-
Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebsteuerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen einer Rückstellfedervorrichtung einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung.
-
Eine Ventiltriebsteuerungsvorrichtung ist beispielsweise aus
DE 10 2018 108 271 A1 bekannt. Darin wird eine Ventiltriebsteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors mit mindestens einem Ventil pro Zylinder, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben ist, beschrieben. Der Ventilhub ist über einen schaltbaren Schlepphebel durch eine Axialverschiebung eines aus einer Seitenwand hervorstehenden Schaltbolzens selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar, wobei die Schaltbolzen der Schlepphebel über Blattfedern mit mindestens einem Schubelement verbunden sind, welches parallel zur Nockenwelle in einem Zylinderkopf angeordnet und über einen Linearaktuator gegen die Rückstellkraft mindestens einer Rückstellfedervorrichtung aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist. Die Rückstellfedervorrichtung zur Rückstellung des Schubelements in dessen Ruhestellung umfasst eine Schraubenfeder, die am aktuatorseitigen Ende des Schubelements zwischen einem abgewinkelten Ende und einer Außenwand eines Zylinderkopfs des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Die Schraubenfeder ist an einer Führungshülse aufgenommen, die in eine Führungsbohrung des Schubelements eingepresst ist.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ventiltriebsteuerungsvorrichtung einfacher, kostengünstiger und stabiler aufzubauen. Die Rückstellfedervorrichtung soll einfacher aufgebaut und schneller sowie zuverlässiger befestigt werden können.
-
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Ventiltriebsteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann die Rückstellfedervorrichtung einfacher und kostengünstiger befestigt werden. Die Anzahl an Bauteilen und der Montageaufwand können verringert werden.
-
Die Ventiltriebsteuerungsvorrichtung kann in einem Fahrzeug eingebaut sein. Der Verbrennungsmotor kann ein Hubkolbenmotor sein. Das Ventil kann ein Gaswechselventil, insbesondere ein Einlass- oder Auslassventil sein.
-
Der maximale erste Ventilhub kann größer als der maximale zweite Ventilhub sein. Der maximale erste Ventilhub kann ein Vollhub und der maximale zweite Ventilhub kann ein Nullhub sein. Dadurch kann eine selektive Zylinderabschaltung des Verbrennungsmotors ermöglicht werden. Der maximale erste Ventilhub kann ein Vollhub und der maximale zweite Ventilhub kann ein Nachhub sein, der zeitlich auf den Vollhub folgt und betragsmäßig kleiner als der Vollhub ist.
-
Die Schaltvorrichtung kann einen Rollenschlepphebel aufweisen. Die Schaltvorrichtung kann einen axial verschiebbaren Schaltbolzen zur Umschaltung zwischen der ersten und zweiten Schaltstellung aufweisen. Das Schubelement kann die Schaltvorrichtung über ein Federelement umschalten. Das Federelement kann die Betätigungsbewegung elastisch auf die Schaltvorrichtung übertragen. Das Federelement kann unmittelbar mit dem Schaltbolzen gekoppelt sein. Das Federelement kann eine Blattfeder und/oder ein Federblech sein. Das Federelement kann mit dem Schubelement, insbesondere form-, kraft- und/oder stoffschlüssig, fest verbunden sein.
-
Die erste Schaltstellung kann eine erste Position in Bezug auf die Betätigungsrichtung und die zweite Schaltstellung kann eine axial versetzte Position in Bezug auf die Betätigungsrichtung sein. Die Betätigungsrichtung kann in axialer Richtung verlaufen.
-
Das Schubelement kann eine axial verschiebbare Schubleiste sein. Das Schubelement kann parallel zu der Nockenwelle verlaufen. Das Schubelement kann aus einem Blech aufgebaut sein.
-
Das Schubelement kann durch ein Betätigungselement, beispielsweise einen Aktor, betätigbar sein. Der Aktor kann ein Linearaktor sein. Das Betätigungselement kann eine Betätigung in axialer Richtung bewirken. Das Betätigungselement kann an dem Verbrennungsmotor festgelegt sein, insbesondere mit dem Zylinderkopf verbunden sein.
