DE102012207476B4

DE102012207476B4 - Aktoreinheit eines Schiebenockensystems mit einer Rasteinrichtung

Info

Publication number: DE102012207476B4
Application number: DE102012207476.7A
Authority: DE
Inventors: Harald Elendt
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2032-05-08
Also published as: US9219400B2; CN103388503A; US20130293035A1; MX2013004941A; BR102013010871A2; DE102012207476A1; CN103388503B

Abstract

Aktoreinheit (1) eines Schiebenockensystems, die an einer Brennkraftmaschine oder einem Bauteil derselben befestigbar ist, mit zumindest einem Aktorstift (11) zur Verschiebung von Schiebenockeneinheiten des Schiebenockensystems in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest einer mit dem Aktorstift (11) zusammenwirkenden Verschiebenut am Umfang der Schiebenockeneinheiten, die zumindest eine Auswurframpe aufweist, und mit einer Elektromagneteinheit (2), wobei die Aktorstifte (11) in Richtung zur Schiebenockeneinheit mittels Betätigungsfedern (12) belastet, in einem Gehäuse (10) der Aktoreinheit (1) gleitend geführt sind und die Aktorstifte (11) oder zumindest ein mit ihnen verbundenes Bauteil mit einer Rasteinrichtung in Wirkverbindung stehen, deren Rastkörper (18) in einer Schaltkulisse (13) geführt sind, wobei die Schaltkulisse (13) einerseits federbelastet und andererseits von der Elektromagneteinheit (2) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder der Schaltkulisse (13) als Rückhubfeder (20) ausgebildet ist, sich am Gehäuse (10) abstützt und die Schaltkulisse (13) in Einfahrrichtung der Aktorstifte (11) belastet und dass die Kraft der Rückhubfeder (20) größer ist als die Kraft der Betätigungsfeder (12) oder -federn.

