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Die Erfindung betrifft einen Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs, der in Blechbauweise hergestellt ist sowie mindestens eine Anlagefläche für die Abstützung eines Federschenkels einer Rückstellfeder aufweist, und der zwei zumindest abschnittweise zueinander parallele Seitenwände aufweist, welche über einen eine äußere Rampenfläche aufweisenden Rampenkörper sowie zwei inneren Seitenwangen miteinander in Verbindung stehen, wobei zwischen den beiden Seitenwänden eine Nockenrolle drehbar gelagert angeordnet ist, und bei dem an den freien Enden der beiden 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 umfasst 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. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines derartigen variablen Ventiltriebs sind beispielsweise in der
DE 101 23 186 A1 beschrieben.
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Aus der
DE 102 60 557 A1 und der
DE 10 2011 003 898 A1 sind zwei in Blechbauweise, also im Wesentlichen durch Stanzen, Biegen und Prägen aus einem Stahlblech hergestellte Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs bekannt, bei denen die Anlagefläche für die Abstützung eines parallel zu den Seitenwänden abgewinkelten Endabschnitts des Federschenkels einer als Schenkelfeder ausgebildeten Rückstellfeder jeweils an einem stirnseitigen Ende des Rampenkörpers angeordnet ist. Bei der Ausführung des Zwischenhebels gemäß der
DE 102 60 557 A1 sind zwei umgebogene äußere Laschen zur seitlichen Führung des Federschenkels vorgesehen. Bei dem Zwischenhebel gemäß der
DE 10 2011 003 898 A1 dienen die seitlich hervorstehenden Seitenwangen des Rampenkörpers zur seitlichen Führung des Federschenkels.
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In der
DE 10 2010 009 399 A1 ist dagegen ein in Blechbauweise hergestellter Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs beschrieben, bei dem sich die Anlagefläche für die Abstützung des Federschenkels der Rückstellfeder an der Bodenwand eines U-förmigen Aufnahmekörpers befindet. Dieser Aufnahmekörper ist auf der dem Federschenkel der Rückstellfeder zugewandten Innenseite des Rampenkörpers angeordnet und entweder durch eine entsprechend umgeformte Lasche an einer der Seitenwangen des Rampenkörpers erzeugt, oder durch eine winkelförmig umgeformte Lasche an der einen Seitenwange sowie durch eine ebene Lasche an der anderen Seitenwange des Rampenkörpers gebildet.
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Grundsätzlich besteht bei den beschriebenen, in Blechbauweise hergestellten Zwischenhebeln das Problem einer Materialknappheit im Bereich des Rampenkörpers, wodurch es schwierig ist, im Rahmen der Umformung eines Blechrohlings eine ausreichend große Rampenfläche sowie zugleich eine Anlagefläche für die Abstützung des Federschenkels der Rückstellfeder und der Stege zur seitlichen Führung des Endabschnitts des Federschenkels an dem Rampenkörper auszuformen. Zudem besteht bei den beiden genannten Ausführungsformen des Zwischenhebels die Gefahr, dass das Ende des Federschenkels beim Einfedern der Rückstellfeder aus der Rampenfläche des Rampenkörpers heraustritt, wodurch der nutzbare Bereich der Rampenfläche nachteilig eingeschränkt wird. Bei der letztgenannten Ausführung des Zwischenhebels kann das Ende des Federschenkels beim Einfedern der Rückstellfeder an die Innenwand des Rampenkörpers stoßen, welches zu Verspannungen und Beschädigungen in beziehungsweise an den betreffenden Bauteilen führen kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, 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 zur Herstellung des Zwischenhebels notwendigen Blechrohling und verbesserte Betriebseigenschaften ergeben.
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Diese Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass am äußeren, nockenrollenfernen Seitenrand einer Seitenwange des Rampenkörpers ein in Längsrichtung des Zwischenhebels ausgerichteter U-förmiger Aufnahmekörper angeordnet ist, dass dieser Aufnahmekörper zwei zueinander parallele Seitenwände und eine Bodenwand aufweist, dass aus den Seitenwänden des Aufnahmekörpers zwei axial gegenüberliegende Ausnehmungen ausgeschnitten sind, deren Breite größer ist als der Durchmesser des Federschenkels der Rückstellfeder, und dass die Ausnehmungen so tief ausgeschnitten sind, dass die Bodenwand des Aufnahmekörpers eine Anlagefläche zur Abstützung eines rechtwinklig zu den Seitenwänden abgewinkelten, in die Ausnehmungen eingesetzten Endabschnittes des Federschenkels bildet.