-
Die Rückstellfedervorrichtung kann die Rückstellkraft in Richtung zu der ersten Schaltstellung bewirken. Die Rückstellfeder kann an einer dem Betätigungselement in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite des Schubelements angeordnet sein. Auch kann die Rückstellfedervorrichtung in axialer Richtung überlappend zu de Schubelement angeordnet sein.
-
Die Rückstellfeder kann als Schraubenfeder ausgeführt sein. Die Rückstellfeder kann an dem ersten Abstützelement und dem zweiten Abstützelement unmittelbar anliegen. Die Schraubenfeder kann wenigstens abschnittsweise axial überlappend zu dem ersten und/oder zweiten Abstützelement angeordnet sein.
-
Das zweite Abstützelement kann als Führungsbolzen ausgeführt sein. Der Führungsbolzen kann innerhalb von der Rückstellfeder angeordnet sein. Das zweite Abstützelement kann eine größere Länge in axialer Richtung als das erste Abstützelement aufweisen.
-
Das erste Abstützelement kann als axial auf dem Führungsbolzen verschiebbare Führungshülse ausgeführt sein. Die Führungshülse kann eine Federhülse sein.
-
Ein Innendurchmesser des Innenrands kann kleiner als ein größter Außendurchmesser des ersten Abstützelements in einem von der Rückstellfeder abgewandten Bereich und angrenzend an die Aussenumfangsvertiefung sein. Die Aussenumfangsvertiefung kann ein Hinterschnitt sein. Eine axiale Breite der Aussenumfangsvertiefung kann größer oder gleich einer Materialdicke des Innenrands sein.
-
Der Innenrand kann radial nach innen abstehende Vorsprünge umfassen. Auch kann der Innenrand gleichmäßig zylindrisch ausgeführt sein.
-
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Innenrand über eine Schnappverbindung mit der Aussenumfangsvertiefung befestigt. Dadurch kann die Montage der Rückstellfedervorrichtung noch einfacher und schneller durchgeführt werden. Der Innenrand kann elastisch verformbar sein.
-
In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist die Aussenumfangsvertiefung als Ringnut ausgeführt. Dadurch kann das erste Abstützelement kostengünstiger ausgeführt werden.
-
In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung weist das erste Abstützelement einen Anlagebereich auf, der axial an dem Schubelement anliegt. Ein Aussenumfang des Anlagebereichs ist bevorzugt größer als der Durchmesser des Innenrands. Der Anlagebereich kann als Bund ausgeführt sein. Der Anlagebereich kann einerseits zur Anlage an dem Schubelement und andererseits zur Anlage an der Rückstellfeder angeordnet sein.
-
In einer speziellen Ausführung der Erfindung grenzt der Anlagebereich axial unmittelbar an die Aussenumfangsvertiefung an. Der Anlagebereich kann axial zwischen der Aussenumfangsvertiefung und der Rückstellfeder angeordnet sein.
-
In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung ist der Anlagebereich als Durchmesseraufweitung ausgeführt. Ein Aussendurchmesser des Anlagebereichs kann größer als ein Durchmesser der Rückstellfeder sein.
-
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umschließt das erste Abstützelement das zweite Abstützelement. Auch kann das zweite Abstützelement das erste Abstützelement umschließen. Das erste Abstützelement kann als Federbolzen und das zweite Abstützelement kann als Federhülse ausgeführt sein.
-
In einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung weist das erste Abstützelement eine Durchgangsöffnung auf, in der das zweite Abstützelement durchgesteckt ist. Auch kann das zweite Abstützelement eine Durchgangsöffnung aufweisen, in der das erste Abstützelement durchgesteckt ist.
-
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das zweite Abstützelement einen Anschlagbereich zur Begrenzung einer maximalen Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Abstützelement zumindest in eine Richtung auf. Der Anschlagbereich kann als Durchmesseraufweitung einteilig an dem zweiten Abstützelement ausgeführt sein. Auch kann der Anschlagbereich an einem an dem zweiten Abstützelement befestigten Sicherungsring ausgeführt sein.
