DE102005037051A1

DE102005037051A1 - Schaltbarer Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005037051A1
Application number: DE102005037051A
Authority: DE
Inventors: Bodo Dipl.-Ing. Rörig; Stefan Dipl.-Ing. Gemein; Nicola Dipl.-Ing. Morelli
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2007-02-08
Also published as: KR101252857B1; US20070028879A1; US7302924B2; KR20070017037A

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieser besteht aus einem Außenhebel (2), in dessen Aussparung (3) zwischen seinen Seitenwänden (4) ein Innenhebel (5) verläuft. Der Schlepphebel (1) hat an einer Unterseite (7) an einem Ende (8) eine Anlage (9) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (10) ein Schwenklager (11) für ein Abstützelement. Die Hebel (2, 5) verlaufen an dem Ende (8) auf einer gemeinsamen Achse (12). An dem der Achse (12) abgewandten Ende (10) sind sich längs erstreckende, im Nockengrundkreis zueinander fluchtende Aufnahmen (13, 14) für ein Koppelmittel vorgesehen, welches für eine Kopplung abschnittsweise in oder unter die gegenüberliegende Aufnahme (14, 13) verlagerbar ist. Die Hebel (2, 5) weisen an ihren Oberseiten (15, 16) Nockenkontaktflächen (17, 18) auf. Vom Außenhebel (2) kragt im Bereich dessen der Achse (12) abgewandten Endes (10) ein segmentartiger Ansatz (19) längs in die Aussparung (3), dessen Unterfläche (20) im Koppelfall auf einem komplementären Anschlagstück (21) der angrenzenden Oberseite (16) eines abschwenkenden Endes (22) des Innenhebels (5) anliegt. Somit ist auf einfache Art und Weise eine Fluchtung der Aufnahmen (10a, 10b) für den Koppelfall geschaffen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhebel, in dessen Aussparung zwischen seinen Seitenwänden ein Innenhebel mit seinen Armen verläuft, wobei dem Schlepphebel an einer Unterseite an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Ende ein Schwenklager immanent sind, wobei die Hebel an einem der Enden auf einer gemeinsamen Achse verlaufen und an dem der Achse abgewandten Ende sich längs erstreckende, im Nockengrundkreis zueinander fluchtende Aufnahmen für wenigstens ein Koppelmittel haben, das für eine Kopplung der Hebel abschnittsweise in oder unter die gegenüberliegende Aufnahme verlagerbar ist und wobei wenigstens einer der Hebel an seiner Oberseite mit einer Nockenkontaktfläche versehen ist.

Hintergrund der Erfindung

Um eine fluchtende Position von Aufnahmen für Koppelmittel im Nockengrundkreis bei aus dem Stand der Technik vorbekannten Hebeln darzustellen, hat ein jeweiliger Außenhebel einen den entsprechenden Innenhebel in etwa im Bereich einer Quermittelebene bügelartig untergreifenden Anschlag. Aufgrund der notwendigen Übergangsradien dieses bügelartigen Anschlags von den Armen des Außenhebels in Querrichtung gesehen muss ein derartiger Schlepphebel relativ breit bauen, da der Innenhebel nicht im Radienbereich auf eine Oberseite des Querbügels anschlagen kann. Sollte dennoch ein Anschlagen im Bereich der Radien erfolgen, ist mit einer unnötig hohen Materialbelastung zu rechnen. Auch können Zustände auftreten, bei denen keine ausreichende Fluchtung des Koppelmittels zur gegenüberliegenden Aufnahme gegeben ist, so dass eine Kopplung nicht realisiert werden kann.

Zum anderen liegt auf der Hand, dass aufgrund des die Unterseite des Innenhebels übergreifenden Querbügels der Schlepphebel unnötig tief baut. Hier können Freigängigkeitsprobleme im Zylinderkopfbereich auftreten.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei dem die aufgeführten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass vom Außenhebel im Bereich dessen der Achse abgewandten Endes ein segmentartiger Ansatz längs in die Aussparung kragt, dessen Unterfläche im Koppelfall auf einem komplementären Anschlagstück der angrenzenden Oberseite eines abschwenkenden Endes des Innenhebels anliegt.

