DE102004061680A1

DE102004061680A1 - Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004061680A1
Application number: DE102004061680A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Ing. Krapp; Peter Sailer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-08-03
Also published as: US7159553B2; US20060207528A1

Abstract

Bei einem Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einer lang gestreckten, als Halterungsvorrichtung und Montagehilfe wirkenden Verdrehsicherungsbrücke (16), welche in Abständen hintereinander angeordnete Aufnahmeräume (18) für Ventilspielausgleichselemente aufweist, wobei in jedem Aufnahmeraum (18) ein als Rollenstößel (17) ausgebildetes Ausgleichselement angeordnet ist, das mit einer Stößelrolle (22) auf einen Nocken einer Nockenwelle gerichtet, in dem Aufnahmeraum (18) längs verschieblich gehalten und mit an seinem Mantel ausgebildeten ebenen Schlüsselflächen an korrespondierenden inneren Oberflächen der Verdrehsicherungsbrücke (16) anliegend gegen Verdrehung gesichert ist, und wobei der Aufnahmeraum (18) jeweils eine Öffnung (28) der Verdrehsicherungsbrücke (16) zum Durchtritt einer an dem Rollenstößel (17) stirnseitig abgestützten Stößelstange aufweist, ist erfindungsgemäß in der Verdrehsicherungsbrücke (16) eine den jeweiligen Aufnahmeraum (18) begrenzende Anlagefläche (27) für die von der Stößelrolle (22) abgewandte Stirnseite des Rollenstößels (17) ausgebildet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einer lang gestreckten, als Halterungsvorrichtung und Montagehilfe wirkenden Verdrehsicherungsbrücke, welche in Abständen hintereinander angeordnete Aufnahmeräume für Ventilspielausgleichselemente aufweist, wobei in jedem Aufnahmeraum ein als Rollenstößel ausgebildetes Ausgleichselement angeordnet ist, das mit einer Stößelrolle auf einen Nocken einer Nockenwelle gerichtet, in dem Aufnahmeraum längsverschieblich gehalten und mit an seinem Mantel ausgebildeten ebenen Schlüsselflächen an korrespondierenden inneren Oberflächen der Verdrehsicherungsbrücke anliegend gegen Verdrehung gesichert ist, und wobei dem Aufnahmeraum jeweils eine Öffnung der Verdrehsicherungsbrücke zum Durchtritt einer an dem Rollenstößel stirnseitig abgestützten Stößelstange zugeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Es ist bekannt, als Rollenstößel ausgebildete hydraulische Ventilspielausgleichselemente, welche bereits in Verdrehsicherungsbrücken eingesetzt sind, gemeinsam mit diesen zum Motorenwerk auszuliefern und an den Verbrennungsmotoren zu montieren. Beispielsweise werden Verdrehsicherungsbrücken nach dem U.S.-Patent 5,088,455 als Zulieferteile bezogen und jeweils mit mehreren Rollenstößeln versehen sowie mit einer Schraube zum Befestigen der Verdrehsicherungsbrücke an einem Motorgehäuse als komplette Baueinheit an den Motorenhersteller geliefert. Hierbei ist jedoch für jeden Rollenstößel eine doppelte Transportsicherung seiner hydraulischen Bauteile erforderlich. Diese wird einmal über die zwischen seinen Schlüsselflächen und den korrespondierenden Oberflächen der Brücke wirkende Spannkraft und zum anderen durch einen Sicherungsring erreicht, welcher in dem Rollenstößel eingebaut ist. Damit ergibt sich eine teuere Ausführung, weil für die Herstellung kostenintensive Arbeitsgänge und in dem Rollenstößel ein zusätzliches Bauteil erforderlich sind.

