WO2008000635A1

WO2008000635A1 - Verriegelungsvorrichtung für ein schaltbares ventiltriebsglied eines ventiltriebes eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: WO2008000635A1
Application number: PCT/EP2007/055951
Authority: WO
Inventors: Sandra SCHÄFER
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-01-03
Also published as: DE102006030162A1

Abstract

Verriegelungsvorrichtung für ein schaltbares Ventiltriebglied (1) eines Ventiltriebes eines Verbrennungsmotors, bei der zwei zueinander relativ bewegliche Bauteile (2, 3) des Ventiltriebgliedes (1), insbesondere für eine variable Betätigung wenigstens eines zugeordneten Gaswechselventils, miteinander verriegelbar sind, mit wenigstens einem, in einer Aufnahme (9, 9' ) eines der Bauteile (2, 3) axial verschiebbar gelagerten, langgestreckten Verriegelungsmittel (7, 7' ), das in eine Aufnahme (15, 15' ) des anderen Bauteils (2, 3) einrückbar ist, wobei das Verriegelungsmittel (7, 7' ) zur Ver- und Entriegelung jeweils mit einer resultativen Axialkraft beaufschlagbar ist, und bei der eine Verdrehsicherung zur Sicherung des Verriegelungsmittels (7, 7' ) gegen ein Verdrehen um seine Längsachse (12) vorgesehen ist. Um bei dieser Verriegelungsvorrichtung einen sicheren Schaltbetrieb zu ermöglichen, ist die Verdrehsicherung im Wesentlichen als eine sich exzentrisch zur Längsachse (12) des Verriegelungsmittels (7, 7' ) erstreckende, mit der Lagerung des Verriegelungsmittels (7, 7' ) in der Aufnahme (9, 9' ) in Wirkverbindung stehende, Verriegelungsmittelführung (8, 8' ) ausgebildet.

Description

Bezeichnung der Erfindung

Verriegelungsvorrichtung für ein schaltbares Ventiltriebsglied eines Ventiltriebes eines Verbrennungsmotors

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für ein schaltbares Ventil- triebglied eines Ventiltriebes eines Verbrennungsmotors, bei der zwei zueinander relativ bewegliche Bauteile des Ventiltriebgliedes, insbesondere für eine variable Betätigung wenigstens eines zugeordneten Gaswechselventils, miteinander verriegelbar sind, mit wenigstens einem, in einer Aufnahme eines der Bauteile axial verschiebbar gelagerten, langgestreckten Verriegelungsmittel, das in eine Aufnahme des anderen Bauteils einrückbar ist, wobei das Verriegelungsmittel zur Ver- und Entriegelung jeweils mit einer resultativen Axialkraft beaufschlagbar ist, und bei der eine Verdrehsicherung zur Sicherung des Verriegelungsmittels gegen ein Verdrehen um seine Längsachse vorgesehen ist.

Hintergrund der Erfindung

Schaltbare Ventiltriebglieder ermöglichen als direkte oder indirekte Nockenfol- ger in einem Ventiltrieb eine variable Betätigung einzelner Gaswechselventile oder ganzer Zylinder eines Verbrennungsmotors in Kraftfahrzeugen. Insbesondere in vielzylindrigen Fahrzeugen kann durch die Deaktivierung einzelner Zylinder bzw. Ventile oder durch eine stufenweise Ansteuerung mit variablen Ventilhüben und/oder Steuerzeiten in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise in denen ohne größere Einbußen an Komfort auf einen Teil der Motorleis- tung verzichtet werden kann, der Kraftstoffverbrauch, das Leerlaufverhalten und die Abgasemission optimiert werden. Eine entsprechende Aktivierung bzw. Deaktivierung oder Betätigung mit unterschiedlichen Stellwegen kann mit Hilfe ansteuerbarer Verriegelungsmechanismen der Ventiltriebglieder realisiert wer- den. Beispielhaft seien dazu die US 2005 009 22 73 A1 , EP 0 685 634 A1 und die DE 199 15 531 A1 genannt.

Bekannte Verriegelungssysteme verwenden in der Regel Kolben oder Bolzen als Verhegelungs- bzw. Koppelmittel, die eine Relativbewegung zwischen zwei beweglichen Teilen des Ventiltriebgliedes blockieren oder eines der beweglichen Teile fixieren und damit eine Längenänderung oder Verschwenkung des Ventiltriebgliedes einschränken bzw. verhindern, so dass eine direkte oder indirekte Nockenbeaufschlagung des Ventiltriebgliedes mit einer Betätigungskraft keine oder nur eine eingeschränkte Betätigung eines zugeordneten Gas- wechselventils zur Folge hat. Dabei ist beispielsweise die Verriegelung in einer Ausgangsstellung aktiv, wobei eine Feder das bzw. die Verriegelungsmittel in zugehörige Aufnahmen drückt. Durch eine hydraulische Beaufschlagung der Verheglungsmittel werden diese aus der Aufnahme heraus gedrückt und die Verriegelung damit deaktiviert, so dass eine Relativbewegung der Ventiltrieb- glied-Bauelemente freigegeben wird.

