DE102019118616A1

DE102019118616A1 - Schaltbarer Betätigungshebel

Info

Publication number: DE102019118616A1
Application number: DE102019118616.1A
Authority: DE
Inventors: Rainer Schwinn; Andreas Biermann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-01-14

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Betätigungshebel eines Ventiltriebes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem Außenhebel (1) (auch Primärhebel genannt) und einem in einer Lücke desselben verlaufenden Innenhebel (5) (auch Sekundärhebel genannt), wobei beide Hebel (1, 5) mittels eines Lagers relativ zueinander schwenkbeweglich und über Koppelmittel (4) miteinander kuppelbar sind, so dass bei Koppelung ein großer und bei Entkoppelung ein kleiner oder Null-Ventilhub generiert ist, wobei an einer Unterseite des Betätigungshebels an einem Ende eine Anlage (2) für zumindest ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche (3) für ein Abstützelement vorgesehen sind sowie an einer Oberseite des Außenhebels (1) wenigstens eine Gegenlauffläche für einen Hubnocken und am Innenhebel (5) eine auf einer Achse (10) gelagerte Nockenrolle (11) eingebaut ist, mit zumindest einer an beiden Hebeln (1, 5) angelenkten Drehschenkelfeder (13) und mit einer zwischen den beiden Hebeln (1, 5) wirksamen Federwegbegrenzung, wobei das Lager eine Stütze (6) beinhaltet, die einen Kugelkopf (8) aufweist, und wobei der Kugelkopf (8) mit einer passenden Kugelkalotte (9) in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schaltbaren Betätigungshebel eines Ventiltriebes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem Außenhebel (auch Primärhebel genannt) und einem in einer Lücke desselben verlaufenden Innenhebel (auch Sekundärhebel genannt), wobei beide Hebel mittels eines Lagers relativ zueinander schwenkbeweglich und über Koppelmittel miteinander kuppelbar sind, so dass bei Koppelung ein großer und bei Entkoppelung ein kleiner oder Null-Ventilhub generiert ist, wobei an einer Unterseite des Betätigungshebels an einem Ende eine Anlage für zumindest ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement vorgesehen ist sowie an einer Oberseite des Außenhebels wenigstens eine Gegenlauffläche für einen Hubnocken und am Innenhebel eine auf einer Achse gelagerte Nockenrolle eingebaut ist, mit zumindest einer an beiden Hebeln angelenkten Drehschenkelfeder und mit einer zwischen den beiden Hebeln wirksamen Federwegbegrenzung.
Ein derartiger schaltbarer Betätigungshebel ist aus der DE 103 18 295A1 bekannt. Bei dieser Ausgestaltung ist der Innenhebel bzw. Sekundärhebel über einen Bolzen mit dem Außenhebel bzw. Primärhebel verbunden, wobei dieser Bolzen an dem Ende des Betätigungshebels angeordnet ist, an dem sich die Anlage für die Gaswechselventile befindet. Der Lagerbolzen dient weiterhin zur Führung der Drehschenkelfeder, die den Sekundärhebel gegenüber dem Primärhebel verspannt, wobei am Ende des Sekundärhebels ein Anschlag vorgesehen ist, der mit dem Querrahmen am Ende des Primärhebels in Wirkverbindung steht. Ungünstig bei diesem Betätigungshebel ist, dass der Sekundärhebel praktisch die gleiche Länge aufweist wie der Primärhebel und dass das Lager einen Bolzen aufweist, der Öffnungen in beiden Hebel voraussetzt und in Verbindung mit der Drehschenkelfeder auch aufwändig in der Montage ist. Darüber hinaus geht das Gewicht dieser Bauteile in die Schwenkmasse mit ein, weil diese Teile an dem Schwenkbereich des Betätigungshebels angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen schaltbaren Betätigungshebel zur Verfügung zu stellen, bei dem die geschilderten Nachteile behoben sind und der einfacher und kostengünstiger in der Herstellung, in der Bearbeitung und der Montage ist sowie eine geringere Anzahl von Bauteilen aufweist.
Gelöst wir die Aufgabe der Erfindung dadurch, dass das Lager eine Stütze beinhaltet, die einen Kugelkopf aufweist, und dass der Kugelkopf mit einer passenden Kugelkalotte in Wirkverbindung steht. Dadurch kann der Lagerbolzen mitsamt seinen Lagerstellen im Sekundär- und im Primärhebel entfallen. In vorteilhafter Weise kann die Stütze als Hohlkörper ausgebildet sein, wobei der Hohlkörper einen zylindrischen Hals aufweist und mit seinem Halsende in einer Öffnung des Außenhebels eingepasst ist. Diese Gewichtsreduzierung spielt bei mit Nockenwellendrehzahl verschwenkten Bauteilen eine nicht unerhebliche Rolle. Dabei übernimmt die Stütze mit ihrem Kugelkopf, der zugeordneten Kugelkalotte an dem Innenhebel und die Abstützung der Stütze an dem Außenhebei die Funktion und Aufgabe des Lagerbolzens.
In einfacher Weise ist der Innenhebel mittels Stanzen, Umformen und Tiefziehen aus einem Blechteil hergestellt und mit der Kugelkalotte versehen, wobei in der Wand der Kugelkalotte eine Öffnung eingearbeitet ist, um den im Zylinderkopfbereich vorhandenen Ölnebel bzw. das Spritzöl zum Kugelkopf zu führen. Die Stütze ist dabei an dem Ende des Betätigungshebels angeordnet, an dem die Anlage für das Gaswechselventil vorgesehen ist. Der Platz bzw. die Angriffsstellen für die Drehschenkelfedern, von denen zwei vorgesehen sind, kann beliebig am Betätigungshebel gewählt werden, wobei vorgeschlagen ist, diese im Gegensatz zum Stand der Technik am anderen Endes des Betätigungshebels im Bereich der Komplementärfläche anzuordnen und auf zwei am Außenhebel angeordneten Hohlzylindern abzustützen. Dadurch ergibt sich eine einfache kompakte Bauweise, bei der die Drehschenkelfedern nicht im Bereich des Lagers zwischen Außen- und Innenhebel angreifen sondern am anderen Ende des Innenhebels, was weiterhin zur Reduzierung der freien Masse führt.
In vorteilhafter Weise weist die Federwegbegrenzung zwei Innenanschläge am Außenhebel auf, die mit vorstehenden Enden der Achse der Nockenrolle in Verbindung stehen. Auch dies führt zu einer Vereinfachung der Ausgestaltung des Betätigungshebels. Die Schenkel der Drehschenkelfedern stehen mit Anlageflächen am Innenhebel in Wirkverbindung. Die Anlageflächen sind dabei an dem Bereich des Innenhebels angeordnet, der bezüglich der Achse der Nockenrolle auf dem der Kugelkalotte abgewandten Ende des Innenhebels vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich ein Drehmoment am Innenhebel, der die Kugelkalotte am Innenhebel auf den Kugelkopf an der Stütze drückt und damit für einen dauerhaften Kontakt zwischen Kugelkalotte und Kugelkopf sorgt.
Zur Vereinfachung der Montage bzw. des Zusammenbaus des Betätigungshebels ist zwischen dem zylindrischen Hals und dem Kugelkopf der Stütze eine Einschnürung oder ein Absatz vorgesehen, wobei eine Bügelfeder, die vorzugsweise als Drahtfeder ausgebildet ist, zumindest einen Bereich der Einschnürung bzw. des Absatzes kontaktiert und den Innenhebel im Bereich der Kugelkalotte verhakend überragt, so dass die Stütze an dem Innenhebel fixiert ist und nur der Hals der Stütze in die Öffnung am Außenhebel eingesteckt zu werden braucht.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:

• 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Betätigungshebels mit Blick auf dessen Oberseite,
• 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Innenhebels des Betätigungshebels mit Blick auf dessen Oberseite,
• 3 zeigt einen Schnitt durch den Betätigungshebel und
• 4 zeigt eine Ansicht des Innenhebels mit Blick auf dessen Unterseite.

In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Außenhebel eines Betätigungshebels bezeichnet, der auf seiner Unterseite eine Anlage 2 für ein Gaswechselventil bzw. für ein Zwischenelement zur Betätigung mehrerer Gaswechselventile aufweist. Am anderen Ende des Außenhebels 1, ebenfalls auf dessen Unterseite, ist eine mit 3 bezeichnete Komplementärfläche vorgesehen, die einem Abstützelement, das am Zylinderkopf befestigt ist, zugeordnet ist. Oberhalb der Komplementärfläche 3 sind am Außenhebel 1 Koppelmittel 4 eingebaut, mittels denen ein mit 5 bezeichneter Innenhebel mit dem Außenhebel 1 gekuppelt werden kann. Oberhalb der Anlage 2 ist eine mit 6 bezeichnete Stütze eingebaut, die einen Hals 7, der zylindrisch ausgeführt ist, und einen Kugelkopf 8 aufweist. Der Hals 7 ist in eine Sacköffnung am Außenhebel 1 eingesetzt und steht mit seinem Kugelkopf 8 mit einer passenden Kugelkalotte 9 in Wirkverbindung, die Bestandteil des Innenhebels 5 ist. Der Innenhebel 5 ist durch Stanzen, Tiefziehen und Umformen aus einem Blechteil hergestellt und weist seitliche Öffnungen für eine Achse 10 auf, auf der eine Nockenrolle 11 mittels Wälzkörpern gelagert ist. Die Achse 10 weist eine solche Länge auf, dass sie seitlich die Wände des Innenhebels 5 überragt. Der Außenhebel 1 weist im Schwenkbereich passend zu der Achse 10 Innenanschläge 12 auf, die die Schwenkbewegung des Innenhebels 5 begrenzen. Der Innenhebel 5 ist mit zwei Drehschenkelfedern 13 belastet, wobei Schenkel der Drehschenkelfedern 13 den Innenhebel 5 gegen die Innenanschläge 12 drückt. Die Schenkel der Drehschenkelfedern 13 stützen sich dabei an Anlageflächen 14 auf der Außenseite des Innenhebels 5 ab. Die anderen Schenkel der Drehschenkelfedern 13 sind an dem Außenhebel 1 abgestützt und geführt.
Darauf hingewiesen sei, dass die Anlageflächen 14 für die Drehschenkelfedern 13 am Innenhebel 5 so angeordnet sind, dass sie in Verbindung mit der Abstützung der Achse 10 an den Innenanschlägen 12 ein Moment am Innenhebel 5 erzeugen, das die Kugelkalotte 9 stetig an den Kugelkopf 8 drückt. Die Stütze 6 weist weiterhin am Übergang zwischen dem Kugelkopf 8 und dem Hals 7 eine Einschnürung oder einen Absatz auf, die/der eine Bügelfeder 15 zumindest teilweise umschließt, die andererseits den Innenhebel 5 überragt und mit diesem verhakt ist, so dass zur Vereinfachung der Montage die Stütze am Innenhebel 5 fixiert ist.
Bezugszeichenliste

