DE10330510A1

DE10330510A1 - Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10330510A1
Application number: DE2003130510
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Seitz (FH)
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2003-07-05
Filing date: 2003-07-05
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Abstützelement (1) für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, in dem zwei getrennte Pfade (8, 9) für Hydraulikmittel vorgesehen sind. Der Pfad (8) dient einer Versorgung einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung (7) und der Pfad (9) einer Versorgung von Koppelmitteln im aufliegenden Schlepphebel mit Hydraulikmittel.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem über seinen Außenmantel in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine einbaubaren, topfartigen Gehäuse, welches Gehäuse mit einem dessen Aussparung mit seinem Kopf überragenden Druckkolben teleskopartig zusammengesteckt ist, welcher Kopf zur schwenkbeweglichen Abstützung des schaltbaren Schlepphebels vorgesehen ist, wobei im Abstützelement eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung verläuft und wobei eine Stirnseite des Kopfes eine endseitige Mündung für Hydraulikmittel aus dem Abstützelement zur Beaufschlagung einer hydraulisch verlagerbaren Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Ein gattungsgemäßes Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel ist aus der U.S. 5,544,626 vorbekannt. Dieses ist ebenfalls hydraulisch wirkend ausgelegt und dient gleichzeitig einer hydraulischen Beaufschlagung der hier längs verlagerbaren Koppelmittel (s. 1).

Im Stand der Technik, so auch bei der vorgenannten Lösung, werden jedoch in nachteiliger Art und Weise die hydraulische Spielausgleichseinrichtung im Abstützelement sowie die hydraulisch verlagerbaren Koppelmittel im schaltbaren Schlepphebel über eine gemeinsame Ölversorgung beaufschlagt. Diese sogenannte „einflutige" Versorgung hat den grundlegenden Nachteil, dass zur Schaltung über die Drehzahlbereiche hinweg stets von dem Hydraulikmitteldruck ausgegangen werden muß, welcher zur ordnungsgemäßen Versorgung der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung notwendig ist.

Ausgehend vom zumindest erforderlichen Versorgungsdruck für die hydraulische Spielausgleichseinrichtung ist für die Schaltung eine bestimmte Differenz an Hydraulikmitteldruck notwendig, so daß erst ab Erreichen eines Mindestdrucks an Hydraulikmittel für die Spielausgleichseinrichtung zuzüglich der vorgenannten Differenz an Hydraulikmitteldruck die Schaltung möglich ist. Dieser Hydraulikmitteldruck stellt sich in der Regel jedoch erst bei Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein, die bereits sehr nahe an der zulässigen Schaltdrehzahl (mechanisch bedingt) liegen. Daher ergibt sich ein nur sehr schmales für die Schaltung nutzbares Drehzahlband.

Die vorgenannte Maximaldrehzahl, bei welcher sinnvoll noch ein Entkoppelzustand gefahren werden kann, rührt daher, dass es in diesem Entkoppel- oder Lost-Motion-Zustand notwendig ist, das entkoppelte Schlepphebelbauteil über Lost-Motion-Federmittel stets an der ablaufenden Nockenflanke zu halten. Dabei sind den heute sinnvoll einsetzbaren Lost-Motion-Federn Grenzen gesetzt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die eingangs zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß, ausgehend vom Außenmantel des Gehäuses, zwei getrennte Pfade für zueinander unterschiedlich druckbeaufschlagtes Hydraulikmittel durch das Abstützelement gehen, wobei der erste Pfad zur hydraulischen Spielausgleichseinrichtung und der zweite Pfad zur Mündung führt.

Durch diese sogenannte „zweiflutige" Versorgung im Abstützelement, ausgehend von zwei Zuführbohrungen für Hydraulikmittel im Zylinderkopf, sind die eingangs zitierten Nachteile wirkungsvoll vermieden. Die hydraulische Spielausgleichseinrichtung wird somit stets mit vollem Hydraulikmitteldruck beaufschlagt, wobei der schaltbare Schlepphebel über den erfindungsgemäß separaten Pfad aus dem Kopf des Abstützelements mit Schaltöl versorgt wird.

Aufgrund der Entkopplung der Hydraulikpfade und somit der Unabhängigkeit vom Mindesthydraulikmitteldruck für die hydraulische Spielausgleichseinrichtung, wird der für eine Schaltung nutzbare Drehzahlbereich am schaltbaren Schlepphebel drastisch gegenüber dem Stand der Technik erhöht. Allerdings kann auch hier nicht die für das Schalten mögliche Drehzahlgrenze von beispielsweise 3000 bzw. 3500 U/min der Brennkraftmaschine überschritten werden.

Die vorgeschlagenen Maßnahmen sind gleichermaßen bei drucklos ver- und drucklos entriegelten Koppelmitteln im schaltbaren Schlepphebel applizierbar. Es wird davon ausgegangen, dass bei den heute üblichen Brennkraftmaschinen mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen Drehzahlbereiche zur Schaltung vorliegen, die etwa zwischen kurz oberhalb der Leerlaufdrehzahl und 3000 – 3500 U/min der Brennkraftmaschine liegen. Bei der im Stand der Technik vorliegenden „einflutigen" Versorgung ist dieser Drehzahlbereich lediglich halb so breit bzw. noch eingeschränkter.