Die Verriegelungssysteme können zusätzlich zu ihrer eigentlichen Funktion auch als eine Verdrehsicherung, insbesondere in als Stößel ausgebildeten Ventiltriebgliedern dienen. Aus der DE 103 00 724 A1 und der DE 103 00 726 A1 ist beispielsweise ein als Rollenstößel mit einem hydraulischen Ventilspiel- ausgleichselement ausgebildeter Nockenfolger bekannt, bei dem ein Gehäuse gegen ein Innenelement, das in dem Gehäuse axial beweglich geführt ist, mit einem in einer Querbohrung verschiebbaren Kolben als Koppelmittel koppelbar ist. Weiterhin ist ein dazu diametraler zweiter Kolben vorgesehen, der perma- nent radial nach außen in einem Langloch des Gehäuses geführt ist. Dadurch wird ein Verdrehen des Gehäuses gegenüber dem Innenelement verhindert und gleichzeitig ein Anschlag am oberen Ende des Langlochs zur Begrenzung einer axialen Relativstellung gebildet.

Aus der DE 100 55 014 A1 ist es darüber hinaus bekannt, mit einem vergleichbaren Kolben zusätzlich eine Verdrehsicherung des gesamten Stößels gegen eine Verdrehung in einer Aufnahmebohrung eines Verbrennungsmotors zu realisieren.

Für eine einwandfreie, verschleißarme Funktion des Verriegelungssystems und damit der Schaltung des Ventiltriebgliedes, beispielsweise eines Tassenstößels, ist es wichtig, dass sich die Koppel- bzw. Verriegelungsmittel während einer Ver- bzw. Entriegelbewegung nicht in sich verdrehen. Insbesondere, wenn das Verriegelungsmittel konstruktionsbedingt stirnseitig mit einem bezüglich seiner Längsachse asymmetrischem Ansatz als Verriegelungselement ausgebildet ist, das nur in einer bestimmten Ausrichtung einwandfrei in seine zugehörige Aufnahme einrückt, kann ein Verdrehen um seine Längsachse bei einer Verriegelungsbewegung sogar zum völligen Versagen der Verriegelung führen.

Um dies zu verhindern und die Betriebssicherheit des Ventiltriebgliedes zu gewährleisten, ist daher eine Verdrehsicherung der Verriegelungsvorrichtung selbst, erforderlich. Eine solche Verdrehsicherung ist aus der DE 10 2005 027 526 A1 bekannt. Darin ist ein als ein Rollenstößel ausgebildeter Nockenfolger beschrieben, bei dem ein zylindrisches Innenteil in einem zylindrischen Außenteil verschiebbar und mittels zweier hydraulisch betätigbarer Kolben als Koppelmittel in einer Relativposition ver- und entriegelbar ist. Dabei sind die Kolben in einer Querbohrung des Innenteils verschiebbar gelagert, so dass sie einer als Ringnut ausgebildeten Aufnahme in der Innenwand des Außenteils gegenüber- stehen. Die Kolben sind entgegen der Kraft eines Federmittels in der Kolbenbohrung längsbeweglich betätigbar. Die Kolben weisen in einem zu der Ringnut benachbarten Außenbereich abgeflachte Längsflächen auf, die parallel zu einer entsprechenden absatzförmigen Kante der Ringnut ausgerichtet sind. Um die Kolben in dieser Ausrichtung zu fixieren, ist eine Verdrehsicherung vorgesehen. Diese Verdrehsicherung ist als ein Sprengring ausgeführt, der parallel zu den Längsflächen in dem Innenelement angeordnet ist.

Nachteilig an diesem Nockenfolger ist, dass der Verdrehsicherungsring zwar in der gewünschten Weise ein Verdrehen der Verriegelungskolben verhindert, gleichzeitig aber die hydraulische Betätigung der Verriegelung stören kann. Der Verdrehsicherungsring ist in einer Nut des Innenelementes gelagert, die dann, wenn die Kolben zur Entriegelung des Rollenstößels aus der Ringnut des Außenelementes herausgefahren werden, mit der Hydraulkzufuhr über die Ringnut hydraulisch verbunden wird. Dabei kann es zu einem unzulässigen oder wenigstens zusätzlich zu berücksichtigenden Abfall des Schaltöldrucks kommen, der die einwandfreie Funktion der Verriegelung beeinträchtigt. Der bekannte Verdrehsicherungsring ist daher weniger optimal als Verdrehsicherung geeignet.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungsvorrichtung mit einer Verdrehsicherung für ein schaltbares Ventiltriebglied zu schaffen, die, insbesondere bei der Verwendung drehsensitiver Verriegelungsmittel, einen sicheren Schaltbetrieb ermöglicht und dennoch konstruktiv einfach sowie kostengünstig in der Herstellung ist. Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Verriegelungsvorrichtung eines schaltbaren Ventiltriebgliedes durch eine Führung ihrer Verriege- lungsmittel außerhalb ihrer Längsachse gegen ein unerwünschtes Verdrehen bei Ver- und Entriegelungsbewegungen gesichert und somit eine einwandfreie Schaltfunktion des Ventiltriebgliedes gewährleistet werden kann.

