DE102019102765B3

DE102019102765B3 - Vormontiertes Modul eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102019102765B3
Application number: DE102019102765.9A
Authority: DE
Inventors: Dominik Lunz; Oliver Ewert; Rares Ludusan
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2039-02-06

Abstract

Vorgeschlagen ist ein vormontiertes Modul (1) eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zum Einbau in einen Zylinderkopf derselben, mit wenigstens einer Schubstange (2, 2a), die eine Kontaktfläche (3) für einen zumindest mittelbaren Angriff eines e-Aktors zu ihrer Verlagerung in eine Längsrichtung und eine orthogonal abstehende Stützfläche (4) aufweist, an deren dem e-Aktor abgewandter Stirn (5) einenends ein Druckfedermittel (6) zur Rückstellung der Schubstange (2) entgegen der einen Längsrichtung verbaut ist, welches Druckfedermittel (6) anderenends eine Einspannfläche (7) für eine Gegenkontur am Zylinderkopf hat, wobei von der Schubstange (2) Stellfinger (8) wegragen, von denen jeder für eine Beaufschlagung eines Koppelschiebers eines schaltbaren Nockenfolgers oder schaltbaren Abstützelements vorgesehen ist, und das Druckfedermittel (6) über eine auf der Schubstange (2) demontierbar befestigte Hilfsklammer (9) komprimiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein vormontiertes Modul eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, das nachfolgend auch als „Modul“ bezeichnet wird, zum Einbau in einen Zylinderkopf derselben, mit wenigstens einer Schubstange, die eine Kontaktfläche für einen zumindest mittelbaren Angriff eines e-Aktors zu ihrer Verlagerung in eine Längsrichtung und eine orthogonal abstehende Stützfläche aufweist, an deren dem e-Aktor abgewandter Stirn einenends ein Druckfedermittel zur Rückstellung der Schubstange entgegen der einen Längsrichtung verbaut ist, welches Druckfedermittel anderenends eine Einspannfläche für eine Gegenkontur am Zylinderkopf hat, wobei von der Schubstange Stellfinger wegragen, von denen jeder für eine Beaufschlagung eines Koppelschiebers eines schaltbaren Nockenfolgers oder schaltbaren Abstützelements vorgesehen ist.
Ein gattungsgemäßes Modul, auch e-Rocker-Modul genannt, hier mit zwei partiell übereinanderliegenden Schubstangen, geht aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2018 111 779 A1 hervor. Zu erkennen ist in 1, dass die längere der beiden Schubstangen an ihrem links gezeichneten Stirnende eine in Hebelrichtung nach unten wegstehende Stützfläche (Blechwinkel) mit einem Druckfedermittel als Rückstellmittel hat. Das Druckfedermittel für die kürzere der beiden Schubstangen, hier untenliegend, geht aus 3 hervor und ist ebenfalls an einer nach unten abragenden Stützfläche (Blechwinkel) appliziert.
Nachteilig ist es bei der o. g. Ausgestaltung, dass sich eine Montage des fertig vormontierten Moduls am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine, welche Zuführung „von oben“ erfolgt, als vergleichsweise schwierig erweist, da das an der Stützfläche der Schubstange jeweils befestigte Druckfedermittel, bestehend aus wenigstens einer teleskopisch geführten Schraubendruckfeder, entspannt und somit ausgefahren ist. Um diese Baugruppe in den i. d. R. äußerst beengten jeweiligen Zylinderkopf montieren zu können, muss somit das jeweilige Druckfedermittel beim Zuführen zugleich von Hand oder anderweitig komprimiert werden. Beim Erreichen der Montageposition des Moduls mit Auflage der Schubstange / des Schubstangenpakets auf Flachführungen des Zylinderkopfes, muss die händische Fixierung gelöst und das Druckfedermittel gegen dessen respektiven Anschlag am Zylinderkopf oder einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Bauteil, entspannt werden. Es liegt auf der Hand, dass eine Montage eines Moduls mit zwei oder mehr Druckfedermitteln sich entsprechend noch schwieriger darstellt. Zudem ist bei der vorbeschriebenen Lösung festzustellen, dass sich ohnehin ein manuelles oder maschinelles Greifen des Moduls zur Endmontage als vergleichsweise schwierig darstellt.
