Schaltbarer Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine und Verfahren zur Montage eines schaltbaren Schlepphebels

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, wobei der Schlepphebel aus einem Außenhebel und einem zwischen dessen Armen verlaufenden Innenhebel besteht. Der Außenhebel ist in seinem Endbereich von einer Querachse durchragt, auf der relativ verschwenkbeweglich zum Außenhebel der Innenhebel mit seinen Schenkeln gelagert ist. Die Hebel sind über Koppelmittel so miteinander verbunden, dass bei Koppelung ein großer und bei Entkoppelung ein kleinerer oder kein Ventilhub übertragen wird. An einer Unterseite des Schlepphebels ist an einem Längsende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Längsende eine Komplementärfläche für eine Abstützung gegenüber dem Zylinderkopf vorgesehen. Die Querachse ist wenigstens von einer Drehschenkelfeder als Lost-Motion-Feder umragt, deren eines Ende gegen einen Anschlag des Außenhebels und deren anderes Ende gegen einen Anschlag des Innenhebels gespannt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage eines schaltbaren Schlepphebels.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Schlepphebel und ein derartiges Verfahren sind aus DE 10 2004 046 599 A1 bekannt. Dort ist wenigstens eine Drehschenkelfeder auf einer

Querachse als Lost-Motion-Feder angeordnet. Die Drehschenkelfeder wird zusammen mit der Querachse und den Hebeln in unverspanntem Zustand

montiert, wobei ein Ende der Drehschenkelfeder an einen der Anschläge am Außen- oder Innenhebel angelegt wird. Das Spannen des anderen Endes der Drehschenkelfeder erfolgt am Anschlag des anderen Hebels. In montiertem Zustand liegt die Drehschenkelfeder mit ihrem einen Ende an einem als An- schlag ausgebildeten Verbindungsbügel der Arme des Außenhebels an. Das andere Ende der Drehschenkelfeder ist hinter einen Anschlag am Innenhebel gespannt. Dieser Anschlag geht von den Endstücken des Innenhebels aus und ist als eine nach innen gebogene Verlängerung ausgebildet.

Nachteilig bei dieser Ausführungsform wirkt sich der Umstand aus, dass zum Spannen der Drehschenkelfeder an einem der Anschläge am Innen- oder Außenhebel das freie Ende der Drehschenkelfeder in vertikaler und in Querrichtung bzw. in Querrichtung und in Längsrichtung somit jeweils in zwei Richtungen gebogen werden muss, um dieses zum Anliegen an dem jeweiligen An- schlag zu bringen. Hierdurch sind zum Spannen der Drehschenkelfeder zumindest zwei Montagekräfte erforderlich, wobei die eine in vertikaler bzw. in Längsrichtung und die andere in Querachsenrichtung auf das freie Ende der Drehschenkelfeder wirken muss. Dadurch wird das Montageverfahren komplizierter und aufwendiger, insbesondere ist ein maschinelles Spannen der Dreh- schenkelfeder schwieriger.

Weiterhin kann das an der als Anschlag am Innenhebel ausgebildeten Verlängerung anliegende gespannte Ende der Drehschenkelfeder zu dem nach innen offenen Ende der Verlängerung durch die im Betrieb wirkenden axialen Kräfte in Querachsenrichtung verschoben oder verbogen werden. Daher sind bei dieser Ausführungsform zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um die gespannte Drehschenkelfeder gegen Demontage im Betrieb zu sichern.

Nachteilig ist ferner bei dieser Ausführungsform, dass ein zusätzlicher Verbin- dungsbügel als Anschlag am Außenhebel vorgesehen werden muss, der zudem auch noch den Schlepphebel an der Oberseite vergrößert.

Des Weiteren führt die als Anschlag vorgesehene Verlängerung an den Endstücken des Innenhebels zu einer Verlängerung des Schlepphebels in Längsrichtung.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen schaltbaren Schlepphebel hinsichtlich seines Aufbaues so zu gestalten, dass dieser sich einfacher, kostengünstiger und betriebssicherer montieren lässt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur einfachen, kostengünstigen und betriebssicheren Montage eines schaltbaren Schlepphebel zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass Führungsmittel zum Spannen des anderen Endes der Drehschenkelfeder an einem Anschlag des Innenhebels vorgesehen sind.

Alternativ wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zum Spannen das andere Ende der Drehschenkelfeder über einen dort angreifenden ersten Kraftvektor und über Führungsmittel gegen den Anschlag am Innenhebel gespannt wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schlepphebels im Bereich der Querachse kann die Drehschenkelfeder einfach, kostengünstig und betriebssicher montiert werden.

