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Title:
SWITCHABLE CAM FOLLOWER OF A VALVE DRIVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/068306
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switchable cam follower (1) of a valve drive of an internal combustion engine having an external and an internal lever (3, 4), the outer lever (3) having on one end a contact surface (6) for a head of a support element, wherein a drilled hole (7) with at least one coupling piston (8) extends in the region of the contact surface (6) which, when the levers (3, 4) are coupled, can be brought section by section into engagement with a drive surface (9) of the inner lever (4), wherein the drilled hole (7) is formed from exactly two stepped sections (13, 14) in which the coupling piston (8) extends with two stepped, complementary cover regions (15, 16), and said section (13)/ cover region (15) with the smaller diameter lies on the coupling side, and wherein a restriction of the travel of the coupling piston (8) is made in the coupling direction thereof via an arrangement of the annular region (17) of said coupling piston (8) between the cover regions (15, 16) thereof on an annular collar (18) between the sections (13, 14) of the drilled hole (7).

Inventors:
GEMEIN STEFAN (DE)
KRAUSE JOACHIM (DE)
LANG JENS (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/063414
Publication Date:
June 12, 2008
Filing Date:
December 06, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
GEMEIN STEFAN (DE)
KRAUSE JOACHIM (DE)
LANG JENS (DE)
International Classes:
F01L1/18; F01L13/00
Foreign References:
US5544626A1996-08-13
US20070039573A12007-02-22
US6318318B12001-11-20
US4611558A1986-09-16
EP1724447A12006-11-22
US6966291B12005-11-22
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 Außen- und einem zwischen dessen Armen (2) oder an dessen Arm verlaufenden Innenhebel (3, 4), wobei beide Hebel (3, 4) zueinander relativ verschwenkbeweglich sind und dem Außenhebel (3) einenends an seiner Unterseite (5) eine Kontaktfläche (6) für einen Kopf eines Abstützelements sowie anderenends eine Anlage für wenigstens ein Gaswechselventil immanent ist, wobei im Bereich der Kontaktfläche

(6) eine Bohrung (7) mit zumindest einem Koppelkolben (8) verläuft, der für einen Koppelfall der Hebel (3, 4) abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (9) des im Entkoppelfall abschwenkenden Innenhebels (4) in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite (11 ) zumindest des In- nenhebels (4) eine Anlauffläche (12) für einen Hubnocken appliziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) aus zwei gestuften Abschnitten (13, 14) dargestellt ist, in denen der aus zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen (15, 16) bestehende Koppelkolben (8) verläuft, welcher Abschnitt (13)/ Mantelbereich (15) mit dem geringeren Durchmesser koppelseitig liegt, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in dessen Koppelrichtung über eine Anlage dessen Ringbereichs (17) zwischen seinen Mantelbereichen (15, 16) an einem Ringkragen (18) zwischen den Abschnitten (13, 14) der Bohrung (7) dargestellt ist.

2. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) längs sowie durchgehend im Außenhebel (3) verläuft, wobei die Mitnehmerfläche (9) am Innenhebel (4) entweder als schalenartige Unterseite an oder als Bohrung / Fenster in einem endseitigen Querbe- reich (19) des Innenhebels (4) vorliegt, wobei sich die Bohrung (7) für den Koppelkolben (8) in einem Bereich oberhalb oder lateral der kalottenartig ausgebildeten Kontaktfläche (6) erstreckt.

3. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (8) in Koppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder (20) und in Entkoppelrichtung über aus der Kon- taktfläche (6) heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist, welche

Schraubendruckfeder (20) einenends gegen eine Außenstirn (21 ) des Koppelkolbens (8) sowie anderenends gegen einen koppelfernen Anschlagring (22) in der Bohrung (7) wirkt, wobei das Hydraulikmittel aus der Kontaktfläche (6) über einen Direktkanal (23) in einen Ringraum (24) koppelseitig vor dem Ringbereich (17) des Koppelkolbens (8) leitbar ist.

4. Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (22) in koppelferne Richtung an einem in der Bohrung (7) verlaufenden Sicherungselement (25) wie einem Sprengring wegbegrenzt ist.

5. Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (22) in Koppelrichtung an einer Ringschulter (26) einer

Durchmessererweiterung (27) des Abschnitts (14) der Bohrung (7) mit dem größeren Durchmesser wegbegrenzt ist.

6. Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (20) in einer Ringaussparung (29) des Anschlagrings (22) radial geführt ist.

7. Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (20) einenends in einem Sackloch (28) der Außenstirn (21 ) des Koppelkolbens (8) einsitzt.

8. Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) derartig schräg zu einer zumindest in etwa orthogonal von Axiallinien des Gaswechselventils sowie Abstützelements bei Einbau geschnittenen Längsmittelebene des Außenhebels (3) angestellt ist, dass sie oder deren gedachte Verlängerung mit ihrem koppelfernen Ende oberhalb und mit ihrem koppelseitigen Ende unterhalb der Längsmittelebene liegt.

9. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (8) in Entkoppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder und in Koppelrichtung über aus der Kontaktfläche (6) heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist, welche Schraubendruckfeder einenends gegen den Ringbereich (17) des Koppelkolbens (8) sowie anderenends gegen den Ringkragen (18) der Bohrung (7) wirkt.

10. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (7) als vom Nockenhub abschaltbar ausgelegt ist, wobei die Anlauffläche (12) für den Hubnocken am Innenhebel (4) als drehbare Rolle 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 Außen- und einem zwischen dessen Armen oder an dessen Arm verlaufenden Innenhebel, wobei beide Hebel zueinander relativ verschwenkbeweglich sind und dem Außenhebel einenends an seiner Unterseite eine Kontaktfläche für einen Kopf eines Abstützelements sowie an- derenends eine Anlage für wenigstens ein Gaswechselventil immanent ist, wobei im Bereich der Kontaktfläche eine Bohrung mit zumindest einem Koppelkolben verläuft, der für einen Koppelfall der Hebel abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche des im Entkoppelfall abschwenkenden Innenhebels in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite zumindest des Innenhebels eine Anlauffläche für einen Hubnocken appliziert ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Schlepphebel geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 10 2004 051 422 A1 hervor. In dessen Bohrung für den Koppelkolben ist end- seitig eine Anschlagbuchse eingepresst. Durch Letztere verläuft ein den Koppelkolben verlängernder Rohrabschnitt, welcher außen in einen Tellerbereich übergeht. Der Koppelkolben erfährt über den Tellerbereich an der Anschlagbuchse eine Wegbegrenzung in dessen Koppelrichtung. Die Buchse dient au- ßerdem als einenendige Abstützung für die Schraubendruckfeder. Außerdem kann ein Innenstirnbereich der Buchse als Wegbegrenzung für den Koppelkolben in dessen Entkoppelrichtung dienen.

Nachteilig ist es bei der vorgenannten Ausgestaltung, dass der Fertigungs- und Montageaufwand für die Buchse relativ hoch ist. So muss diese hinsichtlich ihrer Einpresskraft und ihres Weges genau definiert in die Bohrung für den Koppelkolben eingebracht werden. Somit ist dem Fachmann klar, dass in diesem Bereich eine äußerst genaue Tolerierung bzw. Zupaarung erforderlich ist. Ein zu starkes Einpressen der Buchse kann zu einer unerwünschten Materialverformung im Bohrungsbereich führen. Auch besteht die Gefahr, dass die Buchse sich während des Betriebs des Schlepphebels löst und es somit zu einem Totalausfall des Koppelmechanismus kommt.

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.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Bohrung aus zwei gestuften Abschnitten dargestellt ist, in denen der aus zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen bestehende Koppelkolben verläuft, welcher Abschnitt / Mantelbereich mit dem geringeren Durchmesser koppelseitig liegt, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens in dessen Koppelrichtung über eine Anlage dessen Ringbereichs zwischen seinen Mantelbereichen an einem Ringkragen zwischen den Abschnitten der Bohrung dargestellt ist.

Zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, denen auch selbständig schutzfähige Maßnahmen immanent sein können.

Somit liegt ein schaltbarer Schlepphebel vor, der im Bereich seines Koppelmechanismus deutlich vereinfacht aufgebaut ist und der sich leicht montieren lässt. Es ist lediglich erforderlich, die Bohrung für den Koppelkolben aus zwei gestuften Abschnitten darzustellen (ggf. sind auch mehr als zwei Stufen denk- bar), in welchen dann der ebenfalls zweigestufte Koppelkolben verläuft. Durch die vorgenannte Anlage des Ringbereichs des Koppelkolbens an dem Ringkragen der Bohrung ist dessen Endposition in Koppelrichtung sicher determiniert. Im übrigen kann auch der Abschnitt mit dem größeren Durchmesser kop- pelseitig liegen, in dem dann entsprechend der Koppelkolben mit dem größe- ren Durchmesser verläuft.