Description

Gebiet der Erfindung
Aktoreinheit eines Schiebenockensystems, die an einer Brennkraftmaschine oder einem Bauteil derselben befestigbar ist, mit zumindest einem Aktorstift zur Verschiebung von Schiebenockeneinheiten des Schiebenockensystems in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest einer mit dem Aktorstift zusammenwirkenden Verschiebenut am Umfang der Schiebenockeneinheiten, die zumindest eine Auswurframpe aufweist, und mit einer Elektromagneteinheit, wobei die Aktorstifte in Richtung zur Schiebenockeneinheit mittels Betätigungsfedern belastet, in einem Gehäuse der Aktoreinheit gleitend geführt sind und die Aktorstifte oder zumindest ein mit ihnen verbundenes Bauteil mit einer Rasteinrichtung in Wirkverbindung stehen, deren Rastkörper in einer Schaltkulisse geführt sind, wobei die Schaltkulisse einerseits federbelastet und andererseits von der Elektromagneteinheit betätigbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine entsprechende Aktoreinheit für Hubkolbenbrennkraftmaschinen ist aus der DE 10 2010 048 005 A1 bekannt. Diese Aktoreinheit weist eine arretierbare Rasteinrichtung auf, durch die die Aktorstifte in der inneren, den Schiebenockeneinheiten abgewandten Stellung, festgelegt werden können. Die Verschiebung der Aktoreinheiten in diese Raststellung wird ausschließlich durch die Auswurframpe bewirkt, die den oder die Aktorstift(e) entgegen die Betätigungsfedern in die innere Stellung bewegt. Durch eine Elektromagneteinheit können die arretierbaren Rasteinrichtungen gelöst werden, so dass die Betätigungsfedern die Aktorstifte in Richtung Verschiebenockeneinheiten bewegen und mit den Verschiebenuten in Wirkverbindung bringen. Da die arretierbaren Rasteinrichtungen örtlich fixiert sind, muss die Auswurframpe den oder die Aktorstifte soweit in die innere Stellung der Aktoreinheit bewegen bis die Rasteinrichtung erreicht ist. Erfolgt dies nicht, so können die Aktorstifte in der inneren Position nicht fixiert werden, so dass diese auf dem Mantel der Schiebenockeneinheit gleiten und ggf. mit den Schiebenuten oder Rändern derselben kollidieren.
Die WO 2011/061 218 A1 offenbart eine Montageanordnung zum Einbau in einen Hohlraum zur Montage eines Druckspeichers für die Druckversorgung eines Verbrauchers einer Brennkraftmaschine. Ein Führungselement führt einen Kraftspeicher, der mit einem Verlagerungselement, welches mit Druckmittel beaufschlagbar ist, zusammenwirkt. Das Verlagerungselement ist durch ein Arretierungselement arretierbar.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Nachteile zu beheben und die Aktoreinheit so zu modifizieren, dass die Aktorstifte auch dann in der inneren Position fixiert werden, wenn der Impuls durch die Auswurframpe nicht ausgereicht, die Aktorstifte bis zur inneren Position zu bewegen. Die Modifikation soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln behoben werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Feder(n) der Schaltkulisse als Rückhubfeder(n) ausgebildet sind, sich am Gehäuse abstützen und die Schaltkulisse in Einfahrrichtung der Aktorstifte belasten und dass die Kraft der Rückhubfeder(n) größer ist als die Kraft der Betätigungsfeder oder -federn.
Wenn dabei der oder die Aktorstift(e) über die Auswurframpe aus der Verschiebenut zurück geschoben werden, kann durch das Zusammenwirken der Rückhubfeder und der Rasteinrichtung die Schaltkulisse über die Rastkörper vollständig einfahren und den Aktorstift vom Hochkreis des Schiebenockensystems abheben.
Die vorzugsweise als Kugeln ausgebildeten Rastkörper stehen dabei einerseits mit einem Einstich an dem oder den Aktorstiften und andererseits mit einer vorzugsweise kegelförmigen Schräge in Wirkverbindung.
Dabei ist die Schräge an einer die Schaltkulisse umgebenden Buchse angeordnet und die Buchse im Gehäuse geführt bzw. fixiert. Wird nun der oder die Aktorstift(e) durch die Auswurframpe aus der Verschiebenut zurück geschoben, so können durch das Zusammenwirken der Rückhubfeder und der Schrägen der Buchse die Rastkörper oder die Kugeln in den Einstich am Aktorstift einfahren, wobei die Kraft der Rückhubfeder den Aktorstift anhebt und einfährt, bis zu einem inneren Anschlag in der Aktoreinheit.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schaltkulisse einen Dom aufweist, der von einem Anker der Elektromagneteinheit kontaktierbar ist, wobei der Anker der Elektromagneteinheit die Schaltkulisse gegen die Kraft der Rückhubfeder verschieben kann. Der Kraftaufbau des Ankers bewirkt eine Bewegung der Schaltkulisse axial in Ausfahrrichtung des oder der Aktorstift(e). Sobald der Anker bis zu einer im Näheren noch beschriebenen Scheibe zum Anschlag kommt, sind die Schaltkulisse und die Rastkörper bzw. Kugeln so weit verfahren, dass die Rastkörper über die Kraftwirkung der Betätigungsfeder oder -federn am Aktorstift im Zusammenwirken mit einem Schrägrand am Einstich und die Schräge an der Buchse nach außen fahren können. Danach kann der Aktorstift über die Kraftwirkung der Betätigungsfeder(n) in die Verschiebenut an der Schiebenockeneinheit einfahren.