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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verdrehsicherung zumindest eines Koppelelements zum Koppeln zweier beweglicher Bauteile für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Montage einer solchen Anordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 9 näher definierten Art.
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Beispielsweise befasst sich die
DE 10 2008 057 830 A1 mit einer Verdrehsicherung für Koppelmittel eines abschaltbaren Stößels eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieser weist ein hohlzylindrisches Gehäuse auf, in dem zu diesem beweglich ein Innenelement geführt ist. In einer radialen Bohrung des Innenelements sind die Koppelmittel verschiebbar zum Koppeln mit dem Gehäuse angeordnet. Die Koppelmittel sind mit einer Abflachung zur Verdrehsicherung an einem Stift geführt, der über eine Pressverbindung in einer entsprechenden Aussparung des Innenelements befestigt ist. Nachteilig wirken sich hierbei die beim Verpressen entstehenden Spannungen aus, die zu Rissen führen können. Außerdem kann die Herstellung der Pressverbindung weitere Auswirkungen auf das die Verdrehsicherung aufnehmende Bauteil, insbesondere durch einen Verzug der die Koppelmittel aufnehmenden Bohrung, haben. Ähnliches gilt für das Hartverstemmen, Schweißen, Löten oder Kleben, hierbei kann der Wärmeeinfluss zum Bohrungsverzug führen. Die beim Schweißen stattfindende Gefügeumwandlung kann auch zu Eigenspannungen und ebenfalls zu Rissen führen. Des Weiteren werden Spannstifte zur Verdrehsicherung eingesetzt, die aber die Koppelmittel im Betrieb beschädigen und deren Funktion beeinträchtigen können. Die vorgenannten Befestigungsmöglichkeiten sind zudem aufwendig in der Herstellung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der vorgenannten Art hinsichtlich ihrer Herstellung und Montage zu vereinfachen, betriebssicher und kostengünstig zu gestalten und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung anzugeben.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Vorgeschlagen wird eine Anordnung zur Verdrehsicherung zumindest eines Koppelelements zum Koppeln zweier beweglicher Bauteile für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, wobei das Koppelelement zum Koppeln verschiebbar in einer Bohrung angeordnet ist und mit zumindest einem in einer diese schneidenden Montageöffnung angeordneten Sicherungselement zur Verdrehsicherung zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist dabei das Sicherungselement mit seinen Enden an der Montageöffnung beidseitig überstehend zur formschlüssigen Sicherung klammerartig umgebogen. Auf diese Weise wird eine einfach aufgebaute und einfach und kostengünstig herstellbare Anordnung zur Verdrehsicherung erreicht, insbesondere wird eine aufwendige Befestigung des Sicherungselements in der Montageöffnung vermieden. Zudem werden Beeinträchtigungen der beteiligten Bauteile bei der Herstellung und Montage und etwaige damit verbundene betriebliche Störungen vermieden.
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Das Sicherungselement ist vorzugsweise zur Montage in die Montageöffnung einfach einsteckbar. Zur formschlüssigen Sicherung ist es an seinen überstehenden Enden bevorzugt rechtwinklig umgebogen. Auf diese Weise ist am Sicherungselement eine einfache klammerartige formschlüssige Sicherung während seiner Montage herstellbar.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wirkt das Sicherungselement in einem zwischen seinen überstehenden Enden gelegenen mittleren Bereich zur Verdrehsicherung mit dem Koppelelement zusammen. Hierzu ist vorzugsweise am Koppelelement eine Abflachung vorgesehen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Sicherungselement an seinen überstehenden Enden U-förmig umgebogen. Auf diese Weise bildet das Sicherungselement ein einfache U-förmige Klammer, die an einem zwischen ihren U-Schenkeln gelegenen mittleren Bereich zur Verdrehsicherung mit der Abflachung am Koppelelement zusammenwirkt und an ihren umgebogenen U-Schenkeln zur beidseitigen formschlüssig gesichert ist.
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Es ist von Vorteil, wenn das Sicherungselement mit Spiel in der Montageöffnung beweglich angeordnet ist. Durch das Spiel ist das Sicherungselement in der Montageöffnung axial und radial beweglich. Es kann sich aber nicht aus dieser lösen. Das Spiel ist dabei vorzugsweise so einstellbar, dass am Koppelelement und an seinem Kontaktpartner zum Koppeln eine breite Spanne von Fertigungstoleranzen ausgleichbar ist. Durch das Spiel werden zudem Spannungen an den Bauteilen vermieden.
