DE102013102151A1

DE102013102151A1 - Schlepphebelanordnung

Info

Publication number: DE102013102151A1
Application number: DE102013102151.4A
Authority: DE
Inventors: Joachim Grünberger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: DE102013102151B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schlepphebelanordnung (1) mit einem Schlepphebel (2) mit einem ersten Angriffsbereich (3) zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils (4), einem zweiten Angriffsbereich (5) zur Beaufschlagung eines Ausgleichselements (6), wobei zwischen dem ersten Angriffsbereich (3) und dem zweiten Angriffsbereich (5) eine Rolle (8) gelagert angeordnet ist, wobei ein Führungsbügel (9) vorgesehen ist, welcher den Schlepphebel (2) abstützt und in seiner Position führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlepphebelanordnung, insbesondere eine Rollenschlepphebelanordnung eines Verbrennungsmotors insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Schlepphebel, wie insbesondere Rollenschlepphebel, werden bei Verbrennungsmotoren eingesetzt, um die Steuerung der Ventile des Verbrennungsmotors vorzunehmen.
Bei modernen Verbrennungsmotoren werden zur variablen Ventilansteuerung Schiebenockenvorrichtungen eingesetzt, bei welchen zumindest zwei Nocken mit unterschiedlichen Erhebungen vorgesehen sind, die durch eine laterale Verschiebung zur jeweiligen Beaufschlagung eines Schlepphebels auswählbar sind. Dadurch kann eine unterschiedliche Ansteuerungscharakteristik eines Gaswechselventils erreicht werden. Durch die Ausgestaltung der Nocken wird entsprechend eine vorgesehene Öffnungs- bzw. Schließcharakteristik des Gaswechselventils durch die Übertragung des Nockenhubs über den Schlepphebel auf das Gaswechselventil erreicht.
Bei der Verwendung von Rollenschlepphebeln ist es bei solchen Schiebenockenvorrichtungen vorteilhaft, wenn die Rollen der Rollenschlepphebel schmal in der Breite und mit einem eher großen Durchmesser versehen ausgebildet sind, damit eine gute Ansteuerbarkeit bei gutem Wechselverhalten erreicht wird.
Diese schmale Gestaltung der Rollen der Rollenschlepphebel mit gleichzeitig eher großem Durchmesser kann dazu führen, dass bei einem Verschieben der Nockenvorrichtung es zu einem Verkippen des Schlepphebels um seine Längsachse kommt. Auch kann es zu einer Schrägstellung des Schlepphebels kommen. Dabei ist es möglich, dass hohe Querkräfte auf das Nockenstück wirken, was zu so genannten Geisterschaltungen führen kann. Weiterhin kann es zu einem erhöhten Verschleiß aufgrund von Kantenträgern kommen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schlepphebelanordnung zu schaffen, welche einfach aufgebaut ist und dennoch eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Stabilität gegenüber Verkippung und Schrägstellung aufweist.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Schlepphebelanordnung mit einem Schlepphebel mit einem ersten Angriffsbereich zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils, einem zweiten Angriffsbereich zur Beaufschlagung eines Ausgleichselements, wobei zwischen dem ersten Angriffsbereich und dem zweiten Angriffsbereich eine Rolle gelagert angeordnet ist, wobei ein Führungsbügel vorgesehen ist, welcher den Schlepphebel abstützt und in seiner Position führt. Durch die Vorsehung des Führungsbügels kann der Schlepphebel in seiner Lage stabilisiert werden, so dass Verdrehungen um seine Längsachse bzw. Verkippungen bzw. Schrägstellungen zumindest weitestgehend vermieden werden können.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn der Führungsbügel sich an seinem ersten Endbereich an dem Schlepphebel abstützt und er an seinem zweiten Endbereich mittels einer Führungsschiene abgestützt ist. Durch die Abstützung an einer Führungsschiene kann der Führungsbügel selbst gegen ein Verkippen oder Verdrehen gesichert werden. Die Führungsschiene erlaubt auch ein leichtes Aufschieben des Führungsbügels, so dass eine einfache Montage erreicht werden kann.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Führungsbügel an der Führungsschiene als Achse, wie insbesondere eine Steckachse, axial fest aber drehbar aufgenommen ist. Dadurch kann eine einfache Positionierung des Führungsbügels auf der Achse vorgenommen werden, weil er auch die Achse aufgeschoben werden kann und am dafür vorgesehenen Ort fixiert werden.
