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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, einen Schlepphebel und ein Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 9 und 10 näher definierten Art.
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In bekannten Ventiltrieben weist der Schlepphebel eine Kugelkalotte zur schwenkbeweglichen Abstützung an einem Abstützelement mit einem Kugelkopf auf. Kugelkalotte und Kugelkopf sind aufwändig herstellbar. Die Abstützung über Kugelkalotte und Kugelkopf bedingt zudem eine große Baubreite des Schlepphebels, die im Bereich des Abstützelements ein kritisches und begrenzendes konstruktives Baumaß für die Gestaltung und Freigängigkeit des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine darstellt. Außerdem ist bei dieser Ausgestaltung zur Absicherung gegen ein Verdrehen bzw. seitliches Wegkippen oder ein seitliches Abspringen des Schlepphebels während der Montage eine zusätzliche Halteklammer zwischen Schlepphebel und Abstützelement erforderlich. Die Halteklammer macht insbesondere bei Schiebenockensystemen die Herstellung und Montage besonders aufwändig. Weiterhin ist an der ventilseitigen Abstützung eine besondere Ventilführung, insbesondere durch hoch ausgestaltete Ventilführungswangen, erforderlich, die die Masse in diesem Bereich vergrößert und damit die Dynamik des Schlepphebels verschlechtert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventiltrieb, einem Schlepphebel und einem Abstützelement der vorgenannten Art die beschriebenen Nachteile zu beseitigen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 9 oder 10 gelöst.
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Es wird ein Ventiltrieb mit einem Schlepphebel und einem Abstützelement zur schwenkbeweglichen Abstützung des Schlepphebels vorgeschlagen, bei dem am Schlepphebel der Auflageabschnitt in Querachsenrichtung an gegenüberliegenden Seiten durch Seitenwandabschnitte begrenzt wird. Dabei ist der Schlepphebel an dem zwischen seinen Seitenwandabschnitten am Auflageabschnitt angreifenden Abstützelement schwenkbeweglich zur Querachse abgestützt und zugleich an seinen Seitenwandabschnitten beidseitig in Querachsenrichtung am Abstützelement geführt. Auf diese Weise wird im Betrieb eine einfache und sichere Führung des Schlepphebels in Hebelquerrichtung an seinem abstützseitigen Endbereich erreicht. Die ventilseitige Führung des Schlepphebels kann so reduziert und insbesondere die dortige bewegte Masse des Schlepphebels verringert werden. Zugleich ist durch die seitliche beidseitige Abstützung des Schlepphebels am Abstützelement dieser gegen ein seitliches Wegkippen oder ein seitliches Abspringen während der Montage gesichert. Eine abstützseitige Halteklammer zwischen Schlepphebel und Abstützelement wird so vermieden. Zudem kann die Baubreite des Schlepphebels im Bereich des Abstützelements reduziert werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Abstützelement einen Abstützkopf mit einer Gleitkontaktfläche auf, die mit dem Auflageabschnitt in Gleitkontakt steht. Hierbei liegt der Schlepphebel zur Führung in Querachsenrichtung beidseitig an seinen Seitenwandabschnitten an gegenüberliegenden die Gleitkontaktfläche begrenzenden Seitenflächen am Abstützkopf an. Der Schlepphebel kann dabei an seinen Seitenwandabschnitten an den Seitenflächen des Abstützkopfes insbesondere in Linien- oder Flächenkontakt angelegt sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen Auflageabschnitt und Abstützelement zur Querachse, mithin zur Schwenkachse, zylindrisch ausgebildete korrespondierende Gleitkontaktflächen auf. An diesen wird eine einfache schwenkbewegliche Abstützung des Schlepphebels am Abstützelement ermöglicht. Dabei wird zwischen Auflageabschnitt und Abstützelement eine flächige Abstützung ähnlich wie in einem radialen Gleitlager erreicht. Dadurch können Flächenpressungen und Verschleiß reduziert und kann die Lebensdauer erhöht werden. Die zur Querachse zylindrische Ausgestaltung der Gleitkontaktflächen erlaubt die Seitenwandabschnitte im Bereich des Auflageabschnitts und im Übergang zum Nockenabgriffsbereich mit größerer Höhe auszuführen. Hierdurch wird die Steifigkeit am abstützseitigen Endbereich und im Übergangsbereich zum Nockenabgriff des Schlepphebels erhöht.