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Das Sicherungselement ist aus einem Draht besonders einfach herstellbar. Es ist vorzugsweise aus Federstahl hergestellt. Alternativ ist auch eine Ausführung als gebogener Stift oder gebogene Nadel denkbar.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Anordnung zur Verdrehsicherung zumindest eines Koppelelements zum Koppeln eines Primärhebels mit einem Sekundärhebel eines schaltbaren Schlepphebels für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine ausgeführt. Dabei ist das Koppelelement zum Koppeln verschiebbar in einer Bohrung am Primärhebel angeordnet und wirkt mit zumindest einem in einer diese schneidenden Montageöffnung am Primärhebel angeordneten Sicherungselement zur Verdrehsicherung zusammen.
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Die Bohrung zur Aufnahme des Koppelelements und die Montageöffnung sind vorzugsweise an einem Hebelendbereich des Primärhebels in einem Gehäuse ausgebildet.
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Die Montageöffnung kann als einfache durch das Gehäuse durchgehende Querbohrung ausgeführt sein.
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Bevorzugt ist das Sicherungselement an seinen Enden an der Montageöffnung überstehend zur beidseitigen formschlüssigen Sicherung am Gehäuse klammerartig umgebogen.
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Vorzugsweise ist das Sicherungselement an seinen an der Montageöffnung überstehenden Enden mit Spiel am Gehäuse rechtwinklig umgebogen.
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Das Gehäuse kann bauraumsparend an einem Hebelendbereich des Primärhebels in einem zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden des Primärhebels angeordnet sein. Es ist dabei von Vorteil, wenn das Gehäuse mit der Montageöffnung die Seitenwände an deren Oberseiten mit einem vorbestimmten Abstand überragt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Montageöffnung seitlich am Gehäuse einfach herstellbar und das Sicherungselement in diese zur Montage einfach einfügbar ist.
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Denkbar ist auch, die Anordnung zur Verdrehsicherung zumindest eines Koppelelements zum Koppeln zwei beweglicher Bauteile anderer schaltbarer Ventiltriebskomponenten, wie beispielsweise einem schaltbaren Rollen- oder Tassenstößel oder einem schaltbaren Abstützelement zu einzusetzen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Montage einer Anordnung zur Verdrehsicherung zumindest eines Koppelelements zum Koppeln zweier beweglicher Bauteile für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gelöst. Hierbei ist das Koppelelement zum Koppeln verschiebbar in einer Bohrung angeordnet und wirkt mit zumindest einem in einer diese schneidenden Montageöffnung angeordneten Sicherungselement zur Verdrehsicherung zusammen. Erfindungsgemäß wird das Sicherungselement mit seinen an der Montageöffnung beidseitig überstehenden Enden zur formschlüssigen Sicherung klammerartig umgeformt.
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Zur Montage kann das Sicherungselement in die Montageöffnung einfach eingesteckt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Sicherungselement an einem Ende umgebogen in die Montageöffnung mit dem anderen Ende überstehend eingesteckt und dann an diesem umgebogen.
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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 mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Anordnung in einem Längsschnitt,
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2 einen Querschnitt der Anordnung,
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3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1,
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4 einen Herstellungszustand der Anordnung in einem Querschnitt,
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5 eine Einzelansicht des Sicherungselements aus der Anordnung aus 4,
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6 einen Querschnitt des Sicherungselements aus 5,
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7 eine Draufsicht der Anordnung.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Anordnung zur Verdrehsicherung eines Koppelelements 1 zum Koppeln zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile eines schaltbaren Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Die Anordnung ist beispielhaft zur Verdrehsicherung eines Koppelelements 1 in einem Koppelmechanismus eines schaltbaren Schlepphebels ausgeführt. Das Koppelelement 1 dient hierbei zum Koppeln eines ein erstes Bauteil bildenden sogenannten Primärhebels mit einem ein zweites Bauteil bildenden sogenannten Sekundärhebels des Schlepphebels (1). Der Sekundärhebel ist am Primärhebel verschwenkbar abstützbar und mit diesem über den im Primärhebel ausgebildeten Koppelmechanismus koppelbar. Der Primärhebel steht an einem ventilseitigen Hebelendbereich in ständigem Kontakt mit zumindest einem nicht dargestellten zu betätigenden Gaswechselventil der Brennkraftmaschine. An einem abstützseitigen Hebelendbereich ist er an einem nicht dargestellten Abstützelement schwenkbeweglich abstützbar. Das Koppelelement 1 ist in einer Bohrung 2 im Primärhebel zum Koppeln verschiebbar angeordnet und als hydraulisch betätigbarer bolzenartiger Verriegelungskolben ausgeführt. Dieser weist gegenüber seiner sonst zylindrischen Form an einem Endabschnitt eine plane Abflachung 3 auf, die eine Koppelfläche zum Koppeln mit dem Sekundärhebel bildet. Mit der Höhe der Abflachung 3 ist das Verriegelungsspiel zum Koppeln mit dem Sekundärhebel einstellbar.
