DE102011003898A1

DE102011003898A1 - Zwischenhebel

Info

Publication number: DE102011003898A1
Application number: DE102011003898A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Christgen; Michael Schober
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-02-11
Also published as: DE102011003898B4; CN103354861B; CN103354861A; WO2012107119A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Zwischenhebel (1) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei aufrechten Seitenwänden (2), welche in einem Mittenabschnitt (3) von einer Achse (4) überbrückt sind, auf der, von den Seitenwänden (2) kastenartig eingeschlossen, eine Gegenlaufrolle (5) für einen Hubnocken angeordnet ist, wobei an einem Stirnende (6) eine Fläche (7) zur variablen Übertragung eines Hubes des Hubnockens auf einen Abgriff eines Folgegliedes sitzt, wobei an einem weiteren Stirnende (8) die Seitenwände (2) von einer weiteren Achse (9) durchragt sind, auf welcher zwei Stützrollen (10) für einen Gegenlauf an einer Kulissenbahn appliziert sind, an welchem weiteren Stirnende (8) zudem eine mittige Anlauffläche (11) für einen Kontakt mit einer Kurvenscheibe verläuft, wobei die Seitenwände (2), in Längsrichtung zum weiteren Stirnende (8) gesehen, nach der Gegenlaufrolle (5) aus aufeinander zu gekröpften Armen (12) bestehen, die am weiteren Stirnende bei der weiteren Achse (9) in plan aneinander liegende Abschnitte (13) übergehen, so dass die Stützrollen (10) vor Außenseiten (14) der Seitenwände (2) auf abstehenden Stümpfen (17) der weiteren Achse (9) verlaufen und wobei die Anlauffläche (11) als zylindersegmentartige Auswölbung des Materials des Zwischenhebels (1) an dem einen Stirnende (8) vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei im Wesentlichen aufrechten Seitenwänden, welche in einem Mittenabschnitt von einer Achse überbrückt sind, auf der, von den Seitenwänden kastenartig eingeschlossen, eine Gegenlaufrolle für einen Hubnocken angeordnet ist, wobei an einem Stirnende eine Fläche zur variablen Übertragung eines Hubes des Hubnockens auf einen Abgriff eines Folgegliedes sitzt, wobei an einem weiteren Stirnende die Seitenwände von einer weiteren Achse durchragt sind, auf welcher zwei Stützrollen für einen Gegenlauf an einer Kulissenbahn appliziert sind, an welchem weiteren Stirnende zudem eine mittige Anlauffläche für einen Kontakt mit einer Kurvenscheibe verläuft.
Ein Beispiel für derartige Hebel ist in 3 der Zeichnung dargestellt und wurde zum Anmeldezeitpunkt der vorliegenden Erfindung von den Bayerischen Motorenwerken in deren vollvariablen Ventiltrieben mit der internen Bezeichnung „Valvetronic Generation 3” als Zwischenhebel verbaut.
Nachteilig ist es bei der vorgenannten Gestaltung, dass der Hebel zu kompliziert baut. So ist bspw. an dem Stirnende bei den Gegenlaufrollen ein die Seitenwände verbindender Querbügel vorgesehen. Dieser schränkt die Freigängigkeit des Zwischenhebels ein. Zudem liegt auf der Hand, dass durch die außen liegenden, die Rollen umfassenden Seitenwände an diesem Ende der Zwischenhebel relativ breit baut und dass durch das dreifache, nadelgelagerte Rollenpaket an diesem Endbereich der Bau- und Kostenaufwand relativ hoch ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zwischenhebel der eingangs zitierten Art zu schaffen, bei dem die aufgeführten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein kostengünstig in Massenfertigung darstellbarer sowie bauraumoptimierter Zwischenhebel kreiert werden, der eine ausreichend gute Steifigkeit hat.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Seitenwände, in Längsrichtung zum weiteren Stirnende gesehen, nach der Gegenlaufrolle aus aufeinander zu gekröpften Armen bestehen, die am weiteren Stirnende bei der weiteren Achse in plan aneinander liegende Abschnitte übergehen, so dass die Stützrollen vor Außenseiten der Seitenwände auf abstehenden Stümpfen der weiteren Achse verlaufen, wobei die Anlauffläche als zylindersegmentartige Auswölbung des Materials des Zwischenhebels an dem einen Stirnende vorliegt.
