CN106574522A - 用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备(A，B)，所述闭锁设备具有第一闭锁体(1，10)和第二闭锁体(2，12)，所述第一闭锁体和所述第二闭锁体能够彼此接合或脱离接合，以便将两个可相互移动地设置的构件彼此耦联或脱耦，其中两个闭锁体(1，2；10，12)中的至少一个具有至少一个曲面。为了提高闭锁设备的抗磨损性而提出：两个闭锁体(1，2；10，12)中的至少一个具有多个曲面(5，6；15，16)，所述曲面的各曲率通过长度相等的半径(R2，R3；R5，R6)描述，所述半径具有彼此间隔开的结构上的曲率中心。

Description

用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备
技术领域
本发明涉及一种用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备，所述闭锁设备具有第一闭锁体和第二闭锁体，所述第一闭锁体和所述第二闭锁体能够彼此接合或脱离接合，以便将两个可相互移动地设置的构件彼此耦联或脱耦，其中两个闭锁体中的至少一个具有至少一个曲面。
背景技术
可切换的气门传动装置，如切换牵引杆、切换摇杆、切换摆杆或切换推杆，作为凸轮随动件装入内燃机中，以便降低燃料消耗并且以便降低有害物质排放。为了该目的，可切换的凸轮随动件在特定的运行情况下实现在不同的提升曲线之间的切换，所述提升曲线从凸轮轴的不同的凸轮传递到一个或多个气门上，或者短暂地完全切断一个或多个缸。在这种气门传动装置部件中，闭锁设备实现所述气门设备的与操纵相关的单独部件的固定连接或脱开。
这种气门传动装置部件的闭锁设备由闭锁元件、例如活塞，以及容纳部、例如钻孔构成，以便将两个可彼此枢转运动的或线性运动的构件、例如杆臂彼此耦联或脱耦，其中能够以机械液压的方式操纵和弹性支撑所述活塞，借助所述容纳部能够将活塞根据需要接合或脱离接合。
在已知的闭锁设备中，闭锁配对件分别具有圆形横截面，所述圆形横截面分别具有尽可能一致的半径，其中活塞的半径必须大致小于用于活塞的容纳部的半径。由此，在闭锁的状态下，在闭锁接触面处产生在纵向方向上仅有一条接触线的线接触。这种闭锁设备因此具有闭锁配对件的相对差的贴靠，进而具有相对高的面挤压。由于在运行中经常发生闭锁和解锁，故磨损相应高。此外，根据闭锁设备的半径的大小和调节装置，产生活塞在容纳部中沿水平方向不精确的定向，或者产生活塞的不精确的顶点调节，从而造成闭锁设备的闭锁间隙的不利的差异。
在其他已知的闭锁设备中，两个闭锁配对件分别具有矩形轮廓。在该闭锁元件中，尽管面挤压通常是小的，然而制造需要相对高的加工耗费。
US 5 544 626 A示出一种两件式的切换牵引杆，其中在箱形的第一臂的两个纵梁之间可相对于第一臂以可相对枢转运动的方式装入第二臂。两个臂能够借助于沿杠杆的纵向方向装入的活塞彼此闭锁。活塞具有圆形横截面并且可纵向移动地支承在第一臂的钻孔中，所述钻孔具有同样为圆形的横截面。活塞具有削平的轴向的端部件，所述端部件能够形状配合地与第二臂的扁平的下侧接合，以将杆闭锁。
DE 10 2005 048 951 A1示出一种两件式的切换牵引杆，所述切换牵引杆具有关于相对置的旋转轴线的较大的外杆和较小的内杆，其中内杆能够相对于外杆枢转。两个杆能够借助于锁定销相互闭锁。锁定销沿纵向方向容纳在外杆中并且可纵向移动地支承，并且能够与内杆接合。锁定销以机械液压的方式操纵，以便将外杆和内杆根据需要刚性闭锁。
从DE 10 2010 026 360 A1中已知一种用于气门传动装置的推杆，其中防扭转装置在壳体的窗口中伸展，所述防扭转装置突出于壳体的外套。壳体容纳在未详细描述的周围结构的引导钻孔中。引导钻孔具有横截面为部分圆柱形的轴向引导部，防扭转装置接合到所述轴向引导部中。防扭转装置构成为具有相对小的缸高度的指状的、直立的半圆柱形体部，其中侧表面仅部分地与轴向引导部贴靠并且不被强制引导，使得在轴向引导部的壁和防扭转装置之间存在近似点状的接触。防扭转装置的侧表面的横截面为由两个圆弧构成的尖拱、即所谓的哥特式轮廓，其中尖拱的尖部由削平部代替。在哥特式轮廓的防扭转部和部分圆柱形的轴向引导部之间的任何可能的接触点由于哥特式轮廓而与壳体的引导钻孔的棱边间隔开，防扭转装置在所述棱边处尤其受到磨损危害。
