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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
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Ein derartiger schaltbarer Schlepphebel mit einem Außen- und einem Innenhebel ist aus
WO 2016/057601 bekannt. Außen- und Innenhebel sind verschwenkbar zueinander angeordnet und durch eine Koppeleinrichtung mit einem in einem Gehäuse längsbeweglich zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung angeordneten Verriegelungsstift koppelbar. Der Verriegelungsstift ist durch eine Feder in die Verriegelungsstellung vorgespannt. Ein im Gehäuse angeordneter Verdrehsicherungsstift steht in Kontakt mit einer sich im Längsrichtung erstreckenden Abflachung am Verriegelungsstift und verhindert eine Verdrehung desselben. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass der Verdrehsicherungsstift eine aufwendige Befestigung im Gehäuse beispielsweise durch eine Schweißverbindung erfordert, die zu einer Materialschwächung und einem Bauteilverzug führen kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen schaltbaren Schlepphebel der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaues, seiner Herstellung und Montage zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es wird ein schaltbarer Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Primärhebel und einem an diesem verschwenkbar abgestützten Sekundärhebel vorgeschlagen, wobei Primär- und Sekundärhebel zum Schalten durch zumindest ein in einer Bohrung am Primärhebel verschiebbar angeordnetes Koppelelement koppelbar sind. Hierbei ist am Primärhebel ein offener Bereich vorgesehen, der von einem koppelseitigen Ende der Bohrung ausgeht und in dem zur Verdrehsicherung des Koppelelements ein Führungsblech zumindest abschnittsweise angeordnet ist, wobei das Führungsblech mit einer Abflachung am Außendurchmesser des Koppelelements zur Führung zusammenwirkt. Auf diese Weise wird eine einfach aufgebaute, gewichts- und bauraumsparende Verdrehsicherung eines Koppelelements in einem Koppelmechanismus für einen schaltbaren Schlepphebel ermöglicht. Dabei sind der offene Bereich am Primärhebel und die Abflachung am Außendurchmesser des Koppelelements einfach herstellbar. Das Führungsblech ist einfach durch blechverarbeitende Verfahren herstellbar und auf einfache Weise im offenen Bereich des Primärhebels montier- und an die Einbauverhältnisse, insbesondere an die Höhe der Abflachung am Koppelelement anpassbar. Zudem ist die Verwendung unterschiedlicher Herstellungstoleranzen zwischen Koppelelement und Führungsblech sowie zwischen diesem und dem offenen Bereich am Primärhebel einfach möglich.
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Das Führungsblech ist als Blechstreifen mit geringer Masse besonders einfach herstellbar. Dieser bildet vorzugsweise an einem abgewinkelten ersten Ende eine Führungslasche, an der das Koppelelement mit der Abflachung in Gleitkontakt geführt ist.
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Die Führungslasche ist bevorzugt parallel zur Abflachung angeordnet und bildet dabei vorzugsweise eine zur Abflachung planparallel ausgerichtete Kontaktfläche.
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Das Führungsblech ist als Blechstreifen bevorzugt mit einer an einem abgewinkelten zweiten Ende gebildeten Anlagefläche an der Außenoberfläche des Primärhebels angelegt.
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An einem zwischen seinen Enden gelegenen mittleren Bereich des Blechstreifens ist eine besonders einfache Befestigung des Führungsblechs am Primärhebel möglich. Vorzugsweise ist dabei das Führungsblech an seinem mittleren Abschnitt im offenen Bereich am Primärhebel befestigt ist.
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Die abgewinkelten Enden am Blechstreifen sind besonders einfach durch Biegen herstellbar.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Führungsblech als Z-förmig gebogener Blechstreifen ausgeführt.
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Zur einfachen Befestigung kann das Führungsblech ein Befestigungsloch aufweisen, an dem es mit einem Befestigungsstift in einem Presssitz am Primärhebel befestigt ist.
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Bevorzugt schneidet der offene Bereich die Bohrung an ihrer der Abflachung gegenüberliegenden Seite.
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Vorzugsweise ist die Bohrung in einem am Primärhebel gebildeten Gehäuse angeordnet, wobei der offene Bereich am Gehäuse vorgesehen ist. Bevorzugt ist dabei der offene Bereich in Hebelquerrichtung durch zwei gegenüberliegende Seitenwände des Gehäuses und in Verschieberichtung des Koppelelements durch eine zwischen den Seitenwänden zurückgesetzte Stirnseite des Gehäuses begrenzt.