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Zur Verdrehsicherung des Koppelelements 1 ist ein Sicherungselement 4 vorgesehen, das in eine die Bohrung 2 schneidende Montageöffnung 5 am Primärhebel aufgenommen ist. Die Montageöffnung 5 ist als eine die Bohrung 2 rechtwinklig schneidende Querbohrung ausgeführt und verläuft beidseitig der Bohrung 2 symmetrisch zu deren Achse. Das Sicherungselement 4 besteht aus einem Draht aus Federstahl, der mit einem zwischen seinen Enden gelegenen mittleren Bereich parallel zur Abflachung 3 angeordnet ist (2).
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Der Koppelmechanismus mit der Bohrung 2, dem Koppelelement 1 und der Montageöffnung 5 mit dem Sicherungselement 4 ist in einem Gehäuse des Primärhebels angeordnet. Das Gehäuse ist an einem Hebelendbereich zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden des Primärhebels angeordnet, zwischen denen der Sekundärhebel anordenbar ist (1). Die Montageöffnung 5 ist als durch das Gehäuse quer zur Hebellängsachse durchgehende Montagebohrung ausgebildet (2). In diese ist das Sicherungselement 4 mit radialem Spiel axial eingesteckt und an seinen an der Bohrung beidseitig überstehenden Enden zur formschlüssigen Sicherung rechtwinklig zur Hebelunterseite hin umgebogen. Hierdurch ist das Sicherungselement 4 in der Montageöffnung 5 mit seinen an dieser überstehenden Enden axial beidseitig gesichert. Die umgebogenen Enden sind dabei mit axialem Spiel zu den Außenseiten des Gehäuses angeordnet. Auf diese Weise bildet das Sicherungselement 4 eine U-förmige Klammer, die an einem zwischen ihren U-Schenkeln sich gerade erstreckenden mittleren Bereich zur Verdrehsicherung mit der Abflachung 5 am Koppelelement 1 zusammenwirkt und mit ihren gleichlangen U-Schenkeln rechtwinklig mit axialem Spiel zu den Außenseiten des Gehäuses umgebogen und zur beidseitigen formschlüssigen Sicherung an diesen anlegbar ist. Dabei ist die Länge der umgebogenen Enden erheblich kleiner als die Länge des durch sie begrenzten mittleren Bereichs des Sicherungselements 4. Hierdurch ist das Koppelelement 1 an der Abflachung 3 unmittelbar durch den mittleren Drahtabschnitt des Sicherungselement 4 in der Bohrung 2 gegen Verdrehen gesichert und derart geführt, dass die Abflachung 3 mit der Koppelfläche zum Koppeln mit einer korrespondierenden Anschlagfläche am Sekundärhebel ausgerichtet ist.
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Gemäß 3 ist das Sicherungselement 4 mit radialem Spiel in der Montageöffnung 5 angeordnet. Dies ermöglicht zusammen mit dem beidseitigen axialen Spiel an seinen umgebogenen Enden zu den Außenseiten des Gehäuses eine freie Beweglichkeit des Sicherungselements 4 in der Montageöffnung 5, ohne dass es sich dabei aus dieser lösen kann. In dem dargestellten entkoppelten Betriebszustand mit in der Bohrung 2 vollkommen zurückgeschobenem Koppelelement 1 liegt das Sicherungselement 4 exzentrisch zur Achse der Montageöffnung 5 auf der Abflachung 3 des Koppelelements 1 auf.
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In 4 ist die Anordnung in einem vorgefertigten Zustand ohne das Koppelelement 1 dargestellt. Hierbei ist in einem ersten Schritt das Sicherungselement 4 als gerader Drahtabschnitt an einem Ende rechtwinklig als einseitige Klammer vorgebogen und wird mit dem anderen Ende an einer Seite der Montageöffnung 5 seitlich am Gehäuse eingesteckt und an dieser quer durch die Bohrung 2 an der anderen Seite der Montageöffnung 5 überstehend hindurchgeführt. In einem zweiten Schritt wird das an der Montageöffnung 5 überstehende Ende rechtwinklig zu einer beidseitigen Klammer umgebogen (2). Denkbar ist auch, zunächst das Koppelelement 1 in der Bohrung 2 zu montieren und dann das Sicherungselement 4 in die Montageöffnung 5 einzufügen.