Somit ist ein Zwischenhebel ohne die vorgenannten Nachteile geschaffen. Durch die Außenlage der Rollen an dem am weiteren eingezogenen Stirnende baut der Zwischenhebel vergleichsweise schmal. Eine Montage der Achsen und Rollen gestaltet sich denkbar einfach. Auf den eingangs genannten Querbügel wird außerdem verzichtet. Lediglich der Gegenlauf zur Kulissenbahn wird über Rollen (Stützrollen) realisiert, wohingegen ein Kurvenscheibenkontakt über dazwischen liegendes Hebelmaterial realisiert ist.
Der Zwischenhebel kann in einem vollvariablen Ventiltrieb zur drosselfreien Laststeuerung Anwendung finden, so wie er von den Bayerischen Motorenwerken unter der Bezeichnung „Valvetronic” verbaut wird.
Alternativ hierzu ist es denkbar und vorgesehen, über die außen liegenden Rollen den Kurvenscheibenkontakt sowie über die mittige, am weiteren Stirnende des Hebels liegende Gleitfläche den Gegenlauf an der Kulissenbahn zu realisieren, wobei, im Fall des Gegenlaufs an der Kulissenbahn über die außen liegenden Rollen, der Zwischenhebel sehr kippsicher geführt ist.
Als bevorzugte Lagerung für die weitere Achse im Zwischenhebel am weiteren Ende kommt eine Wälz- oder Gleitlagerung infrage. Dabei sollen die Stützrollen auf den abstehenden Achsstumpfen der weiteren Achse beispielsweise aufgepresst oder angeschweißt oder über eine Verstemmung gehalten sein. Vom Schutzbereich der Erfindung ist auch eine Lösung umfasst, bei welcher die weitere Achse mittig fest im Zwischenhebel sitzt und die Stützrollen drehbar gegenüber den respektiven Achsstumpfen vorliegen.
Es ist gleichfalls vorgesehen, die zwischen den Seitenwänden verlaufende Nockengegenlaufrolle auf deren Achse über eine Wälz- oder Gleitlagerung anzuordnen.
Der vorschlagsgemäße Zwischenhebel besteht beispielsweise aus dünnwandigem Stahlblech und ist stanz-biegetechnisch hergestellt. Auch ist an dessen urformtechnische Ausbildung bspw. aus Guss gedacht, wobei dann jedoch die Seitenwände an dem weiteren Ende eine Einheit bilden.
Eine Axiallinie der Auswölbung liegt nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung auf der Axiallinie der weiteren Achse an dem einen Ende.
Die Fläche zur variablen Übertragung des Nockenhubes an dem weiteren Ende besteht aus einem Nullhub- und einem Hubbereich. Sie ist einteilig an den Zwischenhebel angebunden und verläuft an Unterseiten von beidseitig in Hebelverschwenkrichtung bügelartig abstehenden Verlängerungen. Ggf. ist in diesem Bereich auch eine gefügte Variante denkbar oder eine Ausgestaltung, bei welcher nur eine Verlängerung absteht.
Bevorzugt sollen Laschen zur Führung einer auf den Zwischenhebel einwirkenden Nockenrückstellfeder einteilig von einer Oberseite oder Endstirn einer der Verlängerungen abstehen. Diese Laschen können bspw. durch Prägen, Biegen oder Spanen dargestellt werden.