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Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Koppelelement mit der Abflachung aus dem Gehäuse an der zwischen den Seitenwänden zurückgesetzten Stirnseite desselben herausgeführt ist. Vorzugsweise ist an dieser das Führungsblech befestigt, das auf diese Weise in einem Bereich ausreichender Gehäusedicke entfernt von den kritischen Belastungsstellen des Primärhebels angeordnet werden kann, so dass eine Überbelastung des Primärhebels im Bereich des Gehäuses bei der Montage vermieden wird.
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Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn den offenen Bereich die Bohrung an ihrer der Abflachung des Koppelelements gegenüberliegenden Seite durch offengelegt und dabei das Koppelelement mit seinem Außendurchmesser an der von der Abflachung abgewandten Seite der Bohrung am Gehäuse geführt ist.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet die Abflachung am Außendurchmesser des Koppelelements am koppelseitigen Ende desselben zugleich eine Koppelfläche zum Koppeln mit dem Sekundärhebel.
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In einer weiterhin besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Koppelelement durch die Federkraft von Rückstellfedermitteln in eine Primär- und Sekundärhebel koppelnde Ausgangsstellung vorgespannt.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Primärhebel als sogenannter Außenhebel ausgeführt, der den Sekundärhebel als sogenannten Innenhebel zumindest abschnittsweise umfasst. Denkbar ist auch, den Primärhebel als Innenhebel auszuführen, der vom Sekundärhebel als Außenhebel zumindest abschnittsweise umfasst ist.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
- 1 eine längsgeschnittene Teilansicht eines erfindungsgemäßen schaltbaren Schlepphebels in einem ersten Betriebszustand,
- 2 eine längsgeschnittene Teilansicht des schaltbaren Schlepphebels in einem zweiten Betriebszustand,
- 3 eine längsgeschnittene perspektivische Teilansicht des Schlepphebels aus 1.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Der in 1 bis 3 jeweils in einer Teilansicht dargestellte erfindungsgemäße schaltbare Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine weist einen Primärhebel 1 und einen an diesem verschwenkbar abgestützten Sekundärhebel 2 auf. Der schaltbare Schlepphebel ist an seinem abstützseitigen Hebelendbereich entlang der Hebellängsachse geschnitten dargestellt. Dort ist in einem Gehäuse 3 am Primärhebel 1 ein Koppelmechanismus integriert, der ein in einer Bohrung 4 zum Schalten verschiebbar angeordnetes Koppelelement 5 umfasst, durch das Primär- und Sekundärhebel 1, 2 koppelbar sind. An der Hebelunterseite des Gehäuses 3 ist der Primärhebel mit einer kalottenförmigen Abstützfläche an einem nicht dargestellten Abstützelement in der Bildebene schwenkbeweglich abstützbar. Das Koppelelement 5 weist an seinem koppelseitigen Endabschnitt eine am Außendurchmesser stufig abgesetzte Abflachung 6 auf. Diese bildet am koppelseitigen Ende zugleich eine Koppelfläche zum Koppeln mit einer Anlage- bzw. Mitnehmerfläche 7 an der Hebelunterseite eines freien Endes des Sekundärhebels 2.
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Das Koppelelement 5 wird durch einen zylindrischen Koppelkolben gebildet, der einteilig ausgeführt und am Außendurchmesser zweifach nach innen abgesetzt und mit seinem Außendurchmesser am korrespondierend abgesetzten Abschnitt am Innendurchmesser der Bohrung 4 des Primärhebels 1 verschiebbar geführt und abgedichtet ist (1). An seinem koppelseitig nach radial innen gestuft abgesetzten Endabschnitt ist am Außendurchmesser des Koppelelements 5 die Abflachung 6 mit der planen Koppelfläche am koppelseitigen Ende zum Koppeln mit dem Sekundärhebel 2 vorgesehen (1).
