DE202021101222U1

DE202021101222U1 - Vormontiertes Modul eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE202021101222U1
Application number: DE202021101222.6U
Authority: DE
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2031-03-12

Abstract

Vormontiertes Modul (1) eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zum Einbau in einen Zylinderkopf derselben, mit einer Schubstange (2), von welcher Stellfinger (3) zur jeweiligen Aktuierung eines Koppelschiebers eines schaltbaren Ventiltriebsglieds ausgehen, wobei die Schubstange (2) einerseits eine Kontaktfläche (4) für einen Angriff eines e-Aktors zur Verlagerung dieser in eine Längsrichtung und andererseits eine orthogonal abstehende Stützfläche (5) mit einer Stelleinheit (6), mit einem Führungskolben (7) und einer Schraubendruckfeder (8), zu deren Rückverlagerung aufweist, welcher Führungskolben (7) sich teleskopisch durch eine Öffnung (19) der Stützfläche (5) erstreckt und hinter einer Stirnseite (9) der Stützfläche (5) von der Schraubendruckfeder (8) umfasst ist, die einenends gegen die Stirnseite (9) und anderenends gegen einen Ringkragen (11) des Führungskolbens (7) agiert, wobei der Ringkragen (11) zur Abstützung an einer Gegenkontur des Zylinderkopfes vorgesehen und wobei die Schraubendruckfeder (8) über eine demontierbare Hilfsklammer (12) vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorspannung der Schraubendruckfeder (18) der Führungskolben (7) auf einer anderen Stirnseite (13) der Stützfläche (5) in seinem dort ausgefahrenen Zustand von Backen eines Federmauls (14) der Hilfsklammer (12) umschnappt und fixiert ist, welches Federmaul (14) weiter aufspreizbar als der Führungskolben (7) im umfassten Längenbereich dick ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein vormontiertes Modul eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zum Einbau in einen Zylinderkopf derselben, mit einer Schubstange, von welcher Stellfinger zur jeweiligen Aktuierung eines Koppelschiebers eines schaltbaren Ventiltriebsglieds ausgehen, wobei die Schubstange einerseits eine Kontaktfläche für einen Angriff eines e-Aktors zur Verlagerung dieser in eine Längsrichtung und andererseits eine orthogonal abstehende Stützfläche mit einer Stelleinheit, mit einem Führungskolben und einer Schraubendruckfeder, zu deren Rückverlagerung aufweist, welcher Führungskolben sich teleskopisch durch eine Öffnung der Stützfläche erstreckt und hinter einer Stirnseite der Stützfläche von der Schraubendruckfeder umfasst ist, die einenends gegen die Stirnseite und anderenends gegen einen Ringkragen des Führungskolbens agiert, wobei der Ringkragen zur Abstützung an einer Gegenkontur des Zylinderkopfes vorgesehen und wobei die Schraubendruckfeder über eine demontierbare Hilfsklammer vorgespannt ist.
Ein gattungsgemäßes Modul, auch e-Rocker-Modul genannt, dessen Schraubendruckfeder der Stelleinheit über eine Hilfsklammer vorgespannt ist, geht aus der DE 10 2019 102 765 B3 hervor. Die Hilfsklammer (s. 2) sitzt „von oben“ auf der Schubstange. Sie weist einen auf der Schubstange liegenden Grundträger auf, von dessen einer Endstirn sich eine Haltekralle in eine Aussparung der Schubstange erstreckt. Von einer weiteren, distalen Endstirn geht ein Anschlagfinger aus, der ebenfalls durch eine Aussparung der Schubstange geführt ist und an dessen Innenseite die den Führungskolben umfassende Schraubendruckfeder vorgespannt anliegt. Nach erfolgter Montage des Moduls am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine wird die Hilfsklammer „nach oben“ gezogen und die vorgespannte Schraubendruckfeder entspannt sich an einer Gegenkontur des Zylinderkopfes.