Erfindungsgemäß ist es auch vorteilhaft, wenn der Führungsbügel zumindest eine oder bevorzugt zwei Ausnehmungen aufweist, durch welche die Führungsschiene hindurchgreift. Dadurch kann ein einfacher Montageprozess realisiert werden, weil der Bügel beispielsweise als Blechteil mit den benötigten Ausnehmungen ausgestanzt werden kann und so die Führungsschiene einfach in die Ausnehmungen eingeschoben werden kann, damit eine einfache Positionierung und Montage erfolgen kann.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Führungsbügel zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Arme aufweist, welche den Schlepphebel zwischen sich aufnehmen. Dadurch kann der Führungsbügel eine stabile Abstützung erreichen, weil die beiden Arme den Schlepphebel zwischen sich aufnehmen und ihn am Verdrehen oder am Verkippen hindern können.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn der Führungsbügel mittels einer Achse mit dem Schlepphebel verbunden ist, derart, dass der Schlepphebel in dem Führungsbügel verdrehbar gelagert ist. Dadurch kann sich der Schlepphebel gut in dem Führungsbügel neigen, um die Ansteuerung des Ventils vorzunehmen und dennoch wird eine gute Abstützung erreicht.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Achse eine Achse zur Lagerung eine Rolle des Schlepphebels ist oder mit dieser parallel oder koaxial angeordnet ist. Wird die gleiche Achse zur Lagerung der Rolle als auch zur Verbindung mit dem Führungsbügel verwendet, wird auch eine einfache Montage bei geringer Teilezahl erreicht.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Achse parallel zu der Führungsschiene angeordnet ist. Dadurch kann ein einfaches Kinematikkonzept erzielt werden, weil eine einfache Montage mit einer einfachen Kopplung zwischen den Bauteilen erreicht wird.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Schlepphebel an seinem zweiten Angriffsbereich einen Gleitstein, insbesondere mit Kugelpfanne zur Beaufschlagung eines Ausgleichselements, wie eines hydraulischen Ventilausgleichselements, aufweist. Dadurch kann eine gute Dauerhaltbarkeit erzielt werden.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Führungsschiene in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors aufnehmbar ist. Dadurch kann eine einfache Montage ohne weitere besondere Haltemittel erreicht werden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahme eine Nut, wie eine gefräste Nut, des Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors ist. Dadurch wird eine einfache Montage und Herstellung erreicht, weil die Nut günstig in den Zylinderkopf eingebracht werden kann, wie durch Gießen, Fräsen oder anderweitige mechanische Bearbeitung.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Führungsschiene ein Bolzen ist, welcher zumindest einen oder vorzugsweise zwei oder mehr Führungsbügel trägt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung in perspektivischer Darstellung,
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung in seitlicher Darstellung,
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung in seitlicher Darstellung mit geschnittenem Führungsbügel,
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung in seitlicher Darstellung mit geschnittenem Führungsbügel und Anordnung im Zylinderkopf,
5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung zweier Gaswechselventile,
6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung zweier Gaswechselventile in perspektivischer Darstellung, und
7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung zweier Gaswechselventile in einer Ansicht von oben.
Die 1 zeigt eine Schlepphebelanordnung 1 mit einem Schlepphebel 2, welcher einen ersten Angriffsbereich 3 zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils 4 und einem zweiten Angriffsbereich 5 zur Beaufschlagung eines Ausgleichselements 6 aufweist.