Ein weiteres Modul, hier im verbauten Zustand, geht aus der ebenfalls noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2018 124 445.2 , 6, hervor. Das Druckfedermittel ist hierbei in einem Längsschlitz der Schubstange bei einer deren Lagerstellen positioniert und gegen eine Anschlagfläche der Lagerstelle abgestützt.
Außerdem wird auf die DE 10 2017 101 792 B4 , insbesondere 2, verwiesen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein vormontiertes Modul zu entwerfen, dass sich leicht am Zylinderkopf montieren lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Druckfedermittel über eine auf der Schubstange demontierbar befestigte Hilfsklammer komprimiert ist.
Somit liegt ein vormontiertes Modul ohne die vorbeschriebenen Nachteile vor. Aufgrund der nachträglich entfernbaren Hilfsklammer, welche das Druckfedermittel komprimiert und somit stark vorspannt, stößt das vormontierte Modul bei einer Montage am Zylinderkopf „von oben“ nicht mehr im Abschnitt des jeweiligen Druckfedermittels an Zylinderkopfkonturen an. Anders gesagt, muss das Druckfedermittel nicht mehr per Hand bis zum Erreichen der endgültigen Montageposition des Moduls zusammengedrückt gehalten werden.
Die Hilfsklammer, vorzugsweise aus Kunststoff, kann nach Erreichen der Montageposition des Moduls einfach „gezogen“ werden. Zugleich ist es vorgeschlagen und vorteilhaft, die Hilfsklammer als Griff für einen Transport und eine Montage des Moduls zu benutzen. Gerade im Fall von zwei Schubstangen erweist sich ein Heranführen dieser durch Festhalten an den zwei Hilfsklammern als besonders hilfreich.
Weitere Unteransprüche konkretisieren die Gestaltung der Hilfsklammer. Gemäß einer besonders bevorzugten Gestaltung weist diese einen Grundträger auf, von dem ein Haken zur anderenendigen Anlage des Druckfedermittels und eine Kralle zum Befestigen dieses an der Schubstange abragen.
Die Schubstange wiederum hat geeignete Gegenkonturen für die Kralle der Hilfsklammer. So kann die Schubstange eine seitliche Aussparung haben, an deren Querschenkel die Kralle anliegt. Alternativ ist daran gedacht, insbesondere bei der Gestaltung mit zwei Schubstangen, diese mit Längsschlitzen zu versehen, an deren einem Längsende die entsprechende Kralle anschlägt.
In weiterer Fortbildung der Erfindung hat die Hilfsklammer im Querschnitt ein H-Profil, wobei ein jeweils unterer Teilbereich von zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden des H-Profils als Schnappwand mit keilartigen Krallen zum Verrasten mit der Schubstange von oben ausgebildet ist. Gleichzeitig liegt ein jeweils oberer Teilbereich der Seitenwände als Biegeplatte vor. Ein Zusammenführen der Biegeplatten bewirkt ein Lösen der zuvor genannten Verrastung, derart, dass die Hilfsklammer, wenn gewünscht, von der Schubstange entfernt werden und einem Rücktransport / Recycling zugeführt werden kann.
Mit dem Begriff „H-Profil“ sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung im Übrigen auch H-ähnliche Profile erfasst.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

