DE102011004330A1

DE102011004330A1 - Schaltbares Element

Info

Publication number: DE102011004330A1
Application number: DE201110004330
Authority: DE
Inventors: Oliver Popp
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-08-23

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbares Element (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem in einer Führungsbohrung (2) der Brennkraftmaschine (3) anordenbaren Gehäuse (4), in dessen Bohrung (5) ein hierzu relativ axial bewegliches Innenelement (6) verläuft, wobei Koppelmittel (7) vorgesehen sind, bestehend zumindest aus wenigstens einem in einer Querbohrung (8) des Innenelements (6) sitzenden Koppelkolben (9) sowie einem an einer Innenstirn (10) des Koppelkolbens (9) anliegenden Druckfedermittel (11), über welches der Koppelkolben (9) abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (12) des Gehäuses (4) in Eingriff bringbar ist, wobei eine Rückverlagerung des Koppelkolbens (9) gegen einen Anschlag (13) wie einen Sprengring/einen Bohrungsgrund in der Querbohrung (8) über Hydraulikmittel bewerkstelligbar ist, das durch wenigstens einen Einlass (14) im Gehäuse (4) in einen Druckraum (15) des Gehäuses (4) vor eine Außenstirn (16) des Koppelkolbens (9) leitbar ist und wobei im Gehäuse (4) je Koppelkolben (9) eine Einführöffnung (17) für einen Messtaster/Sensor (18/19) vorgesehen ist, welche Einführöffnung (17) den Druckraum (15) vor dem Koppelkolben (9) schneidet.