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Die Erfindung geht demnach aus von einem an sich bekannten Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors aus, 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 Rampenkörper mit einer äußeren Rampenfläche und zwei inneren Seitenwangen miteinander in Verbindung. Über die Rampenfläche des Rampenkörpers wird eine durch die Schwenkposition des Zwischenhebels variierbare Hubbewegung auf ein Hubübertragungselement, wie zum Beispiel einen Rollenschlepphebel, und von diesem weiter auf den Ventilschaft des zugeordneten Gaswechselventils übertragen. Zwischen den beiden Seitenwänden ist eine Nockenrolle drehbar gelagert angeordnet, mittels der die Hubkontur der zugeordneten Nocke einer Nockenwelle geometrisch abgegriffen wird. An den freien Enden der beiden Seitenwände ist eine Stell- und/oder Stützrolle drehbar gelagert angeordnet, 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 eines Blechrohlings günstigen Materialverteilung, der zur Herstellung des Zwischenhebels benötigt wird, und zur Vermeidung einer Einschränkung des nutzbaren Bereichs der Rampenfläche des Zwischenhebels ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass am äußeren, nockenrollenfernen Seitenrand einer der beiden Seitenwangen des Rampenkörpers ein in Längsrichtung des Zwischenhebels ausgerichteter U-förmiger Aufnahmekörper mit zwei parallelen Seitenwänden und einer Bodenwand angeordnet beziehungsweise ausgebildet ist. Aus den beiden Seitenwänden des Aufnahmekörpers sind zwei axial gegenüberliegende Ausnehmungen ausgeschnitten, deren Breite größer ist als der Durchmesser des Federschenkels der Rückstellfeder. Zudem sind die Ausnehmungen so tief ausgeschnitten, dass die Bodenwand des Aufnahmekörpers eine Anlagefläche zur Abstützung eines rechtwinklig zu den Seitenwänden abgewinkelten, in die Ausnehmungen eingesetzten Endabschnittes des Federschenkels bildet. Da die Anlagefläche zur Abstützung der Rückstellfeder von dem Basiskörper des Rampenkörpers entfernt und in Richtung zu der Nockenrolle verlagert ist, steht für die Ausformung des eigentlichen Rampenkörpers in dem Blechrohling nun mehr Material zur Verfügung. Zudem kann das Ende des Federschenkels aufgrund der Abwinkelung des Endabschnittes und dessen Lage in den Ausnehmungen des Aufnahmekörpers beim Einfedern der Rückstellfeder nicht mehr aus der Rampenfläche des Rampenkörpers heraustreten, so dass der nutzbare Bereich der Rampenfläche somit nicht mehr unvorteilhaft eingeschränkt ist.
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Die am äußeren, nockenrollenfernen Seitenrand der anderen Seitenwange des Rampenkörpers liegende Außenwand ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in derselben Ebene wie die Bodenwand des Aufnahmekörpers angeordnet und bildet somit eine zweite Anlagefläche zur Abstützung des Endabschnittes des Federschenkels. Durch die dadurch bedingte Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem Federschenkel der Rückstellfeder und den an den beiden Seitenwangen des Rampenkörpers angeordneten Anlageflächen ist die wirksame Flächenpressung und ein möglicher Verschleiß an den betreffenden Oberflächen der Bauteile reduziert.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In dieser zeigt
- 1 einen die Merkmale der Erfindung aufweisenden Zwischenhebel in einer perspektivischen Ansicht, und
- 1a den Zwischenhebel gemäß 1 mit dem Federschenkel einer Rückstellfeder in derselben perspektivischen Ansicht.
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In den 1 und 1a ist demnach ein Zwischenhebel 1 für einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors jeweils in derselben perspektivischen Ansicht abgebildet. Der Zwischenhebel 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 und zwei im Übergangsbereich zwischen den beiden Seitenwänden 2, 3 und dem Rampenkörper 4 angeordneten inneren Seitenwangen 6, 8 miteinander verbunden ist. Zwischen den beiden Seitenwänden 2, 3 ist eine Nockenrolle 11 mit einer ringzylindrischen Anlauffläche 12 drehbar gelagert auf einem ersten Achsbolzen 13 angeordnet, welcher in zugeordnete Bohrungen in den beiden Seitenwänden 2, 3 eingepresst ist. An den freien Enden der beiden Seitenwände 2, 3 ist eine Stell- und Stützrolle 14 mit zwei axial äußeren ringzylindrischen Anlaufflächen 15 und einer mittigen ringzylindrischen Anlauffläche 16 drehbar gelagert auf einem zweiten Achsbolzen 17 angeordnet, der in zugeordnete Bohrungen in den beiden Seitenwänden 2, 3 eingepresst ist. Vorliegend ist der Durchmesser der äußeren Anlaufflächen 15 kleiner als der Durchmesser der mittigen Anlauffläche 16 der Stell- und Stützrolle 14.
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Im eingebauten Zustand steht die Anlauffläche 12 der Nockenrolle 11 in Kontakt mit einer zugeordneten, hier nicht abgebildeten Nocke einer Nockenwelle, wodurch im Betrieb die Hubkontur der Nocke eine Auslenkung des Zwischenhebels 1 bewirkt. Diese durch die Nocke verursachte Hubbewegung des Zwischenhebels 1 wird über die Rampenfläche 5 des Rampenkörpers 4 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.