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Vorzugsweise bildet die zylindrisch ausgeführte Gleitkontaktfläche am Auflageabschnitt des Schlepphebels eine ca. 180° in Schwenkrichtung des Schlepphebels über umfassende Zylinderkalotte.
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Die Zylinderkalotte ist vorzugsweise beidseitig in Querachsenrichtung durch die Seitenwandabschnitte begrenzt. Dabei bilden diese beidseitig an der Zylinderkalotte Führungswangen, die zur Führung des Schlepphebels in Querachsenrichtung an den gegenüberliegenden Seitenflächen des Abstützkopfes am Abstützelement anliegen.
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Es ist von Vorteil, wenn eine zylindrisch ausgeführte Gleitkontaktfläche am Abstützelement einen sich in Schwenkrichtung des Schlepphebels von ca. 180° erstreckenden Zylinderkopf bildet. Der Schlepphebel kann so mit seiner Zylinderkalotte auf dem Zylinderkopf des Abstützelements ähnlich einer Halbschale eines radialen Gleitlagers greifen und geführt werden. Auf diese Weise wird an Zylinderkalotte und Zylinderkopf ein einfacher Verbund zwischen Schlepphebel und Abstützelement erreicht.
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Bevorzugt liegt der Schlepphebel Zur Führung in Querachsenrichtung beidseitig an seinen Seitenwandabschnitten an den gegenüberliegenden Seitenflächen des Zylinderkopfes des Abstützelements an.
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Eine flächige Anlage zwischen den Seitenwandabschnitten des Schlepphebels und den Seitenflächen am Zylinderkopf des Abstützelements wird erreicht, wenn der Zylinderkopf in Querachsenrichtung gegenüberliegende planparallel abgeflachte Seitenflächen aufweist, an denen der Schlepphebel an planparallel ausgeführten Seitenwandabschnitten angelegt ist. So kann die Baubreite des Schlepphebels weiter reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung sind die Gleitkontaktflächen in Querachsenrichtung vorzugsweise geringfügig ballig ausgeführt. Dadurch wird eine geringfügige Ausgleichsbewegung in Quer- bzw. Schwenkachsenrichtung an den Gleitkontaktflächen ähnlich wie in einem Gelenklager ermöglicht.
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Der oben beschriebene Ventiltrieb kann auch Merkmale eines nachfolgend beschriebenen Schlepphebels bzw. Abstützelements aufweisen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Abstützelement für einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs gelöst, das einen Kolben aufweist, der an einem Endabschnitt längs in einem Gehäuse geführt wird und mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist. Hierbei ist an einem aus dem Gehäuse herausragenden stirnseitigen Ende des Kolbens eine Gleitkontaktfläche zur schwenkbeweglichen Abstützung des Schlepphebels ausgebildet, wobei die Gleitkontaktfläche zu einer Querachse des Kolbens zylindrisch ausgeführt ist. Hierbei bilden Kolben, Gehäuse und Ventilspielausgleichsvorrichtung ein sogenanntes hydraulisches Abstützelement.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin auch durch einen Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs gelöst, der an einem Endbereich um eine Querachse schwenkbar mit einem Auflageabschnitt an einem Abstützelement abstützbar ist. Der Auflageabschnitt weist dabei eine zylindrische Gleitkontaktfläche zur schwenkbeweglichen Abstützung am Abstützelement auf.
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Der Schlepphebel kann insbesondere als Rollenschlepphebel oder Gleitschlepphebel ausgeführt sein.
