DE102021126256A1

DE102021126256A1 - Trägermodul für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Schwerlastbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102021126256A1
Application number: DE102021126256.9A
Authority: DE
Inventors: Dimitri Schott; Harald Elendt; Michael Knorr; Andreas Moeller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-10-11
Filing date: 2021-10-11
Publication date: 2023-04-13

Abstract

Vorgeschlagen ist ein zylinderindividuelles Trägermodul (1) für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Schwerlastbrennkraftmaschine, mit einem Achsstück (2), das zumindest eine 2-er-Hebelgruppe (3) mit einem Hauptkipphebel (5) und einen diesen flankierenden, separaten Mitnehmerhebel (6) aufweist, wobei der Hauptkipphebel (5) an einer Längsseite (7) der Hebelgruppe (3) eine erste Anlauffläche (8) für einen ersten Hub- oder Nullhubnocken (9) und an einer weiteren Längsseite (10), hinter dem Achsstück (2), eine Kontaktfläche (11) für einen Ventilkontakt hat, wobei der Mitnehmerhebel (6) ein ventilkontaktfreier Schwinghebel ist und an der einen Längsseite (7) eine zweite Anlauffläche (12) für einen zweiten Hubnocken (13) besitzt, wobei das Trägermodul (1) des Weiteren eine mit dem Achsstück (2) gefügte, an eine Außenwand (14) der Hebelgruppe (3) angrenzende Tragplatte (15) mit einem e-Aktor (16) hierin umfasst und wobei die Hebel (5, 6), für eine Übertragung eines Hubes des den Mitnehmerhebel (6) beaufschlagenden zweiten Hubnockens (13) auf den Hauptkipphebel (5), über quer in diesen verlaufende, von dem e-Aktor (16) verlagerbare Koppelschiebermittel (17) wahlweise miteinander koppelbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein zylinderindividuelles Trägermodul für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Schwerlastbrennkraftmaschine, mit einem Achsstück, auf dem zumindest eine 2-er-Hebelgruppe sitzt, wobei eine Längsseite der Hebelgruppe als Nockenkontaktseite und eine weitere Längsseite dieser als Ventilkontaktseite vorliegt, wobei das Trägermodul des Weiteren einen e-Aktor umfasst und wobei die Hebel der Hebelgruppe über quer in diesen verlaufende, von dem e-Aktor in wenigstens eine Richtung verlagerbare Koppelschiebermittel wahlweise miteinander koppelbar sind.
Unter „Schwerlastbrennkraftmaschine“ ist eine Maschine zu verstehen, wie sie insbesondere zum Antrieb eines Lkw, Transporters, Leichttransporters, Landwirtschaftsgeräts, Schiffs, Bergbau- oder Baustellengeräts verwendet wird.
Die nicht vorveröffentlichte DE 10 2020 113 219.0 zeigt ein Trägermodul mit zwei 2-er Hebelgruppen. Jede Hebelgruppe besteht aus einem nockenseitigen und einem ventilseitigen Schwinghebel, welche Hebel im Abschnitt ihrer gemeinsamen Achse Wandan-Wand liegen und hierbei quer verlaufende Koppelschiebermittel besitzen. Außenseitig jeder Hebelgruppe ist eine von einer Bodenplatte ausgehende, vertikale Strebe dargestellt, in welcher ein e-Aktor zur Aktuierung der Koppelschiebermittel aufgenommen ist.
Aufgabe ist es, ein Trägermodul zu kreieren, das besonders steif ist und zugleich einfach aufgebaut ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die neuen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Das Trägermodul umfasst demnach zumindest eine 2-er-Hebelgruppe mit einem Hauptkipphebel und einen diesen flankierenden, separaten Mitnehmerhebel. Der Hauptkipphebel hat an einer Längsseite der Hebelgruppe eine erste Anlauffläche für einen ersten Hub- oder Nullhubnocken und an einer weiteren Längsseite, hinter dem Achsstück, eine Kontaktfläche für einen zumindest mittelbaren Ventilkontakt. Der Mitnehmerhebel ist lediglich ein Schwinghebel ohne Ventilkontakt und besitzt an der einen Längsseite eine zweite Anlauffläche für einen zweiten Hubnocken. Des Weiteren umfasst das Trägermodul eine mit dem Achsstück gefügte, an eine Außenwand der Hebelgruppe angrenzende Tragplatte mit dem e-Aktor hierin. Die Hebel sind für eine zusätzliche oder alleinige Übertragung / Aufschaltung eines Hubes des den Mitnehmerhebel beaufschlagenden zweiten Hubnockens auf den Hauptkipphebel über die Koppelschiebermittel wahlweise miteinander koppelbar.
