WO2003042507A1 - Schlepphebel eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine - Google Patents

Schlepphebel eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2003042507A1
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Michael Haas
Martin Rauch
Bodo RÖRIG
Dieter Schmidt
Jens Artmann
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Ina-Schaeffler Kg
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    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • the invention relates to a rocker arm of a valve train of an internal combustion engine, which can be switched to different valve strokes for at least one gas exchange valve, with a fork-shaped outer lever which has at one closed end a system for the gas exchange valve and between the arms of which an inner lever leaning relatively pivotably with a contact surface for a cam, the rocker arm at the opposite end has a complementary surface for a support element and both levers can be coupled to one another via at least one transverse slide which can be displaced via a servo means such as hydraulic medium, the rocker arm at least one longitudinal path for the Servo means for loading the at least one slide in one or both axial directions is assigned, which emanates from the support element.
  • rocker arms are well known to the experts and need not be explained in more detail here.
  • the servo means such as hydraulic oil are supplied via paths arranged within the rocker arm. This arrangement unnecessarily increases the manufacturing effort, since additional drilling, etc. must be carried out. On the other hand, such paths have a disadvantageous effect on the rigidity of the switchable rocker arm. Should such an design made of sheet metal for lightweight reasons, such "internal" paths are virtually excluded.
  • the object of the invention is therefore to provide a rocker arm of the aforementioned type, in which the disadvantages cited are eliminated with simple means.
  • this object is achieved in that the longitudinal path runs on an outer side of at least one of the arms, wherein it has an inlet fed by the support element in the region of the opposite end and, seen in the longitudinal direction of the lever, in the section of the at least one slide in glasses or pot-like Feed for the servo means on the outside, which is concentric with a pressure space for the servo means in or on the arm axially in front of the at least one slide.
  • This preferably separate arrangement of the longitudinal path on an outside of at least one of the arms avoids the disadvantages described at the outset with simple means.
  • a simple and functionally reliable supply of the hydraulic medium to a pressure chamber located in front of the coupling means or the coupling means is realized.
  • the supply of the path with hydraulic medium takes place according to the proposal at the opposite end of the lever out of the support element. As stated in a practical specification of the invention, this is designed to act hydraulically.
  • the longitudinal path can thus be supplied from a central storage space of the support element over the complementary surface lying thereon.
  • Hydraulic oil is particularly intended as a servo.
  • other servo means such as brake fluid, air etc. can also be considered.
  • at least one coupling means is moved hydraulically in both directions, two longitudinal paths can be provided, which are applied to the outside of the arms.
  • the hydraulic medium is not necessarily fed into the longitudinal path via the support element.
  • Separate and / or flexible supply lines are also conceivable here, which communicate with a servo supply means in the area of the cylinder head.
  • the contact surface for the cam should be produced as a roller with a roller bearing. This represents a further contribution to minimizing the valve drive friction.
  • an axial line of the roller coincides with an axial line of the at least one slide, so that the at least one slide is virtually enclosed in the inner lever by the roller.
  • the glasses-like feed should axially enclose a pot-like extension in front of the pressure chamber, which extension can have an annular groove with passages to the pressure chamber.
  • the approach is advantageously made as a separate component and received in the corresponding hole in a stationary manner.
  • a solution is also conceivable in which the attachment is formed in one piece from the corresponding arm.
  • dome-shaped receptacles are possibly considered, but it is also advantageous to provide an axis in the region of the opposite end of the rocker arm, which ends in the arms of the outer lever and on which the inner lever is arranged so as to be pivotable.
  • an axial line of the at least one coupling means does not coincide with an axial line of the roller as a cam gene running surface coincides and / or that the pivot center of the inside is clearly removed from the pivot center of the outer lever.
  • the rocker arm is made from a lightweight material such as sheet metal, a further contribution is made to minimizing the oscillating valve train masses.
  • Figure 1 is a spatial view of a rocker arm according to the invention.
  • Figure 2 is a partial spatial view of a rocker arm similar to that of Figure 1, showing the approach for the glasses-like feed.