• 1 das Modul in einer räumlichen Gesamtdarstellung;
• 2 eine Teilansicht des Moduls mit endstirnseitiger Hilfsklammer über eine Schubstange;
• 3 die Hilfsklammer nach 2;
• 4 eine Teilansicht des Moduls mit modifizierter Hilfsklammer über zwei Schubstangen und
• 5 die Hilfsklammer nach 4.

Dargestellt ist in 1 ein fertig vormontiertes Modul 1 eines variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zum Einbau in einen Zylinderkopf derselben. Das Modul 1 kann, wie gezeichnet, ohne weitere Modifikationen direkt „von oben“ auf Führungsflächen des Zylinderkopfes geführt werden, welcher hierfür nur geringfügig umkonstruiert werden muss.
Wesentlicher Bestandteil des Moduls 1 sind zwei abschnittsweise übereinanderliegende Schubstangen 2, 2a. -Der Einfachheit halber sind gleiche Bauteile an den beiden Schubstangen 2, 2a nachfolgend gleich bezeichnet.- Von jeder Schubstange 2, 2a ragen als separate Blechzungen ausgebildete Stellfinger 8 nach unten weg, von denen jeder einer Beaufschlagung eines Koppelschiebers eines schaltbaren Schlepphebels im verbauten Zustand des Moduls 1 dient.
Jede Schubstange 2, 2a, die hierbei jeweils aus einem Blechband besteht, hat eine hier links eingezeichnete und als umgebogene Lasche ausgebildete Kontaktfläche 3 für einen Angriff eines Ankerpins eines e-Aktors. Klar ist an dieser Stelle, dass auch hydraulische oder pneumatische Stellmittel zum Einsatz kommen und dass die Pins ggf. in einem gemeinsamen Aktorgehäuse liegen können. Bei Bestromung des e-Aktors wird die respektive Schubstange 2, 2a translatorisch verlagert, wobei auf die grundsätzliche Funktionsweise eines Ventiltriebs mit e-Rocker-Modul an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden muss.
Von jeder Schubstange 2, 2a steht, wie am besten aus den 2, 4 entnehmbar, orthogonal nach unten eine einteilig angebundene Stützfläche 4 ab. Jede Stützfläche 4 liegt an einem den Kontaktflächen 3 abgewandten Längsende der Schubstange 2, 2a. Zu erkennen ist in den 2, 4, dass an einer dem e-Aktor-Angriff abgewandten Stirn 5 der Stützfläche 4 ein Druckfedermittel 6 eingespannt ist. Über dieses erfolgt eine rein mechanische Rückstellung der jeweiligen Schubstange 2, 2a bei unbestromtem e-Aktor bzw. entgegen dessen Stellrichtung. Details zur Einspannung / Komprimierung des Druckfedermittels 6 werden nachfolgend beschrieben.
Wie hierbei 2 zeigt, sitzt auf der oberen Schubstange 2 endseitig eine Hilfsklammer 9 aus Kunststoff (s. a. 3). Diese Hilfsklammer 9 hat einen auf der Schubstange 2 verlaufenden Grundträger 10. An seiner hier rechts gezeichneten Längsseite 11 steht von diesem ein Haken 12 parallel zur Stützfläche 4 nach unten über die Endstirn der Schubstange 2 hinweg ab. Zwischen dem Haken 12 und der vorgenannten Stützfläche 4 der Schubstange 2 ist das Druckfedermittel 6 komprimiert. Zur Gegenfixierung der Hilfsklammer 9 auf der Schubstange 2 dient eine von der Hilfsklammer 9 von deren weiterer Längsseite 13 wiederum nach unten abstehende Kralle 14. Diese greift hierbei in eine Querkontur 15 eines seitlichen Materialeinschnitts der Schubstange 2.
Wie näher aus 3 hervorgeht, hat die Hilfsklammer 2, vereinfacht gesagt, im Querschnitt ein H-ähnliches Profil. Ein unterer von zwei Querschenkeln des H-Profils bildet den Grundträger 10 zum Führen auf der Schubstange 2. Von einem oberen der zwei Querschenkel des H-Profils ragen außenliegend und „nach unten“ zwei sich gegenüberliegende Schnappwände 18 weg. An Innenseiten 19 dieser sind zwei einragende, keilzahnartige Krallen 20 appliziert. Diese können auch durchgehend ausgebildet sein bzw. ist es angedacht, auch im „hinteren“, hier nicht sichtbaren Bereich der beiden Innenseiten 19, weitere Krallen 20 abzubilden. Wie in diesem Kontext aus 2 ersichtlich, unterfassen die Krallen 20 die Schubstange 2, welche somit auf Planflächen 21 der Krallen 20 liegt.
Von einem oberen der zwei Querschenkel des H-Profils der Hilfsklammer 9 stehen außen und „nach oben“ zwei sich gegenüberliegende Biegeplatten 22 ab. Letztere bilden gemeinsam mit den vorgenannten Schnappwänden 18 durchgehende, außenseitig glattwandige Klammerfinger.
Eine Montage der jeweiligen Hilfsklammer 9 erfolgt bei beiden hier beschriebenen Lösungen (2, 3 / 4, 5) durch Aufsetzen dieser „von oben“ auf die respektive Schubstange 2, 2a. Bei weiterer Kraftausübung werden hierbei die unteren Schnappwände 18 der Hilfsklammer 9 über Kontakt der Keilflächen der Krallen 20 an der Schubstange 2, 2a leicht aufgespreizt, sodann es zu einem Verrasten der Schnappwände 18 mit der Schubstange 2, 2a kommt.
Zur Montage des Moduls 1 können somit die beiden Hilfsklammern 9 an ihren Biegeplatten 22 bspw. händisch an den Zylinderkopf geführt und von oben zugeführt werden. Aufgrund der über die Hilfsklammern 9 eingefahrenen Druckfedermittel 6 kollidieren diese nicht mit Zylinderkopfbauteilen bzw. kann auf ein kompliziertes Eindrücken dieser per Hand verzichtet werden. Nach Auflage des Moduls 1 an dessen Endposition im Zylinderkopf können die Hilfsklammern 9 durch händisches oder maschinelles Biegen der Biegeplatten 22 aufeinander zu von den Schubstangen 2, 2a freigegeben und „nach oben“ gezogen werden. Hierbei fahren die Druckfedermittel 6 gegen ihre Anschläge am Zylinderkopf aus.
Die aktorangriffsseitig in 5 gezeigte Hilfsklammer 9 hat wiederum im Querschnitt ein H-Profil, hier jedoch mit lediglich einem Querbalken. Deren Haken 12 ist hierbei durch eine Längsnut der oberen Schubstange 2 geführt (s. a. 4). Die anderenendige Kralle 14 erstreckt sich zum einen durch eine Längsnut 16 der oberen Schubstange 2, wobei sie an einer Querkontur 15 dieser anschlägt. Die Kralle 14 geht jedoch weiter durch eine nicht ersichtliche Längsnut in der unteren Schubstange 2a.
Bezugszeichenliste

