DE102021111919A1

DE102021111919A1 - Schubstange eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102021111919A1
Application number: DE102021111919.7A
Authority: DE
Inventors: Johannes Lebender
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2022-11-10

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Schubstange (1) eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, von welcher Schubstange (1) Stellfinger (2) zur jeweiligen Beaufschlagung eines Koppelmittels eines schaltbaren Ventiltriebsglieds abragen, wobei die Schubstange (1) eine Kontaktfläche (3) für einen Aktor zu deren Vorwärts- sowie ein Federbein (4) zu deren Rückwärtsverlagerung (Rv, RR) hat, wobei von der Schubstange (1) eine Tragplatte (5) mit einer Öffnung (6) hierin absteht, in welcher eine Führungsbuchse (7) mit einem teleskopisch hierin geführten Federbein (4) sitzt, das, in Richtung der Vorwärtsverlagerung (Rv) gesehen und nach einer Außenwand (8) der Tragplatte (5), mit einem von wenigstens einer Schraubendruckfeder (9) umfassten Stab (10) hinaussteht, welche Schraubendruckfeder (9) einenends an der Außenwand (8) abgestützt ist und anderenends eine zumindest mittelbare Abstützfläche (11) für eine Gegenkontur an der Brennkraftmaschine hat, wobei die Tragplatte (5) über am Umfangsbereich ihrer Öffnung (6) applizierte, im Wesentlichen radial nach innen ausgerichtete Materialverdrängungen (12) fest mit der Führungsbuchse (7) gefügt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubstange eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, von welcher Schubstange Stellfinger zur jeweiligen Beaufschlagung eines Koppelmittels eines schaltbaren Ventiltriebsglieds abragen, wobei die Schubstange eine Kontaktfläche für einen Aktor zu deren Vorwärts- sowie ein Federbein zu deren Rückwärtsverlagerung hat, wobei von der Schubstange eine Tragplatte mit einer Öffnung hierin absteht, in welcher eine Führungsbuchse mit einem teleskopisch hierin geführten Federbein sitzt, das, in Richtung der Vorwärtsverlagerung gesehen und nach einer Außenwand der Tragplatte, mit einem von wenigstens einer Schraubendruckfeder umfassten Stab hinaussteht, welche Schraubendruckfeder einenends an der Außenwand abgestützt ist und anderenends eine zumindest mittelbare Abstützfläche für eine Gegenkontur an der Brennkraftmaschine hat.
Eine gattungsgemäße Schubstange mit Tragplatte und Federbein eines hubvariablen Ventiltriebs, welcher auch als e-Rocker-Ventiltrieb bezeichnet wird, geht aus der DE 10 2019 102 765 B3 , 4 hervor. Die Führungsbuchse in der Bohrung der Tragplatte ist durch einen separaten Clip an der Vorderwand der Tragplatte gesichert.
Zudem wird auf die DE 10 2017 101 792 B4 verwiesen. Dieses Dokument bietet eine Gesamtbeschreibung des hubvariablen Ventiltriebs mit Schubstange.
Aufgabe ist es, eine Schubstange zu entwerfen, deren Rückstelleinheit (Tragplatte mit Federbein) weniger Bauteile benötigt und sich einfach montieren lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Tragplatte über am Umfangsbereich ihrer Öffnung applizierte, im Wesentlichen radial nach innen ausgerichtete Materialverdrängungen fest mit der Führungsbuchse gefügt ist.
Somit ist eine Schubstange geschaffen, die sich sehr simpel und automatisiert fertigen / montieren lässt und vergleichsweise wenig Bauteile im Bereich deren Rückstelleinheit (Tragplatte mit Federbein) benötigt. In der Massenfertigung bedeutet dies eine sichtbare Kostenreduktion und weniger Ausschuss.
Als schaltbare Ventiltriebsglieder kommen insbesondere Hebel wie Schlepphebel in Betracht. Einbezogen sind auch Schwing- oder Kipphebel oder Abstützelemente für Schlepphebel.
Gemäß einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung soll zur Aufnahme der Materialverdrängungen ein Außenmantel der Führungsbuchse eine Ringnut haben, in welche das Material aus dem Umgebungsbereich der Öffnung der Tragplatte verdrängt wird, so dass ein Kraft-Formschluss im Fügebereich vorliegt. Ggf. kann auf die Ringnut verzichtet werden und es sind nur im Umfangsbereich der Materialverdrängungen respektive Taschen im Außenmantel der Führungsbuchse vorgesehen oder es wird ganz auf diese Taschen verzichtet, so, dass die Führungsbuchse im Wesentlichen kraftschlüssig in der Öffnung / Bohrung der Tragplatte gehalten ist.
Unter Umständen funktioniert die Erfindung auch mit lediglich einer örtlichen Materialverdrängung, die, und dies gilt auch für den bevorzugten Fall mit mehreren umfangsverteilten Materialverdrängungen, durch einen Verstemm- oder einen ähnlichen Vorgang realisiert werden kann. Wichtig ist, dass ohne ein weiteres Zusatzbauteil oder zusätzliches Material eine dauerhafte Halterung der Führungsbuchse an der Tragplatte bewerkstelligt ist.
Eine besonders bevorzugte Konkretisierung der Erfindung ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach soll die Tragplatte am Umfangsbereich ihrer Öffnung Durchbrüche oder Taschen haben, wobei die Materialverdrängungen durch Eingriff respektiver Aufweitdorne in die Durchbrüche realisiert sind. Diese Dorne werden vorzugsweise parallel zur Axiallinie des Federbeins in die Öffnungen, welche bspw. eine elliptische Geometrie aufweisen können, eingeführt und verschieben / verdrängen das in Radialrichtung „innen“ liegende Material der Tragplatte auf den Außenmantel oder in die Ringnut im Außenmantel der Führungsbuchse. Abschnittsweise kann es hierbei auch zu einem Ausdünnen von Tragplattenmaterial kommen.
Die Aufweitdorne, welche bevorzugt an einer gemeinsamen Werkzeughalterung sitzen, haben einen bspw. keglig ansteigenden Außenmantelabschnitt. Ggf. kommen auch Werkzeuge mit Aufspreizbacken infrage.
Einfache Maßnahmen einer anderenendigen Einspannung der wenigstens einen Schraubendruckfeder des Federbeins gehen aus einem weiteren Unteranspruch hervor. Demnach soll die Schraubendruckfeder an einem Ringkragen des Stabs des Federbeins anliegen. Das Federbein selbst hat außenstirnseitig eine Abstützfläche für die Rückstelleinheit an einer Gegenkontur der Brennkraftmaschine, welche Gegenkontur bevorzugt ein Steg eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine ist.
Auch ist es vorgeschlagen, die Tragplatte auf der Seite der Stellfinger von der Schubstange abstehen zu lassen. Dabei kann die Tragplatte einteilig von dieser abgebogen sein oder als separat gefügtes Bauteil vorliegen. Alternativ kann die Tragplatte auch seitlich oder „hochstehend“ verlaufen. Sie kann, muss jedoch nicht, an einer Endstirn der Schubstange liegen, welche bspw. dem Aktor entfernt ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine Stufung der Führungsbuchse. Demnach hat Letztgenannte mehrere Ringabschnitte, von denen der mittlere, kragenartig ausgebildete Ringabschnitt als Anschlagfläche für die Führungsbuchse an der Tragplatte und gleichzeitig als unmittelbare einenendige Anlage für die wenigstens eine Schraubendruckfeder fungiert. An einem ersten Ringabschnitt liegt die Fügung mit der Tragplatte vor und an einem dritten Ringabschnitt erfährt die Schraubendruckfeder eine Führung.
Zur Zeichnung:

• 1 zeigt in einer räumlichen Ansicht eine Schubstange mit Rückstelleinheit und einem Stellfinger im Abschnitt ihres einen Endes,
• 2 zeigt die Rückstelleinheit mit Tragplatte in einer seitlichen Ansicht und
• 3 zeigt in einer schematischen Frontansicht die Tragplatte.

1 zeigt eine Schubstange 1 eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine in ihrem Endabschnitt. Von der Schubstange 1 hängen Stellfinger 2 ab, von denen beispielhaft einer dargestellt ist. Die Stellfinger 2 dienen jeweils einer Beaufschlagung eines Koppelmittels (Querkolben) eines schaltbaren Schlepphebels. Zeichnerisch angedeutet ist eine Kontaktfläche 3 für einen e-Aktor zu einer Vorwärtsverlagerung der Schubstange 1 (Einfahrrichtung Rv des Koppelmittels). Der e-Aktor kann auch an einem anderen Längsbereich der Schubstange 1 angreifen.
Von der Schubstange 1 geht, auf einer Seite der Stellfinger 2, eine einteilig angebundene Tragplatte 5 mit einem Federbein 4 (s. a. 2) zur Rückwärtsverlagerung der Schubstange 1 bei deaktiviertem oder stromarm geschalteten e-Aktor (Ausfahrrichtung R_R des Koppelmittels) aus. Die Tragplatte 5 hat eine Öffnung 6, in welcher eine Führungsbuchse 7 mit einem teleskopisch hierin geführten Federbein 4 sitzt. Letztgenanntes steht, in Richtung der Vorwärtsverlagerung Rv gesehen, nach einer Außenwand 8 der Tragplatte 5 mit einem Stab 10 ab. Dieser ist von einer Schraubendruckfeder 9 umfasst, welche einenends an der Außenwand 8 und anderenends an einem Ringkragen 16 des Stabs 10 angefedert ist. Hinter dem an den Stab 10 angeschlossenen Ringkragen 16 hat das Federbein 4 eine Stirn als Abstützfläche 11 zur unmittelbaren Abstützung an einem Steg eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine.
Zum Fügen der Führungsbuchse 7 mit der Tragplatte 5:
Die Tragplatte 5 hat, wie auch die 2, 3 zeigen, am Umfangsbereich ihrer Öffnung 6 Durchbrüche 15, welche, im bevorzugten Fall einer Ausbildung der Tragplatte 5 aus Stahlblech, gestanzt sind. Nachdem die Führungsbuchse 7, optional mit schon vormontiertem Stab 10, in ihre am besten aus 2 hervorgehende Anschlagposition gegenüber der Tragplatte 5 gebracht wurde, werden Aufweitdorne 21 in die Durchbrüche 15 gebracht. Hierbei kommt es zur Verlagerung von radial unterhalb der Aufweitdorne 21 liegendem Tragplattenmaterial in eine am Außenmantel 14 eines ersten Ringabschnitts 17 der Führungsbuchse 7 befindliche Umlaufnut 13. Über diese mit „12“ bezeichneten Materialverdrängungen ist die Führungsbuchse 7 somit fest mit der Tragplatte 5 verbunden.
Zur Führungsbuchse 7 wird noch bemerkt, dass diese nach dem ersten Ringabschnitt in einen zweiten Ringabschnitt 18 übergeht, der kragenartig ist. Über diesen Ringabschnitt 18 liegt die Führungsbuchse 7 an der oben genannten „vorderen“ Außenwand 8 der Tragplatte 5 an. Hieran angeschlossen ist ein gegenüber dem zweiten Ringabschnitt 18 abgestufter dritten Ringabschnitt 20. Dieser ist einenendig von der Schraubendruckfeder 9 umfasst und führt / stabilisiert diese.
Bezugszeichenliste