Description

Vorgeschlagen ist ein schaltbares Element für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem in einer Führungsbohrung der Brennkraftmaschine anordenbaren Gehäuse, in dessen Bohrung ein hierzu relativ axial bewegliches Innenelement verläuft, wobei Koppelmittel vorgesehen sind, bestehend zumindest aus wenigstens einem in einer Querbohrung des Innenelements sitzenden Koppelkolben sowie einem an einer Innenstirn des Koppelkolbens anliegenden Druckfedermittel, über welches der Koppelkolben abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche des Gehäuses in Eingriff bringbar ist, wobei eine Rückverlagerung des Koppelkolbens gegen einen Anschlag wie einen Sprengring/einen Bohrungsgrund in der Querbohrung über Hydraulikmittel bewerkstelligbar ist, das durch wenigstens einen Einlass im Gehäuse in einen Druckraum des Gehäuses vor eine Außenstirn des Koppelkolbens leitbar ist.
Ein derartiges Element geht aus der DE 102 04 672 A1 hervor. Als nachteilig wird angesehen, dass eine vollständige Funktionsüberprüfung der Koppelmittel letztlich erst im Betrieb erfolgt. Somit kann bspw. ein Fehlen des als Schraubendruckfeder ausgebildeten Druckfedermittels, dessen falsche Einbaulage oder doppelter Verbau, ein Fehlen des Anschlags oder ein Klemmen/Falscheinbau der Koppelkolben im ungünstigsten Fall erst nach Einbau in und Betrieb der Brennkraftmaschine detektiert werden bzw. muss das Element nach einer Endmontage aufwändig in einer geeigneten Umgebungskonstruktion mit Hydraulikmittel geflutet werden. Eine reine Sichtkontrolle scheidet an dieser Stelle aus.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Element der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln eine frühzeitige Montagefehlererkennung ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Gehäuse je Koppelkolben eine Einführöffnung für einen Messtaster/Sensor vorgesehen ist, welche Einführöffnung den Druckraum vor dem Koppelkolben schneidet.
Außerdem wird ein Verfahren zur Funktionsüberprüfung der Koppelmittel des Elements vorgeschlagen.
Somit ist ein Element ohne die vorhergehend aufgeführten Nachteile geschaffen. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, ist als Element ein Rollenstößel oder ein Abstützelement vorgesehen. Die Erfindung kann jedoch auch bei Tassen- oder Rollenstößeln Anwendung finden.
Aufgrund der speziell hergerichteten Einführöffnung im Gehäuse, welche bei „auseinander gefahrenem” Element zu dem jeweiligen Koppelkolben fluchtet (Grundkreisposition im Betrieb), ist eine einfache Möglichkeit zum Heranführen des Messtasters/Sensors an/vor die Außenstirn des jeweiligen Koppelkolbens geschaffen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein in der Brennkraftmaschine (Zylinderkopf, Motorblock) verbautes Element, wobei der Einführöffnung insbesondere der Sensor vorgelagert sein soll. Somit kann im Betrieb die korrekte Position des jeweiligen Koppelkolbens (Koppelzustand/Entkoppelzustand) detektiert werden (OBD), so dass bei entsprechender Fehlstellung, trotz ausgelöstem. Verschiebebefehl, ein Notlaufprogramm der Brennkraftmaschine gestartet werden kann.
Die Einführöffnung liegt bevorzugt umfangsversetzt, so bspw. um 90° versetzt, zu dem Einlass für Hydraulikmittel. Sollte keine Verdrehsicherung vom Innenelement zum Gehäuse vorgesehen sein, so wie es Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs ist, so muss beim Heranführen des Messtasters/Sensors das Innenelement so verdreht werden, dass dessen Querbohrung mit Koppelkolben zu der Einführöffnung fluchtet.
Besonders bevorzugt ist es, die Querbohrung im Innenelement als Durchgangsbohrung darzustellen, in welcher sich zwei Koppelkolben diametral gegenüberliegen. So sind bspw. die Flächenpressungen bei Kopplung minimiert. Entsprechend der Zahl der Koppelkolben werden im Gehäuse Einführöffnungen vorgesehen, welche sich bei zwei Koppelkolben ebenfalls diametral gegenüber liegen. Ggf. kann auch nur eine Einfuhröffnung bei mehreren Koppelkolben vorgesehen sein, wobei dann das Innenelement entsprechend gedreht werden muss. Die Querbohrung kann jedoch auch als Sackbohrung vorliegen, so dass auf einen separaten Anschlagring oder einen einragenden Pin für einen Koppelkolbenanschlag verzichtet werden kann.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Funktionsprüfung der Koppelmittel nach dem Hauptanspruch. Kurz gesagt wird über den Messtaster der jeweilige Koppelkolben in die Querbohrung des Innenelements geschoben. Anhand des zurückgelegten Weges und der auftretenden Kraft und einem Vergleichen dieser Werte mit Sollwerten können bspw. Rückschlüsse auf einen, ordnungsgemäßen Druckfederverbau (Lage, Anzahl) oder ein Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Anschlags (Anschlagring) gezogen werden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein als Abstützelement ausgebildetes Element;
2 den Koppelbereich nach 1 in vergrößerter Darstellung und
3 einen Querschnitt durch den Koppelbereich nach 1.
Gezeigt ist in 1 ein als Abstützelement ausgebildetes schaltbares Element 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieses ist über sein topfartiges Gehäuse 4 in einer in 3 angedeuteten Führungsbohrung 2 der Brennkraftmaschine 3 angeordnet.
In einer Bohrung 5 des Gehäuses 4 ist teleskopartig ein Innenelement 6 aufgenommen. In einer radial durchgehenden Querbohrung, 8 des Innenelements 6 sitzen zwei sich diametral gegenüberliegende, gestufte Koppelkolben 9 als ein Bestandteil von Koppelmitteln 7. An Innenstirnen 10 der Koppelkolben 9 liegt mit je einem Ende ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Druckfedermittel 11 als weiterer Bestandteil der Koppelmittel 7 an. Die Koppelkolben 9 sind über die Kraft des Druckfedermittels 11 abschnittsweise mit einer hier als Ringnut vorliegenden Mitnehmerfläche 12 des Gehäuses 4 in Eingriff gebracht. Anstelle der Ringnut sind auch Ringnutsegmente, Fenster, Taschen o. dgl. denkbar und vorgesehen.
Eine Rückverlagerung der Koppelkolben 9 ist über Hydraulikmittel bewerkstelligbar. Dieses ist durch einen aus 3 ersichtlichen Einlass 14 über die Mitnehmerfläche 12 in einen Druckraum 15 des Gehäuses 4 vor Außenstirnen 16 der Koppelkolben 9 leitbar. Eine Wegbegrenzung für die hydraulisch bewirkte Verlagerung der Koppelkolben 9 radial nach innen ist über einen mittig in der Querbohrung 8 sitzenden Anschlag 13 realisiert, der hier als Sprengring vorliegt.
Zu entnehmen ist aus sämtlichen Figuren, dass im Gehäuse 4, radial außen vor jedem Koppelkolben 9, eine Einführöffnung 17 für einen vorgelagerten Messtaster 18 vorgesehen ist. Der Messtaster 18 wird nach einer Endmontage der Bauteile des Elements 1, also vor dessen Einbau in die Brennkraftmaschine 3, durch die Einführöffnung 17 an die Außenstirn 16 des jeweiligen Koppelkolbens 9 angelegt und Letztgenannter soweit durch den Messtaster 18 radial nach innen bewegt, bis er idealerweise am Anschlag 13 zur Anlage kommt. Dabei wird der zurückgelegte Weg des Messtasters 18 sowie die an diesem auftretende Kraft gemessen und es erfolgt einfach gesagt ein Abgleich mit Sollwerten für Weg u. Kraft. Werden diese Sollwerte über oder unterschritten, so kann dies bspw. auf ein fehlerhaft verbautes Druckfedermittel 11 schließen lassen und die Koppelmittel 7 werden demontiert.
In 3 ist zudem die Brennkraftmaschine 3 zeichnerisch angedeutet, wobei bei dem hier gezeigten Abstützelement als Element 1 ein Teil des Zylinderkopfes zu sehen ist. In diesem Fall liegen seitlich außen vor den Koppelkolben 9 Sensoren 19. Über diese können im Betrieb die Schaltstellungen der Koppelkolben 9 ermittelt und mit einer Soll-Schaltstellung verglichen werden.
Bezugszeichenliste