Es ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs, die aneinander liegenden Abschnitte der Arme an dem weiteren Stirnende durch eine Schweiß-, Klebe-, Schraub-, Niet- oder Schnappverbindung fest zu verbinden. Ggf. kann auf diese Sicherungsmaßnahmen auch verzichtet werden. Diese Zusatzfixierung erhöht die Steifigkeit des Zwischenhebels.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine räumliche Ansicht einer ersten Variante eines Zwischenhebels mit radial über die Stützrollen hinaus stehender Anlauffläche und
2 eine Ansicht wie vorgenannt, jedoch mit Stützrollen, welche die Anlauffläche überragen.
1: Dargestellt ist ein Zwischenhebel 1 für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Der aus dünnwandigem Stahlblech bestehende Zwischenhebel 1 weist zwei im Wesentlichen aufrechte Seitenwände 2 auf. Diese sind in einem ausgebauchten Mittenabschnitt 3 von einer Achse 4 überbrückt. Auf Letztgenannter ist eine Gegenlaufrolle 5 für einen Hubnocken angeordnet.
An einem unteren Stirnende 6 des Zwischenhebels 1 verläuft eine Fläche 7 zur variablen Übertragung eines Hubes eines Hubnockens auf einen Abgriff eines Folgegliedes, bestehend hier aus einem linksseitigen Nullhubabschnitt und einem sich rechts daran anschließenden Hubbereich, welches Folgeglied i. d. R. ein Schlepphebel ist. Zur Bildung der Fläche 7 sind an dem einen Stirnende 6 beidseitig in Hebelverschwenkrichtung abstehende Verlängerungen 18, 19 appliziert.
Von einer Endstirn 21 der Verlängerung 18 stehen zwei einteilig angebundene Laschen 22 ab, zwischen denen ein Ende einer den Zwischenhebel 1 beaufschlagenden Nockenrückstellfeder führbar ist.
An einem weiteren oberen Stirnende 8 sind die Seitenwände 2 von einer weiteren Achse 9 durchragt. Auf deren abstehenden Stümpfen 17 verlaufen zwei Stützrollen 10 für einen Gegenlauf an einer Kulissenbahn.
Zu erkennen ist des Weiteren, dass die Seitenwände 2, in Längsrichtung zum weiteren Stirnende 8 gesehen, nach der Gegenlaufrolle 5 aus aufeinander zu gekröpften Armen 12 bestehen, die am weiteren Stirnende 8 bei der weiteren Achse 9 in plan aneinander liegende Abschnitte 13 übergehen. Eine feste Verbindung der Abschnitte 13 ist durch eine zeichnerisch nicht offenbarte Schweißverbindung geschaffen.
An dem weiteren Stirnende 8 ist eine mittige Anlauffläche 11 für einen Kontakt mit einer Kurvenscheibe gebildet. Diese Anlauffläche 11 liegt als zylindersegmentartige, die Stützrollen 10 überragende Auswölbung des Materials des Zwischenhebels 1 vor. Eine Axiallinie der Auswölbung sowie der weiteren Achse 9 fallen hierbei zusammen. Ggf. kann die Auswölbung mit einer Verschleißschutzmaßnahme wie einer Wärmebehandlung u./o. einer aufgetragen Schicht versehen sein.
Die vorgenannte weitere Achse 9 ist über eine nicht näher gezeigte Wälzlagerung (Nadellagerung) im Zwischenhebel 1 aufgenommen. Die Stützrollen 10 sind hierbei auf die abstehenden Stümpfe 17 der weiteren Achse 9 aufgepresst.
Aus 2 geht ein Zwischenhebel 1 wie vorgenannt hervor, bei dem jedoch die Stützrollen 10 die Kontur der Anlauffläche 11 überragen.
Schließlich zeigt 3 einen Zwischenhebel nach dem Stand der Technik, so wie er beschreibungseinleitend gewürdigt wurde.
