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Die Erfindung betrifft einen Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs, der in Blechbauweise hergestellt ist und mindestens eine Anlagefläche für die Abstützung eines Federschenkels einer Rückstellfeder aufweist, und der über zwei zumindest abschnittweise zueinander parallele Seitenwände verfügt, wobei die beiden Seitenwände über einen eine äußere Rampenfläche aufweisenden Rampenkörper miteinander verbunden sind, bei dem zwischen den beiden Seitenwänden eine Nockenrolle drehbar gelagert angeordnet ist, und bei dem an den freien Enden der Seitenwände eine Stell- und/oder Stützrolle drehbar gelagert angeordnet ist.
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Ein unter der Bezeichnung Valvetronic der BMW AG bekannter variabler Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors weist eine mittels eines Elektromotors drehbare Exzenterwelle mit einer Kurvenscheibe, eine über einen Ketten- oder Zahnriementrieb mit der Kurbelwelle des Verbrennungskolbenmotors in Triebverbindung stehende Nockenwelle mit mindestens einer Nocke pro Gaswechselventil, einen Zwischenhebel der vorgenannten Bauart pro Gaswechselventil, und ein Hubübertragungselement pro Gaswechselventil auf. Ein derartiger variabler Ventiltrieb ist beispielsweise in der
DE 101 23 186 A1 beschrieben.
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Über die Nockenrolle des Zwischenhebels wird die Hubkontur der zugeordneten Nocke der Nockenwelle abgegriffen und über die Rampenfläche des Rampenkörpers auf das Hubübertragungselement sowie über dieses auf den Ventilschaft des betreffenden Gaswechselventils übertragen. Bei dem Hubübertragungselement handelt es sich bevorzugt um einen Rollenschlepphebel, bei dem eine drehbar gelagerte Abgriffrolle in Kontakt mit der Rampenfläche des Rampenkörpers ist. Alternativ dazu kann es sich bei dem Hubübertragungselement jedoch auch um einen mit einer drehbaren Abgriffrolle versehenen Kipphebel oder einen entsprechenden Tassenstößel handeln. Über eine Verdrehung der Exzenterwelle wird der Zwischenhebel durch den Stellkontakt der Stellrolle mit der Kurvenscheibe um die Berührungsachse zwischen der Nocke der Nockenwelle und der Nockenrolle verschwenkt. Dabei wird der Zwischenhebel endseitig über die Stützrolle an einer kreisbogenförmigen Kulissenbahn einer gehäusefesten Führungskulisse geführt.
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Alternativ zur Übertragung auf die ringzylindrische Anlauffläche einer Stell- und/oder Stützrolle kann der Stellhub der Kurvenscheibe auch an kreisbogenförmigen Gleitflächenabschnitten, die stirnseitig an den freien Enden der Seitenwände ausgebildet sind, auf den Zwischenhebel übertragen werden.
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Durch die Verschwenkung des Zwischenhebels verschiebt sich der Kontaktbereich der Rampenfläche mit der Abgriffrolle des Hubübertragungselementes, wodurch sich aufgrund der Höhe und Neigung der Rampenfläche eine Variation des Ventilhubs des betreffenden Gaswechselventils ergibt. Über eine vorzugsweise als Schenkelfeder ausgebildete Rückstellfeder, deren einer Federschenkel an einer Anlagefläche des Zwischenhebels abgestützt ist, wird ein permanenter Kontakt der Nockenrolle des Zwischenhebels mit der zugeordneten Nocke der Nockenwelle sichergestellt.
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Aus der
DE 102 60 557 A1 ist ein in Blechbauweise, also im Wesentlichen durch Stanzen, Biegen und Prägen aus einem Stahlblech hergestellter Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs bekannt, bei dem eine endseitig zwischen den Seitenwänden drehbar gelagerte Stell- und Stützrolle zur Einleitung des Stellhubs in den Zwischenhebel der Kurvenscheibe und zur Führung des Zwischenhebels in der Führungskulisse dient. Die Anlagefläche für die Abstützung des Federschenkels der Rückstellfeder befindet sich bei diesem Zwischenhebel an einem stirnseitigen Ende des Rampenkörpers, wobei zwei umgebogene äußere Laschen zur seitlichen Führung des Federschenkels dienen.
