DE102018120169A1

DE102018120169A1 - Variabler Ventiltrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in Modulbauweise

Info

Publication number: DE102018120169A1
Application number: DE102018120169.9A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Noe; Andreas Biermann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2020-02-20

Abstract

Vorgeschlagen ist ein variabler Ventiltrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit mindestens einem Gaswechselventil pro Zylinder, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben und mittels eines schaltbaren Schlepphebels (10) durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung geführten und aus einer Seitenwand des Schlepphebels (10) vorstehenden Schaltbolzens (9) selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf desselben umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen (9) der Schlepphebel (10) über Verbindungselemente (8) betätigbar sind, welche entlang der Nockenwelle bewegbar sowie mittels zumindest eines Linearaktuators (1) gegen die Kraft zumindest eines Federelements aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung bewegbar sind, wobei der Linearaktuator (1) quer zur Nockenwelle maschinenfest angeordnet und mittels eines Stößels (7) mit einem Umlenkhebel (4) in Verbindung steht, wobei der Umlenkhebel (4) mittels eines Stützgehäuses (2) maschinenfest geführt, in Betätigungsrichtung der Schaltbolzen schwenkbar ist und mit den Verbindungselementen (8) in Wirkverbindung steht und wobei der Linearaktuator (1) mit dem Stützgehäuse (2), mit dem Umlenkhebel (4) und mit zumindest und vorzugsweise zwei Verbindungselementen (8) zu einer modularen Baueinheit ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen variablen Ventiltrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit mindestens einem Gaswechselventil pro Zylinder, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben und mittels eines schaltbaren Schlepphebels durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung geführten und aus einer Seitenwand des Schlepphebels vorstehenden Schaltbolzens selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf desselben umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen der Schlepphebel über Verbindungselemente betätigbar sind, welche entlang der Nockenwelle bewegbar sowie mittels zumindest eines Linearaktuators gegen die Kraft zumindest eines Federelements aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung bewegbar sind.
Eine derartige Anordnung eines variablen Ventiltriebes ist in der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2017 101 792.5 der Anmelderin beschrieben. Dabei ist der Linearaktuator auf einer Längsseite des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine angeordnet und steht mit einer Schaltleiste in Wirkverbindung. Diese stützt sich an einem als Druckfeder ausgebildeten Federelement am anderen Ende des Zylinderkopfes ab. Der Linearaktuator vergrößert den Bauraum der Brennkraftmaschine in Längsrichtung, was je nach Einbaubedingungen ungünstig ist. Weiterhin kann die Schaltleiste bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen durch ihre Länge zu Instabilitäten führen. Auch sind die technischen Anforderungen an einen Linearaktuator, insbesondere bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine sehr groß.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben und eine Wirkverbindung zwischen Längsaktuator und Verbindungselementen zur Verfügung zu stellen, die einen andersartigen Anbau des Linearaktuators an den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ermöglicht. Es soll weiterhin die Möglichkeit eröffnet werden, Gruppen von Schlepphebeln zumindest benachbarte einzeln zu steuern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Linearaktuator quer zur Nockenwelle maschinenfest angeordnet und mittels seines Stößels mit einem Umlenkhebel in Verbindung steht, dass der Umlenkhebel mittels eines Stützgehäuses maschinenfest geführt ist, mit den Verbindungselementen in Wirkverbindung steht und in Betätigungsrichtung der Schaltbolzen schwenkbar ist und dass der Linearaktuator mit dem Umlenkhebel, mit einem Stützgehäuse und mit zumindest und vorzugsweise zwei Verbindungselementen zu einer modularen Baueinheit ausgebildet ist.
Zum Einen hat der Linearaktuator bei einem Quereinbau keine Verlängerung des Zylinderkopfes zur Folge und zum Anderen können Module benutzt werden, die aus einer kurzen Baueinheit mit zwei Verbindungselementen und mit einem eigenen Stützgehäuse ausgestattet sind. Diese Module können im einfachsten Fall in den Deckel des Zylinderkopfes eingesteckt und befestigt werden. Durch die Reduktion der angesteuerten Schlepphebel kann das Modul zum Beispiel von einem Serienzentralventil angesteuert werden, während an einem mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine betätigenden Linearaktuator hohe technische Anforderungen gestellt werden müssen.
Der Umlenkhebel kann dabei auf einer am Stützgehäuse angeordneten Achse gelagert werden, so dass eine exakte Führung des Umlenkhebels gegeben ist. Der Umlenkhebel weist einerseits eine Winkellasche auf, die mit dem Stößel in Verbindung steht, und andererseits einen Arm, der mit den Verbindungselementen verbunden ist. Die Betätigung der Schaltbolzen erfolgt dabei durch Verschwenken des Umlenkhebels um die Achse und eine Schwenkbewegung des Arms und der Verbindungselemente parallel zur Nockenwellenachse. Die Verbindungselemente sind in an sich bekannter Weise als Blattfedern ausgebildet. Diese dienen als Energiespeicher, wenn der Verriegelungsmechanismus der Schlepphebel blockiert ist. Desweiteren dienen sie als Toleranzausgleich. Aufgrund der Schwenkbewegung des Umlenkhebels erfahren die Schaltbolzen für unterschiedliche Betriebspositionen der Schlepphebel unterschiedliche Wege. Diese werden ebenfalls durch die Blattfedern aufgenommen. Die Rückstellung des Umlenkhebels erfolgt durch eine Feder, insbesondere eine Drehschenkelfeder, die sich einerseits an dem Umlenkhebel und andererseits am Stützgehäuse abstützt.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:

• 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Linearaktuators mit Stützgehäuse, Umlenkhebel und zugeordneten Schlepphebeln,
• 2 zeigt eine ähnliche Anordnung in zu 1 unterschiedlicher Sichtweise und
• 3 und 4 zeigen Seitenansichten der Einrichtungen in unterschiedlichen Winkelstellungen.

In den 1 bis 4 ist mit 1 ein Linearaktuator bezeichnet, der mit einem Stützgehäuse 2 verbunden ist. Am Stützgehäuse 2 ist mittels einer Achse 3 ein Umlenkhebel 4 gelagert, der eine Winkellasche 5 und einen Arm 6 aufweist. Wie insbesondere den 3 und 4 zu entnehmen ist, weist der Linearaktuator einen Stößel 7 auf, der die Winkellasche 5 kontaktiert. Am Ende des Armes 6 sind zwei Verbindungselemente 8 angeordnet, die als Blattfedern ausgeführt sind. Sie stehen mit Schaltbolzen 9 von Schlepphebeln 10 in Wirkverbindung. Zwei Verbindungselemente 8 sind einstückig als Bügel ausgeführt, der etwa in seiner Mitte am Arm 6 befestigt ist. Wird nun, wie insbesondere 4 zu entnehmen ist, der Stößel 7 aus dem Linearaktuator 1 herausbewegt, so bewegt er den Winkelflansch 5, der um die Achse 3 nach unten schwenkt, und versetzt dadurch den Arm 6 und die Verbindungselemente 8 in eine Schwenkbewegung, die zu der Verschiebung der Schaltbolzen 9 bzw. zu deren Druckbeanspruchung führt. Der Umlenkhebel 4 weist eine Hülse 11 auf, die eine exakte Lagerung auf der Achse 3 bewirkt. Auf der Hülse 11 ist eine mit 12 bezeichnete Drehschenkelfeder angeordnet, die sich einerseits an dem Stützgehäuse 2 und andererseits an der Winkellasche 5 abstützt und den Umlenkhebel 4 in seine Ausgangsstellung und damit den Stößel 7 zurück bewegt.
Bezugszeichenliste

1): Linearaktuator
2): Stützgehäuse
3): Achse
4): Umlenkhebel
5): Winkellasche
6): Arm
7): Stößel
8): Verbindungselemente
9): Schaltbolzen
10): Schlepphebel
11): Hülse
12): Drehschenkelfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017101792 [0002]

Claims

Variabler Ventiltrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit mindestens einem Gaswechselventil pro Zylinder, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben und mittels eines schaltbaren Schlepphebels (10) durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung geführten und aus einer Seitenwand des Schlepphebels (10) vorstehenden Schaltbolzens (9) selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf desselben umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen (9) der Schlepphebel (10) über Verbindungselemente (8) betätigbar sind, welche entlang der Nockenwelle bewegbar sowie mittels zumindest eines Linearaktuators (1) gegen die Kraft zumindest eines Federelements aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator (1) quer zur Nockenwelle maschinenfest angeordnet und mittels eines Stößels (7) mit einem Umlenkhebel (4) in Verbindung steht, dass der Umlenkhebel (4) mittels eines Stützgehäuses (2) maschinenfest geführt, in Betätigungsrichtung der Schaltbolzen schwenkbar ist und mit den Verbindungselementen (8) in Wirkverbindung steht und dass der Linearaktuator (1) mit dem Stützgehäuse (2), mit dem Umlenkhebel (4) und mit zumindest und vorzugsweise zwei Verbindungselementen (8) zu einer modularen Baueinheit ausgebildet ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkhebel (4) auf einer am Stützgehäuse (2) angeordneten Achse (3) gelagert ist.
Variabler Ventiltrieb nach einer Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlenkhebel (4) eine Winkellasche (5) aufweist, die mit dem Stößel (7) in Verbindung steht, und einen Arm (6), der mit den Verbindungselementen (8) verbunden ist.
Variabler Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Achse (3) eine Drehschenkelfeder (12) eingebaut ist, die sich einerseits am Umlenkhebel (4) und andererseits am Stützgehäuse (2) abstützt.