DE102017129720A1

DE102017129720A1 - Schaltbare Kipphebelanordnung

Info

Publication number: DE102017129720A1
Application number: DE102017129720.0A
Authority: DE
Inventors: Volker Schmidt; Wolfgang Christgen
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-06-13

Abstract

Vorgeschlagen ist eine schaltbare Kipphebelanordnung mit zumindest einem Kipphebel, der auf einer maschinenfesten Kipphebelachse (1) gelagert ist, zumindest einen mit einer Nockenwelle in Verbindung stehenden Nockenarm (4, 5) und zumindest einen mit zumindest einem Gaswechselventil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in Verbindung stehenden Ventilarm (2, 3) aufweist, wobei die Arme mittels eines federbelasteten Schaltbolzens (8, 9) miteinander verbindbar sind, wobei die Kipphebelachse (1) hohl ausgeführt ist, wobei die Arme zumindest teilweise aufeinander gelagert sind, wobei der Schaltbolzen (8, 9) radial in Kuppelbohrungen (6, 7) beider Arme verschiebbar ist und durch eine Öffnung (10, 11) in der Kipphebelachse (1) mit dem Hohlraum in Verbindung steht und wobei im Hohlraum zumindest ein Konuselement (12, 13, 16 bis 18) axial verschiebbar geführt ist, das mit einem Linearmotor (15) in Verbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine schaltbare Kipphebelanordnung mit zumindest einem Kipphebel, der auf einer maschinenfesten Kipphebelachse gelagert ist, zumindest einen mit einer Nockenwelle in Verbindung stehenden Nockenarm und zumindest einen mit zumindest einem Gaswechselventil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in Verbindung stehenden Ventilarm aufweist, wobei die Arme mittels eines federbelasteten Schaltbolzens miteinander verbindbar sind.
Eine derartige schaltbare Kipphebelanordnung ist aus der EP 3 170 997 A1 bekannt. Bei dieser Ausgestaltung ist der Schaltbolzen hydraulisch gesteuert, wobei der Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine als hydraulisches Druckmittel benutzt wird, das durch ein Schaltventil beherrscht ist. Der konstruktive und kostenmäßige Aufwand für eine derartige schaltbare Kipphebelanordnung ist groß.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine schaltbare Kipphebelanordnung zur Verfügung zu stellen, bei der die geschilderten Nachteile behoben sind. Es soll eine einfache kostengünstige Ausgestaltung zur Verfügung gestellt werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass Kipphebelachse hohl ausgeführt ist, dass die Arme zumindest teilweise radial aufeinander gelagert sind, dass der Schaltbolzen radial in Kuppelbohrungen beider Arme verschiebbar ist und durch eine Öffnung in der Kipphebelachse mit dem Hohlraum in Verbindung steht und dass im Hohlraum zumindest ein Konuselement axial verschiebbar geführt ist, das mit einem Linearmotor in Wirkverbindung steht. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung entfallen die Druckmittelzufuhr zu dem Schaltbolzen und deren Steuerung. Durch Verschieben des Konuselements im Hohlraum der Kipphebelachse wird der Schaltbolzen nach außen gegen die Kraft der Feder bewegt und verbindet den jeweiligen Nockenarm mit dem Ventilarm. Dabei dient der Hohlraum der Kipphebelachse als Führung für den/die Konuselement(e). Sind beispielweise zur Gaswechselsteuerung eines Zylinders einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zwei Kipphebel nebeneinander angeordnet, so wird jedem Kipphebel ein Konuselement zugeordnet, die auf einer gemeinsamen Stange angeordnet sind und von dem Linearmotor verschoben werden. Der Abstand der Konuselemente zueinander und zu den Abständen der Kipphebel kann so gewählt werden, dass beide Kipphebel gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden oder dass die Schaltung alternativ vorgenommen wird. Die Konuselemente können auch unterschiedliche Längen aufweisen, so dass bei einem langen Konuselement eine Schaltstellung eines Kipphebels beibehalten wird, während der andere Kipphebel über ein kurzes Konuselement getrennt geschaltet wird. Unterschiedlich lange Konuselemente sind insbesondere dann zweckmäßig, wenn ein Doppelkipphebel mit zwei Nockenarmen, zwei Schaltbolzen und drei Konuselementen vorgesehen sind.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:

• 1 und 2 zeigen Schnitte durch zwei Kipphebel und eine hohle Kipphebelachse, in der Konuselemente angeordnet sind und
• 3 bis 6 zeigen einen Schnitt durch einen Doppelkipphebel mit zwei Nockenarmen und einem verzweigten Ventilarm mit Schnitt durch die Kipphebelachse mit mehreren Konuselementen in unterschiedlichen Schaltstellungen.