Grundsätzlich ist zu sagen, dass die über die Hilfsklammer vorgespannte (eingezogene) Rückstelleinheit eine Montage des fertig vormontierten Moduls am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine erleichtert, da der ansonsten über Druckfederkraft ausgefahrene Führungskolben ein maschinelles oder händisches Einsetzen der Einheit am äußerst beengten jeweiligen Zylinderkopf deutlich erschwert. Die Stelleinheit müsste, um eine problemlose Montage des Moduls zu ermöglichen, per Hand komprimiert werden. Bei Erreichen der Montageposition des Moduls, mit Auflage der Schubstange auf Flachführungen des Zylinderkopfes, müsste die bspw. händische Fixierung gelöst und die Schraubendruckfeder gegen deren respektiven Anschlag am Zylinderkopf, oder einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Bauteil, entspannt werden.
Außerdem wird auf die DE 10 2017 101 792 B4 , insbesondere 2, verwiesen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Modul zu entwerfen, dass sich sehr einfach und beschädigungsfrei montieren lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Vorspannung der Schraubendruckfeder der Führungskolben auf einer anderen Stirnseite der Stützfläche in seinem dort ausgefahrenen Zustand von Backen eines Federmauls der Hilfsklammer umschnappt und fixiert ist, welches Federmaul weiter aufspreizbar als der Führungskolben im umfassten Längenbereich dick ist.
Somit liegt ein einfach montierbares Modul vor, bei dessen Montage zudem nicht mit Beschädigungen von Umgebungsbauteilen oder Modulbestandteilen wie der Schubstange oder deren Stellfinger selbst zu rechnen ist. Es wird zudem festgehalten, dass es zu keiner Schwächung der Schubstange wie im eingangs beschriebenen St. d. T. aufgrund notwendiger Aussparungen in dieser mehr kommt.
Es ist von besonderem Vorteil, dass die Hilfsklammer, die gemäß einer Fortbildung der Erfindung aus Kunststoff besteht, nach Montage des Moduls einfach per Hand oder Hilfsvorrichtung einer Wäscheklammer ähnlich aufgespreizt und seitlich vom Zylinderkopf weggezogen wird. Die Backen des Federmauls der Hilfsklammer sind hierbei in sehr vorteilhafter Art und Weise weiter ausspreizbar, als der Führungskolben im umfassten Abschnitt dick ist. Somit kommt es beim Entfernen der Hilfsklammer, aber auch beim Aufschnappen dieser während einer Endmontage / Transportvorbereitung des Moduls, zu keinerlei Biegebeeinflussungen oder Beschädigungen am Führungskolben, den Stellfingern oder der Schubleiste mehr.
Der Führungskolben kann aus Vollmaterial bestehen oder ein Rohrstück (gestuft, ungestuft) sein.
Vorgeschlagen ist, dass die Hilfsklammer über ihr Federmaul seitlich an der anderen (federabgewandten) Stirnseite der Stützfläche, einem Absatz des Rohrstücks oder einer Führungsbuchse auf dem Rohrstück anschlägt. Mit ihrer anderen Stirnseite liegt die Hilfsklammer an einem Ringkragen des Rohrstücks, einem Sprengring oder dergleichen an. Somit liegt zwischen der Hilfsklammer und deren seitlichen Anlageteilen Formschluss vor. Auch ist vom Schutzbereich eine Lösung mit umfasst, bei welcher lediglich oder überwiegend über Klammerwirkung der Hilfsklammer (Reibschluss) der Führungskolben bis zur Endmontage „eingefahren“ fixiert ist. Eine Profilierung der beiden Kontaktflächen kann hierbei hilfreich sein.
Anstelle der einen Schraubendruckfeder der Stelleinheit kann auch ein Schraubendruckfederpaket oder ein anderes Federmittel appliziert sein.