-
Zur Lösung wenigstens einer der zuvor angegebenen Aufgaben wird weiterhin ein Verfahren zum Befestigen einer Rückstellfedervorrichtung einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Merkmale vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird das erste Abstützelement von einer Seite ausgehend durch die Durchgangsöffnung des Schubelements gesteckt, bis deren Innenrand wenigstens abschnittsweise unmittelbar in der Aussenumfangsvertiefung des ersten Abstützelements formschlüssig eingreift. Dadurch kann die Montage der Ventiltriebsteuerungsvorrichtung vereinfacht werden.
-
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
-
Figurenliste
-
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Eine Schrägansicht eines variablen Ventiltriebs mit einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Eine räumliche Ansicht einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 3: Einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 4: Eine Ansicht entlang A-A aus 3.
- 5: Die Ventiltriebsteuerungsvorrichtung aus 3 in einem ersten Befestigungsschritt.
- 6: Die Ventiltriebsteuerungsvorrichtung aus 3 in einem zweiten Befestigungsschritt.
-
1 zeigt eine Schrägansicht eines variablen Ventiltriebs 10 mit einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung 12 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der variable Ventiltrieb 10 umfasst mehrere einem Verbrennungsmotor zugeordnete Ventile 14, insbesondere Gaswechselventile. Der Ventilhub eines jeweiligen Ventils 14 wird über einen Nocken 16 einer Nockenwelle 18 vorgegeben. Zwischen dem jeweiligen Nocken 16 und dem Ventil 14 ist jeweils eine Schaltvorrichtung 20, hier insbesondere ein Schaltschlepphebel, wirksam angeordnet. Dabei wird ein maximaler Ventilhub des jeweiligen Ventils 14 durch die Schaltvorrichtung 20 vorgegeben.
-
Die Schaltvorrichtung 20 ist zwischen wenigstens einer ersten Schaltstellung, bei dem ein maximaler erster Ventilhub und einer zweiten Schaltstellung, bei dem ein maximaler zweiter Ventilhub des jeweiligen Ventils 14 eingestellt ist, umschaltbar. Die erste Schaltstellung kann einen Vollhub des Ventils 14 und die zweite Schaltstellung einen Nachhub des Ventils 14 vorgeben. Auch kann die erste Schaltstellung einen Vollhub des Ventils 14 vorgeben und die zweite Schaltstellung einem inaktiven Ventil 14 entsprechen.
-
Die Umschaltung zwischen der ersten und zweiten Schaltstellung wird durch ein Betätigungselement 22, beispielsweise einen Linearaktor, ausgelöst. Das Betätigungselement 22 ist mit einem Schubelement 24, insbesondere einer Schubleiste, verbunden. Eine Bewegung des Betätigungselements 22 wird dabei in eine Betätigungsbewegung des Schubelements 24 entlang einer Betätigungsrichtung B, die parallel zu einer axialen Richtung A verläuft, umgesetzt. Das Schubelement 24 erstreckt sich parallel zu der Nockenwelle 18 in axialer Richtung A.
-
An dem Schubelement 24 sind mehrere Federelemente 26 befestigt, wobei das einzelne Federelement 26 einer jeweiligen Schaltvorrichtung 20 zugeordnet ist. Die Federelemente 26 sind als Federbleche ausgeführt, die an dem Schubelement 24 befestigt sind. Die Betätigungsbewegung des Schubelements 24 wird auf die Federelemente 26 übertragen, die dadurch in axialer Richtung A auslenkbar sind. Das einzelne Federelement 26 liegt über einen Kopplungsbereich 26.1 an einem Schaltbolzen 28 der Schaltvorrichtung 20 an und kann abhängig von der Betätigungsbewegung eine Betätigungskraft auf den Schaltbolzen 28 bewirken.
-
Beispielsweise kann die Schaltvorrichtung 20 bei einer ersten Betätigungsstellung des Schubelements 24 die erste Schaltstellung einnehmen und bei einer zweiten Betätigungsstellung des Schubelements, die gegenüber der ersten Betätigungsstellung in axialer Richtung A nach links verschoben ist, die zweite Schaltstellung einnehmen. Bei der zweiten Schaltstellung wird der Schaltbolzen 28 durch das Federelement 26, insbesondere stärker, beaufschlagt. Durch die elastische Kopplung zwischen der Schaltvorrichtung 20 und dem Schubelement 24 zur elastischen Übertragung der Betätigungsbewegung auf die Schaltvorrichtung 20 wird der Schaltbolzen 28 erst bei geeigneter Ventilstellung des zugeordneten Ventils 14 und Nockenstellung des Nockens 16 der Nockenwelle 18 eingedrückt und löst erst dann die zweite Schaltstellung in der Schaltvorrichtung 20 aus.