Aus der Druckschrift DE 102 12 522 A1 ist ein Ventiltrieb der eingangs genannten Art bekannt. Wie dort die 6 und 7 zeigen, besteht der dargestellte, in einer Verdrehsicherungsbrücke eingebaute Rollenstößel aus einem äußeren Abschnitt, der in der Brücke axial verschiebbar gehalten ist, und einem inneren Abschnitt, der in einer Bohrung des äußeren Abschnitts axial verschiebbar gehalten ist. Der innere Abschnitt wird von einem Kolben gebildet, welcher längs einer Querschnittsebene in ein unteres Kolbenteil und ein oberes Kolbenteil aufgeteilt ist. Damit der innere Abschnitt auch während der Montage und des Transports der Baueinheit sich nicht herauslöst, sondern in dem äußeren Abschnitt verbleibt, ist in einer inneren Umfangsnut des äußeren Abschnitts als zusätzliches Bauteil ein Sicherungsring eingesetzt, der das obere Kolbenteil festhält.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte transportgesicherte Baueinheit, bestehend aus einer Verdrehsicherungsbrücke und darin eingesetzten Rollenstößeln, für den Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors anzugeben, die mit wenigen zu montierenden Bauteilen in einfacher Weise am Motor angebracht werden kann, so dass sich eine wirtschaftliche Motorenfertigung ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Verdrehsicherungsbrücke eine den jeweiligen Aufnahmeraum begrenzende Anlagefläche für die von der Stößelrolle abgewandte Stirnseite des Rollenstößels ausgebildet ist. Auf diese Weise übernimmt die Verdrehsicherungsbrücke zusätzlich zu der Funktion der Verdrehsicherung der Rollenstößel auch die Funktion der Transportsicherung von deren hydraulischen Bauteilen. Der Rollenstößel wird jeweils mit seinen Bauteilen insgesamt von der Anlagefläche in der Verdrehsicherungsbrücke gehalten, so dass ein zusätzlicher Sicherungsring nicht mehr erforderlich ist. Dadurch wird die Rollenstößelkonstruktion einfacher, denn es kann auch auf eine Nut zur Aufnahme des Sicherungsringes in dem Rollenstößel verzichtet werden.

Der mit seiner Stirnseite an der Anlagefläche abgestützte Rollenstößel wird von einem äußeren zylindrischen Abschnitt und einem in diesem eingesetzten Kolbenteil eines axial verschiebbaren inneren zylindrischen Abschnitts gebildet. Das Kolbenteil kann an zwei die Anlagefläche in ihrer Ebene ergänzenden Laschen der Verdrehsicherungsbrücke abgestützt sein. In diesem Fall schiebt eine Rückstellfeder des Rollenstößels den inneren Abschnitt und damit das Kolbenteil in eine Transportstellung mit maximal möglicher Bauhöhe des inneren Abschnitts. In dieser Stellung ist die Feder nicht mehr vorgespannt. Wird nun an dem Motor in den Ventiltrieb eine den Rollenstößel mit einem Gaswechselventil verbindende Stößelstange eingesetzt, so besteht die Gefahr, dass das in dieser Stellung geöffnete Ventil im Betrieb des Motors mit dem im Motorzylinder befindlichen Motorkolben kollidiert. Daher muss bei der Montage die Stößelstange mit dem Kolbenteil und dem gesamten inneren Abschnitt weiter in den äußeren Abschnitt des Rollenstößels hineingedrückt werden, was gegen die Wirkung der Rückstellfeder und des Hydraulikmittels im Hochdruckraum des Rollenstößels erfolgt. Hierfür ist ein hoher Energieaufwand erforderlich, weil die Hydraulikflüssigkeit nur durch Leckspalte aus dem Hochdruckraum entweichen kann. Dadurch wird die Montagezeit erheblich erhöht.