Die Erfindung geht daher aus von einer Verriegelungsvorrichtung für ein schalt- bares Ventiltriebglied eines Ventiltriebes eines Verbrennungsmotors, bei der zwei zueinander relativ bewegliche Bauteile des Ventiltriebgliedes, insbesondere für eine variable Betätigung wenigstens eines zugeordneten Gaswechselventils, miteinander verriegelbar sind, mit wenigstens einem, in einer Aufnahme eines der Bauteile axial verschiebbar gelagerten, langgestreckten Verriege- lungsmittel, das in eine Aufnahme des anderen Bauteils einrückbar ist, wobei das Verriegelungsmittel zur Ver- und Entriegelung jeweils mit einer resultativen Axialkraft beaufschlagbar ist, und bei der eine Verdrehsicherung zur Sicherung des Verriegelungsmittels gegen ein Verdrehen um seine Längsachse vorgesehen ist.

Unter einem schaltbaren Ventiltriebglied werden dabei alle schaltbaren Stößel, Hebel oder Abstützelemente eines Ventiltriebes verstanden. Dies können insbesondere Nockenfolger sein, die entweder zur Deaktivierung von Gaswechselventilen bzw. Zylindern komplett abschaltbar oder die in Stufen schaltbar sind, wie beispielsweise Zwei-Stufenschalter, die je nach Schaltstellung (verriegelt / entriegelt) unterschiedliche Ventilhübe bzw. Ventilsteuerzeiten erzeugen. Selbstverständlich können diese Elemente je nach Anwendung auch mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich in herkömmlicher oder Reverse-Spring- Bauweise, mit so genannten Lost-Motion-Federn als Stell- oder Positioniermittel, mit Anschlagmitteln zur Begrenzung einer Relativstellung sowie mit Ver- drehsicherungen zur Ausrichtung der beweglichen Ventiltriebgliedteile zueinander oder zu einem Einbauteil ausgestattet sein.

Bei dieser Verriegelungsvorrichtung ist zudem gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Verdrehsicherung im Wesentlichen als eine sich exzentrisch zur Längsachse des Verriegelungsmittels erstreckende, mit der Lagerung des Verriegelungsmittels in der Aufnahme in Wirkverbindung stehende Verriegelungsmittelführung ausgebildet ist.

Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft eine Drehstabilisierung der Verriege- lungsmittel gegen angreifende Drehmomente, insbesondere bei der Verriegelungsbewegung erreicht, da durch die exzentrische Führung außerhalb der Längsachse eine Verdrehung des Verriegelungsmittels um seine Längsachse innerhalb seiner Aufnahme, die das Verriegelungsmittel zu seiner Lagerung wenigstens teilweise umfasst, verunmöglicht wird. Beispielsweise ist das Ver- hegelungsmittel als Kolben in einer Aufnahmebohrung geführt. Dementsprechend erfährt das Verriegelungsmittel durch die exzentrische Führung eine festgelegte Ausrichtung bei der Einkopplung des Verriegelungsteils in die entsprechende Aufnahme des zu verriegelnden Bauteils.

Damit ist eine Verdrehsicherung geschaffen, die das Verriegelungsmittel in einer vorgegebenen Ausrichtung fixiert, wobei gleichzeitig eine Beeinträchtigung einer axialen Kraftbeaufschlagung zur Verschiebung des Verriegelungsmittels, insbesondere einer hydraulischen Schaltölzufuhr, ausgeschlossen ist. Die erfindungsgemäße Verdrehsicherung ist einfach und kostengünstig, da sie ohne zusätzliche Bauteile auskommt, keinen zusätzlichen Bauraum beansprucht und kein zusätzliches Gewicht verursacht. Sie ist besonders vielseitig für alle langgestreckten Verriegelungsvorrichtungen in schaltbaren Ventiltrieb- gliedern geeignet.

Die exzentrische Führung gewährleistet bei nicht rotationssymmetrischen Ver- heglungssystemen, also bei Verrieglungen die nur in einer bestimmten Ausrichtung in ihre zugehörige Aufnahme einrückbar sind, eine einwandfreie Funkti- onsweise und die erforderliche Betriebssicherheit des zu schaltenden Ventiltriebgliedes.

Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Verdrehsicherung jedoch auch bei rotationssymmetrischen Verheglungssystemen vorteilhaft, da sie Reibungsver- luste durch Verdrehen der Verriegelung in sich, im Schaltbetrieb des Ventiltriebgliedes sowie Funktionsstörungen bei der Ver- und Entriegelung durch Fertigungstoleranzen vermeidet.

Besonders effektiv ist die exzentrische Führung bei einer Verriegelungsvorrich- tung einsetzbar, bei der das Verriegelungsmittel als ein zylindrischer Kolben ausgebildet ist, der außenstimseitig stufenförmig ausgebildet ist, wobei sich an eine axial zurückliegende Kraftangriffsfläche an der einen Längshälfte des Verriegelungsmittels ein axial vorstehender absatzartiger Verriegelungsansatz des Verriegelungsmittels anschließt. Vorteilhaft kann dabei außerdem vorgesehen sein, dass die Verriegelungsmittelführung zumindest überwiegend an der Längshälfte mit dem Verriegelungsansatz angeordnet ist. Durch die exzentrische Führung wird das Verdrehen eines Kolbens mit Absatz während der Bewegung zum Verriegeln zuverlässig verhindert und damit ein zuverlässiges Einkoppeln in die zugehörige Aufnahme des gehäuseartigen Bauteils ermöglicht. Durch die Anordnung der Verriegelungsmittelführung im Bereich der Längshälfte des Verriegelungsansatzes wird eine besonders stabile Konstruktion der Verriegelungsvorrichtung erreicht. Grundsätzlich kann die Führung jedoch auch auf der anderen Längsseite angeordnet sein.

Eine besonders einfach realisierbare Verriegelungsmittelführung weist eine zumindest annähernd achsparallel zur Längsachse des Verriegelungsmittels beabstandete, in dem das Verriegelungsmittel aufnehmenden Bauteil und/oder in dem Verriegelungsmittel verlaufende Innenbohrung sowie eine in der Innenbohrung angeordnete, auf das Verriegelungsmittel wirksame Führungshilfe auf, wobei die Führungshilfe entweder mit dem Verriegelungsmittel fest verbunden und in dem genannten Bauteil verschiebbar ist, oder mit diesem Bauteil fest verbunden und in dem Verriegelungsmittel verschiebbar ist.

Dabei erstreckt sich vorteilhaft die Innenbohrung in einem äußeren Bohrungsabschnitt in dem Verriegelungsmittel und in einem inneren Bohrungsabschnitt in dem das Verriegelungsmittel aufnehmenden Bauteil, wobei die beiden Bohrungsabschnitte über die Führungshilfe wirkverbunden sind. Die Verbindung zwischen der Führungshilfe und dem Verriegelungsmittel oder, je nach Ausführung, zwischen der Führungshilfe und dem das Verriegelungsmittel aufnehmenden Bauteil, kann besonders einfach durch einen Press- oder Spannsitz hergestellt sein.

Vorteilhaft kann zudem vorgesehen sein, dass das Ventiltriebglied über ein auf das Verriegelungsmittel wirksames Federmittel verriegelbar und über eine hydraulische Beaufschlagung der genannten Kraftangriffsfläche des Verhege- lungsmittels gegen die Federkraft des Federmittels entriegelbar ist. Dabei ist das Federmittel im Inneren der Verriegelungsvorrichtung angeordnet und drückt über eine Federvorspannung das Verriegelungsmittel in die äußere Aufnahme, so dass das Ventiltriebglied verriegelt ist. Eine Entriegelung erfolgt durch eine hydraulische Beaufschlagung des Verriegelungsmittels gegen die Federkraft mit einer resultativen, also die Federkraft übersteigenden Axialkraft.

Es ist jedoch auch eine kinematische Umkehr möglich, also eine Verriegelungsvorrichtung, bei der das Ventiltriebglied im hydraulisch drucklosen Ausgangszu- stand entriegelt ist. Grundsätzlich ist auch eine beidseitige hydraulische variable Beaufschlagung des Verriegelungsmittels bei Verzicht auf ein Federmittel realisierbar.

In einer anderen Variante kann vorgesehen sein, dass zwei diametrale Verrie- gelungsmittel angeordnet sind, die in einem als ein Innenelement ausgebildeten ersten Bauteil aufgenommen sind, und die jeweils mit einem außenstimseitigen Verriegelungsansatz in eine dem Verriegelungsansatz gegenüber angeordnete Aufnahme eines äußeren, zu dem Innenelement axial relativ beweglichen, als ein Gehäuse ausgebildeten zweiten Bauteil einrückbar sind.