-
In 2 ist eine räumliche Ansicht einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung 12 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Federelemente 26 sind entlang der Betätigungsrichtung B an dem Schubelement 24 aufgereiht angeordnet. Dabei sind die als Federblech ausgeführten Federelemente 26 mit dem Schubelement 24 fest verbunden.
-
Das Schubelement 24 weist einen Kopplungsabschnitt 24 zur Verbindung mit dem hier nicht abgebildeten Betätigungselement auf. Auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Betätigungsrichtung B ist eine Rückstellfedervorrichtung 30 mit dem Schubelement 24 verbunden, über die das Schubelement 24 ausgehend von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zurückgestellt wird. Die Rückstellfedervorrichtung 30 ist wirksam zwischen dem Schubelement 24 und einem hier nicht abgebildeten Abstützbauteil, beispielsweise einem Gehäuse oder einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, angeordnet. Der Betätigungsbewegung des Schubelements 24 nach rechts zur Umschaltung von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung wird eine Rückstellkraft entgegengesetzt.
-
Die Rückstellfedervorrichtung 30 ist aus einem an dem Schubelement 24 befestigten ersten Abstützelement 32, einem gegenüber diesem axial verschiebbaren, mit dem Abstützbauteil verbundenen zweiten Abstützelement 34 und einer wirksam zwischen dem ersten und zweiten Abstützelement 32, 34 angeordneten und die Rückstellkraft bereitstellenden Rückstellfeder 36 aufgebaut.
-
3 zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts einer Ventiltriebsteuerungsvorrichtung 12 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das erste Abstützelement 32 ist als axial auf dem zweiten Abstützelement verschiebbare Führungshülse, insbesondere als Federhülse, ausgeführt. Das erste Abstützelement 32 weist eine Durchgangsöffnung 38 auf, in der das zweite Abstützelement 34 durchgesteckt ist. Das zweite Abstützelement 34 ist als Führungsbolzen ausgeführt, der innerhalb von der Rückstellfeder 36 angeordnet ist.
-
Die Rückstellfeder 36 ist als Schraubenfeder ausgeführt und an dem ersten Abstützelement 32 und an dem zweiten Abstützelement 34 unmittelbar aufgenommen. Die Rückstellfeder 36 ist dabei abschnittsweise axial überlappend zu dem ersten und zweiten Abstützelement 32, 34 angeordnet. Eine Axialkraft der Rückstellfeder 36 wird in einem ersten Kraftübertragungsbereich 40 auf das erste Abstützelement 32 und in einem zweiten Kraftübertragungsbereich 42 auf das zweite Abstützelement 34 übertragen.
-
Das zweite Abstützelement 34 weist an einem stirnseitigen Ende der Rückstellfeder 36 einen Bund 44 auf, an dem die Rückstellfeder 36 axial anliegt. An dem ersten Abstützelement 32 ist auch ein Bund 46 angeordnet, an dem das andere stirnseitige Ende der Rückstellfeder 36 unmittelbar axial anliegt. An den jeweiligen Bund 44, 46 angrenzend ist ein Führungsbereich 48 zur Führung der Rückstellfeder 36 eingebracht. Der Aussendurchmesser des jeweiligen Führungsbereichs 48 ist dabei dem Innendurchmesser der Rückstellfeder 36 angepasst.
