DE102011082226A1

DE102011082226A1 - Doppelschenkelfeder für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011082226A1
Application number: DE102011082226A
Authority: DE
Inventors: Johannes Meyer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-03-07
Also published as: EP2568132A1; EP2568132B1

Abstract

Doppelschenkelfeder (1) für einen hubvariablen Ventiltrieb (2) in einem Zylinderkopf (3) einer Brennkraftmaschine, wobei der Ventiltrieb (2) einen Schwenkhebel (4) umfasst, der einerseits mit einem Rollenelement (5) mit einem Schwingdrehpunkt (5') auf einer Kulissenbahn (6') einer Kulisse (6) und andererseits mit einer Steuerbahn (4') auf einem Zwischenelement (7) zu einem Gaswechselventil (8) spielfrei abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel (4) zur Hubeinstellung zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken (9') einer Nockenwelle (9) entgegen einer Kraft der Doppelschenkelfeder (1) gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt (5') von einer Verstelleinrichtung (10) zur Hubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn (6') gesteuert verschiebbar ist, wobei die Doppelschenkelfeder (1) in ihrem Mittenbereich einen Zwischenschenkel (11) bildet mit einer Drehrichtungsumkehr der zwei Federschenkel (1a, 1b) und wobei die Doppelschenkelfeder (1) im Bereich des Zwischenschenkels (11) montierbar ist, wobei der Zwischenschenkel (11) V-förmig ausgebildet und bei einer Montage in eine korrespondierende V-Nut (12) einsteckbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine deutlich toleranzreduzierte, seitliche Zentrierung der Doppelschenkelfeder ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelschenkelfeder für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Doppelschenkelfeder für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 22 152 A1 bekannt. In dieser Offenlegungsschrift ist eine Montagehilfe für eine Doppelschenkelfeder für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine beschrieben, wobei die Doppelschenkelfeder aus zumindest einer ersten und einer zweiten Schenkelfeder, die weitgehend koaxial zu einer gemeinsamen Federachse angeordnet sind, dargestellt ist und die erste Schenkelfeder einen ersten Federschenkel und die zweite Schenkelfeder einen zweiten Federschenkel aufweisen, wobei die Wicklungsrichtungen der ersten und der zweiten Schenkelfeder entgegengesetzt und die erste und zweite Schenkelfeder im Bereich der Umkehr der Wicklungsrichtung miteinander einen gemeinsamen Zwischenschenkel bilden, der mit einem Abschnitt des Zylinderkopfes verbindbar ist, wobei die Montagehilfe den ersten und den zweiten Federschenkel mit dem Zwischenschenkel in einer vorgespannten Wirkposition lösbar miteinander verbindet. Durch die Montagehilfe ist eine gefahrlose und problemlose Montage der Doppelschenkelfeder in einem hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine möglich.
Aus der DE 10 2006 033 559 A1 , von der diese Erfindung ausgeht, ist ein hubvariabler Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine bekannt. Der hubvariable Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine weist zumindest einen ersten und einen zweiten Zylinder und gleichwirkende Gaswechselventile auf, wobei jedem Zylinder eine Gaswechselventilbetätigungseinheit zugeordnet ist. Diese Gaswechselventilbetätigungseinheit besteht aus zumindest:
Einem Zwischenhebel, der einerseits schiebebeweglich auf einer Kulissenbahn einer Kulisse gelagert ist und andererseits eine Arbeitskurve aufweist, wobei
die Arbeitskurve über ein Zwischenelement mit einem Gaswechselventil in Wirkverbindung steht, wobei
eine erste Stellvorrichtung zum Drehen des Zwischenhebels um einen kulissennahen Punkt gegen eine Federkraft eines Federelementes vorgesehen ist, wobei
Der Zwischenhebel mit einer zweiten Stellvorrichtung entlang der Kulissenbahn verschiebbar ist, wobei
die zweite Stellvorrichtung einen ersten Einstellpunkt für einen Nullhub, zumindest einen zweiten Einstellpunkt für einen Teilhub und einen dritten Einstellpunkt für einen Vollhub des Gaswechselventils aufweist und wobei dem Gaswechselventil des ersten Zylinders eine erste zweite Stellvorrichtung und dem Gaswechselventil des zweiten Zylinders eine zweite zweite Stellvorrichtung zugeordnet ist.
Um die geforderte Positionsgenauigkeit der Schenkelenden der Doppelschenkelfeder im Zylinderkopf zu gewährleisten, muss die Doppelschenkelfeder bei der Montage und der nachfolgenden Verschraubung mit einer Hilfsvorrichtung positioniert werden. Die Zentrierung der Drehfeder über das Spiel, sowie die Positionstoleranz des Befestigungsgewindes im Zylinderkopf erhöht die Gesamttoleranz der Schenkelenden. Ein Winkelfehler des Halteblechs am Zwischenschenkel erhöht die Positionsgenauigkeit der Schenkelenden zusätzlich. Die Fertigung des Befestigungsgewindes sowie der Schraubvorgang stellen einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand dar. Die Bereitstellung der Befestigungsschraube erhöht die Herstellkosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, o. g. Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird die Doppelschenkelfeder durch einfaches Stecken in die Aufnahme, einer V-förmigen Nut im Zylinderkopf, montiert. Durch die V-förmige Aufnahme im Zylinderkopf wird eine deutlich toleranzreduzierte seitliche Zentrierung der Doppelschenkelfeder ermöglicht, da die o. g. Spiele (Schraube, Gewinde, Befestigungsloch) bei der Positionierung des Doppelschenkelfedersystems entfallen. Der Montageaufwand wird durch den Entfall der Bereitstellung der Befestigungsschraube sowie des Schraubvorgangs deutlich reduziert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante.