Dem kann dadurch entgegengewirkt werden, dass das Kolbenteil an zwei sich aus der Ebene der Anlagefläche heraus zum Rollenstößel hin erstreckenden axialen Vorsprüngen bzw. Nasen der Verdrehsicherungsbrücke abgestützt ist. Diese Nasen gewährleisten die notwendige Voreinstellung des Kolbenteils in dem Rollenstößel für die spätere sichere Funktionsweise des Ventiltriebs bereits bei der Montage des Rollenstößels in der Verdrehsicherungsbrücke, vor dem Transport der Baueinheit. In diesem Fall ist also die Rückstellfeder schon vor dem Transport vorgespannt. Die Nasen sind so gestaltet und im Bereich der jeweiligen Öffnung der Verdrehsicherungsbrücke für den Durchtritt der Stößelstange so angeordnet, dass es nicht zu Freigängigkeitsproblemen kommen kann. So ist beispielsweise trotz der Nasen die erforderliche Schwenkbarkeit der Stößelstange gegeben. Statt einer kreisrunden Öffnung, welche an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten durch die beiden Nasen teilweise abgedeckt ist, kann beispielsweise auch eine Öffnung ovaler oder elliptischer Form vorgesehen werden.

Auch durch einen im Bereich der jeweiligen Öffnung an der Verdrehsicherungsbrücke zusätzlich angebrachten Clip kann das Ziel der notwendigen Voreinstellung des Rollenstößels erreicht werden. Für die Herstellung der Verdrehsicherungsbrücke sind unterschiedliche Werkstoffe möglich. Die Verdrehsicherungsbrücke kann beispielsweise ein Blechteil oder ein Kunststoffteil sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 Eine erfindungsgemäße Verdrehsicherungsbrücke mit vier eingesetzten Rollenstößeln in einer Seitenansicht;
2 die Verdrehsicherungsbrücke in der Draufsicht;
3 einen Axialschnitt durch den im linken Endbereich der Verdrehsicherungsbrücke eingesetzten Rollenstößel gemäß Linie III – III der 2;
4 einen Querschnitt durch die Verdrehsicherungsbrücke gemäß Linie IV – IV der 2;
5 eine vergrößerte Darstellung des Endbereichs der Brücke mit dem Rollenstößel nach 3;
6 eine gegenüber 5 abgewandelte Verdrehsicherungsbrücke mit dem Rollenstößel;
7 den Rollenstößel in einem um 90° verdrehten Axialschnitt gemäß Linie VII – VII der 5;
8 eine Draufsicht auf den Rollenstößel nach 7;
9 einen Ventiltrieb ohne Verdrehsicherungsbrücke, mit einem eingebauten Rollenstößel nach dem vorbekannten Stand der Technik, im Axialschnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Ein in 9 dargestelltes hydraulisches Ventilspielausgleichselement nach dem vorbekannten Stand der Technik, wie er aus der Druckschrift DE 198 44 202 A1 hervorgeht, ist als Rollenstößel 1 ausgebildet. Dieser weist einen äußeren zylindrischen Abschnitt 2 auf, welcher in einem zylindrischen Aufnahmeraum 3 einer Brennkraftmaschine 4 axial verschieblich angeordnet ist. Der Rollenstößel 1 enthält außerdem einen inneren zylindrischen Abschnitt 5. Dieser ist in einer zylindrischen Aussparung des äußeren Abschnitts 2 angeordnet und wirkt als Druckkolben, welcher relativ zum äußeren Abschnitt 2 axial beweglich ist. Mit einem Ende ist der äußere Abschnitt 2 auf einem Nocken 6 einer Nockenwelle axial abgestützt. In diesem Endbereich ist eine wälzgelagerte Rolle 7 an dem Rollenstößel 1 drehbar gelagert. Ihre Mantelfläche ist die Anlauffläche für einen unmittelbaren Kontakt des Rollenstößels 1 mit dem Nocken 6.
Der Rollenstößel 1 ist ein Teil eines Ventiltriebs 8 der Brennkraftmaschine 4. Sein innerer Abschnitt 5 weist an dem von dem Nocken 6 abgewandten Ende eine kalottenförmige Anlagefläche 9 für ein axiales Ende 10 einer Stößelstange 11 des Ventiltriebs 8 auf. Über die Stößelstange 11 und einen Kipphebel 12 ist der Rollenstößel 1 mit einem Gaswechselventil 13 der Brennkraftmaschine 4 verbunden, so dass bei der Drehung der den Nocken 6 tragenden Nockenwelle periodisch mit jedem Nockenhub das Gaswechselventil 13 geöffnet und infolge der Wirkung seiner Ventilfeder 14 wieder geschlossen wird. In der Stößelstange 11 ist eine Zuleitung 15 für die Versorgung des Rollenstößels 1 mit Hydraulikmittel angeordnet.
Ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb mit einer in den 1 bis 5 dargestellten Verdrehsicherungsbrücke 16 mit Rollenstößeln 17, wovon einer auch in den 7 und 8 dargestellt ist, weist vier Aufnahmeräume 18 auf, die geradlinig hintereinander in Abständen angeordnet sind. In der Mitte der Brücke 16 befindet sich ein Aufnahmebereich für eine Schraube 19 zur Befestigung der Brücke an einem Verbrennungsmotor. In jedem Aufnahmeraum 18 ist ein Rollenstößel 17 mit seinem oberen Ende eingesetzt und kraftschlüssig gehalten.
Der Rollenstößel 17 besteht jeweils aus einem äußeren zylindrischen Abschnitt 20 und einem inneren zylindrischen Abschnitt 21. Am unteren Ende des äußeren Abschnitts 20 ist eine Stößelrolle 22 drehbar gelagert. Ihre Mantelfläche dient als Anlauffläche für den Nocken einer Nockenwelle. Am oberen Ende weist der äußere Abschnitt 20 eine Bohrung auf, in welche der innere Abschnitt 21 passend eingesteckt ist. Dieser besteht aus einem Kolben, welcher längs einer Querschnittsebene in ein unteres Kolbenteil 23 und ein oberes Kolbenteil 24 aufgeteilt ist. Das untere Kolbenteil 23 grenzt an einen Hochdruckraum 25 des Rollenstößels 17 für das Hydraulikmedium an und ist dort an einer Rückstellfeder 26 axial abgestützt.
Die oberen Stirnseiten des oberen Kolbenteils 24 und des äußeren Abschnitts 20 liegen, wie 5 zeigt, in einer Ebene. In dieser Stellung ist die Rückstellfeder 26 nicht vorgespannt. Erfindungsgemäß weist die Verdrehsicherungsbrücke 16 für diese Stirnseiten des Rollenstößels 17 eine Anlagefläche 27 auf. Diese befindet sich im Bereich einer Öffnung 28 der Verdrehsicherungsbrücke 16, die zur Aufnahme des Endes einer an dem oberen Kolbenteil 24 abgestützten Stößelstange vorgesehen ist. Der Anlagefläche 27 sind zwei Laschen 29 der Verdrehsicherungsbrücke 16 zugeordnet, welche an der Öffnung 28 diametral gegenüberliegen und die lichte Weite der im Übrigen kreisförmigen Öffnung 28 verringern. Sie bilden die Anlagefläche für das obere Kolbenteil 24 des Rollenstößels 17. Daher werden hier die Hydraulikteile des Rollenstößels axial in der Verdrehsicherungsbrücke 16 gehalten.
Für die Sicherung des Rollenstößels 17 gegen Verdrehen weist dessen äußerer Abschnitt 20 in seinem in der Verdrehsicherungsbrücke 16 eingesetzten Längsbereich zwei parallele ebene Schlüsselflächen 30 auf, die an dem Mantel des äußeren Abschnitts 20 diametral gegenüberliegend ausgebildet sind und an korrespondierenden inneren Oberflächen der Verdrehsicherungsbrücke -16 anliegen.
Die in 6 dargestellte erfindungsgemäße Verdrehsicherungsbrücke 31 ist grundsätzlich ebenso aufgebaut, wie die bisher beschriebene Brücke 16, sie ist jedoch insofern abgewandelt, als der Anlagefläche 27 in dem jeweiligen Aufnahmeraum 18 für den Rollenstößel 17 zwei Vorsprünge oder Nasen 32 zugeordnet sind, welche sich von der Öffnung 28 aus axial zum Rollenstößel 17 hin erstrecken. Daher ist bei dieser Ausführung nur der äußere Abschnitt 20 des Rollenstößels an der Anlagefläche 27 abgestützt, während sich das obere Kolbenteil 24 des inneren Abschnitts 21 an den vorspringenden Nasen 32 abstützt.
In dieser Stellung ist der aus dem unteren Kolbenteil 23 und dem oberen Kolbenteil 24 bestehende innere Abschnitt 21 weiter in den Hochdruckraum 25 hineingedrückt, als bei der in 5 gezeigten Stellung, und die Rückstellfeder 26 ist für die Montage der Verdrehsicherungsbrücke 31 an der Brennkraftmaschine vorgespannt.