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Abstützelement und/oder Schlepphebel können weitere Merkmale des oben beschriebenen Ventiltriebs aufweisen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs in einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 einen Querschnitt des Ventiltriebs aus 1,
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3 eine perspektivische Einzelansicht eines Schlepphebels für einen Ventiltrieb,
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4 einen Längsschnitt des Schlepphebels aus 3,
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5 einen Querschnitt des Schlepphebels aus 3,
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6 eine perspektivische Einzelansicht eines Abstützelements für einen Schlepphebel eines Ventiltriebs,
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7 eine perspektivische Seitenansicht des Abstützelements aus 6,
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8 eine perspektivische Seitenansicht des Abstützelements aus 6,
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9 eine geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Abstützelements in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Der in 1 und 2 beispielhaft gezeigte erfindungsgemäße Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs weist einen Schlepphebel 1 und ein Abstützelement 2 zur schwenkbeweglichen Abstützung des Schlepphebels 1 auf. Der Ventiltrieb ist entlang der Längsachse des Schlepphebels 1 geschnitten dargestellt. Der Schlepphebel 1 ist an seinem abstützseitigen Endbereich mit einem Auflageabschnitt an korrespondierenden Gleitkontaktflächen 4, 5 an einem Abstützelement 2 schwenkbeweglich zu einer Querachse 3 abgestützt. Hierbei bildet das Abstützelement 2 an seiner Gleitkontaktfläche 4 einen Abstützkopf, an dem der Schlepphebel 1 an seiner Gleitkontaktfläche 5 seines Auflageabschnitts auf dem Abstützelement 2 schwenkbeweglich aufgesetzt ist. An seinem ventilseitigen Endbereich weist der Schlepphebel 1 eine Ventilauflage 6 auf, an der ein nicht dargestelltes Gaswechselventil der Brennkraftmaschine angreift. Eine etwa mittig zwischen den Endbereichen drehbar gelagert angeordnete Nockenrolle greift die von einem nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle erzeugte Nockenhubbewegung ab und überträgt diese als Schwenkbewegung am ventilseitigen Endbereich zur Betätigung des an der Ventilauflage 6 angreifenden Gaswechselventils.
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Das Abstützelement 2 weist einen Kolben auf, der an einem Endabschnitt längs in einem Gehäuse 7 beweglich geführt. Im Gehäuse 7 ist der Kolben an einer angedeuteten hydraulischen Ventilspielausgleichseinrichtung zur Einstellung des Ventilspiels mit Hydraulikmittel beaufschlagbar. An dem aus dem Gehäuse 7 herausragenden stirnseitigen Ende des Kolbens ist eine zur Querachse 3 zylindrische Gleitkontaktfläche 4 ausgebildet, die mit dem Auflageabschnitt des Schlepphebels 1 in Gleitkontakt steht. Der Schlepphebels 1 ist so schwenkbeweglich zur Querachse 3 am Kolben abgestützt. Kolben, Gehäuse 7 und hydraulische Ventilspielausgleichseinrichtung bilden ein sogenanntes hydraulisches Abstützelement 2.
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Die Gleitkontaktflächen 4, 5 an Abstützelement 2 und Auflageabschnitt sind zur Querachse 3 zylindrisch ausgebildet und erstrecken sich in Schwenkrichtung in einem Bereich von ca. 180°. Der Auflageabschnitt umgreift in Schwenkrichtung an seiner Gleitkontaktfläche 5 den Abstützkopf des Abstützelements 2 an dessen stirnseitiger Gleitkontaktfläche 4. Die Gleitkontaktfläche 5 bildet so am Auflageabschnitt eine ca. 180°-Halbzylinderkalotte und korrespondierend hierzu die Gleitkontaktfläche 4 am Abstützkopf des Abstützelements 2 einen ca. 180°-Zylinderkopf. An den Gleitkontaktflächen 4, 5 sind korrespondierende Ölspritzöffnungen vorgesehen.