Die Hilfsklammer hat nach einer Konkretisierung der Erfindung ein H- oder X-ähnliches Design. Ein Aufeinanderzudrücken von weiteren Schenkeln der Hilfsklammer hinter dem Verbindungsglied bewirkt, entsprechend geeignete Werkstoffwahl vorausgesetzt, ein Aufbiegen der Backen des Federmauls (erste Schenkel) und somit eine „Freigabe“ des Führungskolbens. Bei der X-ähnlichen Gestaltung der Hilfsklammer kann das Verbindungsglied auch ein simples Gelenk und die Federwirkung hierbei durch eine Drehschenkelfeder oder dergleichen hergestellt sein.
Eine besonders gute Haltewirkung der Hilfsklammer liegt dann vor, wenn die Backen im Eingriffsabschnitt zum Führungskolben eine diesem entsprechende zylindrische Kontur haben und ggf. mit einer Profilierung versehen sind.
Zudem ist es vorgeschlagen, von wenigstens einem der Schenkel der Hilfsklammer eine Führungsnase seitlich in Richtung zum gegenüberliegenden Schenkel abragen zu lassen. Die Führungsnase kann, bspw. durch Anlage an der Stützfläche, ein Verdrehen der Hilfsklammer aus ihrer vorbestimmten, „nach vorn“ abstehenden Zugposition verhindern. Ggf. versteift die jeweilige Nase auch den Aufbau der Hilfsklammer.
Auch ist es vorgeschlagen, die Backen der Hilfsklammer endstirnseitig mit einer keilartigen Erweiterung zu versehen. Eine solche Gestaltung erleichtert eine Zuführung der Hilfsklammer an den Führungskolben der Stelleinheit.
Zur Zeichnung:

• Figur zeigt eine räumliche Teilansicht auf das Modul „von“ vorn;
• 2 zeigt eine räumliche Teilansicht auf das Modul „von hinten“, ohne Stellfinger und
• 3 zeigt die Hilfsklammer als Einzelheit in einer räumlichen Darstellung.

Aus den 1, 2 geht ein vormontiertes Modul 1 (e-Rocker-Modul) eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine hervor, wie es zur Montage an einem Zylinderkopf dieser vorbereitet ist.
Dargestellt ist eine Schubstange 2 mit ihrem einen Endbereich mit einem abhängenden, federnden Stellfinger 3. Letztgenannter dient einer Aktuierung eines quer verlaufenden Koppelschiebers / Koppelschieberpakets eines schaltbaren Schlepphebels. Die Schubstange weist längenverteilt weitere Stellfinger auf.
Angedeutet ist, dass die Schubstange 2 an deren Oberseite eine Kontaktfläche 4 für einen Angriff eines e-Aktors zur Verlagerung dieser in eine Längsrichtung hat. Der bei „4“ eingetragene Pfeil deutet die Richtung der Verlagerung der Schubstange 2 über den e-Aktor hierbei an.
Endstirnseitig ist von der Schubstange 2 eine Stützfläche 5 orthogonal abgebogen. Durch eine respektive Öffnung 19 dieser erstreckt sich eine Stelleinheit 6, bestehend aus einem Führungskolben 7 und einer Schraubendruckfeder 8, zur Rückverlagerung der Schubstange 2. Der vorbezeichnete Führungskolben 7, hier als Rohrstück ausgebildet, ist teleskopisch in der Öffnung 19 geführt. Genauer gesagt, ist in der Öffnung 19 über einen Zackenring 20 eine Führungsbuchse 21 gehalten, in deren Bohrung der Führungskolben 7 unmittelbar verläuft.
Die Schraubendruckfeder 8 ist zwischen einer (äußeren) Stirnseite 9 der Stützfläche 5 und einem Ringkragen 11 des Führungskolbens 7 eingespannt. Der Ringkragen 11 geht hierbei von einer separat ausgeführten Hülse aus. Über den Ringkragen 11 erfolgt im „entspannten“ Zustand der Stelleinheit 6 eine Abstützung der Schubstange 2 an einer Gegenkontur des Zylinderkopfes zu deren Rückstellung bei nicht oder nur schwach bestromtem e-Aktor.
