DE102016211146A1

DE102016211146A1 - Schaltbarer Schlepphebel

Info

Publication number: DE102016211146A1
Application number: DE102016211146.9A
Authority: DE
Inventors: Rainer Schwinn; Andreas Biermann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2017-12-28

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhebel (2), zwischen dessen Armen (3) ein Innenhebel (4) mit seinen Außenwänden (5) relativ verschwenkbeweglich hierzu aufgenommen ist, welchem Schlepphebel (1) an einer Unterseite (6) bei einem Ende (7) eine Anlage (8) für ein Gaswechselventil und an einem anderen Ende (9) ein Schwenklager (10) immanent sind, wobei Außen- und Innenhebel (2, 4) an einem der Enden (9) auf einer gemeinsamen Achse (11) verlaufen und zumindest der Innenhebel (4) an einer Oberseite (12) eine Nockenkontaktfläche (13) hat, welcher Innenhebel (4) über Koppelmittel (14) mit dem Außenhebel (2) verbindbar ist, wobei Letztgenannter an einem der Enden (7) beidseitig von einem Stumpf (15) lateral überragt ist, auf jedem von diesen jeweils eine Drehschenkelfeder als Nockenrückstellfeder (16) für den Innenhebel (4) mit ihrem Windungspaket (27) sitzt, welche Nockenrückstellfeder (16) mit einem Arm (17) auf den Außenhebel (2) und mit einem anderen Arm (18) unter eine Mitnehmerfläche (19) des Innenhebels (4) einwirkt, wobei Mittel (20) zur Schwenkbegrenzung für den Innenhebel (4) in Richtung zur Unterseite (6) vorgesehen sind, bestehend aus einem von jeder Außenwand (5) des Innenhebels (4) ortsfest abstehenden Vorsprung (21), der von einem krampenähnlichen, als Fanghaken fungierenden Endstück (22) des anderen Arms (18) der Nockenrückstellfeder (16) untergriffen ist und welcher Vorsprung (21) gleichzeitig die Mitnehmerfläche (19) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhebel, zwischen dessen Armen ein Innenhebel mit seinen Außenwänden relativ verschwenkbeweglich hierzu aufgenommen ist, welchem Schlepphebel an einer Unterseite bei einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und an einem anderen Ende ein Schwenklager immanent sind, wobei Außen- und Innenhebel an einem der Enden auf einer gemeinsamen Achse verlaufen und zumindest der Innenhebel an einer Oberseite eine Nockenkontaktfläche hat, welcher Innenhebel über Koppelmittel mit dem Außenhebel verbindbar ist, wobei Letztgenannter an einem der Enden beidseitig von einem Stumpf lateral überragt ist, auf jedem von diesen jeweils eine Drehschenkelfeder als Nockenrückstellfeder für den Innenhebel mit ihrem Windungspaket sitzt, welche Nockenrückstellfeder mit einem Arm auf den Außenhebel und mit einem anderen Arm unter eine Mitnehmerfläche des Innenhebels einwirkt und wobei Mittel zur Schwenkbegrenzung für den Innenhebel in Richtung zur Unterseite vorgesehen sind.
Ein gattungsgemäßer Schlepphebel geht aus der DE 10 2014 221 812 A1 hervor. Im Fall einer Fehlschaltung, bspw. bei nicht ordnungsgemäß ausgefahrenem Koppelmittel (Kolben), trotz eines ausgelösten Schaltbefehls, kann es bei fortschreitendem Nockenhub zu einem Abriss der Hubübertragung kommen und der Innenhebel schwingt schlagartig in Richtung zur Unterseite durch. Begrenzt wird diese Bewegung entweder gar nicht oder durch Anlage einer aus 2 rechts ersichtlichen Querwand des Innenhebels an einer angrenzenden Querwand des Außenhebels bei der Achse. Letztgenannte Maßnahme erfordert jedoch eine äußerst maßgenaue Fertigung und führt im unerwünschten Anschlagfall zu einer erheblichen Bauteilbelastung oder garzerstörung.