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Im Querschnitt gemäß 2 ist der Schlepphebel 1 am Auflageabschnitt entlang der Querachse 3, die zugleich die Schwenkachse des Schlepphebels 1 bildet, geschnitten dargestellt. Auflageabschnitt und Gleitkontaktfläche 5 werden in Querachsenrichtung an gegenüberliegenden Seiten durch parallele Seitenwandabschnitte 8, 9 am Schlepphebel 1 begrenzt. Auflageabschnitt und Seitenwandabschnitte 8, 9 bilden so ein U-förmiges Querschnittsprofil. An dessen offener Seite greift das Abstützelement 2 mit seinem Zylinderkopf an der Gleitkontaktfläche 4 zwischen den Seitenwandabschnitten 8, 9 am Auflageabschnitt des Schlepphebels 1 an. Der Schlepphebel 1 liegt zur Führung in Querachsenrichtung beidseitig an seinen Seitenwandabschnitten 8, 9 am Abstützelement 2 an. Dabei ist er zwischen seinen Seitenwandabschnitten 8, 9 an seinem Auflageabschnitt an der durch die Gleitkontaktfläche 5 gebildeten Halbzylinderkalotte schwenkbeweglich zur Querachse 3 an der Gleitkontaktfläche 4 am Zylinderkopf des Abstützelements 2 abgestützt und zugleich beidseitig an seinen Seitenwandabschnitten 8, 9 in Querachsenrichtung am Zylinderkopf des Abstützelements 2 geführt. An seinen Seitenwandabschnitte 8, 9 ist der Schlepphebel 1 beidseitig zur Führung in Querachsenrichtung, mithin in Schwenkachsenrichtung, an gegenüberliegenden Seitenflächen 10, 11 am Zylinderkopf des Abstützelements 2 angelegt. Die Seitenwandabschnitte 8, 9 bilden so an der Halbzylinderkalotte am Auflageabschnitt seitliche plane Führungswangen. Die Seitenflächen 10, 11 sind hier entsprechend dem zylindrischen Grundkörper des Kolbens zylindrisch ausgebildet, so dass die Seitenwandabschnitte 8, 9 im Linienkontakt an den Seitenflächen 10, 11 anliegen. Der Schlepphebel 1 ist auf diese Weise beidseitig in Querachsenrichtung an den Seitenflächen 10, 11 zur Führung am Abstützelement 2 abgestützt und dadurch im Betrieb während einer Schwenkbewegung und in der Montage gegen seitliches Wegkippen oder Abspringen vom Abstützelement 2 gesichert. Die beidseitige Abstützung des Schlepphebels 1 in Querachsenrichtung stellt zusätzlich zur schwenkbeweglichen Abstützung des Schlepphebels 1 an den Gleitkontaktflächen 4, 5 seine seitliche Führung am Abstützelement 2 sicher.
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Eine perspektivische Einzelansicht des Schlepphebels 1 gemäß 3 zeigt an seinem abstützseitigen Endbereich im Bereich der Halbzylinderkalotte am Auflageabschnitt die hohen parallelen Seitenwandabschnitte 8, 9. Diese sind bis in den Übergangsbereich 12 zum Nockenabgriffsbereich, hier der Nockenrolle, fortgeführt und erhöhen deutlich die Steifigkeit des Schlepphebels 1 sowohl am abstützseitigen Endbereich und als auch im Übergangsbereich 12 zur Nockenrolle. Die Seitenwandabschnitte 8, 9 am abstützseitigen Endbereich bilden einen Teil der am Schlepphebel 1 durchgängig bis zum ventilseitigen Endbereich ausgebildeten parallelen Seitenwände. Diese Ausgestaltung erlaubt eine besonders einfache spanlose Herstellung des Schlepphebels durch Umformen in Blech. Aufgrund der großen Steifigkeit der hohen parallelen Seitenwandabschnitte 8, 9 kann der Übergangsbereich 12 von Auflageabschnitt und der Nockenrollenaufnahme zwischen den Seitenwandabschnitte 8, 9 plan an den Auflageabschnitt anschließend ausgeführt und ein fertigungstechnisch schwieriger Hochsteg zwischen den Seitenwandabschnitte 8, 9 im Übergangsbereich 12 vermieden werden.
