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Title:
CAM FOLLOWER OF A VALVE GEAR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/042512
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cam follower (1) of a valve gear of an internal combustion engine, which can be switched to different valve lifts for at least one gas exchange valve and comprising an outer lever (2), an inner lever (4) that can move rotationally relative to said outer lever, the inner lever having a thrust race (5) for a cam that is positioned between the arms (3a, b) of said outer lever. Both levers (2, 4) can be coupled with one another by coupling means (11), said coupling means (11) being impinged upon by an electromagnetic control valve (13) in at least one direction of displacement, wherein the outer lever (2) has a locating element (7) for the gas exchange valve on one end (6) and the cam follower (1) has a complementary surface (9) for a supporting element on the opposite end (8). According to the invention, the control valve (13) is connected to the outer side (12) of one of the arms (3a, b) and extends approximately orthogonally relative to said arm, wherein its armature (14) projects through the arm (3a, b) and wherein the coupling means (11) consist of at least one slide (15) extending crosswise relative to the longitudinal direction of the cam follower (1) in or on the inner lever (4). This makes it possible to produce a cam follower (1) that can be easily impinged upon and engaged and which requires little space, particularly in the direction of the valve or on the face end.

Inventors:
HAAS MICHAEL (DE)
RAUCH MARTIN (DE)
ROERIG BODO (DE)
SCHMIDT DIETER (DE)
ARTMANN JENS (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/011945
Publication Date:
May 22, 2003
Filing Date:
October 25, 2002
Export Citation:
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Assignee:
INA SCHAEFFLER KG (DE)
HAAS MICHAEL (DE)
RAUCH MARTIN (DE)
ROERIG BODO (DE)
SCHMIDT DIETER (DE)
ARTMANN JENS (DE)
International Classes:
F01L1/18; F01L13/00; (IPC1-7): F01L13/00; F01L1/18
Foreign References:
DE2753197A11978-06-22
US4768467A1988-09-06
DE19630776A11998-02-05
DE19580325C11998-07-02
DE2753197A11978-06-22
Attorney, Agent or Firm:
INA-SCHAEFFLER KG (Herzogenaurach, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schlepphebel (1) eines Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf unter schiedliche Ventilhübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem Außenhebel (2), zwischen dessen Armen (3a, b) ein zu diesem relativ verschwenkbeweglicher Innenhebel (4) mit einer Anlauffläche (5) für einen Nocken positioniert ist und beide Hebel (2,4) über Koppelmittel (11) miteinander koppelbar sind, welche Koppelmittel (11) in wenigstens eine Verlagerungsrichtung von einem elektromagnetischen Schaltventil (13) be aufschlagbar sind, wobei der Außenhebel (2) an einem Ende (6) eine Anla ge (7) für das Gaswechselventil und der Schlepphebel (1) am gegenüber liegenden Ende (8) eine Komplementärfläche (9) für ein Abstützelement hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (13) mit einer Außen seite (12) eines der Arme (3a, b) verbunden ist und in etwa orthogonal zu diesem verläuft, wobei dessen Anker (14) den Arm (3a, b) durchragt und wobei die Koppelmittel (11) aus wenigstens einem quer zur Längsrichtung des Schlepphebels (1) verlaufenden Schieber (15) im oder am Innenhebel (4) bestehen.
2. Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (13) in Hebellängsrichtung gesehen im Bereich der Komple mentärfläche (9) für das Abstützelement appliziert ist, die am Außenhebei (2) verläuft, wobei der Innenhebel (4) sein Schwenkzentrum (28) auf der Seite der Anlage (7) für das Gaswechselventil hat.
3. Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (14) des Schaltventils (13) mit dem Schieber (15), in Hebellängsrichtung von der Anlage (7) für das Gaswechselventil aus gesehen, am gegenüber liegenden Ende (8) hinter der Anlauffläche (5) verläuft.
4. Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen hebel (4) und wahlweise der Außenhebel (2) im Bereich des gegenüberlie genden Endes (8) in einen in Nockenrichtung erhöht Ansatz (23) übergeht, in oder an welchem Ansatz (23) die Koppelmittel (11) verlaufen.
5. Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (23) in Draufsicht auf den Schlepphebel (1) im anfänglichen Abschnitt die Anlauffläche (5) überragt.
6. Schlepphebel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß der Anker (14) des Schaltventils (13) einteilig mit dem Koppelmittel (11) im Innenhebel (4) hergestellt ist, wobei das Koppelmittel (11) im we sentlichen stabartig hergestellt ist und eine Radialerweiterung (18) wie eine Scheibe besitzt, die im Koppelfall einerseits einen klinkenartigen Ansatz (19) einer Stirnseite (20) des gegenüberliegenden Endes (8) des Innenhe bels (4) untergreift und andererseits sich an einer nockenseitigen Führung (16) des Außenhebels (2) abstützt, die im Entkoppelfall als Gleitfläche für die Radialerweiterung (18) ausgebildet ist (Fig. 1).
7. Schlepphebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (19) des Innenhebels (4) in etwa mittig an der Stirnseite (20) positioniert ist, wobei die Radialerweiterung (18) des Koppelmittels (11) endseitig an die sem verläuft und im Entkoppelfall das Koppelmittel (11) derartig in Schalt ventilrichtung gezogen ist, daß der Ansatz (19) ein stirnseitiges Ende (17) des Koppelmittels (11) hintergreift.
8. Schlepphebel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß das Koppelmittel (11) kolbenartige Geometrie hat und in einer Bohrung (22) des Innenhebels (4) verläuft, wobei es sich im Entkoppelfall vorzugsweise über eine gesamte Länge der Bohrung (22) erstreckt und aus dem Entkoppelzustand heraus im Nockengrundkreis zu dem stirnseitig an grenzenden Anker (14) des Schaltventils (13) fluchtet (Fig. 2).
9. Schlepphebel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß eine Stirnseite (20) des gegenüberliegenden Endes (8a) des In nenhebels (4) gemeinsam mit dem Koppelmittel (11) einen Sperrklinkenme chanismus (21) bildet (Fig. 1,3).
10. Schlepphebel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperr klinkenmechanismus (21) aus wenigstens einem sich vom Koppelmittel (11) zur Stirnseite (20) des Innenhebels (4) erstreckenden Ansatz (24,25) be steht, dem für den Entkoppelfall je eine komplementäre Aussparung (26) am Innenhebel (4) gegenüberliegt, wobei das Koppelmittel (11) für den Kop pelfall derartig mit seinem Ansatz (24,25) aus der Aussparung (26) axial verlagerbar ist, daß dieser mit einer oder mehreren Sperrflächen (27) des Innenhebels (4) kommuniziert (Fig. 3).
11. Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkzentrum (28) für den Innenhebel (4) als Achse (10) ausgebildet ist, die beidendig im Außenhebel (2) verläuft und auf oder mit welcher der In nenhebel (4) verdrehbeweglich ist.
Description:
Bezeichnung der Erfindung Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel eines Ventiltrieb einer Brennkraftma- schine, der auf unterschiedliche Ventilhübe für wenigstens ein Gaswechsel- ventil umschaltbar ist, mit einem Außenhebel, zwischen dessen Armen ein zu diesem relativ verschwenkbeweglicher Innenhebel mit einer Anlauffläche für einen Nocken positioniert ist und beide Hebel über Koppelmittel miteinander koppelbar sind, welche Koppelmittel in wenigstens eine Verlagerungsrichtung von einem elektromagnetischen Schaltventil beaufschlagbar sind, wobei der Außenhebel an einem Ende eine Anlage für das Gaswechselventil und der Schlepphebel am gegenüberliegenden Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement hat.