Außerdem wird festgestellt, dass die Anlagen für die Arme der Drehschenkelfeder am Außen- und Innenhebel zu kompliziert sind und letztlich der Hebel hierdurch auch zu viel Masse hat. So weist einerseits der Außenhebel einen gestuften Aufbau dessen Längsarme auf. Für den Kontakt am Innenhebel ist andererseits eine an ihren Stirnen gestufte Achse vorgesehen, unter deren Plateau der entsprechende Arm der Drehschenkelfeder relativ weit entfernt vom Windungspaket greift. Der Fachmann erkennt hierbei, dass die Drehschenkelfeder aufgrund des relativ langen Hebelarms vergleichsweise robust ausgelegt sein muss.
Aufgabe ist es, einen Schlepphebel der vorgenannten Art zu kreieren, insbesondere bei dem Fehlschaltungen nicht mehr zu einer Bauteilzerstörung führen und der weiterhin vergleichsweise einfach und leicht baut.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mittel aus einem von jeder Außenwand des Innenhebels ortsfest abstehenden Vorsprung bestehen, welcher von einem krampenähnlichen, als Fanghaken fungierenden Endstück des anderen Arms der Nockenrückstellfeder untergriffen ist und welcher Vorsprung gleichzeitig die Mitnehmerfläche bildet.
Somit sind die eingangs aufgeführten Nachteile eliminiert. Die Mittel zur Schwenkbegrenzung bilden gleichzeitig die Mitnehmerfläche für den anderen Arm der Drehschenkelfeder. Der Fanghaken stoppt im unerwünschten Fehlschaltungsfall den hierbei abschwenkenden Innenhebel vergleichsweise „sanft“. Vorzugsweise liegt die Mitnehmerfläche, welche bspw. als zylindrische Ausformung, als innenseitig durchgestellter Napf oder auch als separates Bauteil vorliegen kann, nahe einer koppelseitigen Querstirn des Innenhebels, so dass die Hebellänge des respektiven anderen Arms der Drehschenkelfeder verkürzt ist.
Klar ist, dass sich der Schutzbereich dieser Erfindung auch auf Schwinghebel bezieht, also solche Designs, bei welchen für den schaltbaren Hebel keine Lagerung auf einem Abstützelement, sondern eine einenendige Achslagerung vorgesehen ist. Gleichfalls kann die Drehschenkelfeder auch aus mehreren Federn bestehen, als ein Bauteil mit beidseitigen Windungspaket vorliegen oder, sofern es der Anwendungsfall zulässt, nur einseitig verbaut sein.
Ein weiterer Beitrag in Richtung Bauteilvereinfachung ist dadurch geleistet, dass, wie vorgeschlagen, der o. g. Vorsprung auch gleichzeitig als Schwenkbegrenzung für den Innenhebel in Richtung zur Hebeloberseite verwendet ist. Hierfür ragt von der jeweiligen Oberseite des Außenhebels oder einem nahen Innenwandabschnitt von diesem ein vorteilhafterweise einteilig angeformter Ansatz ein, an dessen Unterseite der Innenhebel über den Vorsprung eine Ausdrehbegrenzung erfährt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung dient ein Endstück des anderen Arms der Drehschenkelfeder gleichzeitig als Axialsicherung einer Achse für eine Rolle im Innenhebel als Nockenanlauffläche. Die „fliegend“ verbaute Achse überragt bevorzugt den Innenhebel hierbei seitlich nicht und baut somit vergleichsweise kurz. Deren Stirnen erfordern, im Gegensatz zum beschreibungseinleitend genannten Stand der Technik, keine spezielle Herrichtung. Auch kann auf separate Befestigungsmaßnahmen für die Achse wie Verstemmen o. dgl. verzichtet werden.
