DE10204673A1

DE10204673A1 - Schaltelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10204673A1
Application number: DE10204673A
Authority: DE
Inventors: Norbert Geyer; Peter Sailer; Oliver Schnell
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-07
Also published as: US20050005884A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schaltelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise zur Ventilabschaltung, mit einem Außenteil (2) sowie einem in dessen Bohrung (3) axial beweglichen Innenelement (5), wobei das Außenteil (2) und das Innenelement (5) in einer durch eine Lost-Motion-Feder (6) erzielten axial entfernten Relativstellung wenigstens je eine zueinander fluchtende Aufnahme (7, 8) besitzen und in einer der Aufnahmen in Richtung zur anderen Aufnahme verschiebliche Koppelmittel (9) zur Kopplung des Innenelements (5) mit dem Außenteil (2) bei der Relativstellung zueinander appliziert sind, wobei als Koppelmittel (9) zwei Kolben (10) vorgesehen sind, welche in der als Radialbohrung ausgebildeten Aufnahme (8) des Innenelements (5) verlaufen und sich dort diametral gegenüberliegen, wobei die Aufnahme (7) des Außenteils (2) als Ringnut (16) in dessen Bohrung (3) gefertigt ist und die Kolben (10) an ihrer nockenfernen Unterseite (17), ausgehend von ihrer radial äußeren Stirnfläche (13), abschnittsweise eine plane Querfläche (14) als Kontaktbereich zu einer zugewandten Ringfläche (15) der Ringnut (16) aufweisen und wobei die Kolben (10) über eine Verdrehsicherung (19) im Innenelement (5) geführt sind. DOLLAR A Hierdurch liegt ein Schaltelement (1) vor, das einen einfach aufgebauten Koppelmechanismus besitzt, welcher nur eine geringe Bauteilbelastung erzeugt.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise zur Ventilabschaltung, mit einem Außenteil sowie einem in dessen Bohrung axial beweglichen Innenelement, wobei das Außenteil und das Innenelement in einer durch eine Lost-Motion-Feder erzielten axial entfernten Relativstellung wenigstens je eine zueinander fluchtende Aufnahme besitzen und in einer der Aufnahmen in Richtung zur anderen Aufnahme verschiebliche Koppelmittel zur Kopplung des Innenelements mit dem Außenteil bei der Relativstellung zueinander appliziert sind.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Schaltelement, hier als Nockenfolger in einem Stößelstangentrieb ausgebildet, ist aus der DE 199 15 531 vorbekannt. Nachteilig ist es bei diesem, dass als Koppelmittel lediglich ein Kolben vorgesehen ist. Dem Fachmann ist klar, dass aufgrund der Ein-Kolben-Kopplung eine erhöhte Bauteilbelastung im Koppelbereich vorliegt. Auch besteht eine relativ große Kippgefahr des Innenelements gegenüber dem Außenteil. Nachteilig ist es auch, dass als Aufnahme, in welche der Kolben als Koppelmittel einfährt, eine Bohrung vorgesehen ist. Hier kann es, aufgrund der speziellen Durchdringung der Körper, bei ungenügend ausgefahrenem Koppelmittel zu einer äußerst unerwünschten Kantenbelastung kommen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schaltelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Koppelmittel zwei Kolben vorgesehen sind, welche in der als Radialbohrung ausgebildeten Aufnahme des Innenelements verlaufen und sich dort diametral gegenüberliegen, wobei die Aufnahme des Außenteils als Ringnut in dessen Bohrung gefertigt ist und die Kolben an ihrer nockenfernen Unterseite, ausgehend von ihrer radial äußeren Stirnfläche, abschnittsweise eine plane Querfläche als Kontaktbereich zu einer zugewandten Ringfläche der Ringnut aufweisen und wobei die Kolben über eine Verdrehsicherung im Innenelement geführt sind.
Hierdurch ist ein Schaltelement mit einem sehr sicheren Koppelmechanismus geschaffen. Die Bauteilbelastung ist durch die Zwei-Kolben-Verriegelung drastisch reduziert, ebenfalls die Kippneigung. Zum anderen ist festzuhalten, dass aufgrund der als umlaufende Ringnut ausgebildeten Aufnahme im Außenteil eine einfach zu fertigende Koppelöffnung vorliegt. Die Kolben haben erfindungsgemäß an ihrer Unterseite eine plane Querfläche als Kontaktbereich zu der Ringnut, so dass hier die Flächenpressung drastisch reduziert ist. Mit anderen Worten gesagt gelingt es aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen, den Nockenhub über sehr große tragende Flächen auf das Innenteil zu übertragen. Gegebenenfalls können auch mehr als zwei Koppelmittel im Innenelement angeordnet werden, vorzugsweise sollen diese dann symmetrisch verteilt sein.
Damit stets die plane Querfläche in Kontakt zu der Ringfläche der Ringnut ist, sind die Kolben über eine einfache Verdrehsicherung gegenüber ihrer Aufnahme fixiert. Hier ist in Konkretisierung der Erfindung beispielsweise an einen das Innenelement umschließenden Sprengring gedacht, auf welchem die Querfläche der Kolben im Aufnahmebereich aufliegt. Selbstverständlich können die Kolben auch selbst durch Anflachungen oder Feder-Nut-Ausgestaltungen in ihrer Aufnahme verdrehgesichert werden.
In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, im Innenelement einen Anschlag für die Kolben vorzusehen. Dieser ist mittig angeordnet, so dass beide Kolben stets einen gleichen Verfahrweg radial nach außen besitzen.