Hintergrund der Erfindung Ein derartiger Schlepphebel mit elektromagnetischem Schaltventil (Solenoid) zur Beaufschlagung seines Koppelmechanismus geht aus der DE-OS 27 53 197 hervor. Nachteilig ist bei diesem zum einen die ungünstige Anordnung des Schaltventils seitlich am Zylinderkopf. Dies erhöht unnötig den Bauraum in diese Richtung. Zum anderen ist die Beaufschlagung des offenbarten Klinken- mechanismus über ein aufwändiges Gestänge mit mehreren spielbehafteten Lagerstellen realisiert. Schließlich ist festzustellen, daß der Koppelmechanis- mus als solcher in Zylinderkopfrichtung relativ hoch baut. Gerade in diesem

Bereich ist jedoch in aller Regel nur wenig oder gar kein zusätzlicher Bauraum vorhanden.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schaltbaren Schlepphebel der vor- genannten Gattung zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schaltventil mit einer Außenseite eines der Arme verbunden ist und in etwa orthogonal zu die- sem verläuft, wobei dessen Anker den Arm durchragt und wobei die Koppel- mittel aus wenigstens einem quer zur Längsrichtung des Schlepphebels ver- laufenden Schieber im oder am Innenelement bestehen.

Hierdurch ist mit relativ einfachen Mitteln ein Schlepphebel geschaffen, bei welchem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Das Schaltventil ist somit seitlich an einem der Arme des Schlepphebels befestigt. Ggf. kann auch ein Schalt- ventil für zwei gleichwirkende Schlepphebel vorgesehen sein, welches dann beidendig herausragende Anker besitzt und die Verschwenkbewegung der Schlepphebel mit vollzieht.

