DE102010012478A1

DE102010012478A1 - Schaltbarer Schlepphebel

Info

Publication number: DE102010012478A1
Application number: DE201010012478
Authority: DE
Inventors: Norbert Nitz; Stefan Gemein; Lucia Hinkovska
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Außenhebel und einem zwischen den Armen des Außenhebels angeordneten Innenhebel, wobei Außen- und Innenhebel mit den Nocken einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine zusammenwirken und der Innenhebel an seinem ventilseitigen Endbereich mit einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusammenwirkt, wobei der Innenhebel und die Arme des Außenhebels über Koppelmittel koppelbar und ventilseitig über eine Querachsverbindung verschwenkbeweglich verbunden sowie über Federmittel in Schwenkrichtung verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel zumindest teilweise an beidseitig an den Armen nach außen vorstehenden Endabschnitten (1, 2) der Querachsverbindung angeordnet und jeweils mit zumindest einem freien Federschenkel (3, 4) an einem Arm des Außenhebels und mit zumindest einem Federabschnitt (5) am ventilseitigen Endbereich des Innenhebels angelegt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Außenhebel und einem zwischen den Armen des Außenhebels angeordneten Innenhebel, wobei Außen- und Innenhebel mit den Nocken einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine zusammenwirken und der Innenhebel an seinem ventilseitigen Endbereich mit einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusammenwirkt, wobei der Innenhebel und die Arme des Außenhebels über Koppelmittel koppelbar und ventilseitig über eine Quer achsverbindung verschwenkbeweglich verbunden sowie über Federmittel in Schwenkrichtung verspannt sind.
Eine derartiger Schlepphebel ist aus DE 10 2006 061 296 A1 bekannt. Dort ist ein schaltbarer Schlepphebel beschrieben, der aus einem Außenhebel und einem zwischen dessen Armen verlaufenden Innenhebel besteht. Der Außenhebel ist an seinem ventilseitigen Endbereich von einer Querachse durchragt, auf der relativ verschwenkbeweglich zum Außenhebel der Innenhebel gelagert ist, wobei die Querachse von wenigstens einer Drehschenkelfeder als Lost Motion-Feder umragt ist. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass die Drehschenkelfeder an der Querachse zwischen den Armen des Außenhebels und zwischen den Lagerstellen des Innenhebels angeordnet ist. Dadurch ist der Bauraum für die Aufnahme der Lost-Motion-Feder durch den durch die Arme des Außenhebels und den Innenhebel begrenzten ventilseitigen Innenbereich am Schlepphebel begrenzt und die Feder muss an diesen angepasst werden. Zudem ist die Ausbildung der erforderlichen Anschläge im Innenbereich der Hebel aufwändig. Weiterhin sind zur Anlage der Federenden an den Anschlägen der Hebel zusätzliche Führungsmittel zum Spannen der Drehschenkelfeder bei der Montage erforderlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schlepphebel der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaues zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Es wird vorgeschlagen, die Federmittel zumindest teilweise an beidseitig an den Armen des Außenhebels nach außen vorstehenden Endabschnitten der Querachsverbindung anzuordnen. Bevorzugt sind dabei die Federmittel an jeder Seite jeweils mit einem freien Federschenkel an einem Arm des Außenhebels und mit zumindest Federabschnitt am ventilseitigen Endbereich des Innenhebels verspannt angelegt. Auf diese Weise können die Federmittel besonders einfach jeweils an den Außenseiten sowohl der Arme des Außenhebels als auch am Innenhebel angelegt und diese gegeneinander verspannt werden. Die Ausbildung von aufwendigen Federanlagestellen im Innenbereich der Hebel wird dadurch vermieden und so Herstellung und Montage des Schlepphebels vereinfacht.