发明内容
本发明所基于的目的是：提供一种用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备，所述闭锁设备具有高的磨损抗性并且还能够简单且成本适宜地制造。
本发明基于如下认知：在用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备中，通过将圆柱形的闭锁元件与接触几何形状组合能够在闭锁机构中实现降低的面挤压，由此改善所述闭锁机构的磨损抗性，其中所述接触几何形状实现闭锁配对件之间的两个或更多个线接触。
因此，本发明基于一种用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备，所述闭锁设备具有第一闭锁体和第二闭锁体，所述第一闭锁体和所述第二闭锁体能够彼此接合或脱离接合，以便将两个可相互移动地设置的构件彼此耦联或脱耦，其中两个闭锁体中的至少一个具有至少一个曲面。此外提出：两个闭锁体中的至少一个具有多个曲面，所述曲面的各曲率通过长度相等的半径描述，所述半径具有彼此间隔开的结构上的曲率中心。
通过该构造提供闭锁设备，其中两个闭锁体之间的接触面具有相对小的面挤压。这通过如下方式实现：从一个或两个闭锁配对件的横截面中得到多线接触，例如沿纵向方向的双线接触。因此，替代描述圆横截面的恒定的半径，两个闭锁体中的至少一个的横截面在结构上或者由大小相同但是并非始于相同的点的多个半径构成，或者由非恒定的半径形成，使得在闭锁的状态下构成至少两个彼此间隔开的接触线。由此，相对于单线接触，实现更小的面挤压，以及防止闭锁设备过早磨损的更高的抗性。设备的使用持续时间由此能够得到提高并且确保长时间地保持容易的可切换性。此外，这种设置实现在两个闭锁体彼此间的侧向定向方面的改善的精度。气门传动装置部件的两个构件的可切换的连接由此显示出在切换过程之间闭锁体的定向或闭锁间隙的更小的差异。
在下文中，圆柱形体理解为如下闭锁体，所述闭锁体由体部的基面、闭合的准曲线和两个平行的平面形成。圆柱形的容纳部也理解为闭锁体的开口，所述开口由开口的基面、包围开口的闭合的或开放的准曲线和两个平行的平面形成。基面的横截面能够为具有不同几何形状的轮廓，如简单的圆或复杂的形体。
在本发明的一个具体的实施方式中，有利的多线接触能够通过如下方式相对简单地且没有显著的附加制造成本地产生：第一闭锁体构成为具有圆形的外环周面的圆柱形活塞，第二闭锁体具有用于第一闭锁体的横截面为尖拱形的容纳部，所述尖拱形的容纳部通过两个曲面形成，并且其中尖拱形的容纳部的这两个面的相应的曲率通过长度相等的半径限定，然而所述半径具有不同的结构上的曲率中心，使得在第一闭锁体和第二闭锁体之间，在闭锁的状态下，沿两个闭锁体的纵向方向，两条接触线起作用。
因此，可容纳圆柱形的活塞的容纳部的横截面能够借助两个相同的半径或圆弧来构建，所述圆弧的结构上的曲率中心彼此间隔开，并且所述圆弧的半径大于活塞的半径。由此，产生尖拱形的横截面，所述尖拱形的横截面的基线，即所谓的起拱线，居中地分割圆。因此，在纵截面中，活塞以轴向半部接合到容纳部中。能够将常规的栓用作为活塞。在尖拱轮廓的对称的实施方案中，沿纵向方向产生两条接触线，所述接触线在环周上具有彼此隔开四分之一圆的间距，其中在闭锁时活塞贴靠在所述尖拱轮廓上。为了实现活塞被完全地包围在容纳部中，所述容纳部能够构成为：设有第二尖拱横截面，所述第二尖拱横截面相对于第一尖拱镜像地构成。
