DE102004048289A1

DE102004048289A1 - Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmashchine

Info

Publication number: DE102004048289A1
Application number: DE200410048289
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Proschko
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-04-27

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Schlepphebel (1). Dieser besteht aus einem Außenhebel (2) und einem zwischen dessen Armen verlaufenden und relativ zu diesem verschwenkbeweglichen Innenhebel (3). In einer oberhalb einer Komplementärfläche (12) für ein Abstützelement verlaufenden Längsbohrung (4) des Außenhebels (2) ist ein Koppelmittel (5) angeordnet, das für den Koppelfall abschnittsweise unter eine Mitnehmerfläche (6) einer Stirnseite (7) des Innenhebels (3) verlagerbar ist. Die Längsbohrung (4) für das Koppelmittel (5) ist als ungestufte Durchgangsbohrung dargestellt. Das in Entkoppelrichtung hydraulisch verlagerbare Koppelmittel (5) besteht koppelseitig aus einem unmittelbar in der Längsbohrung (4) verlaufenden Ringkolben (14), dessen Axialbohrung (15) mit einer gewinde- oder rillenartigen Struktur (16) versehen ist. Mit dieser Struktur ist ein zylindrisches Teil (17) durch Radialaufweiten fest verbunden. Das Teil (17) ragt aus einer koppelfernen Seite (18) des Ringkolbens (14) und ist durch eine Bohrung (19) eines in der Längsbohrung (4) anderenends befestigten Anschlagringes (20) geführt. DOLLAR A Somit liegt ein einfach aufgebauter und kostengünstig zu fertigender Koppelmechanismus bei einem schaltbaren Schlepphebel vor.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem Außenhebel und einem zwischen dessen Armen verlaufenden und relativ zu diesem verschwenkbeweglichen Innenhebel, wobei in einer Längsbohrung eines der Hebel ein Koppelmittel angeordnet ist, das für den Koppelfall abschnittsweise in oder unter eine Mitnehmerfläche einer Stirnseite des im Entkoppelfall abschwenkenden anderen Hebels verlagerbar ist, wobei an einer Unterseite des Schlepphebels an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement verläuft, in deren Bereich die Längsbohrung für das Koppelmittel appliziert ist und wobei zumindest der im Entkoppelfall abschwenkende Hebel wenigstens eine Anlauffläche für einen Hubnocken hat.

Hintergrund der Erfindung

Ein gattungsgemäßer Schlepphebel geht aus der DE 102 11 038 A1 hervor. Dieser hat ebenfalls ein in einer Längsbohrung verlagerbares Koppelmittel. Dem Schlepphebel sind mehrere Nachteile immanent. Zum einen überragt dessen Koppelmittel an einem Ende eine Stirnseite des Schlepphebels. Hierdurch ist mit einem erhöhten Bauraumbedarf zu rechnen. Gerade bei einer nachträglichen Implementierung eines solchen Schlepphebels in einen an sich vorhandenen Zylinderkopf können Probleme auftreten.

Zum anderen ist zu erkennen, dass das Koppelmittel und dessen Längsbohrung eine unnötig gestufte Geometrie haben. Dies erhöht in der Großserienfertigung die Fertigungskosten. So lässt sich beispielsweise die vorgeschriebene Durchgangsbohrung nicht in einem Arbeitsgang fertigen.

Aufgabe der Erfindung

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

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Längsbohrung für das Koppelmittel als ungestufte Durchgangsbohrung dargestellt ist, wobei das in Entkoppelrichtung hydraulisch verlagerbare Koppelmittel koppelseitig aus einem unmittelbar in der Längsbohrung verlaufenden Ringkolben besteht, dessen Axialbohrung mit einer gewinde- oder rillenartigen Struktur versehen ist, mit der ein zylindrisches Teil, als Bestandteil des Koppelmittels, fest verbunden ist, welches Teil aus einer koppelfernen Seite des Ringkolbens ragt und durch eine Bohrung eines in der Längsbohrung anderenends befestigten Anschlagringes geführt ist.