Die Ausgestaltungen gemäß Patentanspruch 3 sind zwei besonders bevorzugte Ausführungsvarianten.
Der Winkelbereich gemäß Patentanspruch 4 hat sich als besonders geeignet herausgestellt.
Im Folgenden wird die Erfindung in zwei Figuren anhand des Standes der Technik und in einer dritten Figur anhand einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung näher erläutert.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine gattungsgemäße Doppelschenkelfeder gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt eine Seitenansicht eines gattungsgemäßen hubvariablen Ventiltriebs gemäß dem Stand der Technik
3 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Doppelschenkelfeder.
Im Folgenden gelten in den 1 bis 3 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine dreidimensional dargestellte gattungsgemäße Doppelschenkelfeder 1 für einen hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Die Doppelschenkelfeder 1 weist zwei Federschenkel 1a, 1b auf, zwischen denen ein Zwischenschenkel 11 angeordnet ist. Am Zwischenschenkel 11 ändert sich die Drehrichtung der Federschenkel 1a, 1b. Jeder Federschenkel 1a, 1b ist jeweils einem gleichwirkenden Gaswechselventil eines Zylinders zugeordnet. Der Zwischenschenkel 11 ist ferner von einem Montageblech 15 umfasst, mit einer nicht bezifferten Montagebohrung. Um eine gefahrlose und problemlose Montage der Doppelschenkelfeder in einem hubvariablen Ventiltrieb in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, sind die zwei Federschenkel 1a, 1b und der Zwischenschenkel 11 mit einer Montagehalterung 14 in vorgespannter Position miteinander verbunden.
2 zeigt eine Seitenansicht auf einen gattungsgemäßen hubvariablen Ventiltrieb 2 in einem Zylinderkopf 3 einer Brennkraftmaschine, wie er aus dem Stand der Technik, der DE 10 2006 033 559 A1 bekannt ist. Die bekannte Doppelschenkelfeder 1 ist für den hubvariablen Ventiltrieb 2 in dem Zylinderkopf 3 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine vorgesehen. Der Ventiltrieb 2 umfasst einen Schwenkhebel, der einerseits mit einem Rollenelement 5 mit einem Schwingdrehpunkt 5' auf einer Kulissenbahn 6' einer Kulisse 6 und andererseits mit einer Steuerbahn 4' auf einem Zwischenelement 7 zu einem Gaswechselventil 8 spielfrei abgestützt ist. Zur Hubeinstellung ist der Schwenkhebel 4 zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken 9' einer Nockenwelle 9 entgegen einer Kraft der Doppelschenkelfeder 1 gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt 5' von einer Verstelleinrichtung 10 zur Hubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn 6' gesteuert verschiebbar. Weiter bildet die Doppelschenkelfeder 1 in ihrem Mittenbereich den Zwischenschenkel 11, mit einer Drehrichtungsumkehr der zwei Federschenkel 1a, 1b, wobei der Zwischenschenkel 11 von dem Montageblech 15 umhüllt ist. Mit einem Montagemittel 16, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schraube, ist die Doppelschenkelfeder 1 entweder am Zylinderkopf 3 oder an einem Wellenlager befestigbar. Zur Funktionsweise des hubvariablen Ventiltriebs 2 wird auch auf die internationale Patentanmeldung WO 02/092972 A1 hingewiesen.
3 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Doppelschenkelfeder 1, in Einbaulage, an einem Wellenlager 17 angeordnet. Erfindungsgemäß ist im Gegensatz zum zitierten Stand der Technik der Zwischenschenkel 11 V-förmig ausgebildet und bei einer Montage in eine korrespondierende V-Nut 12 einsteckbar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zwischenschenkel 11 zusätzlich von einem V-förmigen Blech 13 umfasst.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die V-Nut 12 in einem Wellenlager angeordnet, in einem anderen Ausführungsbeispiel kann sie auch in einem Maschinengehäuse 17, wie beispielsweise direkt in einem Zylinderkopf, angeordnet sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der V-Winkel α des Zwischenschenkels 11 und der V-Nut 12 ca. 45° auf, im weiteren Ausführungsbeispielen kann dieser V-Winkel α zwischen 20° und 120° betragen.
Die erfindungsgemäße Doppelschenkelfeder 1 wird bevorzugt mit dem Blech 13 durch einfaches Stecken in die V-förmige Nut im Zylinderkopf oder in einem Wellenlager 17 montiert. Durch die V-förmige Aufnahme im Zylinderkopf oder im Wellenlager 17 wird eine deutlich toleranzreduzierte seitliche Zentrierung der Doppelschenkelfeder 1 ermöglicht, da die eingangs genannten Spiele (Befestigungsschraube/Befestigungsloch) bei der Positionierung des Doppelschenkelfedersystems entfallen. Der Montageaufwand wird durch den Entfall der Bereitstellung der Schraube (Befestigungsmittel) sowie des Schraubvorgangs deutlich reduziert.
Bezugszeichenliste