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass im Anschluss an die Buchse im Innern der Aktoreinheit eine Scheibe vorgesehen ist, die in einem Befestigungsflansch geführt ist und eine Öffnung für den Dom aufweist. Die Scheibe dient dabei als Begrenzungsanschlag für den Anker.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse der Aktoreinheit in dem Befestigungsflansch, vorzugsweise durch eine Presssitzverbindung befestigt ist.
Die Spule, die Ankerführung und ein Stecker der Elektromagneteinheit sind vorzugsweise durch einen Kunststoffumspritzvorgang zu einer Fertigungseinheit ausgebildet.
Die Fertigungseinheit ist in einem Außengehäuse angeordnet, das vorzugsweise mittels Verstemmen am Befestigungsflansch befestigt ist.
Die Elektromagneteinheit ist aus den Hydraulikschaltventilen der Anmelderin bekannt und kann ohne konstruktive Änderungen für die Aktoreinheit übernommen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigen:
1: einen Schnitt durch eine Aktoreinheit mit eingefahrenem Aktorstift,
2: einen Schnitt durch eine Aktoreinheit entsprechend 1 mit ausgefahrenem Aktorstift,
3: einen vergrößerten Ausschnitt der Aktoreinheit gemäß 1 und
4: einen vergrößerten Ausschnitt der Aktoreinheit gemäß 2.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein eine Aktoreinheit bezeichnet, die eine Elektromagneteinheit 2 aufweist, in der eine Spule 3, eine Ankerführung 4, ein innerhalb der Ankerführung 4 beweglicher Anker 6 und ein Stecker 5 integriert sind. Die Elektromagneteinheit 2 wird von einem Außengehäuse 7 umschlossen, das an einem Befestigungsflansch 8 befestigt, vorzugsweise mit diesem verstemmt, ist. Der Befestigungsflansch 8 kann an einem nicht dargestellten Bauteil eines Zylinderkopfes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt, vorzugsweise verschraubt und gegenüber diesem abgedichtet werden. Der Befestigungsflansch 8 weist eine Erweiterung auf, in der ein Gehäuse 10 der Aktoreinheit 1 eingesetzt bzw. mittels Presssitz eingefügt ist. In dem Gehäuse 10 ist ein Aktorstift 11 gleitend geführt, der hohl ausgeführt und im Inneren eine Betätigungsfeder 12 aufweist, die als Druckfeder ausgeführt ist. Die Betätigungsfeder 12 stützt sich einerseits am Aktorstift 11 und andererseits an einer Schaltkulisse 13 ab, die topfförmig ausgeführt ist. An der Schaltkulisse 13 ist zentral auf der gegenüberliegenden Seite der Betätigungsfeder 12 ein Dom 14 angeformt, der in Richtung zum Anker 6 zeigt und von diesem betätigt werden kann. Am inneren Ende des Gehäuses 10 ist eine Scheibe 15 angeordnet, die sowohl einen Anschlag für die Schaltkulisse 13 als auch einen Anschlag für den Anker 6 bildet. Innerhalb des Gehäuses 10 und radial außerhalb der Schaltkulisse 13 ist eine Buchse 16 eingebaut, die an dem Gehäuse 10 fixiert ist. Die Buchse 16 weist an dem der Scheibe 15 abgewandten Ende eine Schräge 17 auf, die kegelförmig ausgeführt ist und sich in Richtung Schaltkulisse 13 verengt. In der Schaltkulisse 13, in der Nähe der Schräge 17 sind Öffnungen eingearbeitet, in denen als Kugeln ausgebildete Rastkörper 18 eingesetzt sind, die radial beweglich in der Schaltkulisse 13 geführt sind. In der Außenwand des Aktorstiftes 11 ist eine Einstich 19 eingearbeitet, der zumindest an dem der Elektromagneteinheit 2 zugewandten Rand kegelförmig ausgeführt ist. Am äußeren Rand der Schaltkulisse 13 ist eine Rückhubfeder 20 eingebaut, die sich einerseits an der Schaltkulisse 13 und andererseits am Gehäuse 10 abstützt.
Durch diese erfinderische Ausgestaltung wird erreicht, dass der Aktorstift, nachdem er von der Auswurframpe soweit angehoben wurde, dass der Einstich 19 in Höhe der Schrägen 17 liegt, die Rückhubfeder 20 die weitere Einwärtsbewegung dadurch übernimmt, dass sie die Schaltkulisse 13 in Richtung zur Elektromagneteinheit 2 bewegt und dabei die Rastkörper 18 über die Schräge 17 in den Einstich 19 bewegt und weiterhin den Aktorstift soweit anhebt, bis die Schaltkulisse 13 an der Scheibe 15 anliegt.
Die Auswärtsbewegung des Aktorstiftes wird durch den Anker 6 eingeleitet, der die Schaltkulisse 13 soweit nach außen schiebt, bis die Rastkörper 18 über die Schräge 17 die Einstiche 19 freigeben, so dass die Betätigungsfeder 12 die Aktorstifte 11 vollständig nach außen bewegt.
Bezugszeichenliste