Die Verriegelungsvorrichtung mit zwei diametralen Verriegelungsmitteln bzw. Verriegelungskolben ist besonders vorteilhaft für alle Stößelelemente, beispielsweise für einen Tassenstößel, geeignet. Dadurch wird eine einseitige Belastung der Verriegelung vermieden und somit ein besonders leichtgängiges, verschleißarmes Schaltverhalten des Stößels ermöglicht.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Führungshilfe als eine Führungshülse ausgebildet ist. Die Hülse bietet die Möglichkeit, ein Federmittel innerhalb der exzentrischen Innenbohrung aufzunehmen, so dass Führungshilfe und Federmittel besonders kompakt in einem Bauteil integriert sind. Als Federmittel sind Schraubenfedern besonders geeignet. Die Verriegelungsmittel bzw. Verriegelungskolben werden dabei sowohl in entriegeltem als auch in verriegeltem Zustand mit der Hülse in der Innenbohrung geführt. Als Führungshülse sind auch ein Spannstift bzw. eine Spannhülse nutzbar, oder vergleichbare röhrenförmige Maschinenelemente oder Normteile.

Es können auch Führungsstifte oder vergleichbare Bolzen, Nadeln, bzw. kostengünstige stiftartige Maschinenelemente oder entsprechende Normteile als Führungshilfe vorgesehen sein. Weiterhin ist es möglich, dass die Führungshilfe als ein einstückig mit dem Verriegelungsmittel verbundener exzentrischer Zapfen ausgebildet ist.

Beim Einsatz solcher stiftartiger Führungselemente kann das Federmittel die exzentrische Führung außenliegend umfassen, wobei sie einfach in der Aufnahme des das Verriegelungsmittel aufnehmenden Bauteils geführt bzw. gelagert ist. Möglich ist jedoch auch eine Führung des Federmittels in der Innenbohrung auf der dem Verriegelungskolben abgewandten Seite des Führungsstiftes. Grundsätzlich sind alle verschiedenen Kombinationen von Führungsstiften oder Führungshülsen sowie innen- oder außenliegenden Federmitteln, die für eine Führung und Beaufschlagung der Verriegelungsmittel geeignet sind, möglich.

Werden zwei diametrale Verriegelungskolben verwendet, so ist eine besonders einfache und kostengünstige Führung in einer gemeinsamen exzentrischen Innenbohrung mit einem gemeinsamen Federmittel und einer gemeinsamen Führungshilfe möglich. Vorzugsweise wird dabei eine Schraubendruckfeder in einer Führungshülse geführt, die in die Innenbohrung eingepresst und im den Bohrungsabschnitten der Kolben beweglich ist, so dass die Federkraft - ohne oder gegen einen geringeren hydraulischen Gegendruck - die Kolben in ihre zugehörigen Aufnahmen des andere Bauteils drückt und somit verriegelt, und durch eine außenstirnseitige hydraulische Beaufschlagung die Kolben aus den Aufnahmen herausgedrückt und entriegelt werden. Bei der Verwendung von Führungsstiften kann das Federmittel auch zwischen den Stiften in der Innen- bohrung geführt werden.

Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass den diametral zueinander angeordneten Verriegelungsmitteln jeweils eine separate exzentrische Verriegelungsmittelführung zugeordnet ist. Diese Verrieglungsmittelführungen können beispielsweise Führungsstifte oder Führungshülsen sowie innenliegende, also in der Innenbohrung geführte oder außenliegende, d.h. in der Aufnahme der Verriegelungsmittel geführte, Federmittel aufweisen. Vorteilhaft können die beiden Verriegelungsvorrichtungen eine durchgehende exzentrische Innenbohrung gemeinsam nutzen. Durch die separaten Verrieglungsmittelführungen wird eine besonders flexible Handhabung, beispielsweise unterschiedliche Stellwege und/oder Ansteuerungen der Verrieglungsmittel ermöglicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines schaltbaren Ventiltriebgliedes mit einer Verriegelungsvorrichtung,

Fig. 2a einen Längsschnitt der Verriegelungsvorrichtung im Ausriss in einem größeren Maßstab in einem entriegelten Zustand, Fig. 2b die Verriegelungsvorrichtung in einem verriegelten Zustand,

Fig. 3 die Verriegelungsvorrichtung im Schnitt X-X von Fig. 2b in einem noch größeren Maßstab,

Fig. 4a eine zweite Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung in entriegeltem Zustand, und

Fig. 4b die zweite Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung in verriegeltem Zustand.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt demnach ein als Rollenstößel ausgebildetes schaltbares Ventiltriebglied 1 eines Ventiltriebes eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges. Der Rollenstößel 1 weist zwei zueinander relativ bewegliche Bauteile 2, 3 auf, wobei ein als Innenelement ausgebildetes erstes Bauteil 2 in einem als Gehäuse ausgebildeten zweiten Bauteil 3 in Richtung einer Längsachse 17 des Rollenstößels 1 beweglich geführt ist, und das Innenelement 2 gegen das Gehäuse 3 elastisch abgestützt ist.