Somit sind die vorbeschriebenen Nachteile beseitigt. Der Schutzbereich dieser Erfindung bezieht sich auch auf Lösungen an schaltbaren Schlepphebeln, bei denen eine so genannte „Querverriegelung" appliziert ist.

Aufgrund der hiermit vorgeschlagenen internen Anschlagmaßnahmen, die vorzugsweise einteilig an den jeweiligen Hebelteilen ausgeführt sein sollen, kann auf den vorgenannten bügelartigen Anschlag, welcher den Innenhebel untergreift, verzichtet werden. Somit ist auf einfache Art und Weise eine Fluchtung der Aufnahmen für das wenigstens eine Koppelmittel im Nockengrundkreis geschaffen.

Gleichzeitig kann, so wie es Gegenstand eines Unteranspruchs ist, über diese Anschlagmaßnahmen eine Freigängigkeit einer der Nockenkontaktflächen (vorzugsweise hier Innenhebel) im Nockengrundkreis in Bezug auf den respektiven Nocken realisiert werden. Durch letztgenannte Maßnahme wird eine konstruktive Überbestimmung vermieden und gleichzeitig Grundkreisreibung reduziert.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können an einem schaltbaren Schlepphebel nach dem System „Hubabschalter" oder „Hubumschalter" dargestellt werden. Der vorgeschlagene Hebel baut gegenüber dem Hebel aus dem Stand der Technik relativ schmal. Somit kann er auch bei beengten Bauraumverhältnissen eingesetzt werden und liegt hinsichtlich seiner Masse reduziert vor.

Die Unterfläche des Ansatzes soll vorzugsweise komplementär zu der Gegenfläche am Anschlagstück sein. Hier bieten sich flache, jedoch auch teilzylindrische Eingriffsstrukturen an. Wichtig ist es, eine relativ breite, ggf. separat verschleißgeschützte Kontaktfläche zu schaffen, um die Hertz'sche Pressung niedrig zu halten.

In Konkretisierung der Erfindung kann der segmentartige Ansatz einteilig von der Oberseite des Außenhebels ausgehen und auch an einem Quersteg appli ziert sein, welcher letztlich zusammen mit flügelartigen Nockenkontaktflächen am Außenhebel ausgebildet ist.

In Fortbildung der Erfindung ist es ausgeführt, dass die Aufnahme für das Koppelmittel am Innenhebel an der Unterseite des abschwenkenden Endes des Innenhebels appliziert und als einfacher Anschlagbalken ausgebildet ist. Diese Maßnahme ist besonders günstig hinsichtlich der Fertigungskosten. Ggf. ist es auch vorgesehen, in diesem Bereich eine Bohrung oder eine ähnlich geeignete Öffnung in der Stirnseite des Innenhebels zu applizieren.

Als Nockenabgriffsflächen kommen generell Gleitflächen am Außenhebel infrage. Der Innenhebel kann als Nockenabgriffsfläche einer Rolle, jedoch auch eine Gleitfläche haben. Alternativ kann auch der Außenhebel Rollen als Nockenabgriffe besitzen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gleitflächen als Nockenkontaktflächen am Außenhebel sowie der diese verbindende Quersteg einteilig mit den Seitenwänden des Außenhebels ausgeführt sind. Ggf. können die Nockenkontaktflächen auch fluchtend zu Oberseiten der Seitenwände vorliegen.

Um einen ausreichend breiten Nockenabgriff zu schaffen, ist es vorgeschlagen, die Nockenkontaktflächen des Außenhebels flügelartig über dessen Seitenwände hinaus stehen zu lassen. Um diese flügel- oder segmentartigen Nockenkontaktflächen gut abzustützen, ist es außerdem vorgeschlagen, von denen endseitig je einen fingerartigen Träger in nockenferne Richtung abstehen zu lassen, welcher sich an einer Außenfläche der jeweiligen Seitenwand abstützt.

Vorgeschlagen ist es zudem, wenigstens einen der Hebel aus einem Leichtbauwerkstoff wie Stahlblech oder dergleichen zu fertigen. Ggf. kommen auch Verbundwerkstoffe oder Kunststoffe infrage.