Bevorzugt weisen die Federmittel zumindest zwei jeweils an einem Endabschnitt der Querachsverbindung angeordnete Wickelkörper einer Drehschenkelfeder auf. Vorzugsweise ist hierbei ein am ventilseitigen Endbereich des Außen- und Innenhebels vorstehender, im Wesentlichen parallel zur Querachsverbindung ausgerichteter Federabschnitt vorgesehen, der die Wickelkörper einteilig verbindet. Alternativ können mehrere, jeweils an einem Endabschnitt der Querachsverbindung angeordnete Dreschenkelfedern vorgesehen sein, die jeweils separate ventilseitig ausgerichtete Federabschnitte zur Anlage am Innenhebel aufweisen.
Sind zum Abgriff der Nocken der Nockenwelle der Brennkraftmaschine am Außenhebel an den den Nocken zugewandten Oberseiten der Arme jeweils Gleitflächen vorgesehen, die seitlich in Querachsenrichtung nach außen überstehen, können die freien Federschenkel der Drehschenkelfeder jeweils an den Unterseiten des Überstands der Gleitflächen angelegt werden. Hierdurch wird eine separate Ausbildung von Anlagestellen zur Anlage der Drehschenkelfeder an den Außenarmen des Außenhebels vermieden. Vorzugsweise sind dabei die freien Federschenkel der Drehschenkelfeder jeweils an der den Armen des Außenhebels zugewandten Seite der Wickelkörper ausgebildet und zu den Armen parallel ausgerichtet.
Es ist vorteilhaft, wenn an den Unterseiten des Überstands der Gleitflächen jeweils eine an die Form des freien Federschenkels angepasste, rillenförmige Vertiefung vorgesehen ist, an der jeweils die freien Federschenkel form- und/oder kraftschlüssig in Querachsenrichtung fixiert an den Armen des Außenhebels angelegt sind.
Zur Anlage des ventilseitigen Federabschnitts am Innenhebel ist bevorzugt an dessen ventilseitigen Endbereichs zumindest ein an diesem stirnseitig vorstehender Anlageabschnitt ausgebildet, an dem der ventilseitige Federabschnitt der Drehschenkelfeder angelegt ist.
Vorzugsweise ist der Anlageabschnitt als eine an Oberseite des ventilseitigen Endbereichs des Innenhebels stirnseitig vorstehend gekrümmt ausgeführte Lasche ausgebildet, die an ihrer Unterseite eine zur Oberseite hin gewölbte Anlagefläche zur form- und/oder kraftschlüssigen Anlage des Federabschnitts der Drehschenkelfeder bildet. Die Lasche kann insbesondere umformtechnisch besonders einfach hergestellt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Innen- und Außenhebel in Blech ausgeführt. Hierdurch ist der Schlepphebel in Leichtbauweise durch blechverarbeitende Verfahren, wie z. B. Stanzen und Umformen, besonders einfach herstellbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen schaltbaren Schlepphebels in der Anordnung mit einem Abstützelement,
2 eine Seitenansicht des Schlepphebels und des Abstützelements,
3 eine Ansicht der Oberseite des Schlepphebels,
4 eine Ansicht der Unterseite des Schlepphebels.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist ein erfindungsgemäßer schaltbarer Schlepphebel beispielhaft dargestellt. Der Schlepphebel ist in Leichtbauweise ausgebildet und besteht aus einem zwischen zwei Armen eines Außenhebels angeordneten Innenhebel. Außenhebel und Innenhebel sind in Blech ausgeführt und wirken jeweils mit Nocken unterschiedlichen Hubes einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennktaftmaschine an ihren den Nocken zugewandten Oberseiten zusammen. Hierzu sind an den Oberseiten der Außenhebel als Gleitflächen ausgeführte Nockenanlaufflächen vorgesehen. Im Bereich der Gleitflächen sind die Oberseiten der Außenhebel jeweils mit einem seitlichen Überstand nach außen an ihren Längsseiten verbreitert ausgeführt. Am Innenhebel erfolgt ein Rollenabgriff der Nockenwelle über eine am Innenhebel angeordnete Nockenrolle. Der Innenhebel wirkt an der von den Nocken abgewandten Unterseite seines ventilseitigen Endbereichs an einer Ventilauflage 10 mit einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusammen. An ihren ventilseitigen Endbereichen sind der Innenhebel und die Arme des Außenhebels über eine Querachsverbindung verschwenkbeweglich miteinander verbunden. Hierzu weisen der Außenhebel an seinen Armen und der Innenhebel an zwei parallel zueinander angeordnete Laschen 14, 15 jeweils eine fluchtend angeordnete Durchgangsöffnung auf, in die eine Querachse gelenkig aufgenommen ist, die die gemeinsame Drehachse von Außen- und Innenhebel bildet. Hierbei steht die Querachse an ihren Endabschnitten 1, 2 an den Außenseiten der Außenhebel seitlich vor. An seinem von der Ventilseite abgewandten abstützseitigen Endbereich ist der Innenhebel an einem Abstützelement 11 über eine Drehachsverbindung verschwenkbar abgestützt. Eine jeweils an den Längsseiten der Arme des Außenhebels nach innen ausgerichtete Einprägung dient als Anschlag zur Begrenzung der Schwenkbewegung zwischen Innen- und Außenhebel.