Der Rollenstößel 1 ist über einen an einer Gegenrolle 4 ablaufenden, nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle des Ventiltriebes mit einem Nockenhub zur Betätigung eines zugeordneten, nicht dargestellten Gaswechselventils mit einem bestimmten Ventilhub beaufschlagbar. Weiterhin ist ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement 5 für einen automatischen Ausgleich eines Ventil- spiels vorhanden, welches sich durch die Wärmeausdehnung und den Verschleiß der Übertragungselemente des von der Nockenwelle ausgehenden Nockenhubes auf das Gaswechselventil ergibt. Um den schaltbaren Rollenstößel 1 und damit das entsprechende Gaswechselventil bzw. den zugehörigen Zylinder wahlweise zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, weist der Rollenstößel 1 eine Verriegelungsvorrichtung auf.

Der Aufbau und die Funktionsweise eines derartigen Ventiltriebgliedes 1 ist an sich bekannt. Die folgende Beschreibung beschränkt sich daher auf die erfin- dungsgemäße Verriegelungsvorrichtung, die hier als eine Stößelverriegelung 6, 6' ausgebildet ist.

Die Figuren 2a und 2b zeigen in einer ersten Ausführungsform die Stößelverriegelung 6 im Detail. Die Stößelverriegelung 6 umfasst zwei diametral zueinan- der angeordnete, als Kolben ausgebildete Verheglungsmittel 7 und T sowie eine Verriegelungsmittelführung 8. Die Verriegelungskolben 7, 7' sind jeweils in einer als Querbohrung ausgebildeten Aufnahme 9, 9' des Innenelementes 2 beweglich geführt. An ihren äußeren Stirnseiten sind die Verriegelungskolben 7, T abgestuft, so dass jeweils an der einen Längshälfte 13 bzw. 13', der durch die Längsachse 12 der Verrieglungskolben 7, 7' definierten Längshälften 13, 13'; 14, 14', eine zurückliegende Kraftangriffsfläche 10 bzw. 10' und an der anderen Längshälfte 14, 14' ein sich anschließender, axial vorstehender absatzartiger Verriegelungsansatz 11 , 1 1 ' herausgebildet ist, der die Form eines Halbzylinders aufweist. Die Längsachse 12 der Verriegelungskolben 7, 7' bildet gleichzeitig die Längsachse der Aufnahmebohrungen 9 bzw. 9', in der die Kolben 7, T geführt sind. In dem äußeren Bauteil, also dem Gehäuse 3 des Stößels 1 , sind, den Verriegelungsansätzen 11 , 11 ' gegenüberliegend, Aufnahmen 15, 15' für eine kraftschlüssige Aufnahme der Verriegelungsansätze 11 , 1 1 ' mit einem möglichst geringen Verriegelungsspiel bezüglich der Längsachse 17 des Stößels 1 ange- ordnet. Die Aufnahmen 15, 15' können beispielsweise zusammenhängend als eine umlaufende Nut oder separat als halbzylindrische Ausnehmungen in einer Innenwand 16 des Gehäuses 3 ausgebildet sein, wobei zumindest im letzteren Fall zusätzlich zur Sicherung einer fixen radialen Ausrichtung des Gehäuses 3 gegenüber dem Innenelement 2 eine nicht dargestellte Verdrehsicherung vor- gesehen ist.

Die Verriegelungsmittelführung 8 ist exzentrisch zur Längsachse 12 der Stößelverriegelung 6 angeordnet. Sie weist eine Innenbohrung 18 auf, die achsparallel beabstandet zur Kolben-Längsachse 12 und mittig zur Stößel-Längsachse 17 ausgerichtet ist, und sich über einen inneren Bohrungsabschnitt 19 in dem Innenelement 2 seitlich in äußere Bohrungsabschnitte 20, 20' in die Verriegelungskolben 7, 7' erstreckt.

In dieser exzentrischen Innenbohrung 18 ist eine vorteilhaft als eine Führungs- hülse 21 ausgebildete Führungshilfe angeordnet. Die Führungshülse 21 ist in den Bohrungsabschnitt 19 des Innenelementes 2 eingepresst und in den Bohrungsabschnitten 20, 20' der Verriegelungskolben 7, T beweglich geführt. Die Führungshülse 21 nimmt ein vorteilhaft als eine Schraubendruckfeder ausgebildetes Federmittel 22 auf, wobei die Länge der Führungshülse 21 der Länge der Schraubendruckfeder 22 in komprimiertem Zustand angepasst ist. Die Schraubendruckfeder 22 fungiert als eine Verrieglungsfeder, die auf die Verriegelungskolben 7, T eine Axialkraft ausübt. Die Fig. 2a zeigt die Stößelverriegelung 6 im entriegelten Zustand. Dabei werden die äußeren Kraftangriffsflächen 10, 10' der Verriegelungskolben 7, T über eine (nicht näher erläuterte ansteuerbare Schaltöl-Versorgung) hydraulisch beaufschlagt (in der Figur durch entsprechende Pfeile angedeutet) und dadurch aus ihren äußeren Aufnahmen 15, 15' heraus gedrückt. Durch den Öldruck wird die Schraubendruckfeder 22 komprimiert und die Verriegelungskolben 7, T gegen das innere Ende der Aufnahmebohrungen 9, 9' gedrückt.