Bezugszeichenliste

1: Zwischenhebel
2: Seitenwand
3: Mittenabschnitt
4: Achse
5: Gegenlaufrolle
6: eines Stirnende
7: Fläche zur Hubübertragung
8: weiteres Stirnende
9: weitere Achse
10: Stützrolle
11: Anlauffläche
12: Arm
13: Abschnitt
14: Außenseite
15: Außenmantel
16: nicht vergeben
17: Stumpf
18: Verlängerung
19: Verlängerung
20: Unterseite
21: Endstirn
22: Lasche
23: Außenwand

Claims

Zwischenhebel (1) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei im Wesentlichen aufrechten Seitenwänden (2), welche in einem Mittenabschnitt (3) von einer Achse (4) überbrückt sind, auf der, von den Seitenwänden (2) kastenartig eingeschlossen, eine Gegenlaufrolle (5) für einen Hubnocken angeordnet ist, wobei an einem Stirnende (6) eine Fläche (7) zur variablen Übertragung eines Hubes des Hubnockens auf einen Abgriff eines Folgegliedes sitzt, wobei an einem weiteren Stirnende (8) die Seitenwände (2) von einer weiteren Achse (9) durchragt sind, auf welcher zwei Stützrollen (10) für einen Gegenlauf an einer Kulissenbahn appliziert sind, an welchem weiteren Stirnende (8) zudem eine mittige Anlauffläche (11) für einen Kontakt mit einer Kurvenscheibe verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (2), in Längsrichtung zum weiteren Stirnende (8) gesehen, nach der Gegenlaufrolle (5) aus aufeinander zu gekröpften Armen (12) bestehen, die am weiteren Stirnende (8) bei der weiteren Achse (9) in plan aneinander liegende Abschnitte (13) übergehen, so dass die Stützrollen (10) vor Außenseiten (14) der Seitenwände (2) auf abstehenden Stümpfen (17) der weiteren Achse (9) verlaufen, wobei die Anlauffläche (11) als zylindersegmentartige Auswölbung des Materials des Zwischenhebels (1) an dem einen Stirnende (8) vorliegt.
Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Auswölbung dargestellte Anlauffläche (11) entweder über einen Außenmantel (15) der Stützrollen (10) radial hinaussteht (1) oder von den Stützrollen (10) radial überragt ist (2).
Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axiallinie der als Auswölbung ausgebildeten Anlauffläche (11) mit der Axiallinie der weiteren Achse (9) für die Stützrollen (10) koinzidiert.
Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (7) zur variablen Übertragung des Nockenhubs an dem einen Stirnende (6) einteilig mit den Seitenwänden (2) verbunden ist.
Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (1) aus dünnwandigem Stahlblech stanz-biegetechnisch hergestellt ist.
Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinander liegenden Abschnitte (13) der Arme (12) an dem weiteren Stirnende (8) über eine Schweiß-, Klebe-, Schraub-, Niet- oder Schnappverbindung verbunden sind.
Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die weitere Achse (9) über eine Wälz- oder Gleitlagerung im Zwischenhebel (1) verläuft, wobei die Stützrollen (10) über eine drehfeste Verbindung wie eine Pressung/Verstemmung/Verschweißung/Verklebung/Verschraubung auf den abstehenden Stümpfen (17) der weiteren Achse (9) befestigt sind oder dass die Stützrollen (10) über eine Wälz- oder Gleitlagerung auf den abstehenden Stümpfen (17) der weiteren Achse (9) sitzen.
Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Bildung der Fläche (7) zur variablen Übertragung des Nockenhubes an dem einen Stirnende (6), Letztgenanntes beidseitig in Hebelverschwenkrichtung abstehende Verlängerungen (18, 19) hat, an deren gemeinsamer Unterseite (20) die Fläche (7) vorliegt, wobei an einer Endstirn (21) oder Oberseite einer der Verlängerungen (18, 19) zwei einteilig angebundene Laschen (22) abstehen, zwischen denen ein Ende einer den Zwischenhebel (1) beaufschlagenden Nockenrückstellfeder führbar ist.
Zwischenhebel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Außenwände (23) der beiden Laschen (22) die Außenseiten (14) des Zwischenhebels (1) fluchtend oder geringfügig ein- oder ausgesetzt verlängern.