1: Doppelschenkelfeder
1a: Federschenkel
1b: Federschenkel
2: Ventiltrieb
3: Zylinderkopf
4: Schwenkhebel
4': Steuerbahn
5: Rollenelement
5': Schwingdrehpunkt
6: Kulisse
6': Kulissenbahn
7: Zwischenelement
8: Gaswechselventil
9: Nockenwelle
9': Nocke
10: Verstelleinrichtung
11: Zwischenschenkel
12: V-Nut
13: Blech
14: Montagehalterung
15: Montageblech
16: Montagemittel
17: Wellenlager

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 10122152 A1 [0002]
DE 102006033559 A1 [0003, 0018]
WO 02/092972 A1 [0018]

Claims

Doppelschenkelfeder (1) für einen hubvariablen Ventiltrieb (2) in einem Zylinderkopf (3) einer Brennkraftmaschine, wobei der Ventiltrieb (2) einen Schwenkhebel (4) umfasst, der einerseits mit einem Rollenelement (5) mit einem Schwingdrehpunkt (5') auf einer Kulissenbahn (6') einer Kulisse (6) und andererseits mit einer Steuerbahn (4') auf einem Zwischenelement (7) zu einem Gaswechselventil (8) spielfrei abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel (4) zur Hubeinstellung zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken (9') einer Nockenwelle (9) entgegen einer Kraft der Doppelschenkelfeder (1) gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt (5') von einer Verstelleinrichtung (10) zur Hubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn (6') gesteuert verschiebbar ist, wobei die Doppelschenkelfeder (1) in ihrem Mittenbereich einen Zwischenschenkel (11) bildet mit einer Drehrichtungsumkehr der zwei Federschenkel (1a, 1b) und wobei die Doppelschenkelfeder (1) im Bereich des Zwischenschenkels (11) montierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenschenkel (11) V-förmig ausgebildet und bei einer Montage in eine korrespondierende V-Nut (12) einsteckbar ist.
Doppelschenkelfeder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenschenkel (11) von einem V-förmigen Blech (13) umfasst ist.
Doppelschenkelfeder nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die V-Nut (12) in einem Maschinengehäuse oder einem Wellenlager angeordnet ist.
Doppelschenkelfeder nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein V-Winkel α des Zwischenschenkels (11) und der V-Nut (12) zwischen 20° und 120° beträgt.