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In der
DE 10 2011 003 898 A1 ist ein weiterer in Blechbauweise hergestellter Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs beschrieben, bei dem die freien Enden der Seitenwände zusammengezogen sind und aneinander anliegen. Während eine als Doppelrolle mit zwei außenliegenden Scheiben ausgeführte Stützrolle zur Führung des Zwischenhebels in der erwähnten Führungskulisse dient, erfolgt die Übertragung des Stellhubs der Kurvenscheibe auf den Zwischenhebel an kreisbogenförmigen Gleitflächenabschnitten, die stirnseitig an den freien Enden der beiden Seitenwände ausgebildet sind. Je nach Ausführung des Zwischenhebels kann der Radius der Stützrolle kleiner oder größer als der Radius der Gleitflächenabschnitte sein. Die Anlagefläche für die Abstützung des Federschenkels der Rückstellfeder befindet sich bei diesem Zwischenhebel in einer mittig an einem stirnseitigen Ende des Rampenkörpers angeordneten Ausnehmung, wobei die zwei verbliebenen äußeren Stege zur seitlichen Führung des Federschenkels dienen.
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Schließlich ist in der
DE 10 2012 222 374 A1 ein in Blechbauweise hergestellter Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs offenbart, bei dem eine endseitig zwischen den Seitenwänden drehbar gelagerte Stell- und Stützrolle zur Einleitung des Stellhubs der Kurvenscheibe in den Zwischenhebel und zur Führung des Zwischenhebels in der Führungskulisse dient. Die ringzylindrische Anlauffläche zur Einleitung des Stellhubs der Kurvenscheibe ist mittig in der Stell- und Stützrolle angeordnet und weist einen kleineren Radius als die Anlaufflächen zur Führung des Zwischenhebels in der Führungskulisse auf. Die Anlagefläche für die Abstützung des Federschenkels der Rückstellfeder befindet sich bei diesem Zwischenhebel an einem umgebogenen Ansatzstück, das mittig an einem stirnseitigen Ende des Rampenkörpers angeordnet ist. Zur seitlichen Führung des Federschenkels ist ein U-förmiges Bauteil mit seitlich hervorstehenden Laschen unterhalb des Ansatzstückes in den Rampenkörper eingesetzt.
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Grundsätzlich besteht bei den vorbeschriebenen, in Blechbauweise hergestellten Zwischenhebeln das Problem einer Materialknappheit im Bereich des Rampenkörpers, wodurch es schwierig ist, bei der Umformung eines Blechrohlings eine ausreichend große Rampenfläche und zugleich eine Anlagefläche für die Abstützung des Federschenkels der Rückstellfeder sowie Stege zur seitlichen Führung des Federschenkels an dem Rampenkörper auszuformen. Zudem besteht bei den bekannten Ausführungen der Anlagefläche für die Abstützung des Federschenkels die Gefahr, dass das Ende des Federschenkels beim Einfedern der Rückstellfeder aus der Rampenfläche des Rampenkörpers heraustritt, wodurch der nutzbare Bereich der Rampenfläche eingeschränkt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem in Blechbauweise hergestellten Zwischenhebel der eingangs genannten Bauart eine alternative Ausbildung und Anordnung der Anlagefläche zur Abstützung des Federschenkels der Rückstellfeder vorzuschlagen, durch die sich eine günstigere Materialverteilung in dem Blechrohling sowie ein größerer nutzbarer Bereich der Rampenfläche des Rampenkörpers ergibt.
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Diese Aufgabe ist bei einem Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs, der in Blechbauweise hergestellt ist und mindestens eine Anlagefläche für die Abstützung eines Federschenkels einer Rückstellfeder aufweist, und der über zwei zumindest abschnittweise zueinander parallele Seitenwände verfügt, wobei die beiden Seitenwände über einen eine äußere Rampenfläche aufweisenden Rampenkörper miteinander verbunden sind, bei dem zwischen den beiden Seitenwänden eine Nockenrolle drehbar gelagert angeordnet ist, und bei dem an den freien Enden der Seitenwände eine Stell- und/oder Stützrolle drehbar gelagert angeordnet ist, dadurch gelöst, dass die beiden Seitenwände im Bereich ihrer dem freien Ende des Federschenkels zugewandten Außenrändern jeweils mit einer Außenfläche versehen sind, dass diese Außenflächen zueinander axial gegenüberliegend sowie parallel zu dem jeweiligen Außenrand längsseitig zwischen der Nockenrolle und dem Rampenkörper ausgebildet sind, und dass die Außenflächen separate, Anlageflächen zur Abstützung eines rechtwinklig zu den Seitenwänden abgewinkelten Endabschnittes des Federschenkels bilden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Zwischenhebels sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die Erfindung geht demnach aus von einem an sich bekannten Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors, der in Blechbauweise hergestellt ist, der mit mindestens einer Anlagefläche für die Abstützung eines Federschenkels einer Rückstellfeder versehen ist, und der zwei zumindest abschnittweise zueinander parallele Seitenwände aufweist. Die beiden Seitenwände stehen über einen eine äußere Rampenfläche aufweisenden Rampenkörper miteinander in Verbindung. Mittels der Rampenfläche ist eine durch die Schwenkposition des Zwischenhebels variierbare Hubbewegung auf ein Hubübertragungselement, wie zum Beispiel ein Rollenschlepphebel, und von diesem weiter auf den Ventilschaft eines zugeordneten Gaswechselventils übertragbar. Zwischen den beiden Seitenwänden ist eine Nockenrolle drehbar gelagert, mittels der die Hubkontur einer zugeordneten Nocke einer Nockenwelle abgegriffen wird. An den freien Enden der beiden Seitenwände ist eine Stell- und/oder Stützrolle drehbar gelagert, über die ein Stellhub zur Verschwenkung des Zwischenhebels in diesen eingeleitet wird und/oder der Zwischenhebel in einer Kulissenbahn geführt wird.