Das Trägermodul kann ohne aufwändige nachträgliche Änderungen eines Zylinderkopfes der Schwerlastbrennkraftmaschine verbaut werden. Klar ist, dass ein Einsatz auf einer Einlass- oder einer Auslassseite mit einer oder zwei 2-er Hebelgruppen je Zylinder möglich ist. Denkbar bei einer Applikation von zwei 2-er Hebelgruppen ist es auch, eine hiervon einlass- und die andere hiervon auslassseitig zu verwenden. Auch ist es denkbar und vorgesehen, nur einen Teil der Zylinder der Brennkraftmaschine mit schaltbaren Hebelgruppen zu versehen.
Über das Trägermodul können je Zylinder verschiedenste „Variabilitäten“ wie bspw. Miller- oder Atkinson-Prozesse gefahren werden. Gleichfalls sind Dekompressionsmotorbremsen darstellbar (jeder Takt / lediglich Verdichtungstakt) gedacht. Für den Fall, dass der Hauptkipphebel nur von einem Nullhubnocken (auch bspw. „Stützkreis“ genannt) kontaktiert ist, kann auch eine „klassische“ Ventilhubabschaltung realisiert werden. Lediglich der Mitnehmerhebel wird in diesem Fall von einem Hubnocken kontaktiert.
Aufgrund des längs „durchgehenden“ Haupthebels baut das System besonders steif und ist somit den hohen Belastungen im Bereich der Schwerlastbrennkraftmaschinen gut gewachsen. Zugleich ist eine simpel aufgebaute, bauteilarme und somit preiswert darstellbare Gestaltung realisiert. Jeder der 2-er Hebelgruppen ist lediglich ein quer liegender e-Aktor zugewiesen, welcher bauraumsparend in einer bevorzugt mit der Achse gefügten Tragplatte verbaut ist.
Für den Fall einer Applikation von zwei 2-er Hebelgruppen ist die Tragplatte hierzwischen liegend mit der Achse bspw. über eine Schraub- oder Stiftverbindung gefügt.
Das Trägermodul kann mit Hebeln, Achsstück, Tragplatte sowie Aktor(en) hierin extern vormontiert an die Brennkraftmaschine geliefert und dort endmontiert werden.
Im Fall von zwei 2-er Hebelgruppen je Trägermodul ist es auch denkbar und vorgesehen, einen gemeinsamen, beidseitig wirkenden e-Aktor zu verbauen.
Im Übrigen kann es je nach Schaltstrategie / Verwendung vorteilhaft sein, wenn der Hub des den Hauptkipphebel beaufschlagenden Nockens innerhalb des Hubes des den Mitnehmerhebel kontaktierenden Nockens liegt. Dies vermeidet sogenannte unerwünschte „Übergabehübe“.
Es ist vorgesehen, dass der Hauptkipphebel unmittelbar auf ein Gaswechselventil einwirkt. Alternativ ist kann dieser eine Ventilbrücke (geführt / ungeführt) kontaktieren.
Gemäß einer besonders bevorzugten Fortbildung der Erfindung soll im nunmehr gegenüber dem eingangs genannten St. d. T. „durchgehenden“ Hauptkipphebel ventilseitig ein hydraulisches Spielausgleichselement (Einsteckelement) verbaut sein, welches über das Achsstück mit dem Hydraulikmittel versorgt wird. Da dieser Hebel sich permanent an dessen Nockenlaufbahn abstützt und somit zu keinem Zeitpunkt hiervon entkoppelt vorliegt, ist dessen „Aufpumpen“ vermieden.
Ein weiterer Unteranspruch betrifft die Anordnung von zwei e-Aktoren im Fall von zwei 2-er Hebelgruppen. Diese sollen demnach höhenversetzt in der Tragplatte liegen, so dass diese in Hebellängsrichtung nicht unnötig Bauraum beansprucht. Bspw. können die Aktoren je einer Stirnseite der Tragplatte zugeordnet sein.
Schließlich ist ein einfacher Verschwenkanschlag als „internes“ Anschlagmittel für die beiden Hebel der Hebelgruppe zueinander vorgeschlagen. So kann bspw. von einer Oberseite des Mitnehmerhebels ein Finger oder dgl. quer auf eine Oberseite des Hauptkipphebels ragen. Dieses Anschlagmittel dient einer fluchtenden Zuordnung von Bohrungen für die Koppelschiebermittel in beiden Hebelteilen der Hebelgruppe bei Nockengrundkreisdurchlauf.
Zur Zeichnung:

• 1 zeigt in einer ersten räumlichen Ansicht das Trägermodul von dessen Ventilseite (weitere Längsseite) und
• 2 zeigt das vorgenannte Trägermodul in einer zweiten räumlichen Ansicht von dessen Nockenwellenseite (eine Längsseite).

Aus den Figuren geht ein Trägermodul 1 für einen schaltbaren Ventiltrieb speziell einer Schwerlastbrennkraftmaschine hervor.
Das Trägermodul 1 umfasst ein Achsstück 2, welches zwei 2-er-Hebelgruppen 3, axial voneinander beabstandet, trägt. -Der Einfachheit halber ist nur eine der beiden 2-er Hebelgruppen 3 näher bezeichnet.-
Die in 1 links und in 2 rechts beschriftete Hebelgruppe 3 umfasst einen „durchgehenden“ Hauptkipphebel 5 und einen diesen nur abschnittsweise flankierenden, separaten Mitnehmerhebel 6. Beide Hebel 5, 6 verlaufen relativ verschwenkbeweglich zueinander auf dem Achsstück 2. Der „kurze“ Mitnehmerhebel 6 kann auch als „Schwinghebel“ bezeichnet werden.
Der Hauptkipphebel 5 hat an einer Längsseite 7 der Hebelgruppe 3 eine erste, als Rolle ausgebildete Anlauffläche 8 für einen ersten Hubnocken 9 einer Nockenwelle 4. An einer weiteren Längsseite 10, hinter dem Achsstück 2 (siehe Axiallinie), weist der Hauptkipphebel 5 eine Kontaktfläche 11 für einen Ventilkontakt auf. Genauer gesagt, ist der Hauptkipphebel 5 hierbei mit einem hydraulischen Spielausgleichselement 18 (Einsteckelement) versehen, das nicht näher dargestellt ist und welches den Ventil- oder Brückenkontakt übernimmt. Das Spielausgleichselement 18 wird über das Achsstück 3 und einen Längskanal im Hauptkipphebel 5 mit Hydraulikmittel versorgt.
Der „kurzbauende“ Mitnehmerhebel 6 ist ohne Ventilkontakt. Er besitzt bei der einen Längsseite 7 eine zweite, wiederum als Rolle vorliegende Anlauffläche 12 für einen zweiten Hubnocken 13 der Nockenwelle 4.
Des Weiteren ist eine Tragplatte 15 dargestellt, welche zwischen den beiden 2-er Hebelgruppen 3 liegt. Die Tragplatte 15 ist mit dem Achsstück 3 fest verbunden. Gleichzeitig sind Fügemittel vorgesehen, um das gesamte Trägermodul 1 im Abschnitt der Tragplatte 15 / des Achsstücks 3 am Zylinderkopf zu befestigen (Schraub- u./o. Stiftverbindungen).
Die Tragplatte 15 umfasst je Hebelgruppe 3 einen quer liegenden e-Aktor 16. Zu erkennen ist in 1 der e-Aktor 16 für die im Vordergrund liegende Hebelgruppe 3 auf der Tragplatte 15. Der nicht ersichtliche weitere e-Aktor für die weitere Hebelgruppe 3 liegt an einer Unterseite der Tragplatte 15.
Die Hebel 5, 6 sind über quer in diesen verlaufende, von dem e-Aktor 16 in bevorzugt eine Richtung verlagerbare Koppelschiebermittel 17 wahlweise miteinander koppelbar. Somit kann bspw. der Hub des den Mitnehmerhebel 6 beaufschlagenden zweiten Hubnockens 13 über den Hub des den Hauptkipphebel 5 beaufschlagenden Hubnockens 9 „gelegt“ werden. Auch ist u. a. ein Zusatzhub außerhalb einer Hubphase des Hubnockens 9 darstellbar.
Die vorgenannten und nicht näher beschriebenen Koppelschiebermittel 17 der Hebelgruppe 3 bestehen aus wenigstens einem, von einem Ankerstift des e-Aktors 16 kontaktierten Koppelkolben und liegen hier im Abschnitt der einen Längsseite 7.
Zu erkennen ist in beiden Figuren zudem, dass von einer Oberseite des Mitnehmerhebels 6 ein Rückschwenkanschlag 19 quer auf eine Oberseite des Hauptkipphebels 5 kragt. Somit ist eine fluchtende Zuordnung von Aufnahmebohrungen der Koppelschiebermittel 17 bei Nockengrundkreisdurchlauf realisiert.
Bezugszeichenliste