Die Trennung der Pfade erfordert nur geringe Änderungen an bisher ausgeführten „einflutigen" Abstützelementen bzw. Zylinderköpfen hierfür. Ggf. muß die Bauhöhe des Gehäuses des Abstützelements geringfügig erhöht werden und es ist erforderlich, im Zylinderkopf einen zweiten Ölpfad vorzusehen.

Selbstverständlich kann sich die Erfindung auch auf Abstützelemente beziehen, auf denen nichtschaltbare Schlepphebel gelagert sind, es jedoch trotz allem erforderlich ist, zwei Hydraulikmittelpfade zu applizieren.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, am Außenmantel des Gehäuses zwei Ringnuten zu applizieren, die dann mit entsprechenden Zuleitungen im Zylinderkopf zusammenwirken. Denkbar ist es jedoch auch, in der Aufnahme des Zylinderkopfes für das Abstützelement zwei Ringnuten anzuordnen, die vom entsprechenden Kanal aus dem Zylinderkopf heraus gespeist werden und dann am Gehäuse des Abstützelements lediglich zwei Durchlässe anzuordnen. Eine gleiche Wahlmöglichkeit hat der Fachmann für den Außenmantel des Druckkolbens bzw. die Aussparung des Gehäuses.

Besonderer Vorteil der Erfindung ist es, dass auf bisherig ausgeführte Abstützelemente mit vorzugsweise fließgepreßten Druckkolben im wesentlichen zurückgegriffen werden kann, wobei zur Trennung der zwei Pfade im Druckkolben ein einfaches Abschottmittel wie eine Scheibe oder ein Käppchen vorgesehen ist. Dieses Abschottmittel trennt in Axialrichtung somit Endbereiche der Pfade unter Bildung von Vorratsräumen.

Damit sich die im Vorratsraum für die Spielausgleichseinrichtung ansammelnde Luft einfach ins Freie entweichen kann, ist es in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, im Bereich des Abschottmittels zumindest eine Entlüftungsöffnung zu applizieren. Mit vom Schutzbereich der Erfindung eingeschlossen ist auch eine Lösung, bei welcher der Druckkolben zweiteilig geliefert wird und aus einem oberen Abschnitt mit dem zweiten Vorratsraum und einem unteren Abschnitt mit dem ersten Vorratsraum besteht und die Trennung somit im Bereich der zueinander gewandten Stirnseiten der Abschnitte des Druckkolbens erfolgt.

Als Mündung des zweiten Pfades im Kopf des Druckkolbens ist zumindest eine einfach zu fertigende Bohrung vorgesehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt die einzige Figur eine räumliche Schnittansicht auf ein erfindungsgemäßes Abstützelement.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figur offenbart ein Abstützelement 1 für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieses ist über einen Außenmantel 2 seines Gehäuses 3 in einer Bohrung eines nicht dargestellten Zylinderkopfes fest anordenbar. Das Gehäuse 3 ist hier topfartig dargestellt und hat eine Aussparung 4. Innerhalb der Aussparung 4 verläuft axial beweglich zum Gehäuse 3 ein Druckkolben 6. Dieser überragt die Aussparung 4 mit seinem Kopf 5. Eine Stirnseite 10 des Kopfes 5 dient einer schwenkbeweglichen Abstützung eines Endes eines schaltbaren Schlepphebels.
Zwischen dem Druckkolben 6 und dem Gehäuse 3 verläuft eine nicht näher zu erläuternde hydraulische Spielausgleichseinrichtung 7. Am Außenmantel 2 des Gehäuses 3 sind zwei axial voneinander getrennte Ringnuten 12, 13 geschaffen. Von der axial unteren Ringnut 12 geht ein Durchlaß 14 aus, der hydraulisch mit einem Durchtritt 16 im Druckkolben 6 verbunden ist. Der Durchtritt 16 führt unmittelbar in einen unteren Vorratsraum 20 eines Innenraums 18 des Druckkolbens 6. Insgesamt bildet die vorgenannte Einrichtung somit einen Pfad 8 zur Versorgung der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung 7 mit Hydraulikmittel.
Ausgehend von der weiteren Ringnut 13 verläuft im Gehäuse 3 ein Durchlaß 15, der wiederum in hydraulischer Verbindung mit einem Durchtritt 17 im oberen Abschnitt des Druckkolbens 6 liegt, wobei der Durchlaß 15 in eine Ringnut 15a der Aussparung 4 des Gehäuses 3 mündet. Von dem Durchtritt 17 wird das Hydraulikmittel weiter in einen oberen Vorratsraum 21 des Innenraums 18 des Druckkolbens 6 geleitet. Von dort aus erfolgt eine Weiterleitung des Hydraulikmittels über eine als Bohrung ausgebildete Mündung 11 im Bereich der Stirnseite 10 des Kopfes 5 zu dem zeichnerisch nicht offenbarten schaltbaren Schlepphebel.
Wie der Figur des weiteren zu entnehmen ist, sind die Vorratsräume 20, 21 durch ein hier als Käppchen ausgebildetes Abschottmittel 19 voneinander getrennt. Dieses Abschottmittel 19 lässt sich leicht nachträglich in den Druckkolben 6 montieren und dort weitestgehend hydraulikmitteldicht befestigen. Damit jedoch im unteren Vorratsraum 20 angesammelte Luft entweichen kann, ist zwischen dem Abschottmittel 19 und einer Innenwand 22 des Druckkolbens 6 zumindest eine Entlüftungsöffnung 23 wie ein Kanal o. ä. vorgesehen. Ggf. kann durch das Abschottmittel 19 auch wenigstens eine Bohrung gehen.
Aufgrund der vorgenannten konstruktiven Maßnahmen liegt ein Abstützelement 1 mit zwei getrennten Pfaden 8, 9 für Hydraulikmittel vor. Der Pfad 8 dient wie genannt der Versorgung der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung und der Pfad 9 einer Beaufschlagung von hydraulisch verlagerbaren Koppelmitteln im aufliegenden schaltbaren Schlepphebel. Somit ist die Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel nicht mehr abhängig vom zumindest erforderlichen Hydraulikmitteldruck zur Versorgung der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung 7, der mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine steigt (s. a. Beschreibungseinleitung).