Außenhebel und Innenhebel sind über Federmittel in Schwenkrichtung gegeneinander verspannt. Hierzu ist eine als Drehschenkelfeder ausgebildete Leerhub- oder Lost-Motion-Feder vorgesehen, die bei einer Leerhubbewegung von Außen- oder Innenhebel diesen wieder in seine Ausgangsstellung zurückstellt. Die Drehschenkelfeder weist zwei Wickelkörper auf, die jeweils an einem der an den Außenseiten der Arme des Außenhebels vorstehenden Endabschnitten 1, 2 der Querachse außenliegend angeordnet sind. Die Wickelkörper sind dabei jeweils über eine Buchse 12, 13 exzentrisch auf den Endabschnitten 1, 2 der Querachse gelagert. Die Drehschenkelfeder weist an den den Armen des Außenhebels zugewandten Seiten der Wickelkörper freie Federschenkel 3, 4 auf, die jeweils zur Abstützseite des Schlepphebels hin parallel zu den Armen ausgerichtet und an den Unterseiten des seitlichen Überstands der Gleitflächen am Außenhebel angelegt sind. Ein am ventilseitigen Endbereich des Schlepphebels stirnseitig vorstehend, sich parallel zur Querachse erstreckender, als bügelartiger Verbindungsdraht ausgeführter Federabschnitt 5 verbindet die Wickelkörper einteilig an ihren von den Außenhebeln abgewandten Außenseiten. Der Verbindungsdraht weist im Querschnitt ein Rechteckprofil auf. Zur Anlage des Verbindungsdrahts am Innenhebel ist an der Oberseite dessen ventilseitigen Endbereichs eine stirnseitig nach außen vorstehend, einteilig mit diesem ausgebildete Lasche 8 vorgesehen. An deren Unterseite ist eine Anlagefläche 9 ausgebildet, an der der Verbindungsdraht etwa mittig an der Längsseite seines Rechteckprofils angelegt ist.
2 zeigt in einer Seitenansicht des Schlepphebels einen Wickelkörper der Drehschenkelfeder an dem an der Längsseite eines Arms des Außenhebels vorstehenden Endabschnitt 2 der Querachse angeordnet. Der Wickelkörper ist auf einer zwischen diesem und der Querachse angeordnete Buchse 13 exzentrisch gelagert. Hierzu weist die Buchse 13 an ihrem Innenumfang eine Ringstufe mit reduziertem Innendurchmesser auf, die in einer ringförmigen Nut am Außenumfang des Endabschnitts 2 der Querachse in Umfangsrichtung geführt wird. Am Auflagepunkt des Wickelkörpers kann die Buchse 13 an der Ringstufe bei einer Verschwenkbewegung zwischen Innen- und Außenhebel reibungsarm abwälzen. Zugleich ist die Buchse 13 an der Ringstufe in der Nut an der Querachse axial fixiert.