  • Figure 1 discloses the finger lever 1 according to the invention.
  • This consists of a fork-shaped outer lever 2 with two arms 3a, b.
  • An inner lever 4 is pivotally mounted between the arms 3a, b.
  • the outer lever 2 acts via an abutment 5a on one end of a gas exchange valve, not shown in the drawing.
  • the outer lever 2 has a complementary surface 7, which cannot be seen in more detail, for support on a head of a support element, not shown, preferably of a hydraulic type.
  • the inner lever 4 has a contact surface 8 spaced from the opposite end 6 as a cam counter-running surface.
  • This is designed here as a roller with a roller bearing and expediently runs on a bolt which is received at the end in arms 9a, b of the inner lever 4.
  • an axial line of the roller as a contact surface 8 coincides with an axial line of at least one slide 10 as coupling means of the inner lever 4 with the outer lever 2.
  • a slide package is advantageously applied.
  • the invention specifically relates to measures for supplying servo means such as hydraulic means for displacing the at least one slide in at least one axial direction.
  • the arm 3b has a longitudinal path 12 on its outer side 11.
  • This is fed in the region of the opposite end 6 by the previously mentioned supporting element. It extends at least approximately in the longitudinal direction of the lever on the outside 11 in the direction of the at least one slide 10. In this area, the longitudinal path 12 merges into a glasses-like feed 13 for the servo means. This runs concentrically to a pressure chamber 14 (see also FIG. 2) for the servo means in or on the arm 3b axially in front of the at least slide 10.
  • the glasses-like feed 13 includes a pot-like extension 16 protruding from a bore 15 in the arm 3b. This is at least part of the aforementioned pressure chamber 14 or connected to it. In the shoulder 16 there is an annular groove 17 which has at least one passage 18 for the servo in the pressure chamber 14.
  • the hydraulic oil can be passed in a simple manner via the external longitudinal path 12 into the pressure chamber 14.

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Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schlepphebel (1) eines Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Ventilhübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem gabelförmigen Aussenhebel (2), der an seinem einen geschlossenen Ende (5) eine Anlage (5a) für das Gaswechselventil aufweist und zwischen dessen Armen (3a, 3b) einen zu diesem relativ verschwenkbeweglichen Innenhebel (4) mit einer Anlauffläche (8) für einen Nocken einschliesst, wobei der Schlepphebel (1) am gegenüberliegenden Ende (6) eine Komplementärfläche (7) für ein Abstützelement hat und beide Hebel (2, 4) über wenigstens einen quer verlaufenden Schieber (10) miteinander koppelbar sind, der über ein Servomittel wie Hydraulikmittel verlagerbar ist, wobei dem Schlepphebel (1) zumindest ein Längspfad (12) für das Servomittel zur Beaufschlagung des wenigstens einen Schiebers (10) in eine oder beide Axialrichtungen zugeordnet ist, der vom Abstützelement ausgeht. Erfindungsgemäss verläuft dabei der Längspfad (12) an einer Aussenseite (11) zumindest eines der Arme (3a, 3b), wobei er im Bereich des gegenüberliegenden Endes (6) einen vom Abstützelement gespeisten Einlass besitzt und in Hebellängsrichtung gesehen im Abschnitt des wenigstens einen Schiebers (10) in eine brillen- oder topfartige Zuführung (13) für das Servomittel an der Aussenseite (11) übergeht, die konzentrisch zu einem Druckraum (14) für das Servomittel in oder an dem Arm (3a, 3b) axial vor dem wenigstens einen Schieber (10) ist. Hierdurch ist eine einfach zu fertigende Zuleitung für das Hydraulikmittel für den wenigstens einen Schieber (10) geschaffen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel eines Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Ventilhübe für wenigstens ein Gaswechsel- ventil umschaltbar ist, mit einem gabelförmigen Außenhebel der an seinem einen geschlossenen Ende eine Anlage für das Gaswechselventil aufweist und zwischen dessen Armen einen zu diesem relativ verschwenkbeweg liehen Innenhebel mit einer Anlauffläche für einen Nocken einschließt, wobei der Schlepphebel am gegenüberliegenden Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement hat und beide Hebel über wenigstens einen quer verlaufenden Schieber miteinander koppelbar sind, der über ein Servomittel wie Hydraulikmittel verlagerbar ist, wobei dem Schlepphebel zumindest ein Längspfad für das Servomittel zur Beaufschlagung des wenigstens einen Schiebers in eine oder beide Axialrichtungen zugeordnet ist, der vom Abstützelement ausgeht.