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Patent Searching and Data


Title:
SWITCHABLE CAM FOLLOWER LEVER FOR THE VALVE TRAIN OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/037663
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a switchable cam follower lever (1) for the valve train of an internal combustion engine, said lever having an inner lever (3) and an outer lever (4) that surrounds the inner lever with two arms (2). One end (6) of the inner lever (3) is provided with a structure (7) for a gas exchange valve and the other end (8) is provided with a complementary surface (9) for a support element. Each arm (2) of the outer lever (4) has a bearing surface (10) for a large eccentric cam and the inner lever (3) has a bearing surface (11) for a small eccentric cam. Both levers (3, 4) can be interconnected by means of coupling elements (12) that are situated in the inner lever (3) above the complementary surface (9) in such a way that when coupled, a large valve lift is produced and when uncoupled, a smaller valve lift is produced. In addition, the levers (3, 4) at one end (6) run around a common shaft (13). A helical coiled spring (14) that acts as a lost-motion spring is positioned laterally on the external faces (15) of the cam follower lever (1), on end pieces (16) that project from the shaft (13). The shaft (13) can thus be placed closer to a transversal central plane of the cam follower lever (1) than in solutions comprising a helical coiled spring that is enclosed by the inner lever (3) on a shaft (13). This reduces the moment of inertia and improves the lever's rigidity.

Inventors:
ROERIG BODO (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/060029
Publication Date:
April 03, 2008
Filing Date:
September 21, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
ROERIG BODO (DE)
International Classes:
F01L13/00; F01L1/18
Foreign References:
DE10310226A12004-09-16
DE10310219A12004-09-16
DE10155801A12003-05-22
DE10226822A12004-01-08
US5544626A1996-08-13
Attorney, Agent or Firm:
SCHAEFFLER KG (Herzogenaurach, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Schaltbarer Schlepphebel (1 ) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschi- ne, mit einem Innen- und einem diesen mit seinen Armen (2) umschließenden sowie relativ hierzu verschwenkbeweglichen Außenhebel (3, 4), wobei der Innenhebel (3) an einer Unterseite (5) an einem Ende (6) eine Anlage (7) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (8) eine Komplementärfläche (9) für ein Abstützelement sowie der Außenhebel (4) auf wenigstens einem Arm (2) eine Anlauffläche (10) für einen Großhubnocken und der Innenhebel (3) eine Anlauffläche (1 1 ) für einen Kleinoder O-Hubnocken besitzt, wobei die Hebel (3, 4) über Koppelmittel (12) derartig miteinander verbindbar sind, dass bei Kopplung ein großer und bei Entkopplung ein kleiner oder O-Ventilhub generiert ist und wobei die Hebel (3, 4) an einem der Enden (6, 8) auf einer gemeinsamen Achse

(13) verlaufen, die von wenigstens einer Drehschenkelfeder (14) als Lost-Motion-Feder umragt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschenkelfeder (14) seitlich außerhalb an wenigstens einer Außenseite (15) vom Schlepphebel (1 ) auf einem von diesem abragenden Endstück (16) der Achse (13) positioniert ist.

2. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das abragende Endstück (16) einteilig mit der Achse (13) ausgebildet ist.

3. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das abragende Endstück (16) als separates Bauteil dargestellt und durch ein Befestigungsverfahren wie Pressen, Klipsen, Schweißen, Kleben, Ver- stemmen oder durch eine Sicherungsringverbindung auf / mit der Achse (13) fixiert ist.

4. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein einenendig von Windungen (17) der Drehschenkelfeder (14) abragender erster Schenkel (18) unter eine von dem jeweiligen Arm (2) des Außenhebels (4) seitlich abstehende Anlage (19) greift, wobei ein anderenendig von den Windungen (17) der Drehschenkelfeder (14) ausgehender zweiter Schenkel (20) unter eine Anschlagfläche (21 ) des Innenhebels (3) gekröpft ist, welche Anschlagfläche (21 ) über die Achse (13) längs an dem einen Ende (6) hinaussteht.

5. Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig der Außenseiten (15) des Schlepphebels (1 ) je eine Drehschenkelfeder (14) appliziert ist, deren anderenendige zweite Schenkel (20) zur Bildung einer Gesamtfeder miteinander verbunden sind.

6. Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (19) für den einenendig von der Drehschenkelfeder (14) abstehenden ersten Schenkel (18) als Bestandteil der flügelartig von dem entsprechenden Arm (2) des Außenhebels (4) orthogonal wegstehenden Anlauffläche (10) dargestellt ist und an einer Unterseite (23) dieser ver- läuft.

7. Schlepphebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (19) für den ersten Schenkel (18) an der Unterseite (23) der Anlauffläche (22) als von diesem zapfenartig parallel zum Arm (2) abstehender Ansatz (24) mit wenigstens einer lateralen Führungsfläche (25) dargestellt ist.

8. Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die An- schlagfläche (21 ) für den anderenendig von der Drehschenkelfeder (14) abstehenden zweiten Schenkel (20) als fingerartige Verlängerung (26) des einen Endes (6) am Innenhebel (3) vorgesehen ist.

9. Schlepphebel nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenhebel (3) zumindest im Abschnitt zwischen dessen Anlauffläche (1 1 ) und der Achse (13) aus zwei weitestgehend gerade verlaufenden Abschnitten (27) besteht, die eine Rolle oder eine Gleitfläche als die Anlauffläche (1 1 ) einschließen.

10. Schlepphebel nach Anspruch 9, sofern auf Anspruch 8 rückbezogen dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige fingerartige Verlängerung (26) einteiliger, gerade abstehender Bestandteil des respektiven Abschnitts (27) des Innenhebels (3) ist.

11. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (13) an dem Ende (6) des Innenhebels (3) mit der Anlage (7) für das Gaswechselventil verläuft und in Seitenansicht gesehen oberhalb der Anlage (7) etwa mittig zu dieser oder von der Mitte der Anlage (7) in Richtung Hebelmitte versetzt verläuft, wobei die Komplementärfläche (9) für das Abstützelement als kalottenartige Einformung an dem anderen Ende (8) des Innenhebels (3) ausgebildet ist sowie oberhalb oder seitlich dieser eine öffnung (28) für das schieberartige Koppelmittel (12) verläuft, das für den Koppelfall in oder unter eine Mitnehmerfläche (29) des Außenhebels (4) längs oder quer abschnittsweise ausfahrbar ist.

12. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die An- lauffläche (1 1 ) des Innenhebels (3) als wälz- oder gleitgelagerte Rolle und die wenigstens eine Anlauffläche (10) des Außenhebels (4) als Gleitfläche dargestellt ist.

Description:

Bezeichnung der Erfindung

Schaltbarer Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Innen- und einem diesen mit seinen Armen um- schließenden sowie relativ hierzu verschwenkbeweglichen Außenhebel, wobei der Innenhebel an einer Unterseite an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement sowie der Außenhebel auf wenigstens einem Arm eine Anlauffläche für einen Großhubnocken und der Innenhebel eine Anlauffläche für einen Klein- oder O-Hubnocken besitzt, wobei die Hebel über Koppelmittel derartig miteinander verbindbar sind, dass bei Kopplung ein großer und bei Entkopplung ein kleiner oder O-Ventilhub generiert ist und wobei die Hebel an einem der Enden auf einer gemeinsamen Achse verlaufen, die von wenigstens einer Drehschenkelfeder als Lost-Motion-Feder umragt ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Schlepphebel geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 103 10 226 A1 hervor. Dieser hat an einem unmittelbaren ventilseitigen Ende eine Verbindungsachse, auf dem die Hebelteile relativ zueinander verschwenk- beweglich gelagert sind. Am anderen Ende ist im Innenhebel, im Bereich ober-

halb einer Komplementärfläche zur Lagerung auf einem Kopf eines Abstützelements, ein längs verschiebliches Koppelmittel (Kolben) vorgesehen, das für einen Koppelfall unter einen Querbügel verlagerbar ist, der Arme des Außenhebels endseitig verbindet. Auf der Verbindungsachse verläuft, vom Innenhebel eingeschlossen, eine Lost-Motion-Feder.

Dem Fachmann ist klar, dass die Achse mit Lost-Motion-Feder beabstandet von der Rolle als Nockenanlauffläche im Innenhebel ausgeführt sein muss. Somit liegt die Achse mit masseerhöhender Lost-Motion-Feder relativ weit vom Schwenkpunkt des gesamten Hebels entfernt. Der Schlepphebel hat hierdurch ein unnötig hohes Massenträgheitsmoment um diesen Punkt. Gleichfalls liegt auf der Hand, dass auch der Außenhebel im entkoppelten Zustand wegen der weit am einen Ende liegenden Achse ein unnötig hohes Massenträgheitsmoment besitzt. Am Außenhebel findet bei dessen Kopplung eine ggf. zu große Durchbiegung bei Nockenbeaufschlagung statt, die durch entsprechende Versteifungsmaßnahmen gegengehalten werden muss. Durch den notwendigen Bauraum zur Integration der Lost-Motion-Feder im Innenhebel baut der Schlepphebel als solcher an dem einen Ende insgesamt gesehen nachteilig breit.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Drehschenkelfeder seitlich außerhalb an wenigstens einer Außenseite vom Schlepphebel auf einem von diesem abragenden Endstück der Achse positioniert ist.