An der der äußeren Längsseite des Arms des Außenhebels zugewandten Seite des Wickelkörpers ist der freie Federschenkel 4 der Drehschenkelfeder ausgebildet, der zur Abstützseite des Schlepphebels hin parallel zum Arm ausgerichtet an der Unterseite des Überstands der an der Längsseite des Arms nach außen vorstehenden Gleitfläche angelegt ist. Zugleich liegt der ventilseitig ausgerichtete Federabschnitt 5 an der Unterseite der am ventilseitigen Ende des Innenhebels vorstehenden Lasche 8 an. Diese bildet hierbei an ihrer Unterseite eine zur Oberseite hin gewölbte Anlagefläche 9 zur Anlage des Federabschnitts 5.
In 3 ist der Schlepphebel in einer Ansicht an seiner den Nocken zugewandten Oberseite dargestellt. Das im Querschnitt U-förmige Profil des Innenhebels bildet an den U-Schenkeln die parallel beabstandeten Laschen 14, 15 die an ihren Außenseiten von den Armen des Außenhebels flankiert werden. Zwischen den Laschen 14, 15, etwa mittig zwischen den längsaxialen Enden des Innenhebels, ist auf Höhe der Gleitflächen an den Oberseiten der Arme des Außenhebels ist die Nockenrolle drehbar auf einem Querbolzen gelagert. An ihren ventilseitigen Endbereichen sind die Laschen 14, 15 des Innenhebels nach innen gekröpft mit reduzierter Wandstärke ausgeführt, wobei diese und die zu diesen parallel angeordneten Arme des Außenhebels von der Querachse durchragt werden. Ausgehend von einer am ventilseitigen Ende des Innenhebels zwischen den Laschen 15, 16 vorgesehenen stegartigen Verbindung ist die am Innenhebel stirnseitig vorstehend ausgerichtete, beispielsweise durch Umformen herstellbare, Lasche 8 angeordnet, an deren Unterseite der die Wickelkörper der Drehschenkelfeder verbindende Federabschnitt 5 angelegt ist.
Im Bereich des zwischen den Laschen 14, 15 des Innenhebels angeordneten Abstützelements 11 sind die Laschen 14, 15 und die Arme des Außenhebels jeweils nach außen gekröpft ausgeführt. Dabei sind die Laschen 14, 15 und das Abstützelement 11 über eine Drehachsverbindung verbunden.
4 zeigt den Schlepphebel an seiner den Nocken zugewandten Unterseite. Am ventilseitigen Endbereich des Innenhebels ist einteilig mit diesem die Ventilauflage 10 ausgebildet, an der der Innenhebel mit einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusammenwirkt. Die Drehschenkelfeder greift mit ihren jeweils an der den Armen der Außenhebel zugewandten Seiten der Wickelkörper ausgebildeten und parallel zu den Armen sowie zur Abstützseite des Schlepphebels hin ausgerichteten freien Federschenkel 3, 4 unter die seitlich überstehenden Gleitflächen an den Armen des Außenhebels und verspannt diesen und den Innenhebel. An den ventilseitigen Endabschnitten der Unterseiten der Gleitflächen sind als an die Form der freien Federschenkel 3, 4 angepasste rillenförmige Vertiefungen 6, 7 ausgeführte Anlagen vorgesehen, an der die Federschenkel 3, 4 form- und/oder kraftschlüssig in Querachsenrichtung fixiert an den Armen des Außenhebels angelegt sind.
Der die Wickelkörper der Drehschenkelfeder verbindende Federabschnitt 5 stützt sich an der Anlagefläche 9 an der Unterseite der am Innenhebel stirnseitig vorstehenden Lasche 8 ab. Dabei geht die Belastung der verbundenen Federschenkel 3, 4 von dem Kontakt zwischen der Lasche 8 und dem als Verbindungsdraht ausgeführten Federabschnitt 5 aus. Hierbei sind die Wickelkörper der Drehschenkelfeder jeweils über die Buchse 12, 13 auf den an den Außenseiten der Arme vorstehenden Endabschnitten 1, 2 der Querachse gelagert.