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Zur Erzielung einer für die Umformung des Blechrohlings günstigeren Materialverteilung und zur Vermeidung einer Einschränkung des nutzbaren Bereichs der Rampenfläche sind die beiden Seitenwände im Bereich ihrer dem freien Ende des Federschenkels zugewandten Außenränder jeweils mit einer vorzugsweise ebenen Außenfläche versehen. Die beiden Außenflächen sind in Bezug zu den Drehachsen der genannten Rollen beziehungsweise zu den Längsachsen der genannten Achsbolzen axial gegenüberliegend sowie parallel zu dem jeweiligen Außenrand der Seitenwände längsseitig zwischen der Nockenrolle und dem Rampenkörper angeordnet. Sie bilden zwei separate, vorzugsweise ebene Anlageflächen zur Abstützung eines rechtwinklig zu den beiden Seitenwänden abgewinkelten Endabschnittes des Federschenkels der Rückstellfeder. Die Anlageflächen der beiden Seitenwände können auch eine gewisse Balligkeit quer und/oder in Richtung ihrer Längserstreckung aufweisen.
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Durch die Anordnung der Anlageflächen zur Abstützung der Rückstellfeder weg von dem Rampenkörper und hin zu den beabstandet zu diesem angeordneten Außenflächen der beiden Seitenwände steht bei der Herstellung des Zwischenhebels für die Ausformung des Rampenkörpers mehr Material an dem Blechrohling zur Verfügung. Zudem kann das Ende des Federschenkels aufgrund der Abwinkelung seines Endabschnittes und dessen Lage vor dem Rampenkörper beim Einfedern der Rückstellfeder nicht mehr aus der Rampenfläche des Rampenkörpers heraustreten, so dass der nutzbare Bereich der Rampenfläche dadurch nicht mehr eingeschränkt ist.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zwischenhebels ist vorgesehen, dass die Seitenwände nahe ihrer Außenränder jeweils mit einer langgestreckten Öffnung versehen sind, in die der Endabschnitt des Federschenkels eingreift, dass diese Öffnungen axial gegenüberliegend sowie parallel zu dem jeweiligen Außenrand angeordnet sind, und dass deren innere Bodenwände die Anlageflächen zur Abstützung des Endabschnittes des Federschenkels bilden.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zwischenhebels ist vorgesehen, dass die Seitenwände an ihren Außenrändern jeweils eine langgestreckte Ausnehmung aufweisen, in die der Endabschnitt des Federschenkels eingreift, dass die Ausnehmungen axial gegenüberliegend sowie parallel zu dem jeweiligen Außenrand angeordnet sind, und dass die Bodenwände der Ausnehmungen die Anlageflächen zur Abstützung des Endabschnittes des Federschenkels bilden.
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Sowohl die langgestreckten Öffnungen als auch die langgestreckten Ausnehmungen in den beiden Seitenwänden sind mittels einer automatisierten mechanischen Bearbeitung des Zwischenhebels leicht und kostengünstig herstellbar. Beim Ein- und Ausfedern der Rückstellfeder gleitet dessen Endabschnitt auf den als Anlageflächen wirksamen inneren Bodenwänden der Öffnungen oder Bodenwänden der Ausnehmungen hin und her, so dass eine unvorteilhafte Verspannung und Durchbiegung des Federschenkels ausgeschlossen ist.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Außenränder der Seitenwände des Zwischenhebels selbst die Anlageflächen zur Abstützung des Endabschnittes des Federschenkels bilden.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenhebels in einer perspektivischen Seitenansicht,
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2 den Zwischenhebel gemäß 1 mit einem Federschenkel einer Rückstellfeder in einer perspektivischen Ansicht,
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3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenhebels in einer perspektivischen Seitenansicht, und
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4 den Zwischenhebel gemäß 3 mit einem Federschenkel einer Rückstellfeder in einer perspektivischen Ansicht.
