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Die Erfindung betrifft einen Ventilbetätiger umfassend einen Ventilbetätigerkörper mit einer Ventilbetätigerlagerung zur ortsfesten und schwenkbeweglichen Anbindung an ein Gehäuseteil einer Brennkraftmaschine, und mit einer Ventilbetätigerkontaktfläche zur Betätigung eines Ventilschafts eines Ein-oder Auslassventils einer Brennkraftmaschine, sowie mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Ventilbetätigerbolzens zur Aufnahme einer Nockenrolle zur Wechselwirkung mit einem Nocken einer Nockenwelle, wobei zwischen der Nockenrolle und dem Ventilbetätigerbolzen Wälzkörper angeordnet sind.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2004 053 202 A1 ist ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Schlepphebel zur Betätigung eines Gaswechselventils bekannt. Dessen Bewegung folgt einem Hub eines Nockens sowie einem zum Hub des Nockens überlagerten und vom Hub des Nockens unabhängigen Hub einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung. Hierzu ist ein Kolben der Kraftaufbringeinrichtung relativ zu einem Gehäuse der Kraftaufbringeinrichtung durch zeitlich variable Zufuhr eines im Druck einstellbaren Hydraulikmittels aus einer Hydraulikmittelleitung in einen vom Kolben und vom Gehäuse gebildeten Druckraum von einer ersten Endposition bis zu einer zweiten Endposition bewegbar.
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Im Lichte des vorbekannten Standes der Technik ist es die Aufgabe des Erfinungsgegenstandes, einen Ventilbetätiger, insbesondere einen Schlepphebel, anzugeben, bei dem der Verschleiß reduziert ist und die Lebensdauer eines Schlepphebels dementsprechend verlängert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ventilbetätiger gemäß Patentanspruch 1. Der erfindungsgemäße Ventilbetätiger umfasst einen Ventilbetätigerkörper mit einer Ventilbetätigerlagerung zur ortsfesten und schwenkbeweglichen Anbindung an ein Gehäuseteil einer Brennkraftmaschine, und mit einer Ventilbetätigerkontaktfläche zur Betätigung eines Ventilschafts eines Ein-oder Auslassventils einer Brennkraftmaschine. Ventilbetätigerkörper des Ventilbetätigers ist mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Ventilbetätigerbolzens zur Aufnahme einer Nockenrolle zur Wechselwirkung mit einem Nocken einer Nockenwelle versehen, wobei zwischen der Nockenrolle und dem Ventilbetätigerbolzen Wälzkörper angeordnet sind. Gemäß der Erfindung weist der Ventilbetätigerbolzen axial beabstandet zwei Ringnuten auf und sind die Ringnuten derart angeordnet und axial derart voneinander beabstandet, dass im montierten Zustand des Ventilbetätigers die axialen Enden der Wälzkörper in Längserstreckung des Ventilbetätigerbolzens gesehen etwa jeweils auf der Höhe der Ringnuten enden.
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Hierdurch kann erreicht werden, dass ein übermäßiger Verschleiß im Bereich der Lagerung der Nockenrolle unterbleibt und die Lebensdauer des Ventilbetätigers verlängert wird.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Schlepphebel
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Ein Ventilbetätiger, zum Beispiel ausgebildet als Schlepphebel (auch Schwinghebel), ist ein in Verbrennungsmotoren eingesetzter Hebel zur Übertragung von Kurvenbewegungen eines Nockens von der Nockenwelle auf die Einlass- bzw. Auslass-Ventile. Der Schlepphebel ist ein einseitiger Hebel. Er ist an einer Seite drehend gelagert, am anderen Ende liegt er auf dem Ventil auf. Im Gegensatz zur Anordnung beim Kipphebel liegt die Nockenwelle oberhalb des Schlepphebels. Die Nockenwelle betätigt ohne Zwischenglieder den Schlepphebel von oben. Auch Varianten mit kugelgelagertem Rollenabgriff sind üblich. Bei einem Rollenschlepphebel ist im Eingriffsbereich der Nockenwelle eine gelagerte Rolle vorhanden. Diese Rolle verringert die Reibung im Ventiltrieb um rund 30 %. Typischerweise drückt die Ventilfeder den Schlepphebel in seine Ausgangslage zurück, sobald sich die Nockenwelle weitergedreht hat. Einige Konstruktionen weisen eine separate Rückstellfeder auf, um den Schlepphebel in seine Ausgangslage zurückzustellen.
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Die auf den Schlepphebel wirkenden Kräfte fallen im Vergleich zum Kipphebelantrieb geringer aus. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Realisierung eines Ventilspielausgleichs. Zum Ausgleich des Ventilspiels wird der Drehpunkt vertikal verstellt. Die Ausgleichselemente zählen hier nicht zu den bewegten Massen, der Schlepphebel stützt sich nur darauf ab.
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Schlepphebel werden in der Regel aus Blech oder aus Stahlguss hergestellt.
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Besonders bevorzugte Ausführungsformen
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Ventilbetätiger als Schlepphebel ausgebildet ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Schlepphebel mit verbesserter Lebensdauer geschaffen wird.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Ringnuten, im Längsschnitt des Ventilbetätigerbolzens oder Schlepphebelbolzens gesehen, einen kreisabschnittförmigen Querschnitt oder einen U-förmigen Querschnitt oder einen pfeilspitzenförmigen Querschnitt aufweisen. Hierdurch kann erreicht werden, dass alternative Fertigungsmethoden bzw. Werkzeuge zur Bearbeitung des Ventilbetätigerbolzens zur Einbringung von Ringnuten ermöglicht und aufgezeigt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 einen Ventilbetätiger/Schlepphebel in einer Ansicht von unten (aus Richtung des zu betätigenden Ventilschafts),
- 2 einen Ventilbetätiger/Schlepphebel gemäß 1 in einer Seitenansicht,
- 3 a-c einen Ventilbetätigerbolzen/Schlepphebelbolzen zur drehenden Lagerung einer Nockenrolle, und
- 4a, 4b einen Detailausschnitt eines Ventilbetätigers/Schlepphebels im Bereich der Lagerstelle zwischen Nockenrolle und Ventilbetätigerbolzen/Sch lepphebelbolzen.