Die Arme des Außenhebels sind über einen die Nockenrolle an der Unterseite des Schlepphebels abstützseitig teilweise überdeckenden Quersteg verbunden. Die Drehachsverbindung zwischen Innenhebel und Abstützelement 13 weist an ihren Enden axial verschiebbare als Verriegelungsbolzen ausgebildete Koppelmittel auf. In herausgeschobener Lage sind die Verriegelungsbolzen an den Unterseiten der abstützseitigen Endbereiche der Arme des Außenhebels anlegbar, wodurch Außenhebel und Innenhebel koppelbar sind. Da Außenhebel und Innenhebel jeweils mit Nocken unterschiedlichen Hubes zusammenwirken, können durch den Schlepphebel in gekoppeltem und in ungekoppeltem Zustand unterschiedliche Hubbewegungen auf das Gaswechselventil der Brennkraftmaschine übertragen werden.
Bezugszeichenliste

1: Endabschnitt
2: Endabschnitt
3: Federschenkel
4: Federschenkel
5: Federabschnitt
6: Vertiefung
7: Vertiefung
8: Lasche
9: Anlagefläche
10: Ventilauflage
11: Abstützelement
12: Buchse
13: Buchse
14: Lasche
15: Lasche

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

DE 102006061296 A1 [0002]

Claims

Schaltbarer Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Außenhebel und einem zwischen den Armen des Außenhebels angeordneten Innenhebel, wobei Außen- und Innenhebel mit den Nocken einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine zusammenwirken und der Innenhebel an seinem ventilseitigen Endbereich mit einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusammenwirkt, wobei der Innenhebel und die Arme des Außenhebels über Koppelmittel koppelbar und ventilseitig über eine Querachsverbindung verschwenkbeweglich verbunden sowie über Federmittel in Schwenkrichtung verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel zumindest teilweise an beidseitig an den Armen nach außen vorstehenden Endabschnitten (1, 2) der Querachsverbindung angeordnet und jeweils mit zumindest einem freien Federschenkel (3, 4) an einem Arm des Außenhebels und mit zumindest einem Federabschnitt (5) am ventilseitigen Endbereich des Innenhebels angelegt sind.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel zumindest zwei jeweils an einem Endabschnitt (1, 2) der Querachsverbindung angeordnete Wickelkörper einer Drehschenkelfeder aufweisen, welche durch einen am ventilseitigen Endbereich des Außen- und Innenhebels vorstehenden im Wesentlichen parallel zur Querachsverbindung ausgerichteten Federabschnitt (5) einteilig verbunden sind.
Schlepphebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anlauf der Nocken an den diesen zugewandten Oberseiten der Arme des Außenhebels seitlich überstehend ausgebildete Gleitflächen vorgesehen sind, wobei die freien Federschenkel (3, 4) jeweils an den Unterseiten des Überstandes der Gleitflächen angelegt sind.
Schlepphebel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Unterseiten des Überstands der Gleitflächen jeweils eine an die Form der freien Federschenkel (3, 4) angepasste Vertiefung (6, 7) vorgesehen ist, an welcher diese jeweils form- und/oder kraftschlüssig in Querachsenrichtung fixiert angelegt sind.
Schlepphebel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am ventilseitigen Endbereich des Innenhebels zumindest ein stirnseitig vorstehender Anlageabschnitt ausgebildet ist, an dem der Federabschnitt (5) angelegt ist.
Schlepphebel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt als eine an Oberseite des ventilseitigen Endbereichs des Innenhebels stirnseitig vorstehend gekrümmte Lasche (8) ausgebildet ist, welche an ihrer Unterseite eine zur Oberseite hin gewölbte Anlagefläche (9) zur Anlage des Federabschnitts (5) bildet.
Schlepphebel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Innen- und Außenhebel in Blech ausgeführt sind.