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Zur Variation des Hubverlaufs und der Hubhöhe des Gaswechselventils ist der Zwischenhebel 1 durch die Führung der Stell- und Stützrolle 14 über die äußeren Anlaufflächen 15 in einer gehäusefesten kreisbogenförmigen Führungskulisse um die Berührungsachse zwischen der Nocke und der Nockenrolle 11 begrenzt verschwenkbar. Der für eine Verschwenkung des Zwischenhebels 1 erforderliche Stellhub wird über eine begrenzt drehbare Kurvenscheibe in die mittlere Anlauffläche 16 der Stell- und Stützrolle 14 eingeleitet. Dadurch, dass das Abgriffelement des Hubübertagungselementes beziehungsweise die Abgriffrolle des Rollenschlepphebels durch die Verschwenkung des Zwischenhebels 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 11 mit der zugeordneten Nocke der Nockenwelle zu bewirken, ist eine als Schenkelfeder ausgebildete Rückstellfeder 18 vorgesehen, deren einer Federschenkel 19 an mindestens einer Anlagefläche 27 des Zwischenhebels 1 abgestützt ist. In 1a ist ein Federschenkel 19 der Rückstellfeder 18 dargestellt.
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Zur Erzielung einer für die Umformung des Blechrohlings günstigen Materialverteilung ist im Unterschied zu den meisten bekannten Zwischenhebeln nun eine Anlagefläche 27 zur Abstützung des betreffenden Federschenkels 19 entfernt von dem Basiskörper und der Rampenfläche 5 des Rampenkörpers 4 an dem Zwischenhebel 1 angeordnet beziehungsweise ausgebildet. Hierzu ist am äußeren, nockenrollenfernen Seitenrand 7 einer Seitenwange 6 des Rampenkörpers 4 ein in Längsrichtung des Zwischenhebels 1 ausgerichteter U-förmiger Aufnahmekörper 21 mit zwei zueinander parallelen Seitenwänden 22, 24 und einer Bodenwand 26 angeordnet. Aus den beiden Seitenwänden 22, 24 des Aufnahmekörpers 21 sind hierbei zwei axial gegenüberliegende Ausnehmungen 23, 25 ausgeschnitten. Die Breite B dieser Ausnehmungen 23, 25 ist größer als der Durchmesser D des Federschenkels 19 der Rückstellfeder 18. Außerdem sind die Ausnehmungen 23, 25 so tief ausgeschnitten, dass die Bodenwand 26 des Aufnahmekörpers 21 eine Anlagefläche 27 zur Abstützung eines rechtwinklig zu den Seitenwänden 2, 3 abgewinkelten, in die Ausnehmungen 23, 25 eingesetzten Endabschnittes 20 des Federschenkels 19 bildet.
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Zur Reduzierung der wirksamen Flächenpressung und eines möglichen Verschleißes an den betreffenden Oberflächen der Bauteile ist die am äußeren Seitenrand 9 der anderen Seitenwange 8 des Rampenkörpers 4 ausgebildete nockenrollenferne Außenwand 10 in derselben Ebene wie die Bodenwand 26 des Aufnahmekörpers 21 angeordnet. Hierdurch bildet die nockenrollenferne Außenwand 10 der anderen Seitenwange 8 eine zweite Anlagefläche 28 zur Abstützung des Endabschnittes 20 des Federschenkels 19, durch welche die als Anlagefläche 27 wirksame Bodenwand 26 des Aufnahmekörpers 21 in deren Wirkung vergrößert ist.
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Bei dieser Ausführung und Anordnung der Anlageflächen 27, 28 sowie des Endabschnittes 20 des Federschenkels 19 ist auch ausgeschlossen, dass das Ende des Federschenkels 19 beim Einfedern der Rückstellfeder 18 aus der Rampenfläche 5 des Rampenkörpers 4 heraustreten kann, wodurch der nutzbare Bereich der Rampenfläche 5 nachteilig eingeschränkt würde.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zwischenhebel
- 2
- Seitenwand
- 3
- Seitenwand
- 4
- Rampenkörper
- 5
- Rampenfläche des Rampenkörper
- 6
- Seitenwange des Rampenkörper
- 7
- Äußerer Seitenrand der Seitenwange 6
- 8
- Seitenwange des Rampenkörper
- 9
- Äußerer Seitenrand der Seitenwange 8
- 10
- Außenwand
- 11
- Nockenrolle
- 12
- Anlauffläche
- 13
- Erster Achsbolzen
- 14
- Stell- und Stützrolle
- 15
- Äußere Anlauffläche
- 16
- Innere Anlauffläche
- 17
- Zweiter Achsbolzen
- 18
- Rückstellfeder, Schenkelfeder
- 19
- Federschenkel
- 20
- Endabschnitt des Federschenkels
- 21
- Aufnahmekörper
- 22
- Erste Seitenwand des Aufnahmekörpers
- 23
- Erste Ausnehmung
- 24
- Zweite Seitenwand des Aufnahmekörpers
- 25
- Zweite Ausnehmung
- 26
- Bodenwand des Aufnahmekörpers
- 27
- Erste Anlagefläche
- 28
- Zweite Anlagefläche
- B
- Breite der jeweiligen Ausnehmung
- D
- Durchmesser des Federschenkels
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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 [0003]
- DE 102011003898 A1 [0003]
- DE 102010009399 A1 [0004]