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In 1 ist ein Ventilbetätiger 1 in einer Ansicht von unten (aus Richtung des zu betätigen Ventils gesehen) dargestellt. Der Ventilbetätiger 1 umfasst einen Ventilbetätigerkörper 2 mit einer Ventilbetätigerlagerung 3 zur ortsfesten und schwenkbeweglichen Anbindung an ein Gehäuseteil (nicht dargestellt) einer Brennkraftmaschine und mit einer Ventilbetätigerkontaktfläche 4 zur Betätigung eines Ventilschafts eines nicht dargestellten Ein-oder Auslassventils einer Brennkraftmaschine. Der Ventilbetätiger 1, der im Wesentlichen aus zwei parallel gegenüberliegenden Seitenwandungen, welche über Verbindungswandungen zwischen den Seitenwandungen zu einem Ventilbetätigerkörper 2 verbunden sind, weist innerhalb seiner gegenüberliegenden Seitenwandungen fluchtende Aufnahmeöffnungen 5 zur Aufnahme eines Ventilbetätigerbolzens 6 zur Aufnahme einer Nockenrolle 7 zur Wechselwirkung mit einem Nocken einer Nockenwelle auf. Dabei sind zwischen der Nockenrolle 7 und dem Ventilbetätigerbolzen 6 Wälzkörper 8 angeordnet. Der Ventilbetätigerbolzen 6 weist axial beabstandet zwei Ringnuten 9 auf, wobei die Ringnuten 9 derart angeordnet und axial derart voneinander beabstandet sind, dass im montierten Zustand des Ventilbetätigers 1 die axialen Enden der Wälzkörper 8 in Längserstreckung des Ventilbetätigerbolzen 6 gesehen etwa jeweils auf der Höhe der Ringnuten 9 enden (s. 3 und 4).
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Die 1 zeigt ferner, dass der Ventilbetätiger 1 als Schlepphebel 10 ausgebildet ist.
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Die 2 zeigt den Schlepphebel 10 aus 1 in einer Seitenansicht.
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In 3 a-c ist ein Ventilbetätigerbolzen 6 beziehungsweise Schlepphebelbolzen 11 gezeigt, der zum Zwecke der Verschleissreduzierung zwei axial beabstandete Ringnuten aufweist. Dabei zeigen die drei dargestellten Ausführungsformen von Nutquerschnitten bevorzugte Ausführungsformen der Ringnutgeometrie bei einem Ventilbetätigerbolzen 6 / Schlepphebelbolzen 11.
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Die 3 a-c zeigen ferner, dass die Ringnuten 9 im Längsschnitt des Ventilbetätigerbolzen 6 oder Schlepphebelbolzen 11 gesehen einen kreisabschnittförmigen Querschnitt oder einen U-förmigen Querschnitt oder einen pfeilspitzenförmigen Querschnitt aufweisen können.
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Die Ringnuten 9 sind, wie in 4 gezeigt so angeordnet und axial derart voneinander beabstandet, dass im montierten Zustand des Ventilbetätigers 1 die axialen Enden der Wälzkörper 8 in Längserstreckung des Ventilbetätigerbolzens 6 gesehen etwa jeweils auf der Höhe der Ringnuten 9 enden.
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4a und 4b zeigen jeweils einen vergrößerten Detailausschnitt des Ventilbetätigers 1 im Bereich der Lagerung der Nockenrolle 7 auf dem Ventilbetätigerbolzen 6 / Schlepphebelbolzen 11.
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Dabei zeigt 4a eine Ausführungsform eines Ventilbetätigers 1 gemäß dem Stand der Technik (ohne Ringnuten 9) und 4b eine Ausführungsform eines Ventilbetätigers 1 (mit Ringnuten 9) gemäß der Erfindung. Dabei ist gut zu erkennen, dass der verschleißbehaftete Bereich des Ventilbetätigerbolzens 6 / Schlepphebelbolzens 11, in welchem die Wälzkörper 8 in Kontakt mit dem Ventilbetätigerbolzen 6 / Schlepphebelbolzen 11 stehen, bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung (4b) - für den Fall, dass die Verschleißfläche unterhalb der Wälzkörper 8 abgetragen wäre einen flächigen Kontaktbereich gewährleistet, während bei der Ausführung gemäß dem Stand der Technik (4a) der Kontaktbereich zwischen Ventilbetätigerbolzen 6 / Schlepphebelbolzen 11 und Wälzkörper 8 auf seitliche Linienkontakte (im Schnitt gesehen dann als Kontaktpunkte) beschränkt wäre, was wiederum einen erhöhten Verschleiß zur Folge hat.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventilbetätiger
- 2
- Ventilbetätigerkörper
- 3
- Ventilbetätigerlagerung
- 4
- Ventilbetätigerkontaktfläche
- 5
- Aufnahmeöffnung
- 6
- Ventilbetätigerbolzen
- 7
- Nockenrolle
- 8
- Wälzkörper
- 9
- Ringnuten
- 10
- Schlepphebel
- 11
- Schlepphebelbolzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004053202 A1 [0002]
