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Title:
SWITCHABLE CAM LEVER OF A VALVE DRIVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/068251
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a switchable cam lever (1) of a valve drive of an internal combustion engine having an external and an internal lever (3, 4), the internal lever (4) 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 outer lever (3), 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), wherein a restriction of the travel of the coupling piston (8) is made in one direction 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/EP2007/063265
Publication Date:
June 12, 2008
Filing Date:
December 04, 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
DE102004051422A12006-05-24
DE102004017103A12005-10-27
US5615647A1997-04-01
JPH06307220A1994-11-01
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 Innenhebel (4) 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 Außenhebels (3) in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite (11 ) zumindest des Außenhebels (3) wenigstens eine Anlauffläche (12) für einen Hubnocken appliziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) aus genau zwei gestuften Abschnitten (13, 14) dargestellt ist, in denen der Koppelkolben (8) mit zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen (15, 16) verläuft, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in eine Richtung über eine Anlage des- sen 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 der Abschnitt (14) der Bohrung (7) und der Mantelbereich (16) des Koppelkolbens (8) koppelseitig mit dem geringeren Durchmesser liegt, so dass eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in Koppelrichtung darge- stellt ist [Fig. 2].

3. Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (8) in Koppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder (20) und in Entkoppelrichtung über aus der Kontaktfläche (6) heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist, welche Schraubendruckfeder (20) einenends gegen eine Innenstirn (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) 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 / einer Scheibe / einem Käppchen wegbegrenzt ist.

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

6. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (14) der Bohrung (7) und der Mantelbereich (16) des Koppel- kolbens (8) koppelseitig mit dem größeren Durchmesser liegt, so dass eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens (8) in dessen Entkoppelrichtung vorliegt [Fig. 1].

7. Schlepphebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelkolben (8) in Entkoppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder (20) und in Koppelrichtung über aus der Kontakt-

fläche (6) heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist, welche Schraubendruckfeder (20) einenends gegen einen Teller (10) wirkt, der Bestandteil einer durch die Schraubendruckfeder (20) geführten, koppelfernen Verlängerung des Koppelkolbens (8) ist, sowie anderenends ge- gen eine koppelseitige Anschlagfläche des Innenhebels (4) wirkt, wobei das Hydraulikmittel aus der Kontaktfläche (6) über einen Direktkanal (23) in einen Ringraum (24) vor dem Ringbereich (17) des Koppelkolbens (8) leitbar ist.

8. Schlepphebel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) in einem Bereich oberhalb oder lateral der kalottenartig ausgebildeten Kontaktfläche (6) längs sowie entweder durchgehend oder als Sackbohrung im Innenhebel (4) verläuft, wobei die Mitnehmerfläche (9) entweder als schalenartige Unterseite an einem oder als Bohrung / Fenster in einem stirnseitigen Querbereich (19) am Außenhebel (3) endseitig hinter dem Innenhebel (4) vorliegt.

9. Schlepphebel nach Anspruch 8, 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 zumindest deren gedachte Verlängerung koppelfern ober- halb und koppelseitig unterhalb der Längsmittelebene liegt.

10. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (1 ) als auf unterschiedliche Nockenhübe umschaltbar aus- gelegt ist, wobei hierfür die Oberseite (11 ) des Außenhebels (3) von wenigstens einem Großhubnocken und die Oberseite des Innenhebels (4) von einem Kleinhubnocken beaufschlagbar 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 Innenhebel 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 Außenhebels in Eingriff bringbar ist und wobei an einer Oberseite zumindest des Außenhebels wenigstens eine Anlauffläche für einen Hubnocken appliziert ist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Schlepphebel sind der Fachwelt bekannt. In die jeweilige Bohrung für den Koppelkolben ist endseitig 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 außerdem als einenendige Abstützung für die Schrau- bendruckfeder. 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 die- sem 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 genau zwei gestuften Abschnitten dargestellt ist, in denen der Koppelkolben mit zwei gestuften, komplementären Mantelbereichen verläuft, wobei eine Wegbegrenzung des Koppelkolbens in eine Richtung 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 be-

sonders bevorzugt zwei gestuften Abschnitten darzustellen (ggf. sind auch mehr als zwei Stufen denkbar), 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 Koppel- oder Entkoppelrichtung sicher determiniert.

Ggf. kann die Bohrung in beide Richtungen einen Ringkragen besitzen, durch den die Bewegung des Koppelkolbens in beide Richtungen festlegbar ist. Auch können der Ringbereich sowie der Ringkragen kegelförmig angestellt sein. Zweckmäßigerweise soll der Koppelkolben einteilig ausgebildet sein. Ggf. ist auch dessen mehrteilige 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 Außenhebels kann beispielsweise als schalenartige Unterseite oder als Bohrung 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 Mitnehmerfläche des Querbereichs des Außenhebels fahren zu lassen. Ggf. kann der Koppelkolben auch quer verrie- geh.

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

Es ist des Weiteren vorgeschlagen, dass der Koppelkolben in dessen Koppelrichtung über Druckfederkraft beaufschlagt ist. Alternativ kann der Koppelkolben auch in dessen Entkoppelrichtung über Druckfederkraft verlagert werden.

Eine Rückstellung des Koppelkolbens in die jeweils andere Richtung soll über Hydraulikmittel erfolgen, das aus dem Abstützelement über die Kontaktfläche heranleitbar ist. Aufgrund des Ringraums am Ringkragen kann auf separate Maßnahmen zur Schaffung eines Druckraums verzichtet werden.

Um axialen Bauraum zu sparen, kann bei einer Variante die wenigstens eine Druckfeder in einem Sackloch im Bereich der Innenstirn des Koppelkolbens verlaufen.