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In den 1 und 2 ist demnach eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenhebels 1.1 für einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten abgebildet. Dieser Zwischenhebel 1.1 ist in Blechbauweise hergestellt und weist zwei zumindest abschnittweise zueinander parallele Seitenwände 2, 3 auf, die über einen eine äußere Rampenfläche 5 aufweisenden Rampenkörper 4 miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Seitenwänden 2, 3 ist eine Nockenrolle 6 mit einer ringzylindrischen Anlauffläche 7 drehbar auf einem Achsbolzen 8 gelagert, der in zugeordnete Bohrungen in den beiden Seitenwänden 2, 3 eingepresst ist. An den freien Enden der beiden Seitenwände 2, 3 ist eine Stell- und/oder Stützrolle 9 mit zwei axial äußeren ringzylindrischen Anlaufflächen 10 und einer mittigen ringzylindrischen Anlauffläche 11 drehbar auf einem Achsbolzen 12 gelagert, der in zugeordnete Bohrungen in den beiden Seitenwänden 2, 3 eingepresst ist. Vorliegend ist der Durchmesser der axial äußeren Anlaufflächen 10 kleiner als der Durchmesser der mittigen Anlauffläche 11 der Stell- und/oder Stützrolle 9.
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Im eingebauten Zustand ist die Anlauffläche 7 der Nockenrolle 6 in Kontakt mit einer zugeordneten Nocke einer Nockenwelle, wodurch der Verlauf der Hubkontur der Nocke als Auslenkung in den Zwischenhebel 1.1 eingeleitet wird. Diese Auslenkung des Zwischenhebels 1.1 wird über die Rampenfläche 5 des Rampenkörpers 4 des Zwischenhebels 1.1 auf ein Hubübertragungselement und über dieses weiter auf den Ventilschaft eines zugeordneten Gaswechselventils übertragen. Bei dem Hubübertragungselement handelt es sich bevorzugt um einen Rollenschlepphebel, bei dem eine drehbar gelagerte Abgriffrolle in Kontakt mit der Rampenfläche 5 des Rampenkörpers 4 ist. Zur Variation des Hubverlaufs und der Hubhöhe des Gaswechselventils ist der Zwischenhebel 1.1 durch die Führung der Stell- und/oder Stützrolle 9 über die axial äußeren Anlaufflächen 10 in einer gehäusefesten, kreisbogenförmigen Führungskulisse um die Berührungsachse zwischen der Nocke und der Nockenrolle 6 begrenzt verschwenkbar. Der für eine Verschwenkung des Zwischenhebels 1.1 erforderliche Stellhub wird über eine begrenzt drehbare Kurvenscheibe in die axial mittlere Anlauffläche 11 der Stell- und/oder Führungsrolle 9 eingeleitet. Dadurch, dass das Abgriffelement des Hubübertragungselementes beziehungsweise die Abgriffrolle des Rollenschlepphebels durch die Verschwenkung des Zwischenhebels 1.1 mit einem anderen Bereich der Rampenfläche 5 des Rampenkörpers 4 in Kontakt tritt, werden der Hubverlauf und die Hubhöhe des betreffenden Gaswechselventils variiert.
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Um einen permanenten Kontakt der Nockenrolle 6 mit der zugeordneten Nocke der Nockenwelle zu bewirken, ist eine als Schenkelfeder ausgebildete Rückstellfeder 13 vorgesehen, deren einer Federschenkel 14 an mindestens einer Anlagefläche 22, 23 des Zwischenhebels 1.1 abgestützt ist. In 2 ist dieser Federschenkel 14 der Rückstellfeder 13 dargestellt.
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Zur Erzielung einer für die Umformung des Blechrohlings günstigeren Materialverteilung sind im Unterschied zu den bekannten Zwischenhebeln nun zwei Anlageflächen 22, 23 zur Abstützung des betreffenden Federschenkels 14 beabstandet von dem Rampenkörper 4 an dem Zwischenhebel 1.1 ausgebildet. Hierzu sind die beiden Seitenwände 2, 3 des Zwischenhebels 1.1 im Bereich ihrer dem freien Ende des Federschenkels 14 zugewandten Außenränder 16, 17 jeweils mit einer ebenen Außenfläche 20, 21 versehen, die axial gegenüberliegend und parallel zu dem jeweiligen Außenrand 16, 17 längsseitig zwischen der Nockenrolle 6 und dem Rampenkörper 4 angeordnet sind. Diese beiden Außenfläche 20, 21 bilden separate, ebene Anlageflächen 22, 23 zur Abstützung eines rechtwinklig zu den Seitenwänden 2, 3 abgewinkelten Endabschnittes 15 des Federschenkels 14.