Hierdurch sind die vorbeschriebenen Nachteile wirkungsvoll beseitigt. Insbesondere kann durch die axial nach außen verlagerte Lost-Motion-Feder die Achse konstruktiv näher in Richtung Quermittelebene des Schlepphebels verla- gert werden. Somit liegt ein insgesamt steiferer Schlepphebel mit geringerem Massenträgheitsmoment vor. Auch die vorgenannte Durchbiegung des Außenhebels bei dessen Kopplung ist verringert.

Wird, wie in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, der Innenhebel zumin- dest im Bereich zwischen seiner Anlauffläche und der Achse oder darüber hinaus bis zu den fingerartigen Verlängerungen komplett „gerade" dargestellt, ist ein zusätzlicher Beitrag in Richtung Massereduzierung geleistet. Ein Negativbeispiel hierzu zeigt die DE 103 18 295 A1 mit am einen Ende nach außen gekröpften Bereichen des Innenhebels zur Aufnahme der Lost-Motion-Feder.

Vorgesehen kann es sein, nur eine aus zwei Teilabschnitten bestehende Drehschenkelfeder vorzusehen, die im Bereich ihrer zweiten Schenkel miteinander verbunden ist. Jedoch kann auch nur insgesamt eine Drehschenkelfeder an einer Außenseite des Schlepphebels verlaufen oder es sind zwei separate Drehschenkelfedern vorgesehen, die nicht im Bereich ihrer zweiten Schenkel miteinander verbunden sind.

Vorteilhaft ist es, wenn die abragenden Endstücke einteilig mit der Achse ausgebildet sind. Hier, wie auch bei der nachfolgend beschriebenen Variante, ist an gestufte bzw. ungestufte Varianten gedacht. Jedoch kann es auch vorgesehen sein, die Endstücke als separate Bauteile auszubilden und beispielsweise durch ein Befestigungsverfahren wie Pressen, Klipsen, Schweißen, Kleben, Ver- stemmen oder durch eine Sicherungsringverbindung mit der Achse zu fixieren. Klar ist, dass sich eine derartig gebaute Variante gegebenenfalls relativ leicht montieren lässt. Auch liegt auf der Hand, dass durch die „nach außen" verlagerte Anordnung der Lost-Motion-Feder deren Montage erleichtert ist.

Einfache Anlagemöglichkeiten der Schenkel der Drehschenkelfeder sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. So kann der erste Schenkel unter eine von dem jeweiligen Arm des Außenhebels seitlich abstehende Anlage greifen, die in Fortbildung der Erfindung Bestandteil einer flügelartig abstehenden Anlauffläche des Außenhebels ist. Zur weiteren Fixierung ist es vorteilhaft, wenn dieser erste Schenkel an einer lateralen Führungsfläche eines zapfenartig von der Unterseite der Anlauffläche abstehenden Ansatzes anliegt.

Der zweite Schenkel der Lost-Motion-Feder kann, so wie in Unteranspruchs- form vorgeschlagen, unter eine fingerartige Verlängerung des einen Endes des Innenhebels gebogen/gekröpft verlaufen.

Als Nockenanlaufflächen sind am Schlepphebel Gleitflächen oder Rollen vorgesehen. Dabei kann der Schlepphebel als sog. Längs- oder Querverriegler dar- gestellt sein, wobei die Koppelmittel beispielsweise oberhalb der kalottenförmi- gen Komplementärfläche für das Abstützelement im Innenelement verlaufen und für den Koppelfall unter eine respektive Mitnehmerfläche des Außenhebels verlagert werden können.

Durch das konstruktive Verlagern der Achse in Richtung Quermittelebene des Schlepphebels kann die Achse in Seitenansicht auf den Schlepphebel gesehen in etwa mittig zur Anlage für das Gaswechselventil jedoch auch von dieser Mitte in Richtung zur Quermittelebene weggerückt verlaufen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßiger Weise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine räumliche Ansicht auf den Schlepphebel und

