DE102007002787A1

DE102007002787A1 - Schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102007002787A1
Application number: DE102007002787A
Authority: DE
Inventors: Bodo Dipl.-Ing. Rörig (FH); Joachim Dipl.-Ing. Seitz (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-07-24
Also published as: WO2008086913A1; EP2102455A1; US20100059001A1; US8136495B2; EP2102455B1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbares Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), das über seinen Außenmantel (3) in einer Aufnahme der Brennkraftmaschine anordenbar ist und in dessen Bohrung (4) ein axial bewegliches, mit seinem Kopf (5) einen Rand (7) des Gehäuses (2) überragendes Innenelement (6) verläuft, wobei dem Abstützelement (1) Koppelmittel (8) zum wahlweisen Koppeln des Innenelements (7) in dessen axial ausgefahrener Position mit dem Gehäuse (2) zugeordnet sind, welches Innenelement (7) aus dem Gehäuse (2) heraus durch wenigstens eine Lost-Motion-Feder (9) beaufschlagt ist, wobei die Koppelmittel (8) als wenigstens ein Schieber ausgebildet sind, der im Entkoppelfall in einer radial oder sekantenartig verlaufenden Führung (10) des Gehäuses (2) positioniert ist und dem, ausgehend von seiner radial inneren Stirn (11), eine abgeflachte Oberseite (12) immanent ist, über die er im Koppelfall mit einer abgeflachten Unterseite (13) einer Ausnehmung (14) im Außenmantel (15) des Innenelements (7) in Eingriff bringbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, das über seinen Außenmantel in einer Aufnahme der Brennkraftmaschine anordenbar ist und in dessen Bohrung ein axial bewegliches, mit seinem Kopf einen Rand des Gehäuses überragendes Innenelement verläuft, wobei dem Abstützelement Koppelmittel zum wahlweisen Koppeln des Innenelements in dessen axial ausgefahrener Position mit dem Gehäuse zugeordnet sind, welches Innenelement aus dem Gehäuse heraus durch wenigstens eine Lost-Motion-Feder beaufschlagt ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Abstützelement, hier hydraulischer Bauart, geht aus der als gattungsbildend betrachteten EP 1 411 214 A2 hervor. Nachteilig ist insbesondere dessen relativ große Bauhöhe, hervorgerufen u. a. durch die übereinander geschachtelte Anordnung von Lost-Motion-Feder, Koppelmechanismus und Hydraulikeinheit. Außerdem wird festgestellt, dass sich die im Innenelement angeordneten Kolben als Koppelmittel im Falle einer gewünschten Demontage (beispielsweise zur Einstellung des Koppelspiels) nur erschwert entfernen lassen.
Außerdem sind Lösungen vorbekannt, bei denen ein entsprechender Schieber als Koppelmittel lateral im Zylinderkopf angeordnet und im Koppelfall in eine entsprechende Eingriffsfläche des Abstützelements verlagerbar ist. Der Fachmann erkennt, dass hier aufwändige Änderungen am Zylinderkopfdesign erforderlich sind und dass eine derartige Vorrichtung seitlich unnötig viel Bauraum benötigt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abstützelement der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Koppelmittel wenigstens ein Schieber vorgesehen ist, der im Entkoppelfall in einer radial oder sekantenartig verlaufenden Führung des Gehäuses positioniert ist und dem, ausgehend von seiner radial inneren Stirn, eine abgeflachte Oberseite immanent ist, über die er im Koppelfall mit einer abgeflachten Unterseite einer Ausnehmung im Außenmantel des Innenelements in Eingriff bringbar ist.
Hierdurch sind die vorgenannten Nachteile beseitigt. Das anmeldungsgemäße Abstützelement baut axial relativ niedrig und erfordert auch in radialer Richtung keinen oder nur einen geringfügig erhöhten Bauraum, wobei nicht mit den auf wändigen Änderungen im Zylinderkopfbereich zu rechnen ist, wie im beschreibungseinleitend zitierten Stand der Technik aufgeführt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abstützelement mit einer an sich bekannten hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung versehen ist, wobei auch mechanische Spieleinstellvarianten denkbar und vorgesehen sind.