Ggf. kann die Bohrung auch in Entkoppelrichtung einen weiteren Ringkragen besitzen, durch den die Entkoppelposition des Koppelkolbens festlegbar ist. Auch können der Ringbereich sowie der Ringkragen kegelförmig angestellt sein. Zweckmäßigerweise soll der Koppelkolben einteilig ausgebildet sein. Ggf. ist auch dessen zweiteilige Ausbildung denkbar und vorgesehen.

Aufgrund des Wegfalls der Anschlagbuchse aus dem Stand der Technik kann der gesamte Koppelmechanismus axial und ggf. auch radial kleiner bauen.

Fertigungstechnisch besonders einfach ist es, die Bohrung längs durchgehend darzustellen. Die Mitnehmerfläche des im Entkoppelfall abschwenkenden Innenhebels kann entweder als schalenartige Unterseite an einem Querbereich des Innenhebels oder auch als Bohrung / Fenster ausgebildet sein, unter oder in die der Koppelkolben im Koppelfall einfährt.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Koppelkolben mit seiner Bohrung als so genannter „Längsverriegler" ausgebildet ist. Ebenfalls besonders bevorzugt ist es, den Koppelkolben schräg unter die entsprechende Mitnehmerfläche fahren zu lassen.

Der erfindungsgemäße Schlepphebel kann entweder als Ventilhubabschalter oder als Ventilhubumschalter ausgebildet sein.

Als Gegenlauffläche am Innenhebel (Ventilhubabschalter) ist es vorschlags- gemäß vorgesehen, wenigstens eine drehbare Rolle zu applizieren. Diese soll vorzugsweise über Nadeln auf einem Bolzen verlaufen. Ggf. ist in diesem Bereich auch eine Gleitlagerung denkbar und vorgesehen.

Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist es vorgeschlagen, dass der Koppel- kolben in dessen Koppelrichtung über Druckfederkraft beaufschlagt ist. Eine

Rückstellung des Koppelkolbens soll hierbei über Hydraulikmittel erfolgen, das aus dem Abstützelement über die Kontaktfläche heranleitbar ist. Dabei liegt in

Koppelrichtung axial vor dem Ringkragen des Koppelkolbens ein Ringraum für das Hydraulikmittel. Somit kann auf separate Maßnahmen zur Schaffung eines Druckraums verzichtet werden .

Um axialen Bauraum zu sparen, soll vorzugsweise die wenigstens eine Druckfeder in einem Sackloch im Bereich der einen Außenstirn des Koppelkolbens verlaufen.

Des Weiteren sieht die Erfindung einfache Maßnahmen einer anderenendigen Abstützung der wenigstens einen Druckfeder vor. Diese kann an einem separaten Anschlagring anliegen, der in dem koppelfernen, größeren Bohrungsabschnitt zumindest mittelbar befestigt ist. Zwar kann der Anschlagring unmittel- bar in diese Bohrung eingepresst sein, denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, diesen über einen einfachen Sprengring oder dergleichen in der Bohrung zu fixieren, welcher Sprengring in einer entsprechenden Ringnut der Bohrung verläuft.

Ggf. kann der größere Abschnitt der Bohrung, in welchem der Anschlagring mit Sicherungselement (Sprengring) verläuft, als dritte Bohrungsstufe ausgebildet

sein, so dass der Anschlagring axial nach innen an einer Ringschulter dieser Stufe eine Wegbegrenzung erfährt.

Zudem ist eine Lösung denkbar und vorgesehen, bei welcher die Schrauben- druckfeder letztlich in dem vorgenannten Ringraum verläuft und somit den Koppelkolben in dessen Entkoppelrichtung verlagert. Eine Verschiebung des Koppelkolbens in dessen Koppelrichtung soll dann über Hydraulikmittel erfolgen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur einen Teillängsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schlepphebel im Bereich dessen Koppelmechanismus.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Dargestellt ist ein Teillängsschnitt durch einen schaltbaren Schlepphebel 1 im Bereich dessen Koppelmechanismus. Der anderenendige Bereich mit einer Anlage für das Gaswechselventil ist der Einfachheit halber zeichnerisch nicht dargestellt.