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Schlepphebel sind der Fachwelt hinreichend bekannt und müssen an dieser Stelle nicht näher erläutert werden. Eine Zuleitung des Servomittels wie Hydrauliköl erfolgt über innerhalb des Schlepphebels angeordnete Pfade. Diese Anordnung erhöht unnötig den Fertigungsaufwand, da zusätzlich gebohrt etc. werden muß. Zum anderen wirken sich derartige Pfade nachteilig auf die Steifigkeit des schaltbaren Schlepphebels aus. Sollte eine derartige Ausge- staltung aus Leichtbaugründen aus Blech hergestellt werden, so sind solche „innenliegenden" Pfade quasi ausgeschlossen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel 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 der Längspfad an einer Außenseite zumindest eines der Arme verläuft, wobei er im Bereich des gegenüberliegenden Endes einen vom Abstützelement gespeisten Einlaß be- sitzt und in Hebellängsrichtung gesehen im Abschnitt des wenigstens einen Schiebers in eine brillen- oder topfartige Zuführung für das Servomittel an der Außenseite übergeht, die konzentrisch zu einem Druckraum für das Servomittel in oder an dem Arm axial vor dem wenigstens einen Schieber ist.
Durch diese vorzugsweise separate Anordnung des Längspfades an einer Außenseite zumindest eines der Arme sind die eingangs beschriebenen Nachteile mit einfachen Mitteln vermieden. Gerade im Bereich der Koppelmittel ist zudem eine einfache und funktionssichere Zuleitung des Hydraulikmittels in einen vor dem oder den Koppelmitteln liegenden Druckraum realisiert. Die Versorgung des Pfades mit Hydraulikmittel erfolgt vorschlagsgemäß am gegenüberliegenden Ende des Hebels aus dem Abstützelement heraus. Dieses ist, wie in einer zweckmäßigen Konkretisierung der Erfindung ausgeführt, hydraulisch wirkend ausgelegt. Somit kann der Längspfad aus einem zentrischen Vorratsraum des Abstützelements über die aufliegende Komplementärfläche hinweg versorgt werden.
Als Servomittel ist insbesondere an Hydrauliköl gedacht. Es kommen jedoch auch andere Servomittel wie Bremsflüssigkeit, Luft u.a. in Betracht. Sollte das wenigstens eine Koppelmittel in beide Richtungen hydraulisch verlagert werden, so können zwei Längspfade vorgesehen sein, die an den Außenseiten der Arme appliziert sind. Ferner kann es vorgesehen sein, die Zuführung des Hydraulikmittels in den Längspfad nicht unbedingt über das Abstützelement zu realisieren. Denkbar sind hier auch separate und/oder flexible Zuleitungen, die mit einer Servomittelversorgung im Bereich des Zylinderkopfes kommunizieren.
Gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung soll die Anlauffläche für den Nocken als wälzgelagerte Rolle hergestellt sein. Dies stellt einen weiteren Beitrag zur Minimierung der Ventiltriebsreibung dar. Zweckmäßigerweise fällt eine Axiallinie der Rolle mit einer Axiallinie des wenigstens einen Schiebers zusammen, so daß der wenigstens eine Schieber quasi im Innenhebel von der Rolle umschlossen ist.
Eine einfache Möglichkeit einer Zuführung des Hydraulikmittels aus der brillenartigen Zuführung vor das entsprechende Koppelmittel ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach soll die brillenartige Zuführung einen topfartigen Ansatz axial vor dem Druckraum umschließen, welcher Ansatz eine Ringnut mit Durchtritten zum Druckraum besitzen kann. Der Ansatz ist vorteil- hafterweise als separates Bauteil gefertigt und in der entsprechenden Bohrung ortsfest aufgenommen. Denkbar ist jedoch auch eine Lösung, bei welcher der Ansatz einteilig aus dem entsprechenden Arm geformt ist.