Zur Verringerung der bewegten Ventiltriebsmassen ist es vorteilhaft, das Schaltventil im Bereich des gegenüberliegenden Endes, d. h. im Bereich einer Komplementärfläche des Außenhebels zur Lagerung auf dem Abstützelement, zu positionieren. Hierdurch ist nur eine relativ kurze Verkabelung für das Schaltventil vorzusehen. Durch die Anordnung des Schaltventils mit beauf- schlagtem Koppelmechanismus im Bereich der Komplementärfläche ist somit der Innenhebel über beispielsweise die vorgeschlagene Achse verschwenkbe-

weglich im Außenhebel im Bereich der Anlage für das Gaswechselventil gela- gert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Anker einteilig oder zumindest fest mit dem Koppelmittel ausgebildet sein. Dies insbesondere dann, wenn ein Sperrklinkenmechanismus vorgesehen ist.

Aufgrund einer Anordnung des Ankers des Schaltventils mit dem Schieber, in Hebellängsrichtung von der Anlage für das Gaswechselventil aus gesehen am gegenüberliegenden Ende hinter der Anlauffläche, liegt nur eine geringe Bau- teilbelastung vor. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Positionierungen des Schaltventils mit Koppelmechanismus über die Länge des Außenhebels oder am Schlepphebel allg. gesehen möglich.

Der erhöhte Ansatz für den Innenhebel im Bereich des gegenüberliegenden Endes gestattet einen in Längsrichtung gesehen relativ kurz bauenden Schlepphebel, da es möglich ist, den Koppelmechanismus, in Draufsicht auf die Schlepphebel gesehen, abschnittsweise"über"der Anlauffläche zu positio- nieren.

Verschiedene Möglichkeiten der Ausbildung des Koppelmechanismus mit An- ker des Schaltventils sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. Einerseits ist der vorgenannte Sperrklinkenmechanismus applizierbar und zum anderen ist ein Schiebermechanismus vorgeschlagen. Beim Schiebermechanismus kann das Koppelmittel sich über eine gesamte Länge seiner Aufnahme im Innenhe- bel erstrecken und von einem mechanischen Rückstellmittel wie einer Druckfe- der umschlossen sein, welche dessen Mittelposition (Entkoppelfall) garantiert.

Gerade für den Sperrklinkenmechanismus können die Koppelmittel als Flach- schieber oder ähnliche Ausgestaltung ausgebildet sein. Denkbar sind auch Drehschieber, d. h. Elemente, bei denen durch axiales Verdrehen ein Sperren bzw. Entsperren realisiert ist. Der Ansatz des Sperrklinkenmechanismus ist

zudem vorzugsweise einteilig mit dem entsprechenden Bauteil (bevorzugt In- nenhebel) verbunden. Denkbar ist auch eine mehrteilige Ausbildung.

Erfindungsgemäß soll das Schwenkzentrum für den Innenhebel als Achse aus- gebildet sein. Denkbar sind jedoch auch weitere Ausgestaltungen wie kalotten- artige oder zylindrische Auflagen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1,2 räumliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Schlepphebels mit seitlich angeordnetem elektromagnetischen Schaltventil und die Fig. 3a, b schematische Draufsichten auf den Schlepphebel mit Sperrklin- kenmechanismus.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Die Figuren 1, 2 zeigen einen Schlepphebel 1 eines Ventiltriebs einer Brenn- kraftmaschine. Dieser besteht aus einem Außenhebel 2, zwischen dessen Ar- men 3a, b ein zu diesem relativ verschwenkbeweglicher Innenhebel 4 ange- ordnet ist. Der Innenhebel 4 hat eine hier als Rolle ausgebildete Anlauffläche 5 für einen gegenlaufenden Nocken.

Im Bereich eines Endes 6 wirkt der Außenhebel 2 über eine Anlage 7 auf ein zeichnerisch nicht dargestelltes Ende eines Gaswechselventils im Hubsinn ein.

Am gegenüberliegenden Ende 8 ist der Außenhebel 2 über eine kalottenartige Komplementärfläche 9 auf einem Ende eines vorzugsweise hydraulischen Ab-

stützelements gelagert. Wie zu erkennen, ist der Innenhebel 4 im Bereich des einen Endes 6 über eine in den Armen 3a, b verlaufende Achse 10 ver- schwenkbeweglich gelagert.

