DE102011010617A1

DE102011010617A1 - Schaltbares Ventiltriebssystem

Info

Publication number: DE102011010617A1
Application number: DE201110010617
Authority: DE
Inventors: Oliver Schnell; Peter Sailer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-05-31
Also published as: EP2458166B1; EP2458166A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbares Ventiltriebssystem (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem sich in Zylinderkopfrichtung erstreckenden Träger (2), dessen in Schwerkraftrichtung gelegener Unterseite (3) wenigstens eine Bohrung (4) immanent ist, in welcher kopfüber ein schaltbares Einsteck- oder Abstützelement (5) eingebaut ist, das aus einem in der Bohrung (4) fest sitzenden Gehäuse (6) besteht, in dessen Aufnahme (7) ein demgegenüber axial beweglicher Druckkolben (8) verläuft, an dessen aus der Bohrung (4) stehenden Kopf (9) ein hebelartiger Nockenfolger (9) gelenkig angebunden ist, welcher Druckkolben (8) eine Radialbohrung (10) hat, in der sich zwei ungestuft-zylindrische Koppelkolben (11) gegenüberliegen, von denen jeder für einen Koppelfall abschnittsweise mit einer Oberseite (12) einer diese deutlich spielbehaftet umfassenden Bohrung (13) im Gehäuse (6) in Eingriff bringbar ist, wobei wenigstens ein Sprengring (14) an einem unteren Ende (15) des Gehäuses (6) sitzt, der mit respektiven Anschlagflächen (16) am Druckkolben (8) derartig kommuniziert, dass der Druckkolben (8) einerseits gegenüber dem Gehäuse (6) eine Verdrehsicherung und andererseits aus dem Gehäuse (6) heraus eine Wegbegrenzung erfährt und wobei der Druckkolben (8) aus dem Gehäuse (6) heraus über eine Nockenrückstellfeder (17) beaufschlagt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Ventiltriebssystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem sich in Zylinderkopfrichtung erstreckenden Träger, dessen in oder unter einem Winkel zur Schwerkraftrichtung gelegener Unterseite wenigstens eine Bohrung immanent ist, in welcher kopfüber ein schaltbares Einsteck- oder Abstützelement eingebaut ist, das aus einem in der Bohrung fest sitzenden Gehäuse besteht, in dessen Aufnahme ein demgegenüber axial beweglicher Druckkolben verläuft, an dessen aus der Bohrung stehenden Kopf ein hebelartiger Nockenfolger gelenkig angebunden oder anbindbar ist, welcher Druckkolben eine Radialbohrung hat, in der sich zwei Koppelkolben gegenüberliegen, von denen jeder für einen Koppelfall abschnittsweise mit einer Öffnung des Gehäuses in Eingriff bringbar ist und wobei der Druckkolben aus dem Gehäuse heraus über eine Nockenrückstellfeder beaufschlagt ist.
Ein derartiges System geht aus der DE 10 2007 031 810 A1 hervor. Die Koppelkolben sind aufwändig gestuft und greifen in eine umlaufende, das Gehäuse schwächende Ringnut. Außerdem sind keine Maßnahmen für eine Einstellung eines Koppelspiels getroffen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die aufgeführten Nachteile beseitigt sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Koppelkolben ungestuft-zylindrisch sind, wobei sie im Koppelfall mit einer Oberseite einer diese deutlich spielbehaftet umfassenden Bohrung im Gehäuse als Öffnung in Eingriff bringbar sind und wobei wenigstens ein Sprengring an einem unteren Ende des Gehäuses sitzt, der mit respektiven Anschlagflächen am Druckkolben derartig kommuniziert, dass der Druckkolben einerseits gegenüber dem Gehäuse eine Verdrehsicherung und andererseits aus dem Gehäuse heraus eine Wegbegrenzung erfährt.