1: Abstützelement
2: Außenmantel
3: Gehäuse
4: Aussparung
5: Kopf
6: Druckkolben
7: Spielausgleichseinrichtung
8: Pfad
9: Pfad
10: Stirnseite
11: Mündung
12: Ringnut
13: Ringnut
14: Durchlaß
14a: Ringraum
15: Durchlaß
15a: Ringraum
16: Durchtritt
16a: Außenmantel
17: Durchtritt
18: Innenraum
19: Abschottmittel
20: Vorratsraum
21: Vorratsraum
22: Innenwand
23: Entlüftungsöffnung

Claims

Abstützelement (1) für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem über seinen Außenmantel (2) in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine einbaubaren, topfartigen Gehäuse (3), welches Gehäuse (3) mit einem dessen Aussparung (4) mit seinem Kopf (5) überragenden Druckkolben (6) teleskopartig zusammengesteckt ist, welcher Kopf (5) zur schwenkbeweglichen Abstützung des schaltbaren Schlepphebels vorgesehen ist, wobei im Abstützelement (1) eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung (7) verläuft und wobei eine Stirnseite (10) des Kopfes (5) eine endseitige Mündung (11) für Hydraulikmittel aus dem Abstützelement (1) zur Beaufschlagung einer hydraulisch verlagerbaren Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend vom Außenmantel (2) des Gehäuses (3), zwei getrennte Pfade (8, 9) für zueinander unterschiedlich druckbeaufschlagtes Hydraulikmittel durch das Abstützelement (1) gehen, wobei der erste Pfad (8) zur hydraulischen Spielausgleichseinrichtung (7) und der zweite Pfad (9) zur Mündung (11) führt.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenmantel (2) des Abstützelements (1) zwei axial beabstandete Ringnuten (12, 13) zur Bildung von Einlässen für die Pfade (8, 9) appliziert sind, von denen die zylinderkopfseitige Ringnut (12) Bestandteil des ersten und die zylinderkopfferne Ringnut (13) Bestandteil des zweiten Pfades (8, 9) ist.
Abstützelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Ringnuten (12, 13) zumindest je ein Durchlaß (14, 15) wie eine Bohrung immanent ist, die in Fließrichtung des Hydraulikmittels gesehen in je einen Ringraum (14a, 15a) der Aussparung (4) des Gehäuses (3) oder eines Außenmantels (16a) des Druckkolbens (6) mündet, wobei den Ringräumen (14a, 15a) über sämtliche oder wenigstens Teile von Relativstellungen des Druckkolbens (6) zum Gehäuse (2) hinweg mit je einem Durchtritt (16, 17) im Druckkolben (6) in dessen Innenraum (18) kommunizieren, wobei der Druckkolben (6) hohlzylindrisch und zumindest im Bereich der Durchtritte (16, 17) einteilig ist und wobei der Innenraum (18) axial zwischen den Durchtritten (16, 17) mit einem Abschottmittel (19) versehen ist, so daß ein erster und zweiter voneinander getrennter Vorratsraum (20, 21) generiert ist, welcher Vorratsraum (20) vom ersten Pfad (8) und welcher Vorratsraum (21) vom zweiten Pfad (9) versorgt ist.
Abstützelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Abschottmittel (19) ein scheiben- oder käppchenähnlicher separater Körper vorgesehen ist.
Abstützelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Abschottmittel (19) oder radial zwischen diesem und einer Innenwand (22) des Druckkolbens (6) zumindest eine Entlüftungsöffnung (23) von dem ersten in den zweiten Vorratsraum (20, 21) führt.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (6) in einem spanlosen Verfahren wie Fließpressen gefertigt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (11) im Kopf (5) des Druckkolbens (6) als Bohrung gefertigt ist.