Der Schlepphebel 2 stützt sich somit zum einen mit seinem ersten Angriffsbereich 3 an einem oberen Endbereich des Gaswechselventils 4, wie insbesondere an seinem Schaft, und mit seinem zweiten Angriffsbereich 5 an einem oberen Endbereich des Ausgleichselements 6 ab. Dabei ist das Ausgleichselement 6 beispielsweise ein hydraulisches Ventilausgleichselement, welches bevorzugt hydraulisch ansteuerbar ist.
Der Schlepphebel 2 weist eine mittels einer Achse 7 gelagerte Rolle 8 auf, welche innerhalb des Schlepphebels zwischen zwei Armen drehbar gelagert ist. Durch eine Beaufschlagung der Rolle 8 beispielsweise mittels eines Nockens einer Nockenwelle kann die Betätigung des Gaswechselventils 4 über den Schlepphebel 2 gesteuert werden.
Weiterhin ist ein Führungsbügel 9 vorgesehen, welcher zwei Arme 10, 11 aufweist, welche den Schlepphebel 2 zwischen sich aufnehmen. Der Führungsbügel 9 ist im Ausführungsbeispiel der 1 über die Achse 7 mit dem Schlepphebel 2 verbunden, so dass ein Verdrehen oder Verkippen des Schlepphebels 2 um seine Längsachse oder gegen seine Längsachse vermieden wird. Dazu ist der Führungsbügel 9 mittels einer Führungsschiene 12 verbunden und abgestützt.
Die Führungsschiene 12 ist beispielsweise als Achse oder Rundstab ausgebildet, welche durch Ausnehmungen 15 des Führungsbügels 9 hindurchgreift, um den Führungsbügel 9 abzustützen und zu positionieren.
Die 2 zeigt den Führungsbügel 9, wie er an seinem ersten Endbereich 13 an dem Schlepphebel 2 abgestützt ist und gleichzeitig an seinem zweiten Endbereich 14 mittels der Führungsschiene 12 abgestützt ist. Hierzu greift die Führungsschiene 12 durch zumindest eine Ausnehmung 15 hindurch und stützt somit den Führungsbügel 9 gegen ein unbeabsichtigtes Verkippen um seine Längsachse oder ein Verdrehen aus seiner Längsrichtung heraus.
Bezüglich der Längsachse der Führungsschiene 12 kann der Führungsbügel 9 fest angeordnet sein, wobei auch eine drehbare Aufnahme des Führungsbügels relativ zur Führungsschiene möglich ist.
In 1 ist zu erkennen, dass der Führungsbügel 9 vorteilshaft aus zwei Armen 10, 11 und einer Verbindungstraverse zwischen den beiden Armen 10, 11 gebildet ist. Dadurch kann eine einfache Gestaltung des Führungsbügels realisiert werden, die vorzugsweise als Blechformteil gestaltet werden kann.
Die 3 zeigt die Anordnung des Schlepphebels 2 im Bereich des Führungsbügels 9, so dass der erste Angriffsbereich 3 das Gaswechselventil 4 beaufschlagen kann und der zweite Angriffsbereich 5 das Ausgleichselement 6 beaufschlagen kann, wobei zwischen dem zweiten Angriffsbereich 5 und dem Ausgleichselement 6 bevorzugt ein Gleitstein 16, insbesondere mit Kugelpfanne angeordnet ist. Das Ausgleichselement weist dazu eine kugelförmige Kontur zur Aufnahme der Kugelpfanne auf. Die Achse 7 der Rolle 8 des Schlepphebels 2 dient gleichzeitig auch zur Verbindung des Schlepphebels 2 mit dem Führungsbügel 9.
In 3 ist zu erkennen, dass der Schlepphebel 2 sich zwischen den Armen 10, 11 des Führungsbügels 9 im Wesentlichen frei bewegen kann, um das Ventil 4 zu betätigen.
