhebels 8 eingeschlossen. Beide Hebel 2, 8 verlaufen im Bereich des Endes 6 auf einer gemeinsamen Achse 9, wobei der Nebenhebel 8 bei Entkopplung abschwenkbar gegenüber dem Haupthebel 2 ausgebildet ist.
Der Haupthebel 2 kann von einem 0- oder Kleinhubnocken beaufschlagt werden, wohingegen der Nebenhebel 8 im Bereich von Oberseiten seiner Schenkel 10 von zwei Großhubnocken beaufschlagbar ist.
Die Hebel 2, 8 sind so ausgebildet, dass deren quer verlaufende Aufnahmen 11, 12 bei einem Nockengrundkreisdurchlauf zueinander fluchten. Wie näher aus 3 hervorgeht, sind zwei Schieber zur Kopplung appliziert, wobei sich der Schieber 13 in der Aufnahme 11 des Haupthebels 2 über dessen gesamte Breite erstreckt. Dabei verläuft dieser Schieber 13 im Haupthebel 2 in einer Buchse 14 auf der gleichfalls nicht näher zu bezeichnenden Nockenanlaufmittel appliziert sind. Die Buchse 14 ragt mit je einem Abschnitt 16 geringfügig über die Seitenwände 15 des Haupthebels 2 hinaus.
Wie zudem zu erkennen ist (siehe 2), sind an Innenseiten 19 der Schenkel 10 des Nebenhebels 8 koaxial zur Aufnahme 12 verlaufende Ringsegmente 18 appliziert. Schwenkt zur Herstellung einer Kopplung der Nebenhebel 8 mit ablaufender Nockenflanke zurück, so kommen die Ringsegmente 18 an Unterseiten 17 der überstehenden Abschnitte 16 der Buchse 14 zur Anlage. In der Praxis geschieht dies dadurch, dass zuerst eines der Ringsegmente 18 in Kontakt mit einer entsprechenden Unterseite 17 kommt. Über die Anlage erfolgt somit eine hervorragende Zentrierung der Aufnahmen 11, 12 zueinander, so dass ein reibungsloser Koppelvorgang realisiert werden kann. Das Spiel der Kopplung kann verhältnismäßig gering gehalten werden. Dadurch liegt eine hervorragende Schmiegung und somit geringe Bauteilbelastung im Koppelbereich vor.
Des weiteren ist zu erwähnen, dass die Aufnahmen 11, 12 der beiden Hebel 2, 8 nicht gemeinsam gebohrt werden müssen, was fertigungstechnisch recht aufwändig wäre. Lediglich die Aufnahmen 12 im Nebenhebel 8 werden gemeinsam mit den entsprechenden Ringsegmenten 18 gefertigt.
Einen alternativ ausgebildeten schaltbaren Schlepphebel 20 kann sich der Fachmann den 4–6 entnehmen. Hier ist ein schaltbarer Schlepphebel 20 gezeigt, der aus einem balkenförmigen Haupthebel 21 besteht, welcher wiederum an einer Unterseite 22 an einem Ende 23 eine Anlage 24 für ein Gaswechselventil sowie am anderen Ende 25 eine Komplementärfläche 26 für ein Abstützelement aufweist. Zwischen den Enden 22, 25 hat der Haupthebel 21 eine Aussparung 27 (siehe insbesondere 6). Innerhalb der Aussparung 27 verläuft, wie näher die 4, 5 offenbaren, ein abschwenkbarer Nebenhebel 28. Dieser ist im Bereich des anderen Endes 25 auf einer Achse 29 gegenüber dem Haupthebel 21 gelagert. Die Hebel 21, 28 haben wiederum im Nockengrudkreis zueinander fluchtende, quer verlaufende Aufnahmen 30, 31 für wenigstens einen Schieber als Koppelmittel.
Ein interner Anschlag ist über zwei Ringsegmente 36 geschaffen, welche an Innenseiten 37 der Aussparung 27 koaxial zur entsprechenden Aufnahme 30 verlaufen. Der Nebenhebel 28 hat außerdem eine Buchse 32. Diese steht geringfügig über dessen Seitenwände 33 mit je einem Abschnitt 34 über. Soll gekoppelt werden, so schlägt der rückschwenkende Nebenhebel 28 mit Obersei ten 35 der Abschnitte 34 der Buchse 32 an den entsprechenden Ringsegmenten 36 an. Somit ist eine fluchtende Lagezuordnung der Aufnahmen 30, 31 geschaffen.
4 zeigt zudem, dass der Nebenhebel 28 in Richtung zu der Achse 29 beispielsweise offen fortgeführt sein kann, so dass zwischen dessen Gabelenden eine Drehschenkelfeder 40 verlaufen kann.
Alternativ hierzu ist in 5 offenbart, dass der Nebenhebel 28 in Richtung zu der Achse 29 auch durch einen zentralen Ansatz 38 verlängert werden kann. Aufgrund dieses Ansatzes 38 liegt ein recht einfach aufgebauter Nebenhebel 28 vor. Dieser Ansatz 38 kann beidseits von einer Drehschenkelfeder 39 auf der Achse 39 flankiert sein.