Der Erfindungsgedanke lässt sich zwar auch mit nur einem Schieber als Koppelmittel verwirklichen, jedoch ist es besonders vorteilhaft, wenn zwei sich diametral gegenüberliegende Schieber als Koppelmittel vorgesehen sind. Dabei ist insbesondere an kolbenartige Elemente gedacht, die, ausgehend von ihrer radial inneren Stirnseite, an ihrer Oberseite abgeflacht sind und gemäß einer besonders zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung in eine Ausnehmung am Außenmantel des Innenelements eingreifen, welche Ausnehmung als Querschlitz mit sekantenartig-geradem Schlitzgrund dargestellt ist.
Alternativ kommt je Schieber als Koppelmittel auch ein Ringsegment oder eine sichelartige Gestaltung infrage, wobei auch an eine umlaufende oder teilumlaufende Ringnut am Außenmantel des Innenelements für den Koppelfall gedacht ist.
Selbstverständlich erschließen sich dem Fachmann an dieser Stelle noch weitere Ausbildungen der Koppelmittel. So können diese auch als Flachschieber o. dgl. ausgebildet sein. Ggf. ist auch eine Lösung denkbar und vorgesehen, bei der mehrere sternförmig umfangsverteilte Schieber als Koppelmittel im Gehäuse vorgesehen sind.
Aufgrund der vorgeschlagenen abgeflachten Koppelstruktur ist mit lediglich geringen Flächenpressungen im Koppelbereich zu rechnen.
Als einfaches und bauraumsparendes Verlagerungsmittel für den oder die Schieber in Koppelrichtung ist es vorgeschlagen, am Außenmantel des Gehäuses wenigstens eine klammerähnliche Feder zu applizieren, deren Endstücke auf äußere Stirnseiten der Schieber als Koppelmittel einwirken. Gleichzeitig kann über diese klammerähnliche Feder eine Verdrehsicherung für den oder die Schieber als Koppelmittel dargestellt werden, indem bspw. die Endstücke jeweils mit einer radienhaften Einwölbung o. dgl. versehen sind, welche Einwölbung dann in einem entsprechend komplementären Längsschlitz an der äußeren Stirnseite des Koppelmittel einsitzt. Alternativ kann es vorgesehen sein, „glatte" Endstücke in einem Umfangsschlitz je Schieber verlaufen zu lassen.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn zwischen Innenelement und Gehäuse eine Verdrehsicherung wie ein Stift oder eine Kugel vorgesehen ist. Ggf. kann in diesem Bereich auch über Anflachungen das Innenelement gegenüber dem Gehäuse verdrehgesichert sein.
Im Falle der Verwendung eines Stiftes kann dieser in zweckmäßiger Konkretisierung der Erfindung mit einer abgeflachten Unter- und Oberseite versehen sein, so dass beidendige Höhenanschläge für das Innenelement gegenüber dem Gehäuse vorliegen. Ggf. kann auch nur ein einenendiger Höhenanschlag dargestellt sein.
Außerdem ist es denkbar und vorgesehen, über den Stift als Verdrehsicherung ein Koppelspiel einzustellen, das an dieser Stelle nicht näher erläutert werden muss, wobei dann im Montageprozess Stifte vorgehalten werden, die hinsichtlich einer Höhe ihrer Unterseite gruppiert sind.
Alternativ hierzu kann das Koppelspiel auch über hinsichtlich einer Höhe ihrer abgeflachten Oberseite gruppiert vorgehaltene Schieber eingestellt werden.
Eine Rückverlagerung der Schieber in Entkoppelrichtung vollständig in die Führung des Gehäuses ist zweckmäßigerweise über Hydraulikmittel vorgesehen. Dieses kann über eine Ringnut am Außenmantel des Gehäuses und wenigstens eine Querbohrung stirnseitig innen vor die entsprechenden Schieber geleitet werden.