Die Fig. 2b zeigt die Stößelverriegelung 6 in verriegeltem Zustand. Fällt der Schaltöldruck ab, so drückt die Schraubendruckfeder 22 durch ihre Vorspannkraft die Verriegelungskolben 7, T axial nach außen, wobei sie sich zumindest bis zu einem bestimmten Grad entspannt und die Verriegelungsansätze 1 1 , 1 1 ' in ihre Aufnahmen 15, 15' einfahren. Sowohl beim Verriegeln als auch beim Entriegeln werden die Verriegelungskolben 7, T stets mit der Hülse 21 in den, innerhalb der Verriegelungskolben 7, T liegenden, Bohrungsabschnitten 20, 20' der Innenbohrung 18 geführt.

Durch die Überbrückung einer Trennfläche zwischen einer Innenelement - Außenwand 25 und der Gehäuse-Innenwand 16 mittels der Verheglungsansätze 11 , 1 1 ' wird eine axiale Relativbewegung von Stößel-Innenelement 2 und Stößel-Gehäuse 3 gesperrt sowie damit der Rollenstößel 1 verriegelt. Durch die exzentrische Führung 8 wird bei der Verriegelung ein Verdrehen der Verrieg- lungskolben 7, T um ihre Längsachse 12 ausgeschlossen. Zur nochmaligen Verdeutlichung der Verdrehsicherung zeigt die Fig. 3 einen Querschnitt der exzentrischen Führung 8 in einem Schnitt X-X von Figur 2b.

Die Figuren 4a und 4b zeigen in einer zweiten Ausführungsform eine Stößelverriegelung 6'. Zwei separate Verriegelungsmittelführungen 8' weisen hier zwei als Führungsstifte 23 bzw. 23' ausgebildete Führungshilfen auf, die den Verrie- gelungskolben 7, T zugehörig sind. Die Führungsstifte 23, 23' sind in die Bohrungsabschnitte 20, 20' der Verriegelungskolben 7, T eingepresst und in dem mittleren Bohrungsabschnitt 19 der exzentrischen Innenbohrung 18 beweglich geführt. Jeweils ein Federmittel 24, 24 ist außenliegend in der Aufnahmeboh- rung 9, 9' der Verriegelungskolben 7, 7' geführt. Fig. 4a zeigt die Verriegelungsvorrichtungen 8' in entriegeltem Zustand, Fig. 4b zeigt den verriegelten Zustand. Die Wirkungsweise der Verriegelungsvorrichtungen 8' entspricht der Wirkungsweise der gemeinsamen Verriegelungsvorrichtung 8 des ersten Ausführungsbeispiels.