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4 und 5 zeigen den Schlepphebel 1 in einem Längsschnitt bzw. in einem Querschnitt entlang der Querachse 3 am abstützseitigen Endbereich am Auflageabschnitt. Die zylindrisch zur Querachse 3 ausgebildete Gleitkontaktfläche 5 am Auflageabschnitt bildet die ca. 180°-Halbzylinderkalotte (4), die axial beidseitig durch die planparallelen Seitenwandabschnitte 8, 9, die seitliche Führungswangen zur Führung des Schlepphebels am Abstützelement 2 bilden, begrenzt wird. Auf diese Weise ist der Schlepphebels 1 im Bereich des Auflageabschnitts mit deutlich reduzierter Hebelbreite herstellbar. Da der Schlepphebel 1 an seinem abstützseitigen Endbereich beidseitig an den Seitenwandabschnitten 8, 9 in Hebelquerrichtung am Abstützelement führbar ist, kann am ventilseitigen Hebelendbreich die Ventilführungshöhe der Seitenwände im Bereich der Ventilauflage 6 reduziert werden.
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6 zeigt das Abstützelement 2 in einer Einzelansicht. An dem aus dem Gehäuse 7 herausragenden Endabschnitt des Kolbens ist an seinem zylindrischen Grundkörper stirnseitig die zylindrisch zur Querachse 3 ausgebildeten Gleitkontaktfläche 4 angebracht. Die Querachse 3 bildet zugleich die Schwenkachse eines an der Gleitkontaktfläche 4 schwenkbeweglich abstützbaren Schlepphebels 1 und verläuft senkrecht zur Kolbenlängsachse. Die Gleitkontaktfläche 4 wird in Querachsenrichtung beidseitig am Abstützelement durch die senkrecht zur Gleitkontaktfläche 4 verlaufenden Seitenflächen 10, 11 des zylindrischen Grundkörpers des Kolbens begrenzt. In einer axialen Seitenansicht gemäß 7 ist der an der Gleitkontaktfläche 4 am stirnseitigen Ende des Abstützelements 2 gebildete 180°-Halbzylinderkopf dargestellt. Eine weitere Seitenansicht gemäß 8 zeigt am freien stirnseitigen Ende des Abstützelement 2 eine Hälfte der zur Querachse 3 zylindrisch ausgebildeten Gleitkontaktfläche 4 mit ihrer parallel zur Querachse 4 verlaufenden Scheitellinie und den in Querachsenrichtung an gegenüberliegenden Seiten senkrecht zur Gleitkontaktfläche 4 verlaufenden Seitenflächen 10, 11.
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In 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die in Querachsenrichtung gegenüberliegenden Seitenflächen 10, 11 am Abstützkopf des Abstützelements 2 planparallel senkrecht zur Querachse 3 abgeflacht sind. Die abgeflachten Seitenflächen 10, 11 und die Gleitkontaktfläche 4 bilden am Abstützelement 2 einen Halbzylinderkopf, der im Bereich der abgeflachten Seitenflächen 10, 11 am zylindrischen Grundkörper des Kolbens eine Schulter bildet, an der der Außendurchmesser eingezogen ist. Bei dieser Ausgestaltung liegt der Schlepphebel 1 an seinen planparallelen Seitenwandabschnitte 8, 9 an den Seitenflächen 10, 11 des Halbzylinderkopfes am Abstützelement 2 flächig an. Außerdem wird durch die den Durchmesser reduzierende Abflachung an den Seitenflächen 10, 11 des Kolbens des Abstützelements 2 eine weitere Verringerung der Breite des Schlepphebels im Bereich seines Auflageabschnitts ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schlepphebel
- 2
- Abstützelement
- 3
- Querachse
- 4
- Gleitkantaktfläche
- 5
- Gleitkantaktfläche
- 6
- Ventilauflage
- 7
- Gehäuse
- 8
- Seitenwandabschnitt
- 9
- Seitenwandabschnitt
- 10
- Seitenfläche
- 11
- Seitenfläche
- 12
- Übergangsbereich