Figur 2 einen Längsschnitt entlang einer Längsmittelebene durch den

Schlepphebel nach Figur 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Dargestellt ist ein schaltbarer Schlepphebel 1 , eines Ventiltriebs einer Brenn- kraftmaschine. Dieser besteht aus einem hier in Draufsicht kastenähnlichen Außenhebel 4, zwischen dessen Armen 2 ein Innenhebel 3 verläuft. Der Innenhebel 3 hat (siehe auch Figur 2) an einer Unterseite 5 an einem Ende 6 eine Anlage 7 für ein Gaswechselventil. Am anderen Ende 8 besitzt der Innenhebel 3 eine Komplementärfläche 9 zur verschwenkbeweglichen Lagerung auf einem Kopf eines zeichnerisch hier nicht dargestellten Abstützelements. Die Arme 2 des Außenhebels 4 haben in etwa in ihrem Mittenbereich je eine als Gleitfläche ausgebildete Anlauffläche 10 für einen entsprechenden Großhubnocken. Anstelle dieser Gleitflächen können auch Rollen vorgesehen sein. Der Innenhebel 3 hingegen besitzt im gleichen Mittenabschnitt eine Rolle als Anlauffläche 1 1 für einen Niedrighubnocken.

Im Bereich des einen Endes 6 verläuft quer eine Achse 13. Auf dieser Achse 13 sind die Hebel 3, 4 verschwenkbeweglich zueinander gelagert. Es ist zu erkennen, dass der Innenhebel 3 über seine gesamte Längserstreckung weitestge- hend gerade ausgebildet ist und nur eine geringe Breite besitzt.

In Längsrichtung gesehen (zum Ende 6 hin) geht der Innenhebel 2 hinter der Achse 13 in zwei fingerartige Verlängerungen 26 über. Am gegenüberliegenden anderen Ende 8 hat der Innenhebel 2 oberhalb der Komplementärfläche 9 eine als Bohrung ausgebildete öffnung 28 für ein schieberartiges Koppelmittel 12, das hier im Entkoppelzustand dargestellt ist. Soll eine Kopplung der beiden Hebel 3, 4 miteinander für einen Großhubfall erfolgen, so wird das Koppelmittel 12 im Nockengrundkreis aus seiner öffnung 28 in Richtung zum anderen Ende 8 soweit heraus verlagert (beispielsweise hydraulisch bewerkstelligt), dass es unter eine Mitnehmerfläche 29 am bügelartigen anderen Ende 8 des Außenhe- bels 4 greift.

Des Weiteren ist den Figuren zu entnehmen, dass eine Drehschenkelfeder 14 als Lost-Motion-Feder vorgesehen ist. Diese ist seitlich außerhalb an beiden Außenseiten 15 vom Schlepphebel 1 auf von der Achse 13 abragenden End- stücken 16 mit den Bereichen ihrer Windungen 17 angeordnet. Die Endstücke 16 können ein- oder mehrteilig mit der Achse 13 verbunden sein.

Erste Schenkel 18 der Drehschenkelfeder 14 wirken im Verdrehsinn von der Unterseite 5 weg unter eine seitlich abstehende Anlage 19 als Bestandteil der Anlauffläche 10, wobei sie genauer gesagt an einem Ansatz 24 von der Unterseite 19 weg anschlagen und eine seitliche Führung über eine entsprechende Führungsfläche 25 erfahren.

Ein entsprechender zweiter Schenkel 20 der Drehschenkelfeder 14 verläuft unmittelbar innen an der Außenseite 15 abgekröpft unter einer Anschlagfläche 21 der entsprechenden Verlängerung 26 des Innenhebels 3 und wirkt somit auf den Innenhebel 3 „von unten" im Verdrehsinn ein.

Wie des Weiteren zu erkennen, ist die beidseitige Drehschenkelfeder 14 als Gesamtfeder dargestellt und im Bereich unterhalb der Verlängerungen 26 miteinander verbunden. Denkbar und vorgesehen sind auch hier separate Ausführungsformen bzw. ist eine Variante, bei der lediglich an einer Außenseite 15 des

Schlepphebels 1 auf einem Endstück 16 der Achse 13 eine Drehschenkelfeder 14 appliziert ist.

Bezugszeichenliste

1 ) Schlepphebel

2) Arm 3) Innenhebel

4) Außenhebel

5) Unterseite

6) eines Ende

7) Anlage 8) anderes Ende

9) Komplementärfläche

10) Anlauffläche 11 )Anlauffläche 12) Koppelmittel 13) Achse

14) Drehschenkelfeder 15)Außenseite

16) Endstück

17) Windungen 18)erster Schenkel

19) Anlage 20)zweiter Schenkel 21 )Anschlagfläche 22) nicht vergeben 23) Unterseite

24) Ansatz

25) Führungsfläche 26)Verlängerung 27)Abschnitt 28)öffnung

29) Mitnehmerfläche