CN112483210A - 用于操纵能移动的锁定器件的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操纵能移动的锁定器件的设备，该设备配属于内燃机的能切换的杆状凸轮从动件的组，布置在缸盖中的凸轮从动件分别由初级杆和次级杆组成，它们在一个端部通过摆动轴相互连接并且在另一端部能通过能移动的锁定器件联接，次级杆在其解锁状态中与初级杆在运动方面分离并且在其锁定状态中与初级杆在运动方面连接，所述设备具有与锁定器件共同作用的调节元件，所述调节元件沿缸盖的纵向方向延伸并且能被促动器的横向于该缸盖延伸的衔铁操纵。根据本发明设置调节元件能被衔铁线性移动并且衔铁的垂直于调节元件实施的线性运动通过至少一个能摆动地支承在促动器上的转向元件传递到调节元件上。

Description

用于操纵能移动的锁定器件的设备

技术领域

本发明涉及一种用于操纵能移动的锁定器件的设备，所述设备配属于行程活塞内燃机的可切换杆状凸轮从动件的组，其中，布置在缸盖中的凸轮从动件分别由初级杆和次级杆组成，所述初级杆和次级杆在一个端部通过摆动轴相互连接并且在另一端部能够通过能移动的锁定器件联接，其中，次级杆在其解锁状态中与初级杆在运动方面分离，而在其锁定状态中与初级杆在运动方面连接，所述设备具有与锁定器件共同起作用的调节元件，所述调节元件沿缸盖的纵向方向延伸并且能够通过促动器的横向于该缸盖延伸的衔铁(Anker)操纵。

背景技术

实施为挺杆或者摆杆的凸轮从动件用在内燃机的气门机构中，以便作为气门控制装置的组成部件将凸轮轴的凸轮的凸轮行程传递到相应的构造为进气门和排气门的换气气门上，使得换气气门由于这个气门行程抵抗气门弹簧的力运动到该换气气门的打开位态中。凸轮从动件由作为非切削成型的板材件或者作为精密铸件制造的杆组成，所述杆在作为挺杆的情况下在一个端部通过在该挺杆处设置的球形万向节(Kugelkalotte)借助具有球头的支撑元件支撑在内燃机的缸盖上。如果是摆杆，那么所述杆铰接在水平延伸的轴上，通过该轴也给插入元件输送用于液压式气门间隙补偿的润滑油。摆杆大多设置为具有共同的凸轮滚子的双杆并且因此用于操纵两个换气气门。

为了降低行程活塞内燃机的废气排放和燃料消耗以及提高效率，以能切换的方式构造气门机构，其中，借助切换装置实现在两个不同的气门行程和两个可能不同的气门行程曲线之间的气门机构的转换。在关断装置中，实现关断操纵换气气门，也就是说，实现所谓的零行程，在所述零行程中，尽管旋转的凸轮轴的凸轮操纵所述挺杆，但对应的换气气门不打开。

由US 6 499 451 B1已知一种能切换的、由外杆和内杆组成的、用于上述类型的内燃机的气门机构的挺杆。在此，外杆借助其侧壁和端侧的横向接片包握内杆，所述内杆配置有用于凸轮轴的第一凸轮的滑行的滑动面。此外，在外杆的侧壁的两个上边缘处设置与凸轮轴的两个凸轮共同作用的凸轮滑行面。在凸轮的下侧，挺杆在一个端部具有用于换气气门的贴靠面并且在对置的端部具有球形万向节，其中，支撑元件的球头作用在后者上。两个杆在下述端部通过共同的摆动轴相互连接，贴靠面位于所述端部上。此外，外杆具有壳体，在该壳体中滑动地引导弹簧加载的锁定活塞。锁定活塞在挺杆的锁定位态中将内杆与外杆在运动方面连接，也就是说，当凸轮轴的凸轮在内杆的滑动面上操纵内杆时，换气气门打开。

在挺杆的解锁位态中，内杆与外杆在运动方面分离并且能够相对于该外杆通过摆动轴实施摆动运动。因此，第一凸轮虽然操纵内杆，但是不操纵外杆和贴靠在该外杆上的换气气门。根据气门机构的构型，能够通过与外杆共同作用的、应具有其他凸轮轮廓的另一凸轮实现换气气门的打开运动。在此，借助安装到气门机构壳体中的电磁促动器实现了操纵借助压力弹簧预紧到其解锁位态中的锁定活塞，该促动器的衔铁横向于能旋转地支承在气门机构壳体中的调节元件延伸。这种构造为能旋转的轴的调节元件接收与衔铁共同作用的第一摆杆和多个配属于单个锁定活塞的灵活构造的第二摆杆。当第一摆杆被沿着其纵向方向移动的衔铁施加力时，该衔铁引起轴的旋转并从而引起第二摆杆的摆动运动，该第二摆杆作用到锁定活塞的接板上并且该锁定活塞被移动到其锁定位置中。