Durch diese Maßnahmen sind die eingangs zitierten Nachteile wirkungsvoll beseitigt. Es liegt eine glatte Durchgangsbohrung für das Koppelmittel vor, welche mit einem Werkzeug und in einem Arbeitsgang recht kostengünstig gefertigt werden kann. Zum anderen ist das Koppelmittel selbst mehrteilig gefertigt. Es besteht aus einem die eigentliche Kopplung bewerkstelligenden Ringkolben, welcher beispielsweise in einem preiswerten Centerless-Schleifverfahren in Massenproduktion gefertigt werden kann und im wesentlichen noch aus dem an den Ringkolben angeschlossenen, zylindrischen Teil, dass vorzugsweise als dünnwandiges Rohrstück ausgebildet ist und durch ein preiswertes sowie sicheres Befestigungsverfahren wie Radialaufweiten mit dem Ringkolben verbunden ist. Ggf. kann das zylindrische Teil auch durch einfaches Aufschrauben etc. mit dem Ringkolben verbunden werden. In diesem Fall ist es mit einem entsprechenden Außengewinde versehen.

Im bevorzugten Fall des Radialaufweitens kommen als Aufweitmittel bspw. eine Kugel oder ein kegeliger Dorn o. ä. infrage. Es ist auch möglich, dass die Kugel nach dem Aufweitprozess anschließend im zylindrischen Teil verbleibt. Auch ist es denkbar, das Teil im Aufweitbereich ggf. zu schlitzen.

Fertigungstechnisch günstig ist es, die gewinde- oder rillenähnliche Struktur nicht über die gesamte Länge der Axialbohrung verlaufen zu lassen. Auch kann die Axialbohrung als Sackbohrung gefertigt werden, so dass hier nicht durchgebohrt werden muss.

Vorzugsweise soll das Koppelmittel in Entkoppelrichtung hydraulisch und in Koppelrichtung über die Kraft wenigstens eines Federmittels wie einer Druckfeder verlagert werden. Denkbar und vorgesehen ist jedoch auch eine umgekehrte Beaufschlagung.

Dadurch, dass das zylindrische Teil durch eine Bohrung eines Anschlagringes an seiner koppelfernen Seite geführt ist, liegt einerseits eine separate und preiswerte einenendige Anlage für das Federmittel über den Anschlagring vor. Andererseits kann auf der abgewandten Seite ein Druckraum für Hydraulikmittel geschaffen werden. Dieser wird in einfacher Art und Weise an der koppelfernen Seite durch einen einteilig vom Rohrstück ausgehenden Ringkragen begrenzt.

Eine einfache Maßnahme zur Zuleitung des Hydraulikmittels zur Verlagerung des Koppelmittels in Entkoppelrichtung ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach soll das Koppelmittel direkt aus der Komplementärfläche für das Abstützelement (somit aus dem Abstützelement) über einen wenn möglich extrem kurzen, geraden Pfad in den Druckraum zwischen Anschlagmittel und Ringkragen des zylindrischen Teils geleitet werden. Es sind jedoch auch anderweitige, externe Versorgungen oder hydraulische Beaufschlagungen in beide Richtungen denkbar. Auch ist es vorgesehen, die Längsbohrung nicht unmittelbar oberhalb und mittig zur Komplementärfläche zu positionieren.

Aufgrund der vorgeschlagenen flachen Eingriffsstruktur zwischen Ringkolben und Mitnehmerfläche des abschwenkenden Hebels ist ein relativ guter Toleranzausgleich bzw. auch eine gute Möglichkeit zur Einstellung des Koppelspiels geschaffen. Ein geringfügiges seitliches Auswandern im Eingriffsbereich ist ermöglicht. Vorgesehen ist es alternativ, wenigstens eine der Eingriffsflächen oder beide zylindrisch zu gestalten, so dass stets ein gut definierbarer Linienkontakt vorliegt.