1: Element
2: Führungsbohrung
3: Brennkraftmaschine
4: Gehäuse
5: Bohrung
6: Innenelement
7: Koppelmittel
8: Querbohrung
9: Koppelkolben
10: Innenstirn
11: Druckfedermittel
12: Mitnehmerfläche
13: Anschlag
14: Einlass
15: Druckraum
16: Außenstirn
17: Einführöffnung
18: Messtaster
19: Sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10204672 A1 [0002]

Claims

Schaltbares Element (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem in einer Führungsbohrung (2) der Brennkraftmaschine (3) anordenbaren Gehäuse (4), in dessen Bohrung (5) ein hierzu relativ axial bewegliches Innenelement (6) verläuft, wobei Koppelmittel (7) vorgesehen sind, bestehend zumindest aus wenigstens einem in einer Querbohrung (8) des Innenelements (6) sitzenden Koppelkolben (9) sowie einem an einer Innenstirn (10) des Koppelkolbens (9) anliegenden Druckfedermittel (11), über welches der Koppelkolben (9) abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche (12) des Gehäuses (4) in Eingriff bringbar ist, wobei eine Rückverlagerung des Koppelkolbens (9) gegen einen Anschlag (13) wie einen Sprengring/einen Bohrungsgrund in der Querbohrung (8) über Hydraulikmittel bewerkstelligbar ist, das durch wenigstens einen Einlass (14) im Gehäuse (4) in einen Druckraum (15) des Gehäuses (4) vor eine Außenstirn (16) des Koppelkolbens (9) leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (4) je Koppelkolben (9) eine Einführöffnung (17) für einen Messtaster/Sensor (18/19) vorgesehen ist, welche Einführöffnung (17) den Druckraum (15) vor dem Koppelkolben (9) schneidet.
Schaltbares Element nach Anspruch 1, welches über sein Gehäuse (4) in der Führungsbohrung (2) der Brennkraftmaschine (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkraftmaschine (3) der Messtaster/Sensor (18/19) appliziert ist, welcher der Einführöffnung (17) seitlich vor- oder beigeordnet ist.
Schaltbares Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführöffnung (17) umfangsversetzt zu dem Einlass (14) liegt.
Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei sich in der Querbohrung (8) diametral gegenüber liegende Koppelkolben (9) mit zwei sich im Gehäuse (4) diametral gegenüber liegenden Einführöffnungen (17) appliziert sind.
Element nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenelement (6) verdrehgesichert gegenüber dem Gehäuse (4) ist.
Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (1) als Rollenstößel oder als Abstützelement vorliegt.
Verfahren zur Funktionsprüfung der Koppelmittel des schaltbaren Elements nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: • Einführen des Messtasters (18) in die Einführöffnung (17) bei hierzu fluchtendem Koppelkolben (9) und Anlegen des Messtasters (18) an die Außenstirn (16) des Koppelkolbens (9); • Bewegen des Koppelkolbens (9) über den Messtaster (18) bis zum Erreichen des Anschlags (13)/einer Wegbegrenzung; • Feststellen des zurückgelegten Weges des Messtasters (18) und der an diesem auftretenden Kraft; • Vergleichen dieser Werte mit Sollwerten (Weg u. Kraft) und • Demontage der Koppelmittel (7) bei Über- oder Unterschreitung der Sollwerte (Weg und Kraft).