Somit sind die vorgenannten Nachteile beseitigt. Die Koppelkolben lassen sich sehr einfach und preisgünstig fertigen. Aufgrund der aufgezeigten spielbehafteten Umfassung der Koppelkolben durch deren Öffnungen im Gehäuse ist ein einfacher Toleranzausgleich (Umfangsrichtung) geschaffen. Der wenigstens eine Sprengring ist als multifunktionales Teil ausgeführt, wobei es gemäß einer Fortbildung der Erfindung vorgesehen ist, über diesen auch ein definiertes Koppelspiel einzustellen, also einen axialen Leerweg, welchen der Druckkolben bei ausgefahrenen Koppelkolben zurücklegt, bis die Kolben an einer Oberseite der Bohrungen „greifen”.
Zur Vermeidung von Kantenträgern bei Kopplung ist es vorgeschlagen, die Bohrungen sich geringfügig konusartig nach außen verjüngend darzustellen.
Zwar kann das Einsteck- oder Abstützelement auch mit mechanischen Spieleinstellmaßnahmen bekannter Bauart versehen sein. Zweckmäßiger ist es jedoch, in dieses eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung zu integrieren, so wie in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen. Gleichzeitig ist ein Zusatzreservoir für das Hydraulikmittel in einem Zylinderraum zwischen einer Oberseite des Druckkolbens und einem Grund des Gehäuses/Trägers vorgesehen, welches Zusatzreservoir über einen Axialpfad durch einen Quersteg bei der Radialbohrung mit der Spielausgleichsvorrichtung in Fluidverbindung steht. Somit ist stets eine sichere Befüllung des Vorratsraums des Spielausgleichselements mit Hydraulikmittel sichergestellt.
Als einfache Nockenrückstellfeder, die auch als Lost-Motion-Feder bezeichnet wird, ist eine in den vorgenannten Zylinderraum eingebaute Schraubendruckfeder vorgeschlagen, wobei ebenfalls eine Schraubendruckfeder zum „Ausfahren” der Koppelkolben vorgesehen ist, deren Radialbohrung auch nicht durchgehend, sondern jeweils als Sackbohrung ausgeführt sein kann.
Eine Verschiebung der Koppelkolben in deren Entkoppelrichtung radial nach innen ist einfach über vor deren Außenstirnen leitbares Hydraulikmittel herstellbar.
Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist das Gehäuse durch einen Boden verschlossen, hat also topfartige Geometrie. Es kann jedoch auch als Hülse dargestellt sein, so dass sich die Nockenrückstellfeder unmittelbar an einem Grund der Bohrung abstützt.
Als Träger für das Ventiltriebssystem kommt eine einfache Führungsleiste infrage. Das jeweilige Einsteck- oder Abstützelement kann in einer respektiven Rippe in der Unterseite des Trägers positioniert sein. Das Ventiltriebssystem eignet sich auch für einen Einbau in einen Boxermotor.
Das gesamte Ventiltriebssystem kann komplett vormontiert mit Hebeln geliefert werden, so dass sich eine Montage der Einzelteile am Zylinderkopf erübrigt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erklärt. Es zeigen:
1 eine Ansicht einer ersten Variante eines Ventiltriebssystems mit einem in Schwerkraftrichtung gerichteten Einsteck- oder Abstützelement und
2 eine weitere Variante eines Ventiltriebssystems mit schräg zur Schwerkraftrichtung weisendem Einsteck- oder Abstützelement (Boxermotor).
Dargestellt ist in den 1, 2 ein schaltbares Ventiltriebssystem 1 für eine Brennkraftmaschine. Dieses besteht aus einem sich in Zylinderkopfrichtung erstreckenden Träger 2, dessen in Schwerkraftrichtung gelegene Unterseite 3 eine Bohrung 4 hat. In Letztgenannter sitzt kopfüber ein schaltbares Einsteck- oder Abstützelement 5, welches aus einem in der Bohrung 4 fest sitzenden Gehäuse 6 besteht, in dessen Aufnahme 7 ein demgegenüber axial beweglicher Druckkolben 8 verläuft. Das Gehäuse 6 ist durch einen Boden 33 verschlossen, welcher am Grund 27 des Trägers 2 anliegt.