Als Lost-Motion-Feder ist wenigstens eine Schraubendruckfeder o. dgl. vorgeschlagen, die einenends gegen eine Unterseite des Innenelements und anderenends gegen einen Boden des Gehäuses wirkt. Zur weiteren Verringerung der Bauhöhe kann der Grund des Innenelements auch gestuft ausgebildet sein, so dass die Lost-Motion-Feder zumindest teilumfänglich einen Hochdruckraum im Innenelement umschließt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Abstützelement im Bereich dessen Schieber;
2 einen Längsschnitt nach 1, um 90° gedreht mit Verdrehsicherung und die
3 einen vergrößert dargestellten Querschnitt durch das Abstützelement im Bereich der Schieber.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Dargestellt ist ein schaltbares Abstützelement 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dies besteht aus einem topfartigen Gehäuse 2, in dessen Bohrung 4 axial beweglich ein Innenelement 6 aufgenommen ist, das mit seinem Kopf 5 einen Rand 7 des Gehäuses 2 überragt. Der Kopf 5 ist Bestandteil eines in einer Bohrung 29 des Innenelements 6 eingebauten Druckkolbens 31 einer hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung.
Der letztgenannte Druckkolben 31 hat an seinem kopffernen Bereich einen Quersteg 32 mit einem Rückschlagventil 33, das sich in Richtung zu einem dar unter liegenden Hochdruckraum 35 öffnet, der durch einen Grund 34 des Innenelements 6 in kopfferne Richtung begrenzt ist.
Zwischen dem Grund 34 des Innenelements 6 und einem Boden 37 des Gehäuses 2 verläuft eine Lost-Motion-Feder 9, die als Federpaket ausgeführt ist.
Im Gehäuse 2 sind zwei sich diametral gegenüber liegende Schieber als Koppelmittel 8 appliziert. Diese sitzen in respektiven Führungen 10 des Gehäuses 2 und haben, ausgehend von ihrer jeweiligen radial inneren Stirn 11, gestufte Oberseiten 12.
Die Koppelmittel 8 sind in ihrem Koppelstatus dargestellt (1), wobei die flachen Oberseiten 12 mit flachen Unterseiten 13 von entsprechenden Ausnehmungen 14 im Außenmantel 15 des Innenelements 6 kommunizieren. Die Ausnehmungen 14 sind, wie am besten aus 3 ersichtlich ist, als Querschlitze mit sekantenartig–geradem Schlitzgrund 16 dargestellt.
Eine Verlagerung der Schieber als Koppelmittel 8 radial nach innen in ihre Koppelrichtung erfolgt über die Kraft einer bügelähnlichen, nach innen vorgespannten Feder 16a. Diese wirkt mit ihren Endstücken 18 auf äußere Stirnseiten 19 der Schieber als Koppelmittel 8 ein. Eine Führung und Verliersicherung für die Feder 16a ist über eine Umlaufnut 17 am Außenmantel 3 des Gehäuses 2 geschaffen, wobei die Endstücke 18 der Feder 16a, die hier radienhaft eingewölbt dargestellt sind, gleichzeitig formschlüssig in Längsschlitzen 20 der äußeren Stirnseiten 19 der Schieber als Koppelmittel 8 verlaufen. Somit ist eine einfache Verdrehsicherung für die Schieber als Koppelmittel 8 gegenüber ihren Führungen 10 geschaffen.
Gleichzeitig offenbaren die 2, 3, dass das Innenelement 6 über eine stiftartige Verdrehsicherung 21 gegenüber dem Gehäuse 2 gehalten ist. Diese Verdrehsicherung 21 verläuft ortsfest in einer Ausnehmung 22 im Gehäuse 2. Der Verdrehsicherung 21 ist, ausgehend von ihrer radial inneren Stirnseite 24, je eine abgeflachte Unter- und Oberseite 25, 26 immanent. Hierüber erfährt das Innenelement 6 eine Wegbegrenzung in dessen beide Verfahrrichtungen, wobei wahlweise auch im axial ausgefahrenen Zustand ein Koppelspiel der Koppelmittel 8 darstellbar ist. Aufgrund der letztgenannten Verdrehsicherung wird eine sichere Lagezuordnung der Schieber als Koppelmittel 8 gegenüber ihren Ausnehmungen 14 geschaffen.