Auch ist es vorgeschlagen, die Druckfeder an einem Ende an einem separaten Anschlagring anzulegen, der in dem größeren Bohrungsabschnitt zumindest mittelbar befestigt ist. Zwar kann der Anschlagring unmittelbar in die Bohrung eingepresst sein, denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, diesen über einen einfachen Sprengring oder dergleichen in der Bohrung zu fixieren, wel- eher Sprengring in einer entsprechenden Ringnut der Bohrung verläuft.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

• Figur 1 einen Teillängsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schlepphebel im Bereich dessen Koppelmechanismus und

• Figur 2 eine alternative Gestaltung zu Figur 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Dargestellt ist in Fig. 1 ein Teillängsschnitt durch einen schaltbaren Schlepp- hebel 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 Innenhebel 4 verläuft. An einer Unterseite 5 des Innenhebels 4 ist an einem Ende eine Kontaktfläche 6 zur Lagerung des Schlepphebels 1 auf einem Kopf eines Abstützelements appliziert. Am anderen Ende des Schlepphebels 1 hat der Innenhebel 4, ebenfalls an der Unterseite 5, eine Anlage für zumindest ein Gaswechselventil.

Oberhalb der Kontaktfläche 6 verläuft bei beiden Ausgestaltungen eine hier längs und schräg angeordnete Bohrung 7 für einen Koppelkolben 8. Diese Bohrung 7 besteht aus zwei Abschnitten 13, 14, von denen nach Fig. 1 der Abschnitt 13 (innen) einen geringeren Durchmesser als der Abschnitt 14 (außen) und nach Fig. 2 der Abschnitt 13 einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 14 besitzt. Zwischen beiden Abschnitten 13, 14 ist ein Ringkragen 18 gebildet, an dem der gestufte Koppelkolben 8 mit seinem Ringbereich 17 einen Anschlag in eine Richtung findet (Fig. 1 , 2). Die Bohrung 7 geht dabei in gedachter Verlängerung schräg unter eine komplementäre Mitnehmerfläche 9 (Fig. 1 ) eines bügelartigen Querbereichs 19 des Außenhebels 3 hinter dem Ende des Innenhebels 4. Der schräge Verlauf der Bohrung 7 mit Koppelkolben 8 verringert ggf. die Bauhöhe des gesamten Schlepphebels 1 bzw. kann der Querbereich 19 des Außenhebels 3 ausreichend „hoch" gebaut werden.

Zu erkennen ist in Fig. 1 zudem, dass der Koppelkolben 8 in Entkoppelrichtung über die Kraft wenigstens einer Schraubendruckfeder 20 und in Koppelrichtung über aus der Kontaktfläche 6 heranleitbares Hydraulikmittel verschiebbar ist. Die Schraubendruckfeder 20 wirkt einenends gegen einen Teller 10. Letzterer ist Bestandteil einer durch die Schraubendruckfeder 20 geführten, koppelfernen Verlängerung des Koppelkolbens 8. Anderenends wirkt die Schraubendruckfeder 20 gegen eine koppelseitige Anschlagfläche des Innenhebels 4. Das Hydraulikmittel ist aus der Kontaktfläche 6 über einen Direktkanal 23 in einen Ringraum 24 vor dem Ringbereich 17 des Koppelkolbens 8 leitbar.

Nach Fig. 2 hat der Koppelkolben 8 im Bereich seiner Innenstirn 21 ein Sackloch 28. In diesem ist die Schraubendruckfeder 20 einenends abgestützt. Diese wirkt anderenends gegen einen separaten Anschlagring 22. Der Anschlagring 22 erfährt eine axiale Wegbegrenzung nach außen an einem Sicherungsele- ment 25 wie einem Sprengring, der in einer nicht näher bezeichneten Ringnut der Bohrung 7 verläuft.

Dargestellt ist in Fig. 1 die Entkoppelposition und in Fig. 2 die Koppelposition des Koppelkolbens 8. über den letztgenannten Anschlagring 22 nach Fig. 2 kann der Koppelkolben 8 zudem eine Anschlagposition in Entkoppelrichtung erfahren. Auf zusätzliche Anschlagbuchsen, wie im Stand der Technik, kann somit verzichtet werden. Zudem ist bei Fig. 2 aufgrund der abschnittsweisen Anordnung der Schraubendruckfeder 20 in dem Sackloch 28 des Koppelkolbens 8 ein Beitrag für einen axial relativ kurz bauenden Koppelmechanismus geleistet.

Aus Fig. 1 ist außerdem entnehmbar, dass auf Oberseiten 11 der Arme 2 des Außenhebels 3 eine Anlauffläche 12 für je einen Großhubnocken vorliegt (dargestellt ist lediglich ein Arm 2). Eine Oberseite des Innenhebels 4 ist bspw. von einem Niedrighubnocken beaufschlagbar. Auf beiden Oberseiten 11 können wahlweise Rollen oder Gleitflächen appliziert sein.

Liste der Bezugszahlen

1 ) Schlepphebel

2) Arm 3) Außenhebel

4) Innenhebel

5) Unterseite

6) Kontaktfläche

7) Bohrung 8) Koppelkolben

9) Mitnehmerfläche 10)Teller 11 )Oberseite 12)Anlauffläche 13)Abschnitt

14)Abschnitt 15)Mantelbereich 16)Mantelbereich 17)Ringbereich 18)Ringkragen

19)Querbereich 20)Schraubendruckfeder 21 )lnnenstirn 22)Anschlaghng 23)Direktkanal

24)Ringraum 25)Sicherungselement 26)nicht vergeben 27)nicht vergeben 28)Sackloch