An einem aus der Bohrung 4 stehenden Kopf 9 des Druckkolbens 8 ist ein hebelartiger Nockenfolger 9 (Kipphebel) über eine Halteklammer gelenkig angebunden. Der Druckkolben 8 hat eine durchgehende Radialbohrung 10, in der sich zwei ungestuft-zylindrische Koppelkolben 11 gegenüberliegen. Als Träger 2 kommt eine separate Leiste infrage.
Für einen Koppelfall, wie gezeigt, sind die zylindrischen Koppelkolben 11 abschnittsweise mit einer Oberseite 12 einer diese jeweils deutlich spielbehaftet umfassenden Bohrung 13 im Gehäuse 6 in Eingriff. Die Bohrungen 13 haben einen leichten, sich konusähnlich radial nach außen verjüngenden Verlauf, welcher in der Zeichnung nicht zu sehen ist.
Zu erkennen sind des Weiteren zwei Sprengringe 14 an einem unteren Ende 15 des Gehäuses 6. Diese sitzen in einer Ausnehmung 18 des Gehäuses 6 und haben an ihrem Innenmantel 19 jeweils eine Abflachung 20, über die sie zum Verdrehsicherungszweck des Druckkolbens 8 gegenüber dem Gehäuse 6 mit einer Längsabflachung 21 am Außenmantel 22 des Druckkolbens 8 zusammenwirken. Gleichzeitig erfährt der Druckkolben 8 aus dem Gehäuse 6 heraus eine Wegbegrenzung durch Anlage am obersten Sprengring 14 über dessen Anschlagfläche 16.
In den Druckkolben 8 ist eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung 23 eingebaut. Diese wird, neben dem in 1 rechts gezeigten Pfad, über ein Zusatzreservoir 24 mit Hydraulikmittel versorgt, dass in einem Zylinderraum 25 zwischen einer Oberseite 26 des Druckkolbens 8 und einem Grund 27 liegt, welches Zusatzreservoir 24 über einen Axialpfad 28 durch einen Quersteg 29 bei der Radialbohrung 10 mit der Spielausgleichsvorrichtung 23 in Fluidverbindung steht.
In dem gleichen Zylinderraum 25 ist eine Nockenrückstellfeder 17 eingespannt, die zwischen der Oberseite 26 und dem Grund 27 positioniert und als Schraubendruckfeder ausgebildet ist.
Eine Verschiebung der Koppelkolben 11 radial nach außen erfolgt über ein zwischen deren Innenstirnen 30 eingespanntes Druckfedermittel 31, das hier als Schraubendruckfeder vorliegt. Eine Verlagerung der Koppelkolben 11 radial nach innen wird über vor deren Außenstirnen 32 heranleitbares Hydraulikmittel bewerkstelligt.
Aus 3 ist ein ähnlicher Aufbau wie vorgenannt entnehmbar, wobei hier das Einsteck- oder Abstützelement 5 schräg in Erdrichtung angestellt ist und der Nockenfolger 9 sich in etwa senkrecht zur Horizontalen erstreckt. Dieser Aufbau ist bei einem Boxermotor vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Ventiltriebssystem
2: Träger
3: Unterseite
4: Bohrung
5: Einsteck- oder Abstützelement
6: Gehäuse
7: Aufnahme
8: Druckkolben
9: Nockenfolger
10: Radialbohrung
11: Koppelkolben
12: Oberseite
13: Bohrung
14: Sprengring
15: unteres Ende
16: Anschlagfläche
17: Nockenrückstellfeder
18: Ausnehmung
19: Innenmantel
20: Abflachung
21: Längsabflachung
22: Außenmantel
23: Spielausgleichsvorrichtung
24: Zusatzreservoir
25: Zylinderraum
26: Oberseite
27: Grund
28: Axialpfad
29: Quersteg
30: Innenstirn
31: Druckfedermittel
32: Außenstirn
33: Boden
34: Rippe

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 102007031810 A1 [0002]

Claims