Über das Schwenklager am Außenhebel ist es einfach möglich, Hydraulikmittel zur Aufnahme für das vorzugsweise darüber liegende Koppelmittel aus dem Kopf des zugeordneten Abstützelements zu leiten. Die Anlage für das Gaswechselventil liegt dann in Längsrichtung des Schlepphebels gesehen am anderen Ende.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine räumliche Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schlepphebel;
2 eine räumliche Unteransicht auf den vorgenannten Schlepphebel und die
3 einen Teillängsschnitt durch den Schlepphebel im Bereich des Anschlagstücks.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren offenbaren einen schaltbaren Schlepphebel 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieser hat einen Außenhebel 2. Zwischen Seitenwänden 4 des Außenhebels 2 ist ein Innenhebel 5 gelagert, welcher zwei beabstandete Arme 6 hat, zwischen denen eine Rolle als Nockenkontaktfläche 18 verläuft. Diese Rolle ist, wie 3 näher zeigt, wälzgelagert.
Der Außenhebel 2 hat an einem Ende 10 an einer Unterseite 7 ein als Kalotte ausgebildetes Schwenklager 11. Über dieses ist er auf einem Kopf eines beispielsweise hydraulischen Abstützelements verschwenkbeweglich lagerbar. Am anderen Ende 8 besitzt der Außenhebel 2 an der Unterseite 7 eine Anlage 9 für wenigstens ein Gaswechselventil (hier konkret ein Gaswechselventil).
Außerdem offenbart 3, dass der Außenhebel 2 oberhalb des Schwenklagers 11 eine hier längs verlaufende Aufnahme 13 aufweist. In dieser sitzt im Entkoppelfall ein zeichnerisch nicht gezeigtes, kolbenartiges Koppelmittel. Dieses ist im Nockengrundkreis unter eine komplementäre Aufnahme 14 eines endseitigen Anschlagstücks 21 des Innenhebels 5 für den Koppelfall verlagerbar.
Am anderen Ende 8 des Schlepphebels 1 ist eine Achse 12 positioniert. Auf dieser sind die Hebel 2, 5 zueinander relativ verschwenkbeweglich angeordnet. Zwischen den Armen 6 des Innenhebels 5 ist auf der Achse 12 eine Drehschenkelfeder als Lost-Motion-Feder angeordnet.
Zu erkennen ist in den 1, 2, dass als Nockenkontaktflächen 17 für Hubnocken an Oberseiten 15 der Seitenwände 4 des Außenhebels 2 segmentartige Gleitflächen vorgesehen sind. Letztere sind an der Seite des Endes 10 durch einen bügelartigen Quersteg 23 verbunden. Der Quersteg 23 sowie die Nockenkontaktflächen 17 sind vorzugsweise einteilig mit dem Außenhebel 2 ausgeführt.
Wie 2 näher zeigt, erstrecken sich von Enden 24 der Nockenkontaktflächen 17 fingerartige Träger 25 in nockenferne Richtung. Diese Träger 25 bilden eine hervorragende Abstützung der abschnittsweise über die Seitenwände 4 hinaus stehenden Nockenkontaktflächen 17.
Der 3 kann zudem entnommen werden, dass vom Außenhebel 2 im Bereich dessen der Achse 12 abgewandten Endes 10 ein segmentartiger Ansatz 19 längs in eine Aussparung 3 zwischen den Seitenwänden 4 des Außenhebels 2 kragt. Der Ansatz 19 hat eine Unterfläche 20, die bei Nockengrundkreisdurchlauf und im Koppelfall auf einem komplementären Anschlagstück 21 einer angrenzenden Oberseite 16 des abschwenkenden Endes 22 des Innenhebels 5 aufliegt. Über diese letztgenannten Maßnahmen ist eine einfache Höhenzuordnung der Aufnahme 13 für das Koppelmittel im Außenhebel 2 zu deren respektiver Aufnahme 14 am Innenhebel 5 geschaffen. Gleichzeitig wird über diesen vorgenannten Anschlag die Nockenkontaktfläche 18 des Innenhebels 5 bei Nockengrundkreisdurchlauf kontaktfrei gehalten. Die Nockenkontaktflächen 17 hingegen stützen sich bei Nockengrundkreisdurchlauf (hier kann, muss jedoch nicht, ein Grundkreisnocken vorgesehen sein) an den entsprechenden Nockenkonturen ab. Somit wird ein der Fachwelt bekanntes „Aufpumpen" des hydraulischen Abstützelements vermieden, auf welchem der Schlepphebel 1 über dessen Schwenklager 11 vorzugsweise abgestützt ist.