1: Schlepphebel
2: Haupthebel
3: Unterseit
4: Ende
5: Anlage
6: Ende
7: Komplementärfläche
8: Nebenhebel
9: Achse
10: Schenkel
11: Aufnahme
12: Aufnahme
13: Schieber
14: Buchse
15: Seitenwand
16: Abschnitt
17: Unterseite
18: Ringsegment
19: Innenseite
20: Schlepphebel
21: Haupthebel
22: Unterseite
23: Ende
24: Anlage
25: Ende
26: Komplementärfläche
27: Aussparung
28: Nebenhebel
29: Achse
30: Aufnahme
31: Aufnahme
32: Buchse
33: Seitenwand
34: Abschnitt
35: Oberseite
36: Ringsegment
37: Innenseite
38: Ansatz
39: Drehschenkelfeder
40: Drehschenkelfeder

Claims

Schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem balkenförmigen Haupthebel (2), der an einer Unterseite (3) an einem Ende (4) eine Anlage (5) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (6) eine Kompiementärfläche (7) für ein Abstützelement aufweist und mit einem wahlweise mit dem Haupthebel (2) koppelbaren und in Draufsicht U-ähnlichen sowie von einem Großhubnocken beaufschlagbaren Nebenhebel (8), der im Bereich des anderen Endes (6) auf einer Achse (9) abschwenkbar gegenüber dem Haupthebel (2) gelagert ist und mit seinen Schenkeln (10) abschnittsweise den Haupthebel (2) einschließt, wobei die Hebel (2, 8) im Nockengrundkreis zueinander fluchtende, quer verlaufende Aufnahmen (11, 12) haben sowie in wenigstens einer der Aufnahmen (11, 12) ein Schieber (13) angeordnet ist, der für eine Kopplung der Hebel (2, 8) abschnittsweise in die gegenüberliegende Aufnahme (12, 11) verlagerbar ist, so daß am Gaswechselventil ein Hub im Sinne des Großhubnockens generiert ist, wobei bei Entkopplung der Hebel (2, 8) ein 0- oder Niedrighub am Gaswechselventil vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (11) des Haupthebels (2) eine Buchse (14) für den Schieber (13) befestigt ist, welche Buchse (14) geringfügig über Seitenwände (15) des Haupthebels (2) mit je einem Abschnitt (16) hinaussteht, wobei, zur der fluchtenden Einstellung der Aufnahmen (11, 12) der Hebel (2, 8) im Nockengrundkreis, Unterseiten (17) der Abschnitte (16) der Buchse (14) an komplementären, koaxialen Ringsegmenten (18) von zugewandten Innenseiten (19) der Schenkel (10) des Nebenhebels (8) anliegen (1–3).
Schaltbarer Schlepphebel (20) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem balkenförmigen Haupthebel (21), der an einer Unterseite (22) an einem Ende (23) eine Anlage (24) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (25) eine Komplementärfläche (26) für ein Abstützelement sowie zwischen seinen Enden (23, 25) eine Aussparung (27) aufweist, innerhalb welcher Aussparung (27) ein wahlweise mit dem Haupthebel (21) koppelbarer und von einem Großhubnocken beaufschlagbarer Nebenhebel (28) verläuft, der im Bereich des anderen Endes (25) auf einer Achse (29) abschwenkbar gegenüber dem Haupthebel (21) gelagert ist, wobei die Hebel (21, 28) im Nockengrundkreis zueinander fluchtende, quer verlaufende Aufnahmen (30, 31) haben sowie in wenigstens einer der Aufnahmen (30, 31) ein Schieber angeordnet ist, der für eine Kopplung der Hebel (21, 28) abschnittsweise in die gegenüberliegende Aufnahme (31, 30) verlagerbar ist, so daß am Gaswechselventil ein Hub im Sinne des Großhubnockens generiert ist, wobei bei Entkopplung der Hebel (21, 28) ein 0- oder Niedrighub am Gaswechselventil vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (31) des Nebenhebels (28) eine Buchse (32) für das Koppelmittel befestigt ist, welche geringfügig über Seitenwände (33) des Nebenhebels (28) mit je einem Abschnitt (34) hinaussteht, wobei, zur der fluchtenden Einstellung der Aufnahmen (30, 31) der Hebel (21, 28) im Nockengrundkreis, Oberseiten (35) der Abschnitte (34) der Buchse (32) an komplementären, koaxialen Ringsegmenten (36) von zugewandten Innenseiten (37) der Aussparung (27) des Nebenhebels (28) anliegen (4–6).
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenhebel (28) in Richtung zu der Achse (29) am anderen Ende (25) über einen auf einer Längsachse des Schlepphebels (20) liegenden, zentralen Ansatz (38) fortgeführt ist, wobei beidseits der Seitenwände (33) des Neben hebels (28) auf der Achse (29) eine zwischen den Hebeln (21, 28) wirkende Drehschenkelfeder (39) appliziert ist (5).
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenhebel (28) in Richtung zu der Achse (29) am anderen Ende (25) gabelförmig fortgeführt ist und innerhalb der Gabelarme des Nebenhebels (28) auf der Achse (29) eine zwischen den Hebeln (21, 28) wirkende Drehschenkelfeder (40) appliziert ist (4).
Verfahren zur Herstellung eines Schlepphebels nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Aufnahmen (11, 12; 30, 31) von Haupt- und Nebenhebel (2, 8; 21, 28) getrennt voneinander gebohrt wobei andererseits die Ringsegmente (18, 36) gemeinsam mit den zugehörigen Aufnahmen (12, 30) bearbeitet werden.