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Bei dem Zwischenhebel 1.1 gemäß den 1 und 2 sind die beiden Außenfläche 20, 21 in den beiden Seitenwände 2, 3 nahe derer Außenränder 16, 17 durch eine langgestreckte Öffnung 18, 19 gebildet, in welche der Endabschnitt 15 des Federschenkels 14 eingreift. Die beiden Öffnungen 18, 19 sind in Bezug zu den Längsachsen der genannten Achsbolzen 8, 12 axial gegenüberliegend sowie parallel zu dem jeweiligen Außenrand 16, 17 der Seitenwände 2, 3 angeordnet. Die inneren Bodenwände 20, 21 dieser Öffnungen 18, 19 bilden die beiden Anlageflächen 22, 23 zur Abstützung des Endabschnittes 15 des Federschenkels 14. Bei dieser Ausführung und Anordnung der Anlageflächen 22, 23 sowie des Endabschnittes 15 des Federschenkels 14 ist leicht nachvollziehbar ausgeschlossen, dass das Ende des Federschenkels 14 beim Einfedern der Rückstellfeder 13 wie bei den bekannten Zwischenhebeln aus der Rampenfläche 5 des Rampenkörpers 4 heraustreten kann, wodurch der nutzbare Bereich der Rampenfläche 5 eingeschränkt würde.
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Eine in den 3 und 4 in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten abgebildete zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenhebels 1.2 eines variablen Ventiltriebs unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform des Zwischenhebels 1.1 gemäß den 1 und 2 dadurch, dass die Seitenwände 2, 3 an ihren Außenrändern 16, 17 anstelle der Öffnungen 18, 19 nun jeweils langgestreckte Ausnehmungen 24, 25 aufweisen, in welche der Endabschnitt 15 des Federschenkels 14 eingreift. Diese Ausnehmungen 24, 25 sind in Bezug zu den Längsachsen der genannten Achsbolzen 8, 12 axial gegenüberliegend sowie parallel zu dem jeweiligen Außenrand 17, 18 der Seitenwände 2, 3 angeordnet, und die Bodenwände 26, 27 der Ausnehmungen 24, 25 bilden hierbei die beiden Anlageflächen 28, 29 zur Abstützung des Endabschnittes 15 des Federschenkels 14.
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Bezugszeichenliste
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- 1.1
- Zwischenhebel (erste Ausführungsform)
- 1.2
- Zwischenhebel (zweite Ausführungsform)
- 2
- Erste Seitenwand
- 3
- Zweite Seitenwand
- 4
- Rampenkörper
- 5
- Rampenfläche am Rampenkörper
- 6
- Nockenrolle
- 7
- Anlauffläche der Nockenrolle
- 8
- Erster Achsbolzen
- 9
- Stell- und/oder Stützrolle
- 10
- Axial äußere Anlauffläche der Stell- und/oder Stützrolle
- 11
- Axial innere Anlauffläche der Stell- und/oder Stützrolle
- 12
- Zweiter Achsbolzen
- 13
- Rückstellfeder, Schenkelfeder
- 14
- Federschenkel der Rückstellfeder
- 15
- Endabschnitt des Federschenkels der Rückstellfeder
- 16
- Außenrand der ersten Seitenwand
- 17
- Außenrand der zweiten Seitenwand
- 18
- Öffnung in der ersten Seitenwand
- 19
- Öffnung in der zweiten Seitenwand
- 20
- Außenfläche; innere Bodenwand an der ersten Seitenwand
- 21
- Außenfläche; innere Bodenwand an der zweiten Seitenwand
- 22
- Anlagefläche an der ersten Seitenwand
- 23
- Anlagefläche an der zweiten Seitenwand
- 24
- Ausnehmung an der ersten Seitenwand
- 25
- Ausnehmung an der zweiten Seitenwand
- 26
- Außenfläche; Bodenwand an der ersten Seitenwand
- 27
- Außenfläche; Bodenwand an der zweiten Seitenwand
- 28
- Anlagefläche an der ersten Seitenwand
- 29
- Anlagefläche an der zweiten Seitenwand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10123186 A1 [0002]
- DE 10260557 A1 [0006]
- DE 102011003898 A1 [0007]
- DE 102012222374 A1 [0008]