1: Schlepphebel
2: Außenhebel
3: Aussparung
4: Seitenwand
5: Innenhebel
6: Arm
7: Unterseite
8: Ende
9: Anlage
10: Ende
11: Schwenklager
12: Achse
13: Aufnahme
14: Aufnahme
15: Oberseite
16: Oberseite
17: Nockenkontaktfläche
18: Nockenkontaktfläche
19: Ansatz
20: Unterfläche
21: Anschlagstück
22: Ende
23: Quersteg
24: Ende
25: Träger

Claims

Schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhebel (2), in dessen Aussparung (3) zwischen seinen Seitenwänden (4) ein Innenhebel (5) mit seinen Armen (6) verläuft, wobei dem Schlepphebel (1) an einer Unterseite (7) an einem Ende (8) eine Anlage (9) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (10) ein Schwenklager (11) immanent sind, wobei die Hebel (2, 5) an einem der Enden (8, 10) auf einer gemeinsamen Achse (12) verlaufen und an dem der Achse (12) abgewandten Ende (10, 8) sich längs erstreckende, im Nockengrundkreis zueinander fluchtende Aufnahmen (13, 14) für wenigstens ein Koppelmittel haben, das für eine Kopplung der Hebel (2, 5) abschnittsweise in oder unter die gegenüberliegende Aufnahme (14, 13) verlagerbar ist und wobei wenigstens einer der Hebel (2, 5) an seiner Oberseite (15, 16) mit einer Nockenkontaktfläche (17, 18) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Außenhebel (2) im Bereich dessen der Achse (12) abgewandten Endes (10) ein segmentartiger Ansatz (19) längs in die Aussparung (3) kragt, dessen Unterfläche (20) im Koppelfall auf einem komplementären Anschlagstück (21) der angrenzenden Oberseite (16) eines abschwenkenden Endes (22) des Innenhebels (5) anliegt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der segmentartige Ansatz (19) einteilig von der Oberseite (15) des Außen hebels (2) oder einem der Oberseite (15) nahen Höhenabschnitt ausgeht.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) für das Koppelmittel am Innenhebel (5) an der Unterseite (7) des abschwenkenden Endes (22) des Innenhebels (5) appliziert und als Anschlagbalken ausgebildet ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Nockenkontaktflächen (17) für die Hubnocken an den Oberseiten (15) der Seitenwände (4) des Außenhebels (2) Gleitflächen vorgesehen sind.
Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenkontaktflächen (17) des Außenhebels (2) auf der Seite des der Achse (12) abgewandten Endes (10) durch einen bügelartigen Quersteg (23) verbunden sind.
Schlepphebel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (23) und der segmentartige Ansatz (19) eine Baueinheit bilden.
Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenkontaktflächen (17) am Außenhebel (2) dessen Seitenwände (4) nach außen überragen.
Schlepphebel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass von stirnseitigen Enden (24) der Nockenkontaktflächen (17) im überragenden Bereich je ein fingerartiger Träger (25) in Richtung zur Unterseite (7) läuft, der mit der entsprechenden Seitenwand (4) verbunden ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Armen (6) des Innenhebels (5) eine Rolle als Nockenkontaktfläche (18) für einen weiteren Hubnocken aufgenommen ist, wobei diese Nockenkontaktfläche (18) für einen Abgriff eines großen Hubes und die Nockenkontaktflächen (17) des Außenhebels (2) für einen Abgriff eines demgegenüber kleineren oder 0-Hubes ausgelegt sind.
Schlepphebel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nockengrundkreiskontakt entweder die Nockenkontaktfläche (18) des Innen- oder die Nockenkontaktflächen (17) des Außenhebels (5, 2) kontaktfrei sind.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Hebel (2, 5) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Blech bestehen.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (9) für das Gaswechselventil sowie das Schwenklager (11) am Außenhebel (2) angeordnet sind, wobei die Achse (12) auf der Seite der Anlage (9) verläuft.