根据本发明的另一实施方式提出：第一闭锁体构成为半圆柱形的活塞，所述半圆柱形的活塞具有尖拱形的横截面，所述尖拱形的横截面具有两个曲面，并且其中活塞的尖拱的尖部被削平，所述活塞的尖拱的两个面的曲率通过两个长度相等的半径来形成，然而所述半径始于不同的结构上的曲率中心，并且第二闭锁体构成为用于第一闭锁体的空心圆柱形的容纳部，使得在第一闭锁体和第二闭锁体之间，在闭锁的状态下，沿两个闭锁体的纵向方向，两条接触线起作用。通过该设置，同样产生双线接触。在该情况下，常规的钻孔能够用作为轴向的容纳部。相反，活塞构成尽可能尖拱形成的轮廓。
在本发明的另一实施方式中能够提出：两个闭锁体中的一个具有抛物线形的或类似抛物线的横截面，并且两个闭锁体中的另一个具有圆形的横截面。这种设置也实现在活塞和活塞容纳部之间的多线接触。
原则上也可行的是：在闭锁体之间具有两条接触线的另外的接触几何形状，或者在闭锁体之间具有多于两条接触线的接触几何形状。这种横截面能够借助三个或更多个半径或通过一个变化的半径在结构上实现。也可行的是：为了实现尽可能小的面挤压，两个闭锁体具有与简单的圆形横截面不同的横截面。
原则上，根据本发明的闭锁设备能够使用在所有可切换的气门传动装置部件上。在一个优选的应用中能够提出：所述闭锁设备集成到如下可切换的气门传动装置部件中，所述气门传动装置部件构成为内燃机的气门传动装置的切换牵引杆，其中闭锁设备在切换牵引杆的两个彼此能枢转运动地支承的杆臂之间起作用，其中闭锁设备沿切换牵引杆的纵向方向或横向方向装入。
附图说明
下面，根据所附的附图以两个实施方式进一步阐述本发明。其中：
图1示出用于可切换的气门传动装置部件的根据本发明构成的第一闭锁设备的横截面，
图2示出用于可切换的气门传动装置部件的根据本发明构成的第二闭锁设备的横截面，和
图3示出根据现有技术的用于可切换的气门传动装置部件的闭锁设备的横截面。
具体实施方式
图1和2中所示出的闭锁设备A、B例如能够分别集成到气门传动装置的未示出的切换牵引杆中。切换牵引杆例如具有两个未示出的杆臂，所述杆臂彼此可枢转运动地相互连接。闭锁设备A、B例如用于将牵引杆的枢转运动可切换地耦联，以便在两个不同的凸轮升程之间进行切换，所述凸轮升程在内燃机的运行中应传递到内燃机的进气门或排气门上。关于这点，参考更上面提出的文献。
根据图1的闭锁设备A具有第一闭锁体1和第二闭锁体2。第一闭锁体1构成为圆柱形的活塞1’，所述圆柱形的活塞具有圆形的横截面，所述圆形的横截面具有第一半径R1。沿纵向方向3观察，活塞1’借助轴向的纵向半部接合到第二闭锁体2的近似圆柱形的、轴向的容纳部4中。该容纳部4具有尖拱形的横截面轮廓，所述横截面轮廓具有两个曲面5、6，所述曲面的曲率通过第二半径R2或通过第三半径R3限定。第二半径R2和第三半径R3尽管长度相等，然而，其未精确示出的结构上的曲率中心彼此间隔开，使得因此得到尖拱形的横截面轮廓，所述横截面轮廓近似哥特式圆弧。
在容纳部4之内，活塞1’借助其外环周面7贴靠两个曲面5、6，使得形成刚好两条接触线8、9。避免在仅一条接触线处的极度磨损的单侧的线接触。活塞1’的侧向定向通过具有两个线接触的容纳部4的尖拱形的横截面轮廓来确定。
根据图2的闭锁设备B具有第一闭锁体10和第二闭锁体12。第一闭锁体10构成为半圆柱形的活塞10’，所述半圆柱形的活塞具有被切断的径向的尖部14。由此，活塞10’具有两个轴向延伸的曲面15、16，所述曲面的相应的曲率通过第五或第六曲率半径R5、R6限定。第五半径R5和第六半径R6尽管长度相等，然而其未精确示出的结构上的曲率中心彼此间隔开，使得因此得到在那里的第一闭锁体10的可在图2中看出的横截面几何形状。活塞10’借助其如所描述那样成形的轴向的纵向半部接合到圆柱形的第二闭锁体12的空心圆柱形的容纳部12’中。因此，容纳部12’具有横截面为圆形的内环周面13，所述内环周面具有第四曲率半径R4，沿纵向方向3观察，活塞10’借助刚好两条接触线18、19贴靠于所述内环周面。由此成功地避免在仅一条接触线处的极度磨损的单侧的线接触。