Zudem ist es vorgeschlagen, die beiden Hebelteile oder zumindest eines hiervon mit einem geraden und somit simplen Wandprofil einheitlicher Dicke in zumindest überwiegenden Längenabschnitten auszubilden, wobei hiervon ausgenommen die Mitnehmerflächen am Innen- und die Ansätze am Außenhebel sind. Derartige Hebel lassen sich einfach fertigen, deren Formwerkzeuge haben einen einfachen Aufbau und sie besitzen eine nur vergleichsweise geringe Masse.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch den Schlepphebel vor einer Außenwand dessen Innenhebels und
2 eine Draufsicht auf den Schlepphebel.
Dargestellt ist ein abschaltbarer Schlepphebel 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieser besteht aus einem in Draufsicht kastenartigen Außenhebel 2, zwischen dessen Armen 3 ein ebenfalls kastenartiger Innenhebel 4 mit seinen Außenwänden 5 relativ verschwenkbeweglich hierzu aufgenommen ist (s. beide Figuren).
Der Außenhebel 2 hat an einer Unterseite 6 bei einem Ende 7 eine Anlage 8 für ein Gaswechselventil. An einem anderen Ende 9 liegt an der Unterseite 6 ein als Kalotte ausgebildetes Schwenklager 10 für ein Abstützelement. An dem Ende 7 bei der Anlage 8 verlaufen Außen- und Innenhebel 2, 4 auf einer gemeinsamen Achse 11.
Lediglich der Innenhebel 4 hat an einer Oberseite 12 eine Nockenkontaktfläche 13, welche als Rolle vorliegt. Letztgenannte verläuft auf einer Achse 25, welche „fliegend“ (unbefestigt) in Bohrungen 28 von Armen 29 des Innenhebels 4 aufgenommen ist und mit ihren Stirnen 26 nicht über den Innenhebel 4 hinaussteht.
Der Innenhebel 4 ist über im Außenhebel 2 am anderen Ende 9 sitzende und längs verlagerbare Koppelmittel 14 (Kolben) mit dem Außenhebel 2 in bekannter Art und Weise verbindbar, wobei bei Kopplung ein Hub des den Innenhebel 4 kontaktierenden Nockens über den Schlepphebel 1 auf das Gaswechselventil übertragen wird.
Der Außenhebel 2 ist, wie gut aus 2 entnehmbar, am anderen Ende 9 beidseitig von einem Stumpf 15 überragt. Auf jedem der Stümpfe 15 sitzt mit ihrem Windungspaket 27 eine Drehschenkelfeder als Nockenrückstellfeder 16 (Lost-Motion-Feder) für den Innenhebel 4. Dabei greift die Nockenrückstellfeder 16 mit einem jeweiligen äußeren Arm 17 auf den Außenhebel 2. Sie liegt mit ihrem anderen, inneren Arm 18 unter einer Mitnehmerfläche 19 des Innenhebels 4. Die Mitnehmerfläche 19 ist dabei als einteilig aus einer Außenwand 5 des Innenhebels 4 geformter Vorsprung 21 ausgebildet. Innen- und Außenhebel 4, 2 sind somit zueinander verspannt.
Wie aus 1 hervorgeht, ist der jeweilige andere, innere Arm 18 der Nockenrückstellfeder mit einem krampenähnlichen Endstück 22 versehen. Letztgenanntes untergreift den jeweiligen Vorsprung 21. Somit ist eine simple Schwenkbegrenzung für den Innenhebel 4 in Richtung zur Unterseite 6 gegeben. Im Fall einer Fehlschaltung (s. Beschreibungseinleitung) wird der schlagartig unter Nockenhub abschwenkende Innenhebel 4 vergleichsweise „sanft“ vom krampenähnlichen Endstück 22 an einem weiteren Abschwenken gehindert.
Die Vorsprünge 21 am Innenhebel 4 dienen gleichzeitig einer Schwenkbegrenzung für den Innenhebel 4 in Richtung zur Oberseite 12. Hierfür schlagen diese an einteilig von Innenflächen 23 der Außenwände 5 des Außenhebels 2 bei der Oberseite 12 einragenden Ansätzen 24 an.
Schließlich geht aus 1 noch hervor, dass eine Axialsicherung der „fliegenden“ Achse 25 durch Anlage deren jeweiliger Stirn 26 an dem Endstück 22 des anderen Arms 18 der Nockenrückstellfeder 16 unter allen Schwenkstellungen realisiert ist.
Bezugszeichenliste