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Der Primärhebel 1 bildet am Gehäuse 3 von dessen koppelseitigem Ende ausgehend an der Hebeloberseite einen offenen Bereich 9, der die Bohrung 4 an ihrer der Abflachung 6 gegenüberliegenden Seite schneidet (1 und 3). Der offene Bereich 9 ist in Hebelquerrichtung durch gegenüberliegende Seitenwände 8 und in Verschieberichtung des Koppelelements 5 durch eine zwischen den Seitenwänden 8 zurückgesetzte Stirnseite 10 des Gehäuses 3 begrenzt. Im offenen Bereich 9 ist die Bohrung 4 an ihrer der Abflachung 6 des Koppelelements 5 gegenüberliegenden Seite zur Hebeloberseite hin offengelegt, während das Koppelelement 5 mit seinem Außendurchmesser an der von der Abflachung 6 abgewandten Seite der Bohrung 4, die der Hebelunterseite des Gehäuses 3 zugewandt ist, geführt ist. Dabei ist das Koppelelement 5 mit der Abflachung 6 an der zwischen den Seitenwänden 8 zurückgesetzten Stirnseite 10 des Gehäuses 3 aus diesem an der Hebeloberseite herausgeführt.
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Im offene Bereich 9 ist zur Verdrehsicherung des Koppelelements 5 ein Führungsblech 11 angeordnet und an der zurückgesetzten Stirnseite 10 des Gehäuses 3 befestigt. Das Führungsblech 9 ist als Z-förmig gebogener Blechstreifen ausgeführt. Dieser bildet an einem parallel zur Abflachung 6 umgebogenen ersten Ende eine Führungslasche 12, die mit einer Kontaktfläche 13 planparallel zur Abflachung 6 am Koppelelement 5 ausgerichtet ist. Auf diese Weise wird das Koppelelement 5 mit der Abflachung 6 während einer Verschiebung desselben in der Bohrung 4 durch die Führungslasche 12 mit der Kontaktfläche 13 verdrehgesichert in Gleitkontakt geführt und dadurch an einer Drehung um seine Längs- bzw. Verschiebeachse 14 gehindert. Durch die Verdrehsicherung wird eine genaue Lagezuordnung bzw. Ausrichtung der Abflachung 6 mit der Koppelfläche des Koppelelements 5 zur Anlage- bzw. Mitnehmerfläche 7 am Sekundärhebel 2 im Koppelfall gewährleistet.
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Das Führungsblech 11 ist mit einer an einem umgebogenen zweiten Ende gebildeten Anlagefläche 15 an der Außenoberfläche der Hebeloberseite des Gehäuses 3 plan angelegt.
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Zur Befestigung ist an einem zwischen seinen Enden gelegenen mittleren Abschnitt des Führungsblechs 11 ein Befestigungsloch 16 vorgesehen, an dem ein Befestigungsstift 17 hindurchgeführt und in einem Presssitz 18 an der in Verschieberichtung des Koppelelements 5 ausgerichteten zurückgesetzten Stirnseite 10 des Gehäuses 3 befestigt ist. Der Presssitz 18 wird durch ein Sackloch an der Stirnseite 10 im Gehäuse 3 gebildet, in das der Befestigungsstift 17 eingepresst ist. Der Presssitz 18 ist in einem Bereich ausreichender Gehäusedicke entfernt von den kritischen Belastungsstellen des Primärhebels angeordnet, so dass eine Überbelastung des Primärhebels 1 im Bereich des Gehäuses 3 bei der Montage vermieden wird. Das Führungsblech 11 bildet dabei ein in Längsrichtung Z-förmiges Profil, wobei die Führungslasche 12 mit ihrem freien Ende zum koppelseitigen Ende des Koppelelements 5 ausgerichtet ist (1 und 2).
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Der Primärhebel 1 ist hier als sogenannter Außenhebel ausgeführt, der den Sekundärhebel 2 als sogenannten Innenhebel zumindest abschnittsweise umfasst. Am Sekundärhebel 2 ist eine angedeutete Nockenrolle zum Abgriff einer Nockenhubbetätigung von einer nicht dargestellten Nockenwelle angeordnet.