Vorzugsweise ist die Radialbohrung im Innenelement als Durchgangsbohrung gefertigt. Denkbar ist jedoch auch eine abgesetzte bzw. gestufte Ausbildung, so dass auf den vorgenannten Sprengring oder ein ähnliches Mittel verzichtet werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die radial äußere Stirnfläche der Kolben, zumindest im Kantenbereich zur Querfläche, eine zu der Bohrung des Innenelements korrelierende Krümmung aufweist. Somit ist auch schon beim geringsten Überfahren der Kolben in die Ringnut des Außenteils ein guter Tragebereich geschaffen.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich darauf, dass eine die Querfläche mit der Unterseite verbindende Stirnseite der Kolben eine zu der Bohrung des Innenelements korrelierende Krümmung hat bzw. dachartig abgeschrägt ist. Somit ist klar, dass über diese einfachen Maßnahmen die Kolben radial sehr weit in die Ringnut im Koppelfall ausfahren können und sich somit ein hervorragendes Tragbild ergibt.
Der Schutzbereich dieser Erfindung bezieht sich ausdrücklich auf alle Arten von Schaltelementen in Ventiltrieben wie Nockenfolger in Stößelstangentrieben, Abstützelemente für Schlepphebel, Tassenstößel etc.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein als Rollenstößel ausgebildetes Schaltelement,
Fig. 2 einen um 90° gedrehten Teillängsschnitt nach Fig. 1,
Fig. 3 einen ähnlichen Teillängsschnitt wie Fig. 2,
Fig. 4 eine Unteransicht auf einen Kolben als Koppelmittel,
Fig. 5 den Kolben im Querschnitt und
Fig. 6, 7 alternative Ausgestaltungen zu denen nach Fig. 4 und 5.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Fig. 1-3 offenbaren ein Schaltelement 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieses ist hier als Rollenstößel für einen Stößelstangentrieb ausgebildet. Es besteht aus einem Außenteil 2, in dessen Bohrung 3 mit seinem Außenmantel 4 ein axial bewegliches Innenelement 5 verläuft. Das Außenteil 2 und das Innenelement 5 sind durch eine nicht näher zu erläuternde Lost-Motion-Feder 6 voneinander weg beaufschlagt.
In der zeichnerisch dargestellten axial voneinander entfernten Position des Außenteils 2 zum Innenelement 5 fluchten deren Aufnahmen 7, 8 zueinander. Die Aufnahme 7 des Außenteils 2 ist als umlaufende Ringnut gefertigt. Die Aufnahme 8 im Innenelement 5 hingegen ist als radial verlaufende Durchgangsbohrung gefertigt. Ein bogensehnenartiger bzw. windschiefer Verlauf ist ebenfalls denkbar.
In der Aufnahme 8 des Innenelements 5 sind zwei sich diametral gegenüberliegende Koppelmittel 9 angeordnet. Diese sind hier als Kolben 10 ausgebildet und durch ein Druckfedermittel 11 voneinander weg beaufschlagt. Mittig in der Aufnahme 8 ist ein Anschlag 12 für die Kolben 10 geschaffen. Dieser ist als Ringteil wie ein Sprengring ausgebildet. Somit ist in einer Entkoppelposition der Kolben 10 stets deren mittige Lage und somit gleicher Verfahrweg garantiert.
Die Kolben 10 haben, wie näher aus den Fig. 4-7 hervorgeht, ausgehend von ihrer radial äußeren Stirnfläche 13, abschnittsweise eine plane Querfläche 14. Diese dient als Kontaktbereich zu einer zugewandten Ringfläche 15 (siehe Fig. 1-3) der als Ringnut 16 ausgebildeten Aufnahme 7. Wie ersichtlich, ist die Koppelöffnung im Außenteil 2 umlaufend ausgebildet, was beispielsweise fertigungstechnische Vorteile hat.
Die Stirnfläche 13 der Kolben 10 kann, wie in Fig. 4 gezeigt, ebenso wie die Bohrung 3 des Außenteils 2 gekrümmt sein. Somit kommt es sofort nach Einfahren der Kolben 10 in die Ringnut 16 zu einem guten Tragbild. Sogenannte Kantenträger werden wirksam vermieden.
Auch ist es vorgesehen, wie aus den Fig. 4, 6 ersichtlich, eine die Querfläche 14 mit einer nockenfernen Unterseite 17 verbindende Stirnseite 18 der Kolben 10 ebenfalls mit einer zu der Bohrung 3 des Außenteils 2korrelierenden Krümmung zu versehen bzw. wie in Fig. 6 gezeigt, dachartig abzuschrägen.
Da die Querflächen 14 der Kolben 10 stets der Ringfläche 15 der Ringnut 16 im Außenteil 2 zugewandt sein müssen, ist eine einfache Verdrehsicherung 19 für die Kolben 10 vorgesehen (s. Fig. 2). Diese besteht aus einem Ringteil wie einem Sprengring, welcher in einer Ringnut 20 am Außenmantel 4 des Innenelements 5 angeordnet ist. Dabei verläuft die Verdrehsicherung 19 auf einer derartigen Höhe, dass sie die Querfläche 14 der Kolben 10 untergreift.
Fig. 3 zeigt eine alternative Maßnahme des mittigen Anschlags 12 für die Kolben 10. Dieser ist hier als orthogonal in die als Radialbohrung ausgebildete Aufnahme 8 des Innenelements 5 ragendes Bauteil 21 wie ein Stift ausgebildet.
Somit liegt ein Schaltelement 1 vor, welches einen sehr sicheren und einfach aufgebauten Koppelmechanismus besitzt, der nur eine geringe Bauteilbelastung erzeugt. Liste der Bezugszahlen 1 Schaltelement
2 Außenteil
3 Bohrung
4 Außenmantel
5 Innenelement
6 Lost-Motion-Feder
7 Aufnahme
8 Aufnahme
9 Koppelmittel
10 Kolben
11 Druckfedermittel
12 Anschlag
13 Stirnfläche
14 Querfläche
15 Ringfläche
16 Ringnut
17 Unterseite
18 Stirnseite
19 Verdrehsicherung
20 Ringteil
21 Bauteil
22 Kantenbereich