Zu erkennen ist in den 1, 2, dass der Führungskolben 7 weitgehend hinter eine „innere“ Stirnseite 13 der Stützfläche 5 eingefahren und in diesem Zustand von einer demontierbaren Hilfsklammer 12 gehalten ist. Die Schraubendruckfeder 8 ist dabei entsprechend komprimiert. Wie beschreibungseinleitend dargelegt, kann das Modul 1, aufgrund der eingezogenen Position der Stelleinheit 6, nunmehr problemlos „von oben“ auf entsprechende Führungsflächen des Zylinderkopfes montiert werden, ohne dass ein händisches Zusammendrücken der Stelleinheit 6 notwendig ist. Somit wird eine Kollision mit Zylinderkopfbauteilen vermieden, was ggf. auch eine Beschädigung des vergleichsweise filigranen Moduls 1 zur Folge hätte.
Die vorgenannte Hilfsklammer 12 hat eine H-ähnliche Gestaltung, ist federnd ausgelegt und besteht aus Kunststoff. Wie in den 1, 2 gezeichnet, ist der Führungskolben 12 „hinter“ der Stützfläche 5 in seinem dort ausgefahrenen Zustand von Backen eines Federmauls 14 der Hilfsklammer 12 umschnappt und fixiert. Dabei schlägt das Federmaul 14 zum einen lateral an der Führungsbuchse 21 in der Öffnung 9 an, wobei es sich hierbei auch um die Stützfläche 5 oder um einen Absatz des Führungskolbens 7 handeln kann. Zum anderen liegt das Federmaul 14 an einem endstirnseitigen Ringkragen 15 des Führungskolbens 7 an.
Wie am besten 2 zeigt, gehen die Backen des Federmauls 14 der Hilfsklammer 12 endstirnseitig in eine keilartige Erweiterung 18 über, was ein Aufschnappen der Hilfsklammer 12 auf den Führungskolben 7 erleichtert. Für ein während einer Montage der Hilfsklammer 12 berührungsloses Zuführen dieser zum Führungskolben 7 sind die Backen des Federmauls 14 (erstes Schenkelpaar) weiter aufspreizbar als der Führungskolben 7 im umfassten Längenbereich dick ist.
Um das vorgenannte Aufschnappen der Hilfsklammer 12 und das somit eingezogene Fixieren der Stelleinheit 6 zu bewerkstelligen, was spätestens vor einer Endmontage des Moduls 1 an der Brennkraftmaschine erfolgen muss, werden die weiteren Schenkel der Hilfsklammer 12, welche als Biegeplatten 10 vorliegen, händisch oder maschinell aufeinander zu gedrückt, was ein Öffnen des Federmauls 14 bewirkt.
Ein Lösen der „eingezogenen“ Stelleinheit 6 erfolgt nach einer finalen Montage des Moduls am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine durch simples Aufdrücken der Hilfsklammer 12 über Zusammendrücken deren Biegeplatten 10 und Ziehen der Hilfsklammer 12 „nach vorn“. Die Hilfsklammer 12 kann einer erneuten Verwendung zugeführt werden.
Wie am besten die 2, 3 zeigen, haben die Backen des Federmauls 14 eine zum umfassten Abschnitt des Führungskolbens 7 komplementär-zylindrische Gegenkontur 17. Außerdem sind außenstirnseitig zwei sich gegenüberliegende Führungsnasen 16 angespritzt, welche in Richtung zum gegenüberliegenden Schenkel abgebogen verlaufen. Wie in diesem Kontext aus 1 hervorgeht, erfolgt über eine der Führungsnasen 16 (in 1 rechts gezeichnet), eine verdrehgesicherte Anlage der Hilfsklammer 12 an der Stützfläche 5.