Zur Verlagerung von später zu beschreibenden Koppelmitteln 11 im Innenhe- bel 4 ist an einer Außenseite 12 des Armes 3a ein elektromagnetisches Schalt- ventil 13 befestigt. Ein Anker 14 des Schaltventils 13 ist hier einteilig mit einem Schieber 15 als Koppelmittel 11 ausgebildet. Gezeigt ist in Figur 1 der Koppel- zustand des Schlepphebels 1. Wie zu erkennen, ist das Schaltventil 13 im Be- reich der Komplementärfläche 9 positioniert. Somit ist der negative Einfluß des Schaltventils 13 auf die bewegten Ventiltriebsmassen relativ gering.

Das Koppelmittel 11 ist im wesentlichen stabartig hergestellt. Es hat im Bereich seines einen Endes 17 eine scheibenartige Radialerweiterung 18. Gleichzeitig übergreift ein klinkenartiger Ansatz 19 einer Stirnseite 20 des Innenhebels 4 im hier gezeigten Koppelfall die Radialerweiterung 18. Dem Ansatz 19 liegt am Außenhebel 2 eine nockenseitige Führung 16 für die Radialerweiterung 18 gegenüber. Für den Entkoppelfall des Innenhebels 4 vom Außenhebel 2 wird das Schaltventil 13 im Nockengrundkreis derartig bestromt, daß dessen Anker 14 mit Koppelmittel 11 axial so weit in dessen Richtung gezogen wird, daß beim nachfolgenden Nockenhub der Ansatz 19 hinter dem Ende 17 seine Lost- Motion-Bewegung vollzieht. Somit bleibt das im Bereich der Anlage 7 beauf- schlagte Gaswechselventil geschlossen. -Der vorgenannte Mechanismus kann auch als Sperrklinkenmechanismus 21 bezeichnet werden.- Figur 2 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung wie Figur 1. Hier jedoch ist das Kop- pelmittel 11 im Innenhebel 4 kolbenartig ausgebildet und verläuft in einer Boh- rung 22 des Innenhebels 4. Letzterer geht in Richtung zu seiner Bohrung 22 in einen nockenseitig erhöhten Ansatz 23 über. Das Koppelmittel 11 erstreckt sich im Entkoppelzustand über eine gesamte Länge der Bohrung 22. Für den Koppelfall wird der Anker 14 derartig bestromt, daß er im Nockengrundkreis

aus dem Schaltventil 13 abschnittsweise ausfährt und somit über eine erste Trennfläche zwischen Außen-und Innenhebel 2,4 verlagert ist. Gleichzeitig wird hierdurch das Koppelmittel 11 abschnittsweise über eine der vorgenann- ten Trennfläche gegenüberliegende zweite Trennfläche verlagert. Über die beidseitige Kopplung liegt somit ein sehr kippsicherer Mechanismus mit gerin- ger Bauteilbelastung vor. Denkbar ist ggf. auch lediglich eine einseitige Kopp- lung. Im übrigen kann anstelle der Beaufschlagung durch das Schaltventil auch eine anderweitige Beaufschlagung wie eine pneumatische, mechanische, elek- tromechanische, magnetische u. ä. vorgesehen sein.

Schließlich offenbaren die Figuren 3a, b einen alternativ ausgebildeten Sperr- klinkenmechanismus 21. Hier hat, wie Figur 3b am besten zeigt, das beispiels- weise als Flachschieber ausgebildete Koppelmittel 11 einen endseitigen An- satz 25. Dieser kommuniziert für den Entkoppelfall mit einer komplementären Aussparung 26 im Bereich der Stirnseite 20 des Innenhebels 4. Für den Kop- pelfall wird, wie Figur 3a näher zeigt, das Koppelmittel 11 derartig axial verla- gert, daß der Ansatz 25 außerhalb der Aussparung 26 ist. Somit kommuniziert dieser Ansatz 25 und ggf. ein diesem diametral gegenüberliegender weiterer Ansatz 24 mit Sperrflächen 27 im Bereich der Stirnseite 20.

Bezugszahlenliste 1 Schlepphebel 2 Außenhebel 3a, b Arm 4 Innenhebel 5 Anlauffläche 6 Ende 7 Anlage 8 Ende 8a Ende 9 Komplementärfläche 10 Achse 11 Koppelmittel 12 Außenseite 13 Schaltventil 14 Anker 15 Schieber 16 Führung 17 Ende 18 Radialerweiterung 19 Ansatz 20 Stirnseite 21 Sperrklinkenmechanismus 22 Bohrung 23 Ansatz 24 Ansatz 25 Ansatz 26 Aussparung 27 Sperrfläche 28 Schwenkzentrum