1): Schubstange
2): Stellfinger
3): Kontaktfläche
4): Federbein
5): Tragplatte
6): Öffnung
7): Führungsbuchse
8): Außenwand
9): Schraubendruckfeder
10): Stab
11): Abstützfläche
12): Materialverdrängung
13): Umlaufnut
14): Außenmantel
15): Durchbruch
16): Ringkragen
17): Ringabschnitt
18): Ringabschnitt
19): Innenwand
20): Ringabschnitt
21): Aufweitdorn
RV: Vorwärtsverlagerungsrichtung
RR: Rückwärtsverlagerungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019102765 B3 [0002]
DE 102017101792 B4 [0003]

Claims

Schubstange (1) eines hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, von welcher Schubstange (1) Stellfinger (2) zur jeweiligen Beaufschlagung eines Koppelmittels eines schaltbaren Ventiltriebsglieds abragen, wobei die Schubstange (1) eine Kontaktfläche (3) für einen Aktor zu deren Vorwärts- sowie ein Federbein (4) zu deren Rückwärtsverlagerung (Rv, R_R) hat, wobei von der Schubstange (1) eine Tragplatte (5) mit einer Öffnung (6) hierin absteht, in welcher eine Führungsbuchse (7) mit einem teleskopisch hierin geführten Federbein (4) sitzt, das, in Richtung der Vorwärtsverlagerung (Rv) gesehen und nach einer Außenwand (8) der Tragplatte (5), mit einem von wenigstens einer Schraubendruckfeder (9) umfassten Stab (10) hinaussteht, welche Schraubendruckfeder (9) einenends an der Außenwand (8) abgestützt ist und anderenends eine zumindest mittelbare Abstützfläche (11) für eine Gegenkontur an der Brennkraftmaschine hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (5) über am Umfangsbereich ihrer Öffnung (6) applizierte, im Wesentlichen radial nach innen ausgerichtete Materialverdrängungen (12) fest mit der Führungsbuchse (7) gefügt ist.
Schubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialverdrängungen (12) in einer Umlaufnut (13) im Außenmantel (14) der Führungsbuchse (7) verlaufen.
Schubstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (5) am Umfangsbereich ihrer Öffnung (6) Durchbrüche (15) oder Taschen hat, wobei die Materialverdrängungen (12) durch Eingriff respektiver Aufweitdorne (21) in die Durchbrüche (15) realisiert sind.
Schubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfeder (9) anderenends gegen einen Ringkragen (16) des Stabs (10) des Federbeins (4) wirkt, hinter welchem Ringkragen (16) das Federbein (4) eine Stirn als die Abstützfläche (11) zur unmittelbaren Lagerung an der Gegenkontur der Brennkraftmaschine hat.
Schubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (5) eine orthogonal von der Schubstange (1) auf der Seite der Stellfinger (2) abragende, ein- oder mehrteilig angebundene Lasche ist.
Schubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (7) an ihrem Außenmantel (14) gestuft ist und a) einen ersten, mit der Öffnung (6) der Tragplatte (5) gefügten Ringabschnitt (17) hat, b) einen zweiten Ringabschnitt (18) demgegenüber größeren Durchmessers aufweist, über welchen die Führungsbuchse (7) an der Außenwand (8) der Tragplatte (5) anliegt, sowie c) einen gegenüber dem zweiten Ringabschnitt (18) abgestuften dritten Ringabschnitt (20) besitzt, der einenendig von der Schraubendruckfeder (9) umfasst ist, welche unmittelbar an dem zweiten Ringabschnitt (18) angefedert ist.
Schubstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige schaltbare Ventiltriebsglied ein hebelartiger Nockenfolger oder ein Abstützelement oder eine Gruppe hiervon ist.