DE102017113481A1

DE102017113481A1 - Abschaltbarer Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102017113481A1
Application number: DE102017113481.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Pribek; Michael Kugler; Andreas Biermann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2018-12-20
Also published as: WO2018233744A1; CN210889058U

Abstract

Vorgeschlagen ist ein abschaltbarer Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhaupt- und einem von dessen Armen (2) eingefassten Innennebenhebel (3, 4), welche Hebel (3, 4) an einem Ende (5) auf einer Achse (6) gelagert sind und der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel (4, 3) abschwenkbar ist, wobei der Schlepphebel (1) an einer Unterseite (7) bei dem einen Ende (5) eine Ventilanlage (8) mit seitlichen Führungsflächen (9) hat und der Außenhaupthebel (3) an der Unterseite (7), bei einem anderen Ende (10), eine Lagerfläche (11) für ein Abstützelement sowie bei dieser Lagerfläche (11) eine Koppelvorrichtung (12) zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende (13) des Innennebenhebels (4) aufweist, wobei der Innennebenhebel (4) eine Nockenkontaktfläche (15) an einer Oberseite (14) besitzt sowie von einer Nockenrückstellfeder (16) beaufschlagt ist, und wobei der Innennebenhebel (4) die Achse (6) mit einem einteilig angebundenen Massivstück (17) umfasst, an dessen Unterseite (18) unmittelbar die Ventilanlage (8) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen abschaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhaupt- und einem von dessen Armen eingefassten Innennebenhebel, welche Hebel an einem Ende auf einer Achse gelagert sind und der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel abschwenkbar ist, wobei der Schlepphebel an einer Unterseite bei dem einen Ende eine Ventilanlage mit seitlichen Führungsflächen hat und der Außenhaupthebel an der Unterseite, bei einem anderen Ende, eine Lagerfläche für ein Abstützelement sowie bei dieser Lagerfläche eine Koppelvorrichtung zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende des Innennebenhebels aufweist und wobei der Innennebenhebel eine Nockenkontaktfläche an einer Oberseite besitzt sowie von einer Nockenrückstellfeder beaufschlagt ist.
Ein gattungsgemäßer Schlepphebel geht aus der DE 10 2014 221 812 A1 , 1 hervor. Zu erkennen ist, dass die Ventilanlage an einer Unterseite der in diesem Endbereich zusammengeführten Arme des Außenhaupthebels gebildet ist. Eine Achse zur gemeinsamen schwenkbeweglichen Lagerung des Innennebenhebels mit dem Außenhaupthebel liegt deutlich beabstandet „oberhalb“ der Ventilanlage, um einerseits einen ausreichenden Abschwenkwinkel für den Innennebenhebel in dessen Entkoppelfall und andererseits genügend Materialdicke für eine steife Anlage des jeweiligen Gaswechselventils am Außenhaupthebel zu gewährleisten.
Es wird festgestellt, dass wegen der vergleichsweise hochliegenden Achse die Kinematik am Schlepphebel generell ungünstig für einen großen Abschwenkwinkel des Innennebenhebels ist und im Abschwenkmodus somit Gefahr einer Kollision mit dem Ventilfederteller oder anderen Zylinderkopfteilen besteht. Auch ist mit einem relativ großen Massenträgheitsmoment aufgrund der Masseanhäufung am Abschwenkende des Schlepphebels zu rechnen.