Bezugszeichenliste

1 Ventiltriebglied

2 Bauteil, Innenelement

3 Bauteil, Gehäuse

4 Stößelrolle

5 Ventilspielausgleichselement 6, 6' Stößelverriegelung

7, T Verriegelungsmittel, Verriegelungskolben

8, 8' Verriegelungsmittelführung

9, 9' Verriegelungsmittel-Aufnahme

10, 10' Kraftangriffsfläche 11 , 1 1 ' Verriegelungsansatz

12 Verriegelungsmittel-Längsachse

13, 13' Längshälfte

14, 14' Längshälfte

15, 15' Verriegelungsansatz-Aufnahme 16 Gehäuse-Innenwand

17 Stößel-Längsachse

18 Innenbohrung

19 Innerer Bohrungsabschnitt 20, 20' Äußerer Bohrungsabschnitt 21 Führungshilfe, Führungshülse

22 Federmittel, innenliegende Schraubendruckfeder

23, 23' Führungshilfe, Führungsstift

24, 24' Federmittel, außenliegende Schraubendruckfeder 25 Innenelement-Außenwand

Claims

Patentansprüche

1. Verriegelungsvorrichtung für ein schaltbares Ventiltriebglied (1 ) eines Ventiltriebes eines Verbrennungsmotors, bei der zwei zueinander relativ bewegliche Bauteile (2, 3) des Ventiltriebgliedes (1 ), insbesondere für eine variable Betätigung wenigstens eines zugeordneten Gaswechselventils, miteinander verriegelbar sind, mit wenigstens einem, in einer Aufnahme (9, 9') eines der Bauteile (2, 3) axial verschiebbar gelagerten, langgestreckten Verriegelungsmittel (7, 7'), das in eine Aufnahme (15, 15') des anderen Bauteils (2, 3) einrückbar ist, wobei das Verriegelungsmittel (7, 7') zur Ver- und Entriegelung jeweils mit einer resultativen Axialkraft beaufschlagbar ist, und bei der eine Verdrehsicherung zur Sicherung des Verriegelungsmittels (7, 7') gegen ein Verdrehen um seine Längsachse (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung im Wesentlichen als eine sich exzentrisch zur Längsachse (12) des Verriegelungsmittels (7, 7') erstreckende, mit der Lagerung des Verriegelungsmittels (7, 7') in der Aufnahme (9, 9') in Wirkverbindung stehende, Verriegelungsmittelführung (8, 8') ausgebildet ist.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsmittel (7, 7') als ein zylindrischer Kolben ausgebildet ist, der außenstirnseitig stufenförmig ausgebildet ist, wobei sich an eine zurückliegende Kraftangriffsfläche (10, 10') eine Längshälfte (14, 14') des Verriegelungsmittels (7, 7') mit einen vorstehender absatzartiger Verriegelungsansatz (11 , 1 1 ') anschließt.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsmittelführung (8, 8') zumindest überwiegend im Bereich der Längshälfte (14, 14') mit dem Verriegelungsansatz (1 1 , 1 1 ') angeordnet ist.

4. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsmittelführung (8, 8') eine zumindest annähernd achsparallel zur Längsachse (12) des Verriegelungsmittels (7, 7') beabstandete und auf das Verriegelungsmittel (7, 7) wirksame Führungshilfe (21 , 23, 23') aufweist, welche in dem das Verriegelungsmittel (7, 7') aufnehmenden Bauteil (2) und/oder in einer in dem Verriegelungsmittel (7, 7') verlaufenden Innenbohrung (18) angeordnet ist, wobei die Führungshilfe (21 , 23, 23') entweder mit dem Verriegelungsmittel (7, 7') fest verbunden und in dem Bauteil (2) verschieb- bar ist, oder mit dem Bauteil (2) fest verbunden und in dem Verriegelungsmittel (7, 7') verschiebbar ist.

5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Innenbohrung (18) in einem äußeren Bohrungsabschnitt (20, 20') in dem Verriegelungsmittel (7, 7) und in einem inneren Bohrungsabschnitt (19) in dem das Verriegelungsmittel (7, 7) aufnehmenden Bauteil (2) erstreckt, und dass die beiden genannten Bohrungsabschnitte (19, 20, 20') über die Führungshilfe (21 , 23, 23') wirkverbunden sind.

6. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Führungshilfe (21 , 23, 23') und dem Verriegelungsmittel (7, 7') oder zwischen der Führungshilfe (21 , 23, 23') und dem das Verriegelungsmittel (7, 7') aufnehmenden Bauteil (2) durch einen Press- oder Spannsitz hergestellt ist.

7. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshilfe (21 ) als eine Führungshülse ausgebildet ist.

8. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshilfe (23, 23') als ein Führungsstift ausgebildet ist.

9. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshilfe als ein einstückig mit dem Verriegelungsmittel (7, 7') verbundener exzentrischer Zapfen ausgebildet ist.

10. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventiltriebglied (1 ) über ein auf das Verriegelungsmittel (7, 7') wirksames Federmittel (22, 24, 24') verriegelbar und über eine hydraulische Beaufschlagung der Kraftangriffsfläche (10, 10') des Verriegelungsmittels (7, 7') gegen die Federkraft des Fe- dermittels (22, 24, 24') entriegelbar ist.

11. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federmittel (22, 24, 24') als eine Schraubendruckfeder ausgebildet ist.

12. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federmittel (22) in der exzentrischen Innenbohrung (18) geführt ist.

13. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Federmittel (22) in der Führungshülse (21 ) geführt ist.

14. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federmittel (24, 24') in der Aufnahme (9, 9') des das Verriegelungsmittel (7, 7') aufnehmenden Bauteils (2) geführt ist.

15. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwei diametral zueinander angeordnete

Verriegelungsmittel (7, 7') vorgesehen sind, die in einem als ein Innenelement ausgebildeten ersten Bauteil (2) aufgenommen sind, und die jeweils mit einem außenstirnseitigen Verriegelungsansatz (1 1 , 1 1 ') in eine dem Verriegelungsansatz (1 1 , 1 1 ') gegenüberliegend angeordnete Auf- nähme (15, 15') eines äußeren, zu dem Innenelement (2) axial relativ beweglichen, als ein Gehäuse ausgebildeten zweiten Bauteil (3) einrückbar sind.

16. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass den diametral angeordneten Verriegelungsmitteln (7, 7') jeweils eine separate exzentrische Verriegelungsmittelführung (8') zugeordnet ist.

17. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass den diametral angeordneten Verriegelungsmitteln (7, 7') eine ge- meinsame, diametral wirkende exzentrische Verriegelungsmittelführung

(8) zugeordnet ist.

18. Verriegelungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare Ventiltriebglied (1 ) als ein abschaltbares oder in Stufen schaltbares Stößel-, Hebel- oder Abstützelement ausgebildet ist.