Eine Rückverlagerung der Schieber als Koppelmittel 8 in Entkoppelrichtung ist über Hydraulikmittel vorgesehen. Hierbei verläuft am Außenmantel 3 des Gehäuses 2 eine Ringnut 38, von der aus zwei sich gegenüber liegende Querbohrungen 39 durch das Gehäuse 2 geführt sind, von denen das Hydraulikmittel in einen Ringraum vor die radial inneren Stirnen 11 der Schieber als Koppelmittel 8 leitbar ist. Wie zu erkennen ist, sind die radial inneren Stirnen 11 der Schieber als Koppelmittel 8 ballig ausgeführt, so dass eine „gute" Heranleitung des Hydraulikmittels gewährleistet ist.
Das dargestellte Gehäuse 2 kann massiv oder auch als tiefgezogenes bzw. fließgepresstes Leichtbauteil ausgebildet sein.

1: Abstützelement
2: Gehäuse
3: Außenmantel
4: Bohrung
5: Kopf
6: Innenelement
7: Rand
8: Koppelmittel (Schieber)
9: Lost-Motion-Feder
10: Führung
11: Stirn
12: Oberseite
13: Unterseite
14: Ausnehmung
15: Außenmantel
16: Schlitzgrund
16a: Feder
17: Umlaufnut
18: Endstück
19: äußere Stirnseite
20: Längsschlitz
21: Verdrehsicherung
22: Ausnehmung
23: Längsaussparung
24: innere Stirnseite
25: Unterseite
26: Oberseite
27: Anschlagfläche
28: Anschlagfläche
29: Bohrung
30: Vorratsraum
31: Druckkolben
32: Quersteg
33: Rückschlagventil
34: Grund
35: Hochdruckraum
36: Unterseite
37: Boden
38: Ringnut
39: Querbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1411214 A2 [0002]

Claims

Schaltbares Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), das über seinen Außenmantel (3) in einer Aufnahme der Brennkraftmaschine anordenbar ist und in dessen Bohrung (4) ein axial bewegliches, mit seinem Kopf (5) einen Rand (7) des Gehäuses (2) überragendes Innenelement (6) verläuft, wobei dem Abstützelement (1) Koppelmittel (8) zum wahlweisen Koppeln des Innenelements (7) in dessen axial ausgefahrener Position mit dem Gehäuse (2) zugeordnet sind, welches Innenelement (6) aus dem Gehäuse (2) heraus durch wenigstens eine Lost-Motion-Feder (9) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelmittel (8) als wenigstens ein Schieber ausgebildet sind, der im Entkoppelfall in einer radial oder sekantenartig verlaufenden Führung (10) des Gehäuses (2) positioniert ist und dem, ausgehend von seiner radial inneren Stirn (11), eine abgeflachte Oberseite (12) immanent ist, über die er im Koppelfall mit einer abgeflachten Unterseite (13) einer Ausnehmung (14) im Außenmantel (15) des Innenelements (7) in Eingriff bringbar ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14) des Innenelements (7) entweder als Querschlitz mit sekantenartig-geradem Schlitzgrund (16) oder ringsegmentartig/sichel artig im Außenmantel (15) des Innenelements (7) auf der Seite des jeweiligen Schiebers als Koppelmittel (8) dargestellt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14) des Innenelements (7) als umlaufende Ringnut ausgebildet ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei sich diametral gegenüberliegende Schieber als Koppelmittel (8) in der Führung (10) des Gehäuses (2) vorgesehen sind.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schieber als Koppelmittel (8) als Kolben und dass dessen Führung (10) im Gehäuse (2) als Bohrung ausgebildet sind, wobei dessen abgeflachte Oberseite (12) Bestandteil einer stufenartigen Materialfreistellung, ausgehend von seiner radial inneren Stirn (11), ist.