1: Modul
2: Schubstange
2a: Schubstange
3: Kontaktfläche
4: Stützfläche
5: Stirn
6: Druckfedermittel
7: Einspannfläche
8: Stellfinger
9: Hilfsklammer
10: Grundträger
11: eine Längsseite
12: Haken
13: weitere Längsseite
14: Kralle
15: Querkontur
16: Längsnut
17: nicht vergeben
18: Schnappwand
19: Innenseite
20: Kralle
21: Planfläche
22: Biegeplatte
23: Distanzkralle

Claims

Vormontiertes Modul (1) eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zum Einbau in einen Zylinderkopf derselben, mit wenigstens einer Schubstange (2, 2a), die eine Kontaktfläche (3) für einen zumindest mittelbaren Angriff eines e-Aktors zu ihrer Verlagerung in eine Längsrichtung und eine orthogonal abstehende Stützfläche (4) aufweist, an deren dem e-Aktor abgewandter Stirn (5) einenends ein Druckfedermittel (6) zur Rückstellung der Schubstange (2) entgegen der einen Längsrichtung verbaut ist, welches Druckfedermittel (6) anderenends eine Einspannfläche (7) für eine Gegenkontur am Zylinderkopf hat, wobei von der Schubstange (2) Stellfinger (8) wegragen, von denen jeder für eine Beaufschlagung eines Koppelschiebers eines schaltbaren Nockenfolgers oder schaltbaren Abstützelements vorgesehen ist, und das Druckfedermittel (6) über eine auf der Schubstange (2) demontierbar befestigte Hilfsklammer (9) komprimiert ist.
Vormontiertes Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsklammer (9) aus einem auf der Schubstange (2) verlaufenden Grundträger (10) besteht, von dem an einer Längsseite (11) ein Haken (12) parallel zur Stützfläche (4) absteht, zwischen welchem Haken (12) und der Stützfläche (4) das Druckfedermittel (6) eingespannt ist, wobei dem Grundträger (10) an einer weiteren Längsseite (13) eine dem Haken (12) gegenüberliegende Kralle (14) immanent ist, welche über Anlage an einer Querkontur (15) der Schubstange (2) die Hilfsklammer (9) längs an der Schubstange (2) fixiert.
Vormontiertes Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Haken (12) oder die Kralle (14) der Hilfsklammer (9) entweder seitlich an der Schubstange (2) vorbei oder durch eine Längsnut (16) der Schubstange (2) über eine Endstirn letzterer geführt ist.
Vormontiertes Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsklammer (2) im Querschnitt ein H-Profil hat, wobei ein Querschenkel des H-Profils den Grundträger (10) auf der Schubstange (2) bildet, wobei ein jeweils unterer Teilbereich von zwei sich gegenüberliegenden Seitenwänden des H-Profils als Schnappwand (18) ausgebildet ist, wobei von den Innenseiten (19) der Schnappwände (18) zumindest zwei Krallen (20) einragen, welche die Schubstange (2) lateral unterfassen und auf deren parallel zur Schubstange (2) verlaufenden Planflächen (21) die Schubstange (2) aufliegt, wobei ein jeweils oberer Teilbereich der Seitenwände des H-Profils als eine Biegeplatte (22) ausgebildet ist, sodass die Seitenwände durchgehende Klammerfinger bilden und wobei ein Biegen der Biegeplatten (22) aufeinander zu eine Freigabe der Schubstange (2) aus den Krallen (20) der Schnappwände (18) bewirkt.
Vormontiertes Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeplatten (22) der Hilfsklammer (9) zugleich als Griffe für einen Transport und/oder eine Montage des Moduls (1) an der Brennkraftmaschine ausgebildet sind.
Vormontiertes Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (1) zwei zumindest längenabschnittsweise übereinanderliegende Schubstangen (2, 2a) hat.
Vormontiertes Modul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsklammer (9) aus einem Kunststoff besteht.