Des weiteren ist es vorgeschlagen, die Schwenkzentren von Innenhebel und Außenhebel zumindest in etwa zusammenzulegen. Hier ist ggf. an kalottenför- mige Aufnahmen gedacht, jedoch ist es auch vorteilhaft, im Bereich des gegenüberliegenden Endes des Schlepphebels eine Achse vorzusehen, die end- seitig in den Armen des Außenhebels verläuft und auf welcher der Innenhebel verschwenkbeweglich angeordnet ist.
Prinzipiell denkbar und vorgesehen ist es zudem, daß eine Axiallinie des wenigstens einen Koppelmittels nicht mit einer Axiallinie der Rolle als Nockenge- genlauffläche zusammenfällt und/oder daß das Schwenkzentrum des Innendeutlich vom Schwenkzentrum des Außenhebels entfernt ist.
Wird, wie des weiteren erfindungsgemäß ausgeführt, der Schlepphebel aus einem Leichtbauwerkstoff wie Blech gefertigt, ist ein weiterer Beitrag zur Minimierung der oszillierenden Ventiltriebsmassen geleistet.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert: Es zeigen:
Figur 1 eine räumliche Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Schlepphebel und die
Figur 2 eine räumliche Teilansicht auf einen Schlepphebel ähnlich dem nach Figur 1 , mit einer Darstellung des Ansatzes für die brillenartige Zuführung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 offenbart den erfindungsgemäßen Schlepphebel 1. Dieser besteht aus einem gabelförmigen Außenhebel 2 mit zwei Armen 3a, b. Zwischen den Armen 3a, b ist verschwenkbeweglich ein Innenhebel 4 aufgenommen. An seinem geschlossenen Ende 5 (Unterseite) wirkt der Außenhebel 2 über eine An- läge 5a auf ein Ende eines zeichnerisch nicht dargestellten Gaswechselventils ein. Am gegenüberliegenden Ende 6 hat der Außenhebel 2 eine nicht näher zu erkennende Komplementärfläche 7 zur Abstützung auf einem Kopf eines nicht dargestellten Abstützelements, vorzugsweise hydraulischer Bauart.
Der Innenhebel 4 besitzt eine vom gegenüberliegenden Ende 6 beabstandete Anlauffläche 8 als Nockengegenlauffläche. Diese ist hier als wälzgelagerte Rolle ausgebildet und verläuft zweckmäßigerweise auf einem Bolzen, welcher endseitig in Armen 9a, b des Innenhebels 4 aufgenommen ist. Eine Axiallinie der Rolle als Anlauffläche 8 fällt bei der Ausgestaltung nach Figur 1 mit einer Axiallinie wenigstens eines Schiebers 10 als Koppelmittel des Innenhebels 4 mit dem Außenhebel 2 zusammen. Vorteilhafterweise ist ein Schieberpaket appliziert. Die Erfindung bezieht sich dabei konkret auf Maßnahmen zur Zuführung von Servomittel wie Hydraulikmittel zur Verlagerung des wenigstens einen Schiebers in zumindest eine Axialrichtung. Hierfür hat gemäß Figur 1 der Arm 3b an seiner Außenseite 11 einen Längspfad 12. Dieser ist im Bereich des gegenüberliegenden Endes 6 vom vorher zitierten Abstützelement gespeist. Er erstreckt sich zumindest in etwa in Hebellängsrichtung an der Außenseite 11 in Richtung zu dem wenigstens einen Schieber 10. In diesem Bereich geht der Längspfad 12 in eine brillenartige Zuführung 13 für das Servomittel über. Diese verläuft konzentrisch zu einem Druckraum 14 (siehe auch Figur 2) für das Servomittel in oder an dem Arm 3b axial vor dem wenigstens Schieber 10.