1: Rollenstößel
2: Äußerer Abschnitt
3: Aufnahmeraum
4: Brennkraftmaschine
5: Innerer Abschnitt
6: Nocken
7: Rolle
8: Ventiltrieb
9: Anlagefläche
10: Ende der Stößelstange
11: Stößelstange
12: Kipphebel
13: Gaswechselventil
14: Ventilfeder
15: Zuleitung
16: Verdrehsicherungsbrücke

17: Rollenstößel
18: Aufnahmeraum
19: Schraube
20: Äußerer Abschnitt
21: Innerer Abschnitt
22: Stößelrolle
23: Unteres Kolbenteil
24: Oberes Kolbenteil
25: Hochdruckraum
26: Rückstellfeder
27: Anlagefläche
28: Öffnung
29: Lasche
30: Schlüsselfläche
31: Verdrehsicherungsbrücke
32: Nase

Claims

Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einer lang gestreckten, als Halterungsvorrichtung und Montagehilfe wirkenden Verdrehsicherungsbrücke (16, 31), welche in Abständen hintereinander angeordnete Aufnahmeräume (18) für Ventilspielausgleichselemente aufweist, wobei in jedem Aufnahmeraum (18) ein als Rollenstößel (17) ausgebildetes Ausgleichselement angeordnet ist, das mit einer Stößelrolle (22) auf einen Nocken einer Nockenwelle gerichtet, in dem Aufnahmeraum (18) längs verschieblich gehalten und mit an seinem Mantel ausgebildeten ebenen Schlüsselflächen (30) an korrespondierenden inneren Oberflächen der Verdrehsicherungsbrücke (16, 3i) anliegend gegen Verdrehung gesichert ist, und wobei dem Aufnahmeraum (18) jeweils eine Öffnung (28) der Verdrehsicherungsbrücke (16, 31) zum Durchtritt einer an dem Rollenstößel (17) stirnseitig abgestützten Stößelstange zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verdrehsicherungsbrücke (16, 31) eine den jeweiligen Aufnahmeraum (18) begrenzende Anlagefläche (27) für die von der Stößelrolle (22) abgewandte Stirnseite des Rollenstößels (17) ausgebildet ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit seiner Stirnseite an der Anlagefläche (27) abgestützte Rollenstößel (17) von einem äußeren zylindrischen Abschnitt (20) und einem in diesem eingesetzten Kolbenteil (24) eines axial verschiebbaren inneren zylindrischen Abschnitts (21) gebildet ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenteil (24) an zwei die Anlagefläche (27) in ihrer Ebene ergänzenden Laschen (29) der Verdrehsicherungsbrücke (16) abgestützt ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenteil (24) an zwei sich aus der Ebene der Anlagefläche (27) heraus zum Rollenstößel (17) hin erstreckenden axialen Vorsprüngen bzw. Nasen (32) der Verdrehsicherungsbrücke (31) abgestützt ist.