Die 4 zeigt die Anordnung des Schlepphebels mit dem Führungsbügel 2 und dem Ventil 4, wobei die Führungsschiene 12 in einer Aufnahme 17 des Zylinderkopfs 18, des Verbrennungsmotors aufgenommen ist. Hierzu ist innerhalb des Zylinderkopfs eine Nut vorgesehen, in die die Führungsschiene 12 eingreifen kann.
Die 5 und 6 zeigen jeweils die Anordnung zweier Ventile 4, die jeweils mittels eines Schlepphebels 2 ansteuerbar sind, wobei jedem Schlepphebel 2 ein Führungsbügel 9 zugeordnet ist, welche jeweils über eine gemeinsame Führungsschiene 12 abgestützt sind. Hierzu greift die Führungsschiene 12 durch die entsprechenden Ausnehmungen 15 der Führungsbügel 9 hindurch, so dass eine abgestützte Positionierung der Führungsbügel 9 resultiert.
Die 7 zeigt, dass die Führungsschiene 12 der Ausführungsbeispiele der 5 und 6, innerhalb des Zylinderkopfs 18 derart gehalten ist, dass jeweils zwei Führungsbügel beiderseits der Aufnahme 17 angeordnet sind, wobei die Führungsschiene 12 mittig der beiden Führungsbügel 9 durch einen Vorsprung 19 im Zylinderkopf gehalten ist.
Bezugszeichenliste

1: Schlepphebelanordnung
2: Schlepphebel
3: Angriffsbereich
4: Gaswechselventil
5: Angriffsbereich
6: Ausgleichselement
7: Achse
8: Rolle
9: Führungsbügel
10: Arm
11: Arm
12: Führungsschiene
13: Endbereich
14: Endbereich
15: Ausnehmung
16: Gleitstein
17: Aufnahme
18: Zylinderkopf
19: Vorsprung

Claims

Schlepphebelanordnung (1) mit einem Schlepphebel (2) mit einem ersten Angriffsbereich (3) zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils (4), einem zweiten Angriffsbereich (5) zur Beaufschlagung eines Ausgleichselements (6), wobei zwischen dem ersten Angriffsbereich (3) und dem zweiten Angriffsbereich (5) eine Rolle (8) gelagert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsbügel (9) vorgesehen ist, welcher den Schlepphebel (2) abstützt und in seiner Position führt.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbügel (9) sich an seinem ersten Endbereich an dem Schlepphebel (2) abstützt und er an seinem zweiten Endbereich mittels einer Führungsschiene (12) abgestützt ist.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbügel (9) an der Führungsschiene (12) als Achse, wie insbesondere eine Steckachse, axial fest aber drehbar aufgenommen ist.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbügel (9) zumindest eine oder bevorzugt zwei Ausnehmungen aufweist, durch welche die Führungsschiene (12) hindurchgreift.
Schlepphebelanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbügel (12) zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Arme aufweist, welche den Schlepphebel (2) zwischen sich aufnehmen.
Schlepphebelanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbügel (9) mittels einer Achse (7) mit dem Schlepphebel (2) verbunden ist, derart, dass der Schlepphebel (2) in dem Führungsbügel (9) verdrehbar gelagert ist.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (7) eine Achse zur Lagerung eine Rolle (8) des Schlepphebels (2) ist oder mit dieser parallel oder koaxial angeordnet ist.
Schlepphebelanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (7) parallel zu der Führungsschiene (12) angeordnet ist.
Schlepphebelanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (2) an seinem zweiten Angriffsbereich (5) einen Gleitstein, insbesondere mit Kugelpfanne, zur Beaufschlagung eines Ausgleichselements (6), wie eines hydraulischen Ventilausgleichselements, aufweist.
Schlepphebelanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (12) in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors aufnehmbar ist.
Schlepphebelanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme eine Nut, wie eine gefräste Nut, des Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors ist.
Schlepphebelanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene ein Bolzen ist, welcher zumindest einen oder vorzugsweise zwei oder mehr Führungsbügel trägt.