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5 zeigt das Sicherungselement 4 in vorgefertigtem Zustand als geraden Drahtabschnitt mit einem rechtwinklig vorgebogenen Ende. Dieses bildet an seiner axialen Innenseite eine plane Anlage zur formschlüssigen Sicherung am Gehäuse. Gemäß 6 weist das Sicherungselement 4 einen runden Querschnitt auf.
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In 7 ist der Primärhebel in einer Draufsicht dargestellt. Das Gehäuse mit der Bohrung 2, dem Koppelelement 1, der Montageöffnung 5 und dem Sicherungselement 4 ist an einem abstützseitigen Hebelendbereich des Primärhebels angeordnet. Der Primärhebel ist hier als sogenannter Außenhebel mit zwei zumindest abschnittsweise parallel gegenüberliegenden Seitenwänden ausgeführt, die am abstützseitigen Hebelendbereich miteinander verbunden sind. Der Sekundärhebel kann als sogenannter Innenhebel in einem zwischen den Seitenwänden und dem abstützseitigen Hebelendbereich begrenzten Innenraum am Primärhebel von diesem umfasst angeordnet werden. An den Oberseiten der Seitenwände sind Gleitflächen zum Abgriff einer Nockenhubbewegung von einer nicht dargestellten Nockenwelle ausgebildet. Die Seitenwände erstrecken sich in Hebellängsrichtung und sind am abstützseitigen Hebelendbereich über das den Koppelmechanismus aufnehmende Gehäuse und seitlich an diesem abstehende Träger zur Abstützung von nicht dargestellten Rückstellfedern miteinander verbunden. An den Trägern ist jeweils eine üblicherweise als Drehschenkelfeder ausgeführte Rückstellfeder koaxial aufsteckbar und mit ihren freien Schenkeln einerseits am Primärhebel und andererseits am Sekundärhebel verspannbar. Durch die beiden Rückstellfedern sind Primär- und Sekundärhebel gegeneinander in eine zueinander unverschwenkte Grundstellung vorspannbar.
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Das Koppelelement 1 ist mit der Ablachung 5 am äußeren Ende der in Hebellängsrichtung durch das Gehäuse am Primärhebel hindurchgeführten Bohrung 2 mit einer zylindrischen Druckfeder eingesteckt, die das Koppelelement 1 in die Koppelstellung vorspannt und an einer Abdeckkappe abgestützt ist, die mit einem Sicherungsring am Gehäuse befestigt ist (1). In dem hier dargestellten entkoppeltem Zustand des Koppelmechanismus ist das Koppelelement 1 in die Bohrung 2 zurückgeschoben. Zum Koppeln ist das Koppelelement 1 an dem dem Innenraum zugewandten inneren Ende der Bohrung 2 mit der Koppelfläche an der Abflachung 3 herausschiebbar und in der zueinander unverschwenkten Grundstellung von Primär- und Sekundärhebel an der Unterseite dessen zugewandten Hebelendbereichs an einer korrespondierenden Anschlagfläche anlegbar.
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Der Primärhebel weist an der Unterseite des Gehäuses eine Kugelkalotte zur schwenkbeweglichen Abstützung des Schlepphebels an der nicht dargestellten Brennkraftmaschine, insbesondere einem Zylinderkopf, auf. Aus der Kugelkalotte ist das Koppelelement 1 in der Bohrung 2 über einen Verbindungskanal zum Schalten mit Hydraulikmittel beaufschlagbar. An der Unterseite seines ventilseitigen Hebelendbereichs ist der Primärhebel eine Ventilauflage zur Betätigung zumindest eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine vorgesehen. Am ventilseitigen Hebelendbereich sind an den Seitenwänden des Primärhebels Aufnahmeöffnungen ausgebildet, in die eine Verbindungsachse zur schwenkbeweglichen Abstützung des Sekundärhebels aufnehmbar ist. Dieser kann in entkoppeltem Zustand zur Unterseite Durchschwenken und eine Leerhubbewegung gegenüber dem Primärhebel ausführen.
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Am Sekundärhebel ist üblicherweise in einem zwischen dessen Hebelenbereichen gelegenen mittleren Bereich eine Nockenrolle angeordnet. An dieser ist an der Hebeloberseite eine Nockenhubbewegung von einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine abgreifbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Koppelelement
- 2
- Bohrung
- 3
- Abflachung
- 4
- Sicherungselement
- 5
- Montageöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008057830 A1 [0002]