1: Schlepphebel
2: Außenhebel
3: Arm
4: Innenhebel
5: Außenwand
6: Unterseite
7: eines Ende
8: Anlage
9: anderes Ende
10: Schwenklager
11: Achse
12: Oberseite
13: Nockenkontaktfläche
14: Koppelmittel
15: Stumpf
16: Nockenrückstellfeder (Lost-Motion-Feder)
17: einer Arm
18: anderer Arm
19: Mitnehmerfläche
20: Mittel
21: Vorsprung
22: Endstück
23: Innenfläche
24: Ansatz
25: Achse
26: Stirn
27: Windungspaket
28: Bohrung
29: Arm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014221812 A1 [0002]

Claims

Schaltbarer Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhebel (2), zwischen dessen Armen (3) ein Innenhebel (4) mit seinen Außenwänden (5) relativ verschwenkbeweglich hierzu aufgenommen ist, welchem Schlepphebel (1) an einer Unterseite (6) bei einem Ende (7) eine Anlage (8) für ein Gaswechselventil und an einem anderen Ende (9) ein Schwenklager (10) immanent sind, wobei Außen- und Innenhebel (2, 4) an einem der Enden (9, 7) auf einer gemeinsamen Achse (11) verlaufen und zumindest der Innenhebel (4) an einer Oberseite (12) eine Nockenkontaktfläche (13) hat, welcher Innenhebel (4) über Koppelmittel (14) mit dem Außenhebel (2) verbindbar ist, wobei Letztgenannter an einem der Enden (7, 9) beidseitig von einem Stumpf (15) lateral überragt ist, auf jedem von diesen jeweils eine Drehschenkelfeder als Nockenrückstellfeder (16) für den Innenhebel (4) mit ihrem Windungspaket (27) sitzt, welche Nockenrückstellfeder (16) mit einem Arm (17) auf den Außenhebel (2) und mit einem anderen Arm (18) unter eine Mitnehmerfläche (19) des Innenhebels (4) einwirkt und wobei Mittel (20) zur Schwenkbegrenzung für den Innenhebel (4) in Richtung zur Unterseite (6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) aus einem von jeder Außenwand (5) des Innenhebels (4) ortsfest abstehenden Vorsprung (21) bestehen, welcher von einem krampenähnlichen, als Fanghaken fungierenden Endstück (22) des anderen Arms (18) der Nockenrückstellfeder (16) untergriffen ist und welcher Vorsprung (21) gleichzeitig die Mitnehmerfläche (19) bildet.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkbegrenzung für den Innenhebel (4) in Richtung zur Oberseite (12) vorgesehen ist, wobei die Vorsprünge (21) hierfür an von Innenflächen (23) der Außenwände (5) des Außenhebels (2) bei der Oberseite (12) einragenden Ansätzen (24) anschlagen.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenkontaktfläche (13) des Innenhebels (4) eine Rolle ist, welche innerhalb der Außenwänden (5) des Innenhebels (4) sitzt und auf einer in diesen gelagerten Achse (25) verläuft, wobei eine Axialsicherung der Achse (25), welche die Außenwände (5) nicht oder nur geringfügig überragt, durch Anlage deren jeweiliger Stirn (26) an dem Endstück (22) des anderen Arms (18) der Nockenrückstellfeder (16) realisiert ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das wenigstens eines der Bauteile Außenhebel (2)/Innenhebel (4), im Längenabschnitt außerhalb eines Bereichs der Koppelmittel (14) sowie bis auf die Vorsprünge (21)/Ansätze (24), einen zumindest im Wesentlichen glattwandigen Verlauf ohne Wandstärkensprünge hat.