Vorteilhafterweise sind erfindungsgemäß Führungsmittel zum Spannen des anderen Endes der Drehschenkelfeder an einem Anschlag des Innenhebels vorgesehen. Die Führungsmittel ermöglichen ein Führen und Spannen der Drehschenkelfeder zugleich. Hierdurch kann durch Aufbringung einer einzigen Montagekraft das freie Ende der Dreschenkelfeder gegen einen Anschlag am Innenhebel gespannt werden. Dadurch werden unnötige weitere Montageschritte zum Spannen der Drehschenkelfeder vermieden. Gleichzeitig kann die

Drehschenkelfeder in einem einzigen Montageschritt über die erfindungsge- mäßen Führungsmittel betriebssicher verspannt werden.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Schlepphebels ist das eine Ende der Drehschenkelfeder gegen eine Innenfläche einer Anlage für das Gaswechselventil am Außenhebel gespannt. Durch Anlegen des einen Endes der Drehschenkelfeder an der Innenfläche der Anlage für das Gaswechselventil kann die Drehschenkelfeder auf einfache Weise in unverspanntem Zustand vormontiert werden. Gleichzeitig werden zusätzliche Anschlagsvorrichtungen am Außenhebel vermieden und der Schlepphebel nicht unnötig vergrößert.

Vorteilhafterweise sind die Führungsmittel und der Anschlag am Innenhebel an der Innenseite eines Schenkels des Innenhebels angeordnet. Die Ausbildung des Anschlags an einer Innenseite der Schenkel des Innenhebels bietet den Vorteil, eine unnötige Vergrößerung des Schlepphebels in Längsrichtung oder an der Unterseite oder Oberseite Schlepphebels zu vermeiden und so das erforderliche Bauraumvolumen des Schlepphebels zu verringern.

In einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Schlepp- hebeis ist zum Führen und gleichzeitigen Spannen des anderen Endes der Drehschenkelfeder eine Formschräge mit einer Ansatzfläche und mit einer Anlagefläche als Anschlag an zumindest einer der Innenseiten der Schenkel (7) des Innenhebels ausgebildet. Die Formschräge weist an ihrer Oberseite eine nach innen geneigte schräge Ansatzfläche und an ihrer Innenseite eine Stirn- fläche auf, über die das freie Ende der Drehschenkelfeder geführt und gebogen werden kann. Dabei wird das freie Ende der Drehschenkelfeder durch die beim Auftreffen auf die Formschräge entstehende resultierenden Reaktionskraft sowohl in vertikaler als auch in axialer Richtung bezogen auf die Querachse vorgespannt. An ihrer Unterseite weist die Formschräge eine zumindest schräg ausgebildet Anlagefläche auf, unter die der über die Formschräge beim Spannen geführte freie Federschenkel durch einfaches Einschnappen angelegt werden kann. Die erfindungsgemäß vorgesehene Formschräge dient somit beim

Spannen des freien Endes der Drehschenkelfeder als Führungsmittel und Anschlag zugleich. Hierdurch wird die Montage zum Spannen der Drehschenkelfeder vereinfacht, insbesondere eine einfache und kostengünstige maschinelle Montage ermöglicht. In einem einzigen Montageschritt kann das freie Ende der Drehschenkelfeder durch eine dort angreifendende einzige Montagekraft am Anschlag des Innenhebels gespannt werden.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß im endmontierten Zustand der verspannten Drehschenkelfeder das andere Ende der Drehschenkelfeder sowohl gegen die Anlagefläche als auch gegen die Innenseite des Schenkels des Innenhebels gespannt. Hierbei spannen die vertikalen Federkraftkomponenten das Ende der Drehschenkelfeder gegen die Anlagefläche an der Formschräge, während gleichzeitig die axialen Federkraftkomponenten den Federschenkel gegen die Innenseite des Schenkels des Innenhebels drücken und die ge- spannte Drehschenkelfeder gegen Demontage im Betrieb sichern.

Vorteilhafterweise ist die Formschräge einteilig mit dem Innenhebel ausgeführt.

Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Verfahren zur Montage des Schlepphebels wird das Montieren desselben vereinfacht, kostengünstiger und betriebssicherer.

Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das andere Ende der Drehschenkelfeder über einen dort angreifenden ersten Kraftvektor und über Führungsmittel gegen den Anschlag am Innenhebel gespannt wird. Dabei wird das freiliegende Ende der Drehschenkelfeder durch Führungsmittel so geführt, beispielsweise über eine Formschräge, dass durch die Aufbringung einer einzigen Montagekraft am freien Ende, beispielsweise durch einfaches Herunterbiegen desselben, dieses zur Anlage an dem Anschlag am Innenhebel ge- bracht und betriebssicher verspannt werden kann. Dadurch wird der Einsatz unnötiger weiterer Montagekräfte und die Durchführung weiterer Montageschritte zur Führung oder Ausrichtung des freien Endes zum Spannen der

Drehschenkelfeder vermieden. Weiterhin kann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderliche einzige Montagekraft einfach maschinell aufgebracht werden, beispielsweise durch einen Stempel. Dadurch ist es möglich, das Spannen der Drehschenkelfeder vollkommen automatisiert und kosten- günstig durchzuführen. Ferner ist es möglich, über die Führungsmittel die Drehschenkelffeder betriebssicher am Anschlag am Innenhebel zu verspannen.

Vorteilhafterweise wird in dem Vormontageschritt das eine Ende der Dreh- schenkelfeder in ungespanntem Zustand gegen eine Innenfläche einer Anlage für das Gaswechselventils als Anschlag am Außenhebel angelegt. Hierdurch kann die Vormontage der Dreschenkelfeder in ungespanntem Zustand ohne zusätzliche Anschlagsvorrichtung am Außenhebel auf einfache Weise erfolgen.

In weiterhin vorteilhafterweise greift zum Spannen des anderen Endes der Drehschenkelfeder ein erster Kraftvektor dort vertikal zur Querachse nach innen in Richtung der Unterseite des Schlepphebels an. In einem Montageschritt kann so das freie Ende der Drehschenkelfeder durch ein einfaches Herunterbiegen oder Herunterdrücken über die Führungsmittel am Anschlag des Innen- hebeis gespannt werden.

Des weiteren ist in vorteilhafterweise erfindungsgemäß vorgesehen, dass zum Spannen das andere Ende der Drehschenkelfeder an einem Anschlag an einer der Innenseiten eines Schenkels des Innenhebels gespannt wird. Da der An- schlag an der Innenseite eines Schenkels des Innenhebels angeordnet ist, wird der Schlepphebel nicht unnötig in Längsrichtung oder in vertikaler Richtung vergrößert.

In einer Konkretisierung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass zum Span- nen das andere Ende der Drehschenkelfeder über einer Formschräge an einer der Innenseiten der Schenkel des Innenhebels in Richtung der Unterseite des

Schlepphebels geführt und gebogen sowie an einer Anlagefläche der Form-

schräge zum Anliegen gebracht wird. Dabei dient die erfindungsgemäß vorgesehenen Formschräge zugleich als Führungsmittel und als Anschlag beim Spannen des freien Endes der Drehschenkelfeder. Mit Hilfe einer einzigen Montagekraft in Gestalt des am freien Ende der Drehschenkelfeder angreifen- den ersten Kraftvektors, beispielweise durch ein einfaches Herunterbiegen oder Herunterdrücken, kann das freie Ende der Drehschenkelfeder über die Ansatzfläche der Formschräge geführt und gebogen werden. Dabei wird das freie Ende der Drehschenkelfeder durch die beim Auftreffen an der Formschräge entstehende resultierende Montagereaktionskraft sowohl in vertikaler als auch in axialer Richtung bezogen auf die Querachse vorgespannt. Durch ein einfaches Schnappen kann der freie Schenkel der Drehschenkelfeder an der Anlagefläche der Formschräge zum Anliegen gebracht werden. Hierbei wird das Ende der Drehschenkelfeder durch die vertikale Federkraftkomponente gegen die Anlagefläche an der Formschräge und durch die axiale Federkraft- komponente gegen die Innenseite des Schenkels des Innenhebels gespannt. Auf diese Weise wird die Montage erleichtert und gleichzeitig sichern die axialen Federkraftkomponenten die gespannte Drehschenkelfeder gegen Demontage im Betrieb.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens kann das Spannen des anderen Endes der Drehschenkelfeder über einen dort angreifenden weiteren zweiten Kraftvektor erfolgen. In dieser Variante wird zur Unterstützung der Montage neben dem ersten Kraftvektor eine weitere Montagekraft auf das freie Ende der Drehschenkelfeder aufgebracht. Hierdurch ist es beispielsweise mög- lieh, durch den angreifenden weiteren zweiten Kraftvektor während des Span- nens der Drehschenkelfeder, insbesondere beim Herunterbiegen des freien Endes durch den angreifenden ersten Kraftvektor, dieses zu führen oder auszurichten. Beispielsweise kann zur Unterstützung der Montage von Bauteilen mit großem Toleranzspiel gegebenenfalls der freie Federschenkel mit Hilfe des zweiten angreifenden Kraftvektors über der Formschräge positioniert werden. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der zweite Kraftvektor am anderen Ende der Drehschenkelfeder parallel zur Querachse nach innen wir-