为了与根据本发明的闭锁设备A、B比较，图3示出常规的闭锁设备C。该闭锁设备C具有第一闭锁体1和第二闭锁体22。第一闭锁体1构成为具有圆形的外环周面7的圆柱形的活塞1’，其中第一半径R1在此也限定圆柱形的活塞1’的曲率。第二闭锁体22具有圆柱形的容纳部24或者说钻孔，所述容纳部或者说钻孔的内环周面25在其曲率方面通过第七半径R7描述。在此，第七半径R7大于第一半径R1。沿纵向方向3观察，第一闭锁体1借助其径向的外面7与圆柱形的容纳部24的内环周25贴靠，以形成刚好一条接触线26，其中接触线26的侧向位置根据闭锁间隙变化。能够容易理解的是：在该已知的闭锁设备C中，在唯一的接触线26的区域中出现剧烈的磨损。
附图标记列表
1 第一闭锁体
1’ 活塞
2 第二闭锁体
3 活塞1’的纵轴线
4 在第二闭锁体2中的尖拱形的容纳部
5 容纳部4的第一面
6 容纳部4的第二面
7 第一闭锁体1的外环周面
8 第一接触线
9 第二接触线
10 第一闭锁体
10’ 半圆柱形的活塞
12 第二闭锁体
12’ 第二闭锁体12的空心圆柱形的容纳部
13 第二闭锁体12的圆柱形的内环周面
14 第二闭锁体12的被切断的尖部
15 第一闭锁体10、10’的第一尖拱面
16 第一闭锁体10、10’的第二尖拱面
18 第一接触线
19 第二接触线
22 第二闭锁体
24 第二闭锁体22的圆柱形的容纳部
25 第二闭锁体22的内环周面
26 接触线
A 闭锁设备
B 闭锁设备
C 闭锁设备
R1 第一半径
R2 第二半径
R3 第三半径
R4 第四半径
R5 第五半径
R6 第六半径
R7 第七半径

Claims (4)

1.一种用于能切换的气门传动装置部件的闭锁设备(A，B)，所述闭锁设备具有第一闭锁体(1，10)和第二闭锁体(2，12)，所述第一闭锁体和所述第二闭锁体能够彼此接合或脱离接合，以便将两个能相互移动地设置的构件彼此耦联或脱耦，其中两个闭锁体(1，2；10，12)中的至少一个具有至少一个曲面，
其特征在于，所述两个闭锁体(1，2；10，12)中的至少一个具有多个曲面(5，6；15，16)，所述曲面的各曲率通过长度相等的半径(R2，R3；R5，R6)描述，所述半径具有彼此间隔开的结构上的曲率中心。
2.根据权利要求1所述的闭锁设备(A)，其特征在于，所述第一闭锁体(1)构成为具有圆形的外环周面(7)的圆柱形的活塞(1’)，所述第二闭锁体(2)具有用于所述第一闭锁体(1)的横截面为尖拱形的容纳部(4)，所述尖拱形的容纳部(4)通过两个曲面(5，6)形成，并且其中所述尖拱形的容纳部(4)的这两个面(5，6)的相应的曲率通过长度相等的半径(R2，R3)限定，然而所述半径具有不同的结构上的曲率中心，使得在所述第一闭锁体(1)和所述第二闭锁体(2)之间，在闭锁的状态下，沿所述两个闭锁体(1，2)的纵向方向(3)，两条接触线(8，9)起作用。
3.根据权利要求1所述的闭锁设备(B)，其特征在于，所述第一闭锁体(10)构成为半圆柱形的活塞(10’)，所述半圆柱形的活塞具有尖拱形的横截面，所述尖拱形的横截面具有两个曲面(15，16)，并且其中所述活塞(10’)的尖拱的尖部(14)被削平，所述活塞(10’)的尖拱的两个面(15，16)的曲率通过两个长度相等的半径(R5，R6)来形成，然而所述半径始于不同的结构上的曲率中心，并且所述第二闭锁体(12)构成为用于所述第一闭锁体(10)的空心圆柱形的容纳部，使得在所述第一闭锁体(10)和所述第二闭锁体(12)之间，在闭锁的状态下，沿所述两个闭锁体(10，12)的纵向方向(3)，两条接触线(18，19)起作用。
4.根据权利要求1至4中任一项所述的闭锁设备(A，B)，其特征在于，所述闭锁设备集成到能切换的气门传动装置部件中，所述气门传动装置部件构成为内燃机的气门传动装置的切换牵引杆，其中所述闭锁设备(A，B)在所述切换牵引杆的两个彼此能枢转运动地支承的杆臂之间起作用，并且其中所述闭锁体(1，2；10，12)沿所述切换牵引杆的纵向方向或横向方向装入。
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