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Das Koppelelement 5 ist in der Bohrung 4 zwischen einer Verriegelungsstellung, gezeigt in 1 und 3, und einer Entriegelungsstellung, gezeigt in 2, hin und her verschiebbar. In der Verriegelungsstellung, die der Ausgangsstellung entspricht, sind Primär- und Sekundärhebel 1, 2 miteinander gekoppelt. Durch Hydraulikmittelbeaufschlagung aus einer Hydraulikmittelbohrung an der Hebelunterseite zugewandten Seite der Bohrung 4 ist das Koppelelement 5 aus der Primär- und Sekundärhebel 1, 2 koppelnden Ausgangs- bzw. Verriegelungsstellung (1) in die diese entkoppelnde Entriegelungsstellung (2) verschiebbar. Dabei steht die Hydraulikmittelbohrung in unmittelbarer Hydraulikmittelverbindung mit der kalottenförmigen Abstützfläche an der Hebelunterseite des Gehäuses 3 zur schwenkbeweglichen Abstützung des Primärhebels 1. Als Hydraulikmittel wird üblicherweise Drucköl aus dem Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine verwendet.
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In der Entriegelungsstellung ist der Sekundärhebel 2 relativ zum Primärhebel 1 in der Bildebene frei verschwenkbar und kann mit seinem freien Ende zwischen diesem zum unteren Bildrand in 2 durchschwingen und führt eine Leerhubbewegung als sogenannte Lost-Motion-Bewegung aus, bei der am Sekundärhebel kein Hub übertragen wird. Die Rückstellung in die dargestellte unverschwenkte Grundstellung erfolgt am abstützseitigen Hebelendbereich des Primärhebels 1 angedeutete Drehfedermittel, die Primär- und Sekundärhebel in die Grundstellung gegeneinander vorspannen. Der Sekundärhebel ist so durch das Koppelelement 5 zu- oder abschaltbar, wodurch eine Ventilhubumschaltung oder eine Ventil- bzw. Zylinderabschaltung an der Brennkraftmaschine möglich ist.
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An einem nicht dargestellten ventilseitigen Hebelendbereich weist der schaltbare Schlepphebel zumindest eine Ventilkontaktfläche zur Betätigung zumindest eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine auf. Am ventilseitigen Hebelendbereich ist zugleich der Sekundärhebel 2 am Primärhebel 1, beispielsweise über eine Befestigungsachse, schwenkbeweglich abgestützt.
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Der Koppelmechanismus umfasst weiterhin in der Bohrung 4 angeordnete Rückstellfedermittel 19, die das Koppelelement 5 in die Verriegelungsstellung gemäß 1 vorspannt. Die Rückstellfedermittel 19 sind als Schraubendruckfeder mit einem Ende an einem in der Bohrung 4 angeordneten Federteller 20 und mit dem anderen Ende in einer zentralen Sachlochbohrung am vom koppelseitigen Ende abgewandten stirnseitigen Ende des Koppelelements 5 abgestützt. Der Federteller 20 ist über einen Sicherungs- bzw. Sprengring 21 in der Bohrung 4 fixiert. Diese ist als am Innendurchmesser mehrfach gestufte Durchgangsbohrung ausgeführt und verläuft längs durch das Gehäuse 3 zwischen einem äußeren Ende am stirnseitigen abstützseitigen Hebelende des Primärhebels 1 und dem koppelseitigen inneren Ende, das dem freien Ende des Sekundärhebels 2 im Koppelfall gegenüberliegt, an dem die Anlage- bzw. Mitnehmerfläche 7 zum Koppeln mit dem Koppelelement 5 ausgebildet ist. Das Koppelelement 5, die Rückstellfedermittel 19, der Federteller 20 und der Sicherungsring 21 sind in der gestuften Bohrung 4 angeordnet. Federteller 20 und der Sicherungsring 21 sind dabei in einem dem äußeren Ende der Bohrung 4 zugewandten aufgeweiteten Endabschnitt der Bohrung 4 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Primärhebel
- 2
- Sekundärhebel
- 3
- Gehäuse
- 4
- Bohrung
- 5
- Koppelelement
- 6
- Abflachung
- 7
- Mitnehmerfläche
- 8
- Seitenwand
- 9
- Öffnung
- 10
- Stirnseite
- 11
- Führungsblech
- 12
- Führungslasche
- 13
- Kontaktfläche
- 14
- Längs- bzw. Verschiebeachse
- 15
- Anlagefläche
- 16
- Befestigungsloch
- 17
- Befestigungsstift
- 18
- Presssitz
- 19
- Rückstellfedermittel
- 20
- Federteller
- 21
- Sicherungsring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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