kend angreift. Auf diese Weise kann das freie Ende der Feder während des Spannens der Drehschenkelfeder nach innen in den Schlepphebel gedrückt oder gebogen werden. Dadurch kann ein Herunterbiegen oder Herunterdrücken des freien Endes der Drehschenkelfeder in Querrichtung geführt oder ausgerichtet werden.

In vorteilhafterweise können sämtliche Verfahrenschritte automatisiert vollzogen werden.

Im bevorzugten Fall der Anordnung von zwei Drehschenkelfedern auf der Querachse, können diese so platziert werden, dass bezogen auf diese Querachse die freien Enden der Drehschenkelfedern axial außen liegen. Dadurch ist es möglich, die freien Enden durch einfaches Herunterdrücken oder -biegen über jeweils eine an den Innenseiten der Schenkel des Innenhebels ausgebil- dete Formschräge gegen einen Anschlag zu spannen. So können Innen- und Außenhebel auf einfache Weise miteinander betriebssicher verspannt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

Figuren 1 a - 1 b Räumliche Ansicht eines schaltbaren Schlepphebels in vormontiertem Zustand mit ungespannten Drehschenkelfedern (Figur 1 a) und nach dem Spannen der Drehschenkelfedern (Figur 1 b),

Figuren 2a - 2b Draufsicht eines schaltbaren Schlepphebels in vormontiertem Zustand mit ungespannten Drehschenkelfedern (Figur 2a) und nach dem Spannen der Drehschenkelfedern (Figur 2b),

Figuren 3a - 3b Schnitt A - A eines schaltbaren Schlepphebels in vormontiertem Zustand mit ungespannten Drehschenkelfedern (Figur 3a) und nach dem Spannen der Drehschenkelfedern (Figur 3b),

Figuren 4a - 4b Räumliche Ansicht eines schaltbaren Schlepphebels in vormontiertem Zustand mit ungespannten Drehschenkelfedern (Figur 4a) und nach dem Spannen der Drehschenkelfedern (Figur 4b),

Figuren 5a - 5b Räumliche Ansicht eines Schnittes B - B eines schaltbaren Schlepphebels in vormontiertem Zustand mit ungespannten Drehschenkelfedern (Figur 5a) und nach dem Spannen der Drehschenkelfedern (Figur 5).

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 1 a bis 5a zeige einen schaltbaren Schlepphebel 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine in vormontiertem Zustand mit ungespannten Drehschenkelfedern 13. Der Schlepphebel 1 hat einen Außenhebel 3, zwi-

sehen dessen Armen 2 ein Innenhebel 4 verschwenkbeweglich verläuft. Der Außenhebel 3 ist an einem Endbereich 5 von der Querachse 6 durchragt, wobei auf der Querachse 6 relativ verschwenkbeweglich zum Außenhebel 3 der Innenhebel 4 mit dessen Schenkeln 7 gelagert ist. Die Hebel 3, 4 sind über nicht dargestellte Koppelmittel so miteinander verbunden, dass bei Koppelung ein großer und bei Entkoppelung ein kleinerer oder kein Ventilhub übertragen wird.

An einer Unterseite 8 des Schlepphebels 1 ist an einem Längsende 9 eine Anlage 10 für ein nicht dargestelltes Gaswechselventil angebracht. Am anderen Längsende 11 verläuft eine angedeutete Komplementärfläche 12 für eine Abstützung (beispielsweise ein hydraulisches Abstützelement) gegenüber einem Zylinderkopf.