Der Schlepphebel 1 besteht aus einem Außenhebel 3, zwischen dessen Armen 2 ein abschwenkbarer Innenhebel 4 verläuft. An einer Unterseite 5 des Außenhebels 3 ist an einem Ende eine Kontaktfläche 6 zur Lagerung des Schlepphe- bels 1 auf einem Kopf eines Abstützelements appliziert. Am anderen Ende des Schlepphebels 1 hat der Außenhebel 3, ebenfalls an der Unterseite 5, eine Anlage für zumindest ein Gaswechselventil.

Oberhalb der Kontaktfläche 6 verläuft eine hier schräg angeordnete Bohrung 7 für einen Koppelkolben 8. Diese Bohrung 7 besteht aus zwei Abschnitten 13,

14, von denen der Abschnitt 13 (axial innen) einen geringeren Durchmesser als

der Abschnitt 14 (axial außen) besitzt. Zwischen beiden Abschnitten 13, 14 ist ein Ringkragen 18 gebildet.

Im Bereich seiner koppelfernen Außenstirn 21 hat der Koppelkolben 8 ein Sackloch 28. In diesem ist eine Schraubendruckfeder 20 einenends abgestützt.

Diese wirkt anderenends gegen einen separaten Anschlagring 22, wobei sie genauer gesagt in einer Ringaussparung 29 des vorgenannten Anschlagrings

22 sitzt. Der Anschlagring 22 erfährt eine axiale Wegbegrenzung nach außen an einem Sicherungselement 25 wie einem Sprengring, der in einer nicht näher bezeichneten Ringnut der Bohrung 7 verläuft.

Wie des Weiteren zu erkennen ist, erfährt der Anschlagring 22 eine Wegbegrenzung in Koppelrichtung an einer Ringschulter 26 in dem Abschnitt 14 der Bohrung 7. Somit kann diese Bohrung 7 insgesamt dreigestuft ausgebildet sein.

Dargestellt ist die Koppelposition des Koppelkolbens 8. Letzterer untergreift eine endseitige Mitnehmerfläche 9 eines Querbereichs 19 des Innenhebels 4. Diese Mitnehmerfläche 9 ist komplementär zu dem entsprechenden Abschnitt 13 des Koppelkolbens 8 ausgebildet. über den vorgenannten Ringkragen 18 zwischen den Abschnitten 13, 14 der Bohrung 7 erfährt der Koppelkolben 8 mit seinem Ringbereich 17 eine einfache und definierte Anschlagposition in Koppelrichtung. Auf zusätzliche Anschlagbuchsen, wie aus dem beschreibungseinleitend zitierten Stand der Technik hervorgehend, kann somit verzichtet wer- den.

Ein Anschlag für den Koppelkolben 8 in dessen Entkoppelrichtung kann über Anlage dessen Außenstirn 21 an dem Anschlagring 22 erfolgen. Der Koppelmechanismus ist so ausgelegt, dass die Schraubendruckfeder 20 hierbei nicht „auf Block" geht.

Aufgrund der abschnittsweisen Anordnung der Schraubendruckfeder 20 in dem Sackloch 28 des Koppelkolbens 8 ist ein Beitrag für einen axial relativ kurz bauenden Koppelmechanismus geleistet.

Wie des Weiteren dargestellt, ist als Anlauffläche 12 für einen Großhubnocken am Innenhebel 4 eine wälzgelagerte Rolle vorgesehen. Anstelle dieser Rolle kann auch eine Gleitfläche in diesem Bereich appliziert sein. Zudem verringert der schräge Verlauf des Koppelkolbens 8 ggf. die Bauhöhe des gesamten Schlepphebels 1 bzw. kann der Querbereich 19 des Innenhebels 4 hier ausrei- chend „hoch" gebaut werden.

Liste der Bezugszahlen

1 ) Schlepphebel

2) Arm 3) Außenhebel

4) Innenhebel

5) Unterseite

6) Kontaktfläche

7) Bohrung 8) Koppelkolben

9) Mitnehmerfläche

10)nicht vergeben

11 )Oberseite

12)Anlauffläche 13)Abschnitt

14)Abschnitt

15)Mantelbereich

16)Mantelbereich

17)Ringbereich 18)Ringkragen

19)Querbereich

20)Schraubendruckfeder

21 )Außenstirn

22)Anschlaghng 23)Direktkanal

24)Ringraum

25)Sicherungselement

26)Ringschulter

27)Durchmessererweiterung 28)Sackloch

29)Ringaussparung