1: Aktoreinheit
2: Elektromagneteinheit
3: Spule
4: Ankerführung
5: Stecker
6: Anker
7: Außengehäuse
8: Befestigungsflansch
10: Gehäuse
11: Aktorstift
12: Betätigungsfeder
13: Schaltkulisse
14: Dom
15: Scheibe
16: Buchse
17: Schräge
18: Rastkörper
19: Einstich
20: Rückhubfeder

Claims

Aktoreinheit (1) eines Schiebenockensystems, die an einer Brennkraftmaschine oder einem Bauteil derselben befestigbar ist, mit zumindest einem Aktorstift (11) zur Verschiebung von Schiebenockeneinheiten des Schiebenockensystems in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest einer mit dem Aktorstift (11) zusammenwirkenden Verschiebenut am Umfang der Schiebenockeneinheiten, die zumindest eine Auswurframpe aufweist, und mit einer Elektromagneteinheit (2), wobei die Aktorstifte (11) in Richtung zur Schiebenockeneinheit mittels Betätigungsfedern (12) belastet, in einem Gehäuse (10) der Aktoreinheit (1) gleitend geführt sind und die Aktorstifte (11) oder zumindest ein mit ihnen verbundenes Bauteil mit einer Rasteinrichtung in Wirkverbindung stehen, deren Rastkörper (18) in einer Schaltkulisse (13) geführt sind, wobei die Schaltkulisse (13) einerseits federbelastet und andererseits von der Elektromagneteinheit (2) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder der Schaltkulisse (13) als Rückhubfeder (20) ausgebildet ist, sich am Gehäuse (10) abstützt und die Schaltkulisse (13) in Einfahrrichtung der Aktorstifte (11) belastet und dass die Kraft der Rückhubfeder (20) größer ist als die Kraft der Betätigungsfeder (12) oder -federn.
Aktoreinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise als Kugeln ausgebildeten Rastkörper (18) einerseits mit einem Einstich (19) an dem/den Aktorstiften (11) und andererseits mit einer vorzugsweise kegelförmigen Schrägen (17) in Wirkverbindung stehen.
Aktoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräge (17) an einer die Schaltkulisse (13) umgebenden Buchse (16) angeordnet ist.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (16) im Gehäuse (10) geführt ist.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (13) einen Dom (14) aufweist, der von einem Anker (6) der Elektromagneteinheit (2) kontaktierbar ist.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dom (14) durch den Anker (6) der Elektromagneteinheit (2) gegen die Kraft der Rückhubfeder (20) verschiebbar ist.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Buchse (16) eine Scheibe (15) vorgesehen ist, die in einem Befestigungsflansch (8) geführt ist und eine Öffnung für den Dom (14) aufweist.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) in dem Befestigungsflansch (8), vorzugsweise durch eine Presssitzverbindung, festgelegt ist.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (3), die Ankerführung (4) und ein Stecker (5) der Elektromagneteinheit (2) vorzugsweise als durch einen Kunststoffumspritzvorgang hergestellte Fertigungseinheit ausgeführt sind.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungseinheit in einem Außengehäuse (7) angeordnet ist, das vorzugsweise mittels Verstemmen am Befestigungsflansch (8) festgelegt ist.