Die Querachse 6 ist von zwei Drehschenkelfedern 13 als Lost-Motion-Federn innerhalb der Schenkel 7 des Innenhebels 4 umschlossen. Der Innenhebel 4 und der Außenhebel 3 werden zusammen mit der auf der Querachse 6 befindlichen Drehschenkelfedern 13 in ihrem ungespannten Zustand vormontiert. Dabei werden die Enden 14 der Drehschenkelfedern 13 an den Anschlag 15 des Außenhebels 3 einfach angelegt, ohne dass die Drehschenkelfedern 13 gespannt werden. Der Anschlag 15 wird durch die Innenfläche 24 der Anlage 10 für das Gaswechselventil gebildet und erstreckt sich an der Unterseite 8 des Schlepphebels 1. Hierdurch wird die Anbringung zusätzlicher Anschlagsvorrichtungen an der Unterseite 19 oder Oberseite 18 oder in Längsrichtung des Außenhebels 3 vermieden, außerdem wird die Vormontage vereinfacht.

In den Figuren 1 b bis 5b ist ein schaltbarer Schlepphebel 1 nach dem Spannen der Drehschenkelfedern 13 dargestellt.

An den Innenseiten 20 der Schenkel 7 des Innenhebels 4 ist jeweils eine als Anschlag 17 ausgebildete Formschräge 21 angebracht, die an ihrer Oberseite eine nach innen geneigte schräge Ansatzfläche 22 und eine Stirnfläche 25

sowie an ihrer Unterseite eine schräg ausgebildete Anlagefläche 23 aufweist. über die Ansatzfläche 22 und die Stirnfläche 25 der Formschräge 21 können die freien Enden 16 der Drehschenkelfedern 13 geführt und gebogen werden, um an der Unterseite der Formschräge 21 unter die Anlagefläche 23 zum An- liegen gebracht zu werden. Zum Spannen der Drehschenkelfedern 13 werden die freien Enden 16 über eine am jeweiligen Ende 16 angreifenden Montagekraft F1 vertikal zur Querachse 6 in Richtung der Unterseite 8 des Schlepphebels 1 wirkend, beispielweise durch einfaches Herunterbiegen oder Herunterdrücken, über die Formschräge 21 geführt (Figuren 3a und 3b). Durch die dabei beim Auftreffen an der Formschräge 21 resultierenden Montagereaktionskraft werden die Enden 16 der Drehschenkelfedern 13 sowohl in vertikaler als auch in axialer Richtung bezogen auf die Querachse 6 vorgespannt. Durch ein einfaches Einschnappen können die freien Federschenkel 16 an der jeweiligen Anlagefläche 23 der Formschrägen 21 zum Anliegen gebracht werden. Hierbei werden die Enden 16 der Drehschenkelfedern 13 durch die vertikalen Federkraftkomponenten gegen die jeweilige Anlagefläche 23 an der Formschräge 21 und durch die axialen Federkraftkomponenten gegen die Innenseiten 20 der Schenkel 7 des Innenhebels 4 gedrückt. Hierdurch wird die Montage erleichtert und gleichzeitig werden die verspannten Drehschen- kelfedern 13 durch die axial wirkenden Federkraftkomponenten gegen Demontage im Betrieb gesichert.

In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein zweiter Kraftvektor F2 jeweils an den freien Enden 16 der Drehschenkelfedern 13 angreift (Figur 2a). In dieser speziellen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens unterstützt der zweite Kraftvektor F2 als Führungskraft das Spannen der Drehschenkelfedern 13 durch den ersten Kraftvektor F1. Da der zweite Kraftvektor F2 jeweils an freien Enden 16 der Drehschenkelfedern 13 parallel zur Querachse 6 nach innen wirkend angreift (Figur 2a), kön- nen während des Spannens der Drehschenkelfedern 13 die freien Enden 16 nach innen in den Schlepphebel 1 gedrückt bzw. gebogen werden. Auf diese Weise kann durch den angreifenden zweiten Kraftvektor F2 das Herunterbie-

gen in vertikaler Richtung durch den angreifenden ersten Kraftvektor F1 in axialer Richtung geführt oder ausgerichtet werden.

Die Formschrägen 21 sind einteilig mit den Schenkeln 7 an deren Innenseiten 20 der Innenhebel 4 ausgeformt.

Bezugszeichen

1 Schlepphebel

2 Arm

3 Außenhebel

4 Innenhebel

5 Endbereich

6 Querachse

7 Schenkel

8 Unterseite

9 Längsseite

10 Anlage

11 Längsende

12 Komplementärfläche

13 Drehschenkelfeder

14 Ende

15 Anschlag

16 Ende

17 Anschlag

18 Oberseite

19 Unterseite

20 Innenseite

21 Formschräge

22 Ansatzfläche

23 Anlagefläche

24 Innenfläche

25 Stirnfläche

F1 erster Kraftvektor

F2 zweiter Kraftvektor