-
Das Schubelement 24 weist eine umfänglich geschlossene Durchgangsöffnung 50 auf, deren Innenrand 52 wenigstens abschnittsweise unmittelbar in eine Aussenumfangsvertiefung 54 des ersten Abstützelements 32 formschlüssig eingreift. Dadurch kann die Rückstellfedervorrichtung 30 einfacher und kostengünstiger befestigt werden. Ein Innendurchmesser des Innenrands 52 ist bevorzugt kleiner als ein größter Außendurchmesser des ersten Abstützelements 32 angrenzend an die Aussenumfangsvertiefung 54 auf einer in Bezug auf die Aussenumfangsvertiefung 54 dem Bund 46 abgewandten Seite. Die Aussenumfangsvertiefung 54 ist als Hinterschnitt ausgeführt, über den eine Fügeverbindung mit dem Innenrand 52 bewirkt wird. Dadurch kann das erste Abstützelement 32 axial gesichert an dem Schubelement 24 festgelegt werden. Eine axiale Breite der Aussenumfangsvertiefung 54 ist dabei bevorzugt größer oder gleich einer Materialdicke des Innenrands 52. Die Aussenumfangsvertiefung 54 ist bevorzugt als Ringnut 56 ausgeführt.
-
Das erste Abstützelement 32 weist einen mit dem Bund 46 einteilig ausgeführten Anlagebereich 58 auf, der axial an dem Schubelement 24 anliegt. Der Anlagebereich 58 grenzt axial unmittelbar an die Aussenumfangsvertiefung 54 an und ist als Durchmesseraufweitung ausgeführt, deren Aussendurchmesser größer als ein Durchmesser der Rückstellfeder 36 und ein Durchmesser des Innenrands 52 ist.
-
Das zweite Abstützelement 34 weist einen Anschlagbereich 60 zur Begrenzung einer maximalen Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Abstützelement 32, 34 zumindest in eine axiale Richtung auf. Der Anschlagbereich 60 ist als Durchmesseraufweitung einteilig an dem zweiten Abstützelement 34 und in Bezug auf das Schubelement 24 gegenüberliegend von der Rückstellfeder 36 angeordnet.
-
In 4 ist eine Ansicht entlang A-A aus 3 dargestellt. Der Innenrand 52 der Durchgangsöffnung 50 weist radial nach innen abstehende Vorsprünge 62 auf, die über eine Schnappverbindung mit der Aussenumfangsvertiefung befestigt sind. Die Vorsprünge 62 sind elastisch verformbar und werden umfangsseitig von freigestellten Ausschnitten 64 unterbrochen.
-
5 zeigt die Ventiltriebsteuerungsvorrichtung 12 aus 3 in einem ersten Befestigungsschritt. Das zweite Abstützelement 34 wird von einer Seite ausgehend durch die Durchgangsöffnung 50 des Schubelements 24 gesteckt. Der Innenrand 52 mit den Vorsprüngen 62 ist aus dem Schubelement 24 vorgeformt.
-
In 6 ist die Ventiltriebsteuerungsvorrichtung 12 aus 3 in einem zweiten Befestigungsschritt, der dem ersten Befestigungsschritt zeitlich folgt, dargestellt. Das zweite Abstützelement 34 wird soweit in die Durchgangsöffnung 50 aufgepresst, bis deren Innenrand 52 unmittelbar in der Aussenumfangsvertiefung 54 des ersten Abstützelements 32 formschlüssig eingreift, womit die in 3 gezeigte Anordnung hergestellt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- variabler Ventiltrieb
- 12
- Ventiltriebsteuerungsvorrichtung
- 14
- Ventil
- 16
- Nocken
- 18
- Nockenwelle
- 20
- Schaltvorrichtung
- 22
- Betätigungselement
- 24
- Schubelement
- 26
- Federelement
- 26.1
- Kopplungsbereich
- 26.2
- Kopplungsbereich
- 28
- Schaltbolzen
- 30
- Rückstellfedervorrichtung
- 32
- erstes Abstützelement
- 34
- zweites Abstützelement
- 36
- Rückstellfeder
- 38
- Durchgangsöffnung
- 40
- erster Kraftübertragungsbereich
- 42
- zweiter Kraftübertragungsbereich
- 44
- Bund
- 46
- Bund
- 48
- Führungsbereich
- 50
- Durchgangsöffnung
- 52
- Innenrand
- 54
- Aussenumfangsvertiefung
- 56
- Ringnut
- 58
- Anlagebereich
- 60
- Anschlagbereich
- 62
- Vorsprung
- 64
- Ausschnitt
- A
- axiale Richtung
- B
- Betätigungsrichtung
-
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 102018108271 A1 [0002]