Abstützelement nach Anspruch 5, sofern auf Anspruch 4 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verlagerung der beiden Schieber als Koppelmittel (8) in Koppelrichtung über die Kraft wenigstens einer bügel- o. klammerähnlichen, nach innen vorgespannten Feder (16a) dargestellt ist, welche am Außenmantel (3) des Gehäuses (2) entweder anliegt oder in einer Umlaufnut (17) im Außenmantel (3) des Gehäuses (2) geführt ist und mit ihren Endstücken (18) oder Bereichen ihres Innenmantels auf äußere Stirnseiten (19) der Schieber als Koppelmittel (8) einwirkt.
Abstützelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke (18) der Feder (16a) mit einem radienhaft eingewölbten Bereich zum Verdrehsicherungszweck in Längsschlitzen (20) der äußeren Stirnseiten (19) der Schieber als Koppelmittel (8) einsitzen.
Abstützelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Innenelement (6) und Gehäuse (2) eine Verdrehsicherung (21) appliziert ist.
Abstützelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdrehsicherung (21) ein Stift/eine Kugel vorgesehen ist, der/die in einer Ausnehmung (22) des einen Bauteils (Gehäuse (2) oder Innenelement (6)) befestigt ist und mit einer Längsaussparung (23) am jeweils anderen Bauteil (Innenelement (6) oder Gehäuse (2)) kommuniziert.
Abstützelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall des in der Ausnehmung (22) des Gehäuses (2) befestigten Stiftes als Verdrehsicherung (21) dieser eine von seiner radial inneren Stirnseite (24) ausgehende, abgeflachte Unter- und Oberseite (25, 26) besitzt, die als beidendige Höhenanschläge mit gegenüberliegenden Anschlagflächen (27, 28) der Längsaussparung (23) am Innenelement (6) kommunizieren, wobei im Fall der axial ausgefahrenen Anschlagposition des Innenelements (7) eine Lagezuordnung der Schieber als Koppelmittel (8) zu ihren Ausnehmungen (14) des Innenelements (7) dargestellt ist.
Abstützelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung eines Koppelspiels über den Stift als Verdrehsicherung (21) bewerkstelligt ist, der hinsichtlich einer Höhe seiner Unterseite (25) gruppiert vorgehalten ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung eines Koppelspiels über den jeweiligen Schieber als Koppelmittel (8) hergestellt ist, der hinsichtlich einer Höhe seiner Oberseite (12) gruppiert vorgehalten ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (1) mit hydraulischem Spielausgleich versehen ist.
Abstützelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Bohrung (29) des Innenelements (7) ein einen Vorratsraum (30) für Hydraulikmittel einschließender Druckkolben (31) als Bestandteil des Innenelements (7) verläuft, welcher Druckkolben (31) den Kopf (5) hat, wobei an einem kopffernen Quersteg (32) des Druckkolbens (31) ein Rückschlagventil (33) verläuft und axial zwischen dem Quersteg (32) und einem kopffernen Grund (34) des Innenelements (7) ein Hochdruckraum (35) für das Hydraulikmittel gebildet ist und wobei die Ausnehmung (14) für den Schieber als Koppelmittel (8) am Außenmantel (15) des Innenelements (7) zumindest abschnittsweise radial neben dem Hochdruckraum (35) oder höher liegt.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lost-Motion-Feder (9) eine oder mehrere Schraubendruckfedern vorgesehen sind, die einenends gegen eine Unterseite (36) des Innenelements (7) und anderenends gegen einen Boden (37) des topfartigen Gehäuses (2) wirken.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verlagerung des wenigstens einen Schiebers als Koppelmittel (8) in Entkoppelrichtung über Hydraulikmittel herstellbar ist, für dessen Zuleitung am Außenmantel (3) des Gehäuses (2) eine Ringnut (38) oder eine Aussparung wie eine Bohrung axial unterhalb der jeweiligen Führung (10) verläuft, von der aus das Hydraulikmittel über zumindest eine Querbohrung (39) durch das Gehäuse (2) in die Ausnehmung (14) radial innen vor die Stirn (11) des Schiebers als Koppelmittel (8) leitbar ist.