Schaltbares Ventiltriebssystem (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem sich in Zylinderkopfrichtung erstreckenden Träger (2), dessen in oder unter einem Winkel zur Schwerkraftrichtung gelegener Unterseite (3) wenigstens eine Bohrung (4) immanent ist, in welcher kopfüber ein schaltbares Einsteck- oder Abstützelement (5) eingebaut ist, das aus einem in der Bohrung (4) fest sitzenden Gehäuse (6) besteht, in dessen Aufnahme (7) ein demgegenüber axial beweglicher Druckkolben (8) verläuft, an dessen aus der Bohrung (4) stehenden Kopf (9) ein hebelartiger Nockenfolger (9) gelenkig angebunden oder anbindbar ist, welcher Druckkolben (8) eine Radialbohrung (10) hat, in der sich zwei ungestuft-zylindrische Koppelkolben (11) gegenüberliegen, von denen jeder für einen Koppelfall abschnittsweise mit einer Oberseite (12) einer diese deutlich spielbehaftet umfassenden Bohrung (13) im Gehäuse (6) in Eingriff bringbar ist, wobei wenigstens ein Sprengring (14) an einem unteren Ende (15) des Gehäuses (6) sitzt, der mit respektiven Anschlagflächen (16) am Druckkolben (8) derartig kommuniziert, dass der Druckkolben (8) einerseits gegenüber dem Gehäuse (6) eine Verdrehsicherung und andererseits aus dem Gehäuse (6) heraus eine Wegbegrenzung erfährt und wobei der Druckkolben (8) aus dem Gehäuse (6) heraus über eine Nockenrückstellfeder (17) beaufschlagt ist.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1, wobei entweder nur die Oberseite (12) jeder Bohrung (13) des Gehäuses (6) einen konussegmentähnlichen, sich radial nach außen verjüngenden Verlauf hat oder wobei jede Bohrung (13) des Gehäuses (6) einen konusähnlichen, sich radial nach außen verjüngenden Verlauf aufweist.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1, wobei zumindest zwei übereinander liegende Sprengringe (14) in einer Ausnehmung (18) des Gehäuses (6) sitzen, von denen zur Einstellung eines Koppelspiels der obere Sprengring (14)/die oberen Sprengringe in der Montage dickenkonstant und der zuunterst liegende Sprengring (14) dickenvariabel vorgehalten ist.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Sprengring (14) an seinem Innenmantel (19) eine Abflachung (20) hat, mit welcher er zum Verdrehsicherungszweck mit einer Längsabflachung (21) am Außenmantel (22) des Druckkolbens (8) zusammenwirkt.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Einsteck- oder Abstützelement (5) mit einer in seinem Druckkolben (8) integrierten hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung (23) versehen ist, wobei ein Zusatzreservoir (24) für das Hydraulikmittel in einem Zylinderraum (25) zwischen einer Oberseite (26) des Druckkolbens (8) und einem Grund (27) des Gehäuses (6)/Trägers (2) vorgesehen ist, welches Zusatzreservoir (24) über einen Axialpfad (28) durch einen Quersteg (29) bei der Radialbohrung (10) mit der Spielausgleichsvorrichtung (23) in Fluidverbindung steht.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1 oder 5, wobei als Nockenrückstellfeder (17) zumindest eine Schraubendruckfeder appliziert ist, die in einem Zylinderraum (25) zwischen einer Oberseite (26) des Druckkolbens (8) und einem Grund (27) des Gehäuses (6)/Trägers (2) eingespannt ist.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1, wobei die Koppelkolben (11) über wenigstens ein zwischen deren Innenstirnen (30) eingespanntes Druckfedermittel (31) in Koppelrichtung verlagerbar sind, wobei deren Verschiebung in Entkoppelrichtung über vor deren Außenstirnen (32) heranleitbares Hydraulikmittel bewerkstelligt ist.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (6) durch einen Boden (33) verschlossen ist, der an einem Grund (27) des Trägers (2) anliegt.
Ventiltriebssystem nach Anspruch 1, wobei als Träger (2) eine separate, im Zylinderkopfbereich zu verschraubende Führungsleiste vorgesehen ist.