In den 1 bis 6 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Kipphebelachse bezeichnet, die, nicht dargestellt, an der Brennkraftmaschine, vorzugsweise an deren Zylinderkopf befestigt ist. Die Kipphebelachse 1 ist hohl ausgestaltet. Auf der Kipphebelachse 1 sind Ventilarme 2 und 3 schwenkbar gelagert. Auf einem Hals der Ventilarme 2 und 3 ist je ein Nockenarm 4 und 5 gelagert. In dem Hals der Ventilarme 2 und 3 und in einer Verdickung der Nockenarme 4 und 5 sind Kuppelbohrungen 6 und 7 eingearbeitet, in der radial verschiebbar je ein Schaltbolzen 8 und 9 angeordnet ist. Ist der jeweilige Schaltbolzen 8 oder 9 radial nach außen verlagert, so verbindet er den jeweiligen Ventilarm 2 oder 3 mit dem Nockenarm 4 oder 5. Befindet sich der Schaltbolzen 8 oder 9 in einer radialen Innenstellung, so ist die Verbindung zwischen den Armen gelöst. In der Kipphebelachse sind Öffnungen 10 und 11 eingearbeitet, so dass die Schaltbolzen 8 und 9 aus dem Hohlraum der Kipphebelachse 1 aus radial verschoben werden können. In der hohlen Kipphebelachse 1 sind Konuselemente 12 und 13 eingebaut, die auf einer Stange 14 befestigt sind. Die Stange 14 ist mittels eines Linearmotors 15 axial in der Kipphebelachse 1 verschiebbar. Der Linearmotor 15 ist an einem Ende der Kipphebelachse 1 außerhalb derselben angeordnet und befestigt.
In der Stellung der Stange 14 und damit der Konuselemente 12 und 13 gemäß 1 werden die Schaltbolzen 8 und 9 von den nicht dargestellten Federn in Richtung zur Kipphebelachse 1 verschoben, so dass die Arme gegeneinander entkuppelt sind.
In 2 ist die Stange 14 und die Konuselemente 12 und 13 so weit verschoben, dass die Schaltbolzen 8 und 9 die Nockenarme 4 und 5 mit den Ventilarmen 2 und 3 verbinden.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3 bis 6 sind auf der Stange 14 zwei kurze Konuselemente 16 und 17 und ein langes Konuselement 18 befestigt. In der Schaltstellung gemäß 3 werden die Schaltbolzen 8 und 9 von den nicht dargestellten Federn nach innen verschoben, so dass die Arme entkuppelt sind. In der Schaltstellung gemäß 4 hat das Konuselement 17 den Schaltbolzen 8 aktiviert, so dass der mit 19 bezeichnete modifizierte Nockenarm in Wirkverbindung mit einem gabelförmigen Ventilarm 20 steht. In der Schaltstellung gemäß 5 bewirkt das lange Konuselement 18 eine Verbindung zwischen einem modifizierten Nockenarm 21 mit dem gabelförmigen Ventilarm 20, wobei der modifizierte Nockenarm 19 ausgeschaltet ist.
In der Schaltstellung gemäß 6 ist das lange Konuselement 18 noch in Wirkverbindung, während das kurze Konuselement 16 den Schaltbolzen 8 aktiviert hat, so dass beide modifizierte Nockenarme 19 und 21 mit dem gabelförmigen Ventilarm 20 verbunden sind.
Bezugszeichenliste

1): Kipphebelachse
2), 3): Ventilarme
4), 5): Nockenarme
6), 7): Kuppelbohrungen
8), 9): Schaltbolzen
10), 11): Öffnungen
12), 13): Konuselemente
14): Stange
15): Linearmotor
16), 17): kurze Konuselemente
18): langes Konuselement
19): modifizierter Nockenarm
20): gabelförmiger Ventilarm
21): modifizierter Nockenarm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3170997 A1 [0002]

Claims

Schaltbare Kipphebelanordnung mit zumindest einem Kipphebel, der auf einer maschinenfesten Kipphebelachse (1) gelagert ist, zumindest einen mit einer Nockenwelle in Verbindung stehenden Nockenarm (4, 5) und zumindest einen mit zumindest einem Gaswechselventil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in Verbindung stehenden Ventilarm (2, 3) aufweist, wobei die Arme mittels eines federbelasteten Schaltbolzens (8 oder 9) miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kipphebelachse (1) hohl ausgeführt ist, dass die Arme zumindest teilweise aufeinander gelagert sind, dass der Schaltbolzen (8, 9) radial in Kuppelbohrungen (6, 7) beider Arme verschiebbar ist und durch eine Öffnung (10, 11) in der Kipphebelachse (1) mit dem Hohlraum in Verbindung steht und dass im Hohlraum zumindest ein Konuselement (12, 13, 16 bis 18) axial verschiebbar geführt ist, das mit einem Linearmotor (15) in Verbindung steht.
Schaltbare Kipphebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kipphebel nebeneinander vorgesehen sind, dass jedem Kipphebel ein Konuselement (12, 13, 16 bis 18) zugeordnet ist, die auf einer gemeinsamen Stange (14) angeordnet sind, und dass die Stange (14) von einem Linearmotor (15) beherrscht ist.
Schaltbare Kipphebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel als Doppelkipphebel mit zwei Nockenarmen (19, 21) und zwei Schaltbolzen (8 und 9) ausgeführt ist und dass bei dieser Ausgestaltung drei Konuselemente (16 bis 18) unterschiedlicher Länge nebeneinander auf der Stange (14) angeordnet sind.
Schaltbare Kipphebelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Doppelkipphebel ein, vorzugsweise gabelförmig verzweigter Ventilarm (20) für zwei Gaswechselventile zugeordnet ist, auf dessen Nabe die Nockenarme (19, 21) gelagert sind.