Die brillenartige Zuführung 13 schließt dabei einen aus einer Bohrung 15 des Arms 3b ragenden topfartigen Ansatz 16 ein. Dieser ist wenigstens ein Teil des vorgenannten Druckraums 14 oder mit diesem verbunden. Im Ansatz 16 ver- läuft eine Ringnut 17, die zumindest einen Durchtritt 18 für das Servomittel in den Druckraum 14 hat. Somit kann für eine Verschiebung des Schiebers 10 für den Koppel- oder Entkoppelfall das Hydrauliköl auf einfache Art und Weise über den außenliegenden Längspfad 12 in den Druckraum 14 geleitet werden.
Bezugszahlenliste
Schlepphebel
Außenhebel a, b Arm
Innenhebel
Ende a Anlage
Ende
Komplementärfläche
Anlauffläche a, b ι Arm 0 Schieber 1 Außenseite 2 Längspfad 3 Zuführung 4 Druckraum 5 Bohrung 6 Ansatz 7 Ringnut 8 Durchtritt

Claims

Patentansprüche
1. Schlepphebel (1 ) eines Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Ventilhübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem gabelförmigen Außenhebel (2), der an seinem einen geschlossenen Ende (5) eine Anlage (5a) für das Gaswechselventil aufweist und zwischen dessen Armen (3a, 3b) einen zu diesem relativ verschwenkbewegli- chen Innenhebel (4) mit einer Anlauffläche (8) für einen Nocken einschließt, wobei der Schlepphebel (1 ) am gegenüberliegenden Ende (6) eine Kom- plementärfläche (7) für ein Abstützelement hat und beide Hebel (2, 4) über wenigstens einen quer verlaufenden Schieber (10) miteinander koppelbar sind, der über ein Servomittel wie Hydraulikmittel verlagerbar ist, wobei dem Schlepphebel (1 ) zumindest ein Längspfad (12) für das Servomittel zur Beaufschlagung des wenigstens einen Schiebers (10) in eine oder beide Axial- richtungen zugeordnet ist, der vom Abstützelement ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Längspfad (12) an einer Außenseite (11 ) zumindest eines der Arme (3a, 3b) verläuft, wobei er im Bereich des gegenüberliegenden Endes (6) einen vom Abstützelement gespeisten Einlaß besitzt und in Hebellängsrichtung gesehen im Abschnitt des wenigstens einen Schiebers (10) in eine brillen- oder topfartige Zuführung (13) für das Servomittel an der Außenseite (11 ) übergeht, die konzentrisch zu einem Druckraum (14) für das Servomittel in oder an dem Arm (3a, 3b) axial vor dem wenigstens einen Schieber (10) ist.
2. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Anlauffläche (8) für den Nocken als drehbare Rolle hergestellt ist, wobei eine Axiallinie der Rolle mit einer Axiallinie des wenigstens einen Schieber (10) kongruiert.
3. Schlepphebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die brillenartige Zuführung (13) einen aus einer Bohrung (15) des Armes (3a, 3b) ragenden oder aus dem Arm (3a, 3b) geformten topfartigen Ansatz (16) umschließt, welcher Ansatz (16) wenigstens einen Teil des Druckraums (14) einschließt bzw. mit diesem verbunden ist.
4. Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansatz (16) zumindest eine Ringnut (17) appliziert ist, in der ein oder mehrere
Durchtritte (18) zum Druckraum (14) angeordnet sind oder daß ein Iπnen- mantel der brillenartigen Zuführung (13) zumindest eine Ringnut hat, die mit ein oder mehreren Durchtritten am Außenmantel des Ansatzes (16) kommuniziert.
5. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein
Schwenkzentrum des Innenhebels (4) zumindest in etwa auf einer gleichen Länge des Schlepphebels (1 ) wie ein Schwenkzentrum des Außenhebels (2) im Bereich dessen Komplementärfläche (7) liegt.
6. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Längspfad (12) als separates Bauteil ausgebildet ist.
7. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ab- stützelement hydraulisch wirkend ausgelegt ist.
8. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Hebel (2, 4) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Blech besteht.
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