Aufgabe ist es daher, einen abschaltbaren Schlepphebel wie vorgenannt zu entwerfen, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll bei vereinfachtem und hinsichtlich der Masse verringerten Aufbau für den Innenhebel ein größerer Abschwenkwinkel ermöglicht sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Innennebenhebel die Achse mit einem einteilig angebundenen Massivstück umfasst, an dessen Unterseite unmittelbar die Ventilanlage gebildet ist.
Somit liegt ein abschaltbarer Schlepphebel ohne die vorgenannten Nachteile vor. Der Schlepphebel könnte ggf. auch als Hubumschalthebel designt sein.
Durch die nunmehr unmittelbare Anlage des wenigstens einen Gaswechselventils (der Schlepphebel könnte auch zur gleichzeitigen Beaufschlagung mehrerer gleichwirkender Gaswechselventile eingesetzt werden) am Massivstück des Innennebenhebels am einen Ende ist der Abstand der Achse zur Ventilanlage verringert. Somit baut der Schlepphebel in diesem Bereich einfacher und leichter. Gleichzeitig ist hierdurch die Kinematik des Schlepphebels dergestalt günstig beeinflusst, dass bei ansonsten identischen Kontaktbedingungen der Innennebenhebel einen größeren Abschwenkwinkel realisieren kann, so dass bspw. bei einem Einsatz des Schlepphebels zur internen Abgasrückführung im Nockengrundkreis mehr Gaswechselquerschnitt für eine Restgasrückführung vorliegt.
Gemäß einer bevorzugten Gestaltung der Erfindung können die Führungsflächen der Ventilanlage einteilig von Letztgenannter wegragen und laschen- oder stegähnlich sein. Hierbei bieten sich zur Darstellung dieser bspw. Prägen oder ein MIM-Verfahren an, wobei auch eine spanende Einbringung oder eine separate Ausbildung mit nachträglicher Befestigung durch Anschweißen bspw. angedacht sind. Bei der hier beschriebenen Variante mit den Führungsflächen am Innennebenhebel ist mit einer besonders wirksamen Massereduzierung am freien Schwenkende des Schlepphebels zu rechnen.
Eine weitere vorteilhafte Fortbildung der Erfindung bezieht sich auf eine Ausbildung der Führungsflächen für das Gaswechselventil an Innenseiten von Armen des Außenhaupthebels. Demnach sollen diese Arme das Massivstück an dem einen Ende in Unterseitenrichtung überragen und, gemäß einer weiteren vorteilhaften Fortbildung, abschnittsweise nach innen gekröpft vorliegen. Diese Maßnahmen kommen bspw. gut bei einer stanz-biegetechnischen Ausbildung des Außenhaupthebels zum Tragen.
Ggf. können die Führungsflächen auch als lediglich „gerade“ Fortsetzung der Seitenwände vorliegen, schräg aufeinander zu gebogen sein oder erst über einen an der Unterseite des Massivstücks direkt anliegenden Abschnitt verfügen, welche jeweils vor einer Längsmittelebene des Schlepphebels dann orthogonal zur Ventilanlage am Massivstück abgebogen ist.
Zur Vermeidung von erhöhten Pressungen und zur Realisierung einer verringerten Auswanderung der Ventilanlage im Abschwenkmodus des Innennebenhebels ist es zudem vorgeschlagen, die Ventilanlage ballig auszuwölben bzw. diese Ausformung aus mehreren Radien zusammenzusetzen.
Schließlich ist es Gegenstand eines Unteranspruch, als reibungsarme Nockenkontaktfläche im Innennebenhebel eine drehbare Rolle zu applizieren. Diese kann in einer Tasche oder einem Fenster des Innennebenhebels, bspw. über eine Wälzlagerung auf einem Bolzen, gelagert sein.
Die Hebelteile (Außenhaupt- u. Innennebenhebel) können bspw. generell in einem MIM-, Präge-Fließpress-, Gieß- oder Blechumformverfahren hergestellt sein. Selbstverständlich können die Hebelteile auch in zueinander unterschiedlichen Verfahren gefertig vorliegen.
Zur Zeichnung:

• 1 zeigt in einer räumlichen Ansicht einen abschaltbaren Schlepphebel mit Führungsflächen am Innennebenhebel;
• 2 zeigt eine Gestaltung wie vorgenannt, jedoch mit vom Außenhaupthebel ausgehenden Führungsflächen und
• 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Schlepphebel nach 1.

Dargestellt ist ein abschaltbarer Schlepphebel 1 für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Der Schlepphebel 1 hat einen Außenhaupt- und einen von dessen Armen 2 eingefassten Innennebenhebel 3, 4 (s. insb. 1, 2). Beide Hebelteile 3, 4 sind an einem Ende 5 auf einer gemeinsamen Achse 6 gelagert, wobei der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel 4, 3 im Entkoppelmodus (Nocken- oder Zusatzhubnockendeaktivierung) abschwenkbar ist.
Der Außenhaupthebel 3 weist an einer Unterseite 7, bei einem hier als „anderes Ende“ bezeichneten Ende 10, eine als Kalotte vorliegende Lagerfläche 11 für ein Abstützelement auf (s. 3). Oberhalb der Lagerfläche 11 ist eine nicht näher zu beschreibende Koppelvorrichtung 12 zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende 13 des Innennebenhebels 4 im Außenhaupthebel 3 appliziert. Der Innennebenhebel 4 hat zudem eine als bolzengelagerte Rolle vorliegende Nockenkontaktfläche 15 an seiner Oberseite 14. Über ein Drehschenkelfederpaket als Nockenrückstellfeder 16 ist der Innennebenhebel 4 im Abschwenkmodus an dessen Nocken rückführbar.
Zu erkennen ist in den 1, 2, dass der Innennebenhebel 4 am einen Ende 5 die Achse 6 mit einem einteilig angebundenen Massivstück 17 umfasst. An einer Unterseite 18 des Massivstücks 17 ist unmittelbar eine Ventilanlage 8 gebildet.
Gemäß den 1, 3 erfolgt eine laterale Führung des an der Ventilanlage 8 anstehenden Gaswechselventils über einteilig von der Ventilanlage 8 abragende Stege 19 als Führungsflächen 9, welche gegenüber Seitenflächen 20 des Massivstücks 17 eingerückt sind.
Nach 2 erstrecken sich die Führungsflächen 9 hingegen vom Außenhaupthebel 3 aus. Sie sind als die Arme 2 verlängernde Teilabschnitte 21 ausgebildet, welche das Massivstück 17 in Richtung zur Unterseite 7 überragen und endseitig in nach innen gekröpfte Lappen übergehen, zwischen denen der Ventilschaft aufgenommen wird. Schließlich geht aus der linken Bildhälfte von 3 geht hervor, dass die Ventilanlage 8 eine aus mehreren Radien zusammengesetzte ausgewölbte Kontur hat.
Bezugszeichenliste

1): Schlepphebel
2): Arm
3): Außenhaupthebel; Hebelteil
4): Innennebenhebel, Hebelteil
5): eines Ende
6): Achse
7): Unterseite
8): Ventilanlage
9): Führungsfläche
10): anderes Ende
11): Lagerfläche
12): Koppelvorrichtung
13): Schwenkende
14): Oberseite
15): Nockenkontaktfläche
16): Nockenrückstellfeder
17): Massivstück
18): Unterseite
19): Steg
20): Seitenfläche
21): Teilabschnitt
22): Aussparung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014221812 A1 [0002]

Claims

Abschaltbarer Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhaupt- und einem von dessen Armen (2) eingefassten Innennebenhebel (3, 4), welche Hebel (3, 4) an einem Ende (5) auf einer Achse (6) gelagert sind und der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel (4, 3) abschwenkbar ist, wobei der Schlepphebel (1) an einer Unterseite (7) bei dem einen Ende (5) eine Ventilanlage (8) mit seitlichen Führungsflächen (9) hat und der Außenhaupthebel (3) an der Unterseite (7), bei einem anderen Ende (10), eine Lagerfläche (11) für ein Abstützelement sowie bei dieser Lagerfläche (11) eine Koppelvorrichtung (12) zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende (13) des Innennebenhebels (4) aufweist und wobei der Innennebenhebel (4) eine Nockenkontaktfläche (15) an einer Oberseite (14) besitzt sowie von einer Nockenrückstellfeder (16) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innennebenhebel (4) die Achse (6) mit einem einteilig angebundenen Massivstück (17) umfasst, an dessen Unterseite (18) unmittelbar die Ventilanlage (8) liegt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (9) der Ventilanlage (8) einteilig von dieser abragende Stege (19) sind.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (2) des Außenhaupthebels (3) Seitenflächen (20) des Massivstücks (17) in Richtung zur Unterseite (7) mit je einem Teilabschnitt (21) als Führungsfläche (9) überragen.
Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilabschnitte (21) aufeinander zu gekröpfte Lappen sind.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanlage (8) eine aus einem oder mehreren Radien zusammengesetzte ausgewölbte Kontur hat.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenkontaktfläche (15) des Innennebenhebels (4) eine in einer Aussparung (22) dieses gelagerte Rolle ist.