1): Trägermodul
2): Achsstück
3): Hebelgruppe
4): Nockenwelle
5): Hauptkipphebel, Hebel
6): Mitnehmerhebel, Hebel
7): eine Längsseite
8): erste Anlauffläche
9): Hubnocken
10): weitere Längsseite
11): Kontaktfläche
12): zweite Anlauffläche
13): zweiter Hubnocken
14): Außenwand
15): Tragplatte
16): e-Aktor
17): Koppelschiebermittel
18): Spielausgleichselement
19): Rückschwenkanschlag
20): Anlagefläche

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 1020201132190 [0003]

Claims

Zylinderindividuelles Trägermodul (1) für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Schwerlastbrennkraftmaschine, mit einem Achsstück (2), das zumindest eine 2-er-Hebelgruppe (3) mit einem Hauptkipphebel (5) und einen diesen flankierenden, separaten Mitnehmerhebel (6) aufweist, wobei der Hauptkipphebel (5) an einer Längsseite (7) der Hebelgruppe (3) eine erste Anlauffläche (8) für einen ersten Hub- oder Nullhubnocken (9) und an einer weiteren Längsseite (10), hinter dem Achsstück (2), eine Kontaktfläche (11) für einen zumindest mittelbaren Ventilkontakt hat, wobei der Mitnehmerhebel (6) ein ventilkontaktfreier Schwinghebel ist und an der einen Längsseite (7) eine zweite Anlauffläche (12) für einen zweiten Hubnocken (13) besitzt, wobei das Trägermodul (1) des Weiteren eine mit dem Achsstück (2) gefügte, an eine Außenwand (14) der Hebelgruppe (3) angrenzende Tragplatte (15) mit einem e-Aktor (16) hierin umfasst, wobei die Hebel (5, 6), für eine zusätzliche oder alleinige Übertragung eines Hubes des den Mitnehmerhebel (6) beaufschlagenden zweiten Hubnockens (13) auf den Hauptkipphebel (5), über quer in diesen verlaufende, von dem e-Aktor (16) in wenigstens eine Richtung verlagerbare Koppelschiebermittel (17) wahlweise miteinander koppelbar sind.
Trägermodul nach Anspruch 1, wobei der Hauptkipphebel (5) ein als Einsteckelement vorliegendes hydraulisches Spielausgleichselement (18) mit der Kontaktfläche (11) umfasst.
Trägermodul nach Anspruch 1, wobei genau zwei 2-er-Hebelgruppen (3) auf dem Achsstück (2) appliziert sind, welche zwischen sich eine gemeinsame Tragplatte (15) mit je einem e-Aktor (16) je Hebelgruppe (3) oder einem gemeinsamen e-Aktor (16) einfassen.
Trägermodul nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Koppelschiebermittel (17) der Hebelgruppe (3) im Abschnitt der einen Längsseite (7) liegen und wobei, im Fall des Rückbezugs nach Anspruch 3 [zwei e-Aktoren-Variante], die beiden e-Aktoren (16) höhenversetzt in der gemeinsamen Tragplatte (15) verlaufen.
Trägermodul nach Anspruch 1, wobei dem Mitnehmerhebel (6) ein Rückschwenkanschlag (19) an der Hebelgruppe (3) zugeordnet ist.
Trägermodul nach Anspruch 5, wobei der Rückschwenkanschlag (19) aus einem Querfinger besteht, welcher sich von dem einen der Hebel (6, 5) auf / unter / in eine Anlagefläche (20) des anderen der Hebel (5, 6) erstreckt.