Zudem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, den Anschlagring koppelseitig mit einer Ringausnehmung zu versehen, in welcher das Federmittel einenends einsitzt. Somit kann über eine dem Ringkolben zugewandte Stirn des Anschlagringes eine genau definierte Wegbegrenzung für den Ringkolben in Entkoppelrichtung gegeben werden, ohne dass das Federmittel auf Block fährt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen schaltbaren Schlepphebel und
2 eine Ansicht des Koppelbereichs des vorgenannten Schlepphebels.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 offenbart einen auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbaren Schlepphebel 1. Dieser besteht aus einem Außenhebel 2, zwischen dessen nicht dargestellten Armen ein abschwenkbarer Innenhebel 3 verläuft. Zumindest der Innenhebel 3 hat eine Anlauffläche 13 für einen Hubnocken und ist im Bereich eines Endes 9 gelenkig mit dem Außenhebel 2 verbunden. Im Bereich des Endes 9, an einer Unterseite 8 des Schlepphebels 1, ist eine Anlage 10 für ein Gaswechselventil positioniert. Am gegenüberliegenden Ende 11 verläuft an der Unterseite 8 eine Komplementärfläche 12. Über diese Komplementärfläche 12 liegt der Außenhebel 2 und somit der gesamte Schlepphebel 1 auf einem Kopf eines hydraulischen Abstützelements auf. Über dieses erfolgt eine Zuführung von Hydraulikmittel über einen kurzen Pfad 24 in einen Druckraum 22 zur Verlagerung eines Koppelmittels 5.
Wie der 1 des weiteren zu entnehmen ist, verläuft oberhalb der Komplementärfläche 12 eine Längsbohrung 4. Diese ist komplett glattflächig, ungestuft dargestellt und kann somit in einem Arbeitsgang preiswert hergestellt werden. In dieser Längsbohrung 4 ist das mehrteilige Koppelmittel 5 angeordnet. Es besteht koppelseitig aus einem Ringkolben 14, der eine Axialbohrung 15 aufweist. Diese Axialbohrung 15 hat, ausgehend von einer koppelfernen Seite 18 des Ringkolbens 14, eine rillenartige Struktur 16.
In der Bohrung 15 verläuft mit einem Ende ein als dünnwandiges Rohrstück ausgebildetes Teil 17 (siehe auch 2). Das Teil 17 ist über ein Befestigungsverfahren wie Radialaufweiten im Bereich der rillenartigen Struktur 16 mit dem Ringkolben 14 verbunden. Hierzu wird in dessen Innerem bspw. eine Kugel appliziert, deren Durchmesser größer ist, als ein Innendurchmesser des Teils 17. Somit kommt es zu einem Verpressen des Teils 17 mit dem Ringkolben 14 im Bereich der rillenartigen Struktur 16 mit hervorragender Halteeigenschaft.
Wie des weiteren den Figuren zu entnehmen ist, verläuft innerhalb der Längsbohrung 4 ein separater Anschlagring 20. Dieser ist in die Längsbohrung 4 beispielsweise eingepresst. Der Anschlagring 20 hat an seiner koppelseitigen Stirn 26 eine Ringausnehmung 25. In dieser ist einenends ein Federmittel 21 (hier Schraubendruckfeder) abgestützt. Dieses wirkt anderenends in Koppelrichtung auf die koppelferne Seite 18 des vorgenannten Ringkolbens 14. Durch die Stirn 26 ist ein einfacher Anschlag für den Ringkolben 14 in dessen Entkoppelrichtung geschaffen.
Das Teil 17 ist dichtend durch eine Bohrung 19 des Anschlagrings 20 geführt. An dieser Stelle ist ein Leckspalt für Hydraulikmittel gebildet. Da dieser auf recht kleinem Durchmesser liegt, ist mit nur geringen Hydraulikmittelverlusten aus dem axial hinter dem Anschlagring 20 liegenden Druckraum 22 für Hydraulikmittel zu rechnen.
An dessen koppelferner Seite, somit axial hinter dem Anschlagring 20, geht das Teil 17 in einen radial nach außen abstehenden Ringkragen 23 über, welcher sich mittelbar gegenüber der Längsbohrung 4 außen abstützt. Der somit zwischen dem Ringkragen 23 und der koppelfernen Seite des Anschlagrings 20 gebildete Druckraum 22 wird aus dem eingangs genannten Pfad 24 zum Zwecke einer Entkopplung beaufschlagt.
Wie zudem 1 zu entnehmen ist, sind im Koppelbereich zylindrische Eingriffsstrukturen vorgesehen. Eine Mitnehmerfläche 6 einer Stirnseite 7 des Innenhebels 3 übergreift im Koppelfall abschnittsweise eine Oberseite des Ringkolbens 14. Denkbar ist an dieser Stelle auch eine klassische Kolben-Bohrung-Kopplung.