Claims

1. Schaltelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise zur Ventilabschaltung, mit einem Außenteil (2) sowie einem in dessen Bohrung (3) axial beweglichen Innenelement (5), wobei das Außenteil (2) und das Innenelement (5) in einer durch eine Lost-Motion-Feder (6) erzielten axial entfernten Relativstellung wenigstens je eine zueinander fluchtende Aufnahme (7, 8) besitzen und in einer der Aufnahmen in Richtung zur anderen Aufnahme verschiebliche Koppelmittel (9) zur Kopplung des Innenelements (5) mit dem Außenteil (2) bei der Relativstellung zueinander appliziert sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelmittel (9) zwei Kolben (10) vorgesehen sind, welche in der als Radialbohrung ausgebildeten Aufnahme (8) des Innenelements (5) verlaufen und sich dort diametral gegenüberliegen, wobei die Aufnahme (7) des Außenteils (2) als Ringnut (16) in dessen Bohrung (3) gefertigt ist und die Kolben (10) an ihrer nockenfernen Unterseite (17), ausgehend von ihrer radial äußeren Stirnfläche (13), abschnittsweise eine plane Querfläche (14) als Kontaktbereich zu einer zugewandten Ringfläche (15) der Ringnut (16) aufweisen und wobei die Kolben (10) über eine Verdrehsicherung (19) im Innenelement (5) geführt sind.

2. Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung (19) über ein Ringteil wie einen Sprengring realisiert ist, welcher in einer Ringnut (20) an einem Außenmantel (4) des Innenelements (5) verläuft und auf einer derartigen Höhe angeordnet ist, daß er die plane Querfläche (14) der Kolben (10) untergreift.

3. Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (8) im Innenelement (5) einen Anschlag (12) für radial innere Stirnflächen der Kolben (10) hat, welcher Anschlag (12) mittig positioniert ist.

4. Schaltelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (8) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, wobei als Anschlag (12) entweder ein Ringteil wie ein Sprengring vorgesehen ist, welcher in der Durchgangsbohrung gehalten ist, oder ein orthogonal in die Durchgangsbohrung ragendes Bauteil (21) wie ein Stift verwendet ist.

5. Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Stirnfläche (13) der Kolben (10), zumindest im Kantenbereich (22) zur Querfläche (14), eine zu der Bohrung (3) des Innenelements (5) korrelierende Krümmung hat.

6. Schaltelement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Querfläche (14) mit der Unterseite (17) verbindende Stirnseite (18) der Kolben (10) eine zu der Bohrung (3) des Innenelements (5) korrelierende Krümmung hat bzw. dachartig abgeschrägt in Unteransicht ausgebildet ist.

7. Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1) als Nockenfolger in einem Stößelstangentrieb hergestellt ist.