Bezugszeichenliste

1): Modul
2): Schubstange
3): Stellfinger
4): Kontaktfläche
5): Stützfläche
6): Stelleinheit
7): Führungskolben
8): Schraubendruckfeder
9): Stirnseite
10): Biegeplatten
11): Ringkragen
12): Hilfsklammer
13): Stirnseite
14): Federmaul
15): Ringkragen
16): Führungsnase
17): Gegenkontur
18): Erweiterung
19): Öffnung
20): Zackenring
21): Führungsbuchse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019102765 B3 [0002]
DE 102017101792 B4 [0004]

Claims

Vormontiertes Modul (1) eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine zum Einbau in einen Zylinderkopf derselben, mit einer Schubstange (2), von welcher Stellfinger (3) zur jeweiligen Aktuierung eines Koppelschiebers eines schaltbaren Ventiltriebsglieds ausgehen, wobei die Schubstange (2) einerseits eine Kontaktfläche (4) für einen Angriff eines e-Aktors zur Verlagerung dieser in eine Längsrichtung und andererseits eine orthogonal abstehende Stützfläche (5) mit einer Stelleinheit (6), mit einem Führungskolben (7) und einer Schraubendruckfeder (8), zu deren Rückverlagerung aufweist, welcher Führungskolben (7) sich teleskopisch durch eine Öffnung (19) der Stützfläche (5) erstreckt und hinter einer Stirnseite (9) der Stützfläche (5) von der Schraubendruckfeder (8) umfasst ist, die einenends gegen die Stirnseite (9) und anderenends gegen einen Ringkragen (11) des Führungskolbens (7) agiert, wobei der Ringkragen (11) zur Abstützung an einer Gegenkontur des Zylinderkopfes vorgesehen und wobei die Schraubendruckfeder (8) über eine demontierbare Hilfsklammer (12) vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorspannung der Schraubendruckfeder (18) der Führungskolben (7) auf einer anderen Stirnseite (13) der Stützfläche (5) in seinem dort ausgefahrenen Zustand von Backen eines Federmauls (14) der Hilfsklammer (12) umschnappt und fixiert ist, welches Federmaul (14) weiter aufspreizbar als der Führungskolben (7) im umfassten Längenbereich dick ist.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsklammer (12) über ihr Federmaul (14) lateral zweiseitig am Führungskolben (7) eingespannt ist.
Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannung der Hilfsklammer (12) a) einerseits zwischen einem stützflächenfernen Ringkragen (15) des Führungskolbens (7) und b) andererseits entweder zwischen der anderen Stirnseite (13) der Stützfläche (5) oder einem Absatz des Führungskolbens (7) oder einer in der Öffnung (19) verlaufenden Führungsbuchse (21) für den Führungskolben (7) realisiert ist.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsklammer (12) ein H- oder X-ähnliches Profil hat, wobei zwei erste sich gegenüberliegende Schenkel der Hilfsklammer (12) das Federmaul (14) mit den Backen bilden und zwei weitere sich gegenüberliegende Schenkel der Hilfsklammer (12) als Biegeplatten (10) vorliegen, derart, dass deren Biegen aufeinander zu ein Öffnen des Federmauls (14) bewirkt.
Modul nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass von wenigstens einem der Schenkel der Hilfsklammer (12) außenstirnseitig eine Führungsnase (16) in Richtung zum gegenüberliegenden Schenkel abgebogen verläuft.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsklammer (12) aus Kunststoff besteht.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen des Federmauls (14) der Hilfsklammer (12) eine zum umfassten Abschnitt des Führungskolbens (7) komplementär-zylindrische Gegenkontur (17) haben.
Modul nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen des Federmauls (14) der Hilfsklammer (12) endstirnseitig in eine keilartige Erweiterung (18) übergehen.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als schaltbares Ventiltriebsglied ein Schlepp- oder Kipphebel oder ein Abstützelement vorgesehen ist.