1: Schlepphebel
2: Außenhebel
3: Innenhebel
4: Längsbohrung
5: Koppelmittel
6: Mitnehmerfläche
7: Stirnseite
8: Unterseite
9: Ende
10: Anlage
11: anderes Ende
12: Komplementärfläche
13: Anlauffläche
14: Ringkolben
15: Axialbohrung
16: Struktur
17: Teil
18: Seite
19: Bohrung
20: Anschlagring
21: Federmittel
22: Druckraum
23: Ringkragen
24: Pfad
25: Ringausnehmung
26: Stirn

Claims

Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem Außenhebel (2) und einem zwischen dessen Armen verlaufenden und relativ zu diesem verschwenkbeweglichen Innenhebel (3), wobei in einer Längsbohrung (4) eines der Hebel (2, 3) ein Koppelmittel (5) angeordnet ist, das für den Koppelfall abschnittsweise in oder unter eine Mitnehmerfläche (6) einer Stirnseite (7) des im Entkoppelfall abschwenkenden anderen Hebels (3, 2) verlagerbar ist, wobei an einer Unterseite (8) des Schlepphebels (1) an einem Ende (9) eine Anlage (10) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (11) eine Komplementärfläche (12) für ein Abstützelement verläuft, in deren Bereich die Längsbohrung (4) für das Koppelmittel (5) appliziert ist und wobei zumindest der im Entkoppelfall abschwenkende Hebel (3, 2) wenigstens eine Anlauffläche (13) für einen Hubnocken hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (4) für das Koppelmittel (5) als ungestufte Durchgangsbohrung dargestellt ist, wobei das in Entkoppelrichtung hydraulisch verlagerbare Koppelmittel (5) koppelseitig aus einem unmittelbar in der Längsbohrung (4) verlaufenden Ringkolben (14) besteht, dessen Axialbohrung (15) mit einer gewinde- oder rillenartigen Struktur (16) versehen ist, mit der ein zylindrisches Teil (17), als Bestandteil des Koppelmittels (5), fest verbunden ist, welches Teil (17) aus einer koppelfernen Seite (18) des Ringkolbens (14) ragt und durch eine Bohrung (19) eines in der Längsbohrung (4) anderenends befestigten Anschlagringes (20) geführt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Teil (17) als dünnwandiges Rohrstück gefertigt und über ein Befestigungsverfahren wie Radialaufweiten mittels kugeligem oder kegeligem Körper mit der Struktur (16) fest verbunden ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Teil (17) lediglich abschnittsweise in der Axialbohrung verläuft, wobei die Struktur (16) ebenfalls nur im Abschnitt des zylindrischen Teils (17) appliziert ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen dem Ringkolben (14) und dem Anschlagring (20) ein Federmittel (21) wie wenigstens eine Druckfeder zur Verlagerung des Koppelmittels (5) in Entkoppelrichtung eingespannt ist, wobei in koppelferne Richtung gesehen axial hinter dem Anschlagring (20) ein Druckraum (22) für Hydraulikmittel zur Verlagerung des Koppelmittels (5) in Koppelrichtung generiert ist, welcher in koppelferne Richtung durch einen vom Rohrstück (17) abstehenden Ringkragen (23) begrenzt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung (4) zentral oberhalb der Komplementärfläche (12) verläuft, wobei von der Komplementärfläche (12) ein direkter Pfad (24) zur Zuleitung von Hydraulikmittel in den Druckraum (22) gebildet ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (14) mit der Mitnehmerfläche (6) eine zylindrische Eingriffsstruktur besitzt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkolben (14) mit der Mitnehmerfläche (6) eine weitestgehend flache Eingriffsstruktur besitzt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (20) koppelseitig eine Ringausnehmung (25) aufweist, in welcher das Federmittel (21) einenends einsitzt, wobei durch eine koppelseitige Stirn (26) des Anschlagringes (22) dem Ringkolben (14) eine Wegbegrenzung in koppelferne Richtung gegeben ist.