1): Außenhebel
2): Anlage
3): Komplementärfläche
4): Koppelmittel
5): Innenhebel
6): Stütze
7): Hals
8): Kugelkopf
9): Kugelkalotte
10): Achse
11): Nockenrolle
12): Innenanschläge
13): Drehschenkelfedern
14): Anlageflächen
15): Bügelfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10318295 A1 [0002]

Claims

Schaltbarer Betätigungshebel eines Ventiltriebes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem Außenhebel (1) (auch Primärhebel genannt) und einem in einer Lücke desselben verlaufenden Innenhebel (5) (auch Sekundärhebel genannt), wobei beide Hebel (1, 5) mittels eines Lagers relativ zueinander schwenkbeweglich und über Koppelmittel (4) miteinander kuppelbar sind, so dass bei Koppelung ein großer und bei Entkoppelung ein kleiner oder Null-Ventilhub generiert ist, wobei an einer Unterseite des Betätigungshebels an einem Ende eine Anlage (2) für zumindest ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche (3) für ein Abstützelement vorgesehen ist sowie an einer Oberseite des Außenhebels (1) wenigstens eine Gegenlauffläche für einen Hubnocken und am Innenhebel (5) eine auf einer Achse (10) gelagerte Nockenrolle (11) eingebaut ist, mit zumindest einer an beiden Hebeln (1, 5) angelenkten Drehschenkelfeder (13) und mit einer zwischen den beiden Hebeln (1, 5) wirksamen Federwegbegrenzung, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager eine Stütze (6) beinhaltet, die einen Kugelkopf (8) aufweist, und dass der Kugelkopf (8) mit einer passenden Kugelkalotte (9) in Wirkverbindung steht.
Schaltbarer Betätigungshebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (6) als Hohlkörper ausgebildet ist, dass der Hohlkörper einen zylindrischen Hals (7) aufweist und mit seinem Halsende in einer Öffnung des Außenhebels (1) eingepasst ist.
Schaltbarer Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenhebel (5) mittels Stanzen, Umformen und Tiefziehen aus einem Blechteil hergestellt und mit der Kugelkalotte (9) versehen ist und dass in der Wand der Kugelkalotte (9) eine Öffnung eingearbeitet ist.
Schaltbarer Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (6) an dem Ende des Betätigungshebels angeordnet ist, an dem die Anlage (2) für die Gaswechselventile vorgesehen ist.
Schaltbarer Betätigungshebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drehschenkelfedern (13) vorgesehen sind, die am anderen Ende des Betätigungshebels, im Bereich der Komplementärfläche (3), angeordnet und auf zwei am Außenhebel (1) angeordneten Zylindern abgestützt sind.
Schaltbarer Betätigungshebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwegbegrenzung zwei Innenanschläge (12) am Außenhebel (1) aufweist, die mit vorstehenden Enden der Achse (10) der Nockenrolle (11) in Wirkverbindung stehen.
Schaltbarer Betätigungshebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenhebel (5) Anlageflächen (14) angeformt sind, die mit Schenkeln der Drehschenkelfedern (13) in Wirkverbindung stehen.
Schaltbarer Betätigungshebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (14) an dem Bereich des Innenhebels (5) angeordnet sind, der bezüglich der Achse (10) der Nockenrolle (11) auf dem der Kugelkalotte (9) abgewandten Ende des Innenhebels (5) angeordnet ist.
Schaltbarer Betätigungshebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zylindrischen Hals (7) und dem Kugelkopf (8) der Stütze (6) eine Einschnürung oder ein Absatz vorgesehen ist und dass eine Bügelfeder (15) zumindest einen Bereich der Einschnürung bzw. des Absatzes kontaktiert und den Innenhebel (5) verhakend überragt.