由DE 10 2007 029 465 A1已知一种能切换的、由初级杆和次级杆组成的、用于上述类型的内燃机的气门机构的挺杆。在此，初级杆借助其侧壁和端侧的横向接片包握也由侧壁和横向接片组成的次级杆，并且所述次级杆接收凸轮滚子。在初级杆的侧壁的至少一个上边缘处以及在凸轮滚子上设置有与凸轮轴的不同凸轮共同作用的凸轮滑行面。两个杆在下述端部处通过共同的摆动轴相互连接，贴靠面位于所述端部上。在这种摆动轴上安装有空动弹簧(Lost-Motion-Feder)，所述空动弹簧使次级杆预紧到其上部位置中。此外，初级杆在其另一端部具有柱形壳体，在该壳体中滑动地引导实施为弹簧加载的锁定活塞的锁定元件。锁定活塞在挺杆的锁定位态中将次级杆与初级杆在运动方面连接，也就是说，当凸轮轴的凸轮操纵凸轮滚子处的次级杆时，换气气门打开。在挺杆的解锁位态中，次级杆与初级杆在运动方面分离。因此，与凸轮滚子共同作用的凸轮虽然操纵次级杆，但是不操纵初级杆和贴靠在该初级杆上的换气气门。根据气门机构的构型，经由与初级杆共同作用的、应具有其他凸轮轮廓的另一凸轮实现换气气门的打开运动。

发明内容

本发明的任务在于，避免上述缺点并且提出一种用于操纵开头提到类型的能移动的锁定器件的设备，所述设备由于简单的结构和小的结构空间需求是有利的。

这个任务通过独立权利要求1的特征部分的特征解决。在从属权利要求中给出了有利的构型，所述有利构型能够分别以其本身或以相互不同的组合的方式说明本发明的一个方面。

对此，本发明从一种用于操纵能移动的锁定器件的设备出发，所述设备配属于行程活塞内燃机的能切换的杆状凸轮从动件的组。在缸盖中布置的凸轮从动件分别由初级杆和次级杆组成，所述初级杆和次级杆在一个端部通过摆动轴相互连接并且在另一个端部能够通过所述能移动的锁定器件联接，其中，次级杆在其解锁状态中与初级杆在运动方面分离，而在其锁定位置中与初级杆在运动方面连接，以及所述设备具有与锁定器件共同起作用的调节元件，该调节元件沿缸盖的纵向方向延伸并且能够通过促动器的横向于该缸盖延伸的衔铁操纵。

根据本发明设置：调节元件能够通过衔铁线性地移动并且将衔铁的垂直于调节元件实施的线性运动通过以能摆动的方式支承在促动器上的至少一个转向元件传递到调节元件上。

通过根据本发明的转向元件能够产生下述促动器的布置，所述布置具有至少一个衔铁的与操纵器件不同的运动方向或者说定向，使得尤其能够在安装内燃机时考虑在轴向方向上形成的安装空间限制。在最小的空间上发生运动方向变化。此外，能够相对于现有技术减少运动质量。杆状凸轮从动件能够尤其实施为挺杆、摆杆或摇杆。

至少一个转向元件优选能够实施为杆，所述杆具有以一定角度相对彼此倾斜的两个区段。通过包括(具有以一定角度相对彼此倾斜的两个区段的)杆的转向元件能够将至少一个促动器更灵活地放置在内燃机上。因此能够实现促动器的更简单的设计和结构构型。

在此，至少一个杆的以一定角度相对彼此倾斜的两个区段能够具有不同的长度。因此，能够以简单的方式实现不同的传动比。因而，衔铁例如能够作用在较短的区段上，而杆的较长的区段与能移动的操纵器件接触。尤其能够通过能借助杆实现的传动比使衔铁走过的调整路径最小化。

根据一个优选扩展方案，至少一个杆能够实施为成型部件。作为成型部件的实施方式能够实现杆的低成本的制造。在此，至少一个杆能够被硬化或未硬化地实施。但也能够设想，至少一个杆实施为切削制造的构件。

在优选扩展方案中，至少一个杆能通过销形的连接元件以能摆动的方式布置在促动器上。在此，连接元件构造为栓、铆钉、销或者诸如此类。为了能摆动地接收连接元件，能够直接地在促动器上模制支承部位。

根据一个优选扩展方案，为了能摆动的布置，所述至少一个杆借助框架元件以能摆动的方式布置在促动器上。框架元件也能够构造为成型部件并且能固定在促动器的壳体上。在框架元件上能够模制在轴向上相对彼此间隔开的支承部位，所述支承部位用于接收连接元件，转向元件能绕所述连接元件摆动。杆的两个区段尤其能够在其过渡区域中具有单个片段，所述片段能够通过改型(例如翻边)与连接元件形状锁合地连接。为此，连接元件在支承部位之间具有多边形横截面。也能设想促动器的壳体的能够省去框架元件的构型。为此，相应于转向元件数量的多个接收部能够集成到促动器的实施为压铸件的壳体中。

此外，至少一个操纵器件能抵抗压力弹簧的力被电动促动器移动。如果促动器无电流地接通，那么至少一个操纵器件被转移回到其初始位置。

此外，在至少一个操纵器件上布置弹簧元件。所述弹簧元件能够设置为：仅当对应的凸轮从动件恰好不被凸轮操纵时，每个锁定元件才能够切换。为此，弹簧元件能够在操纵器件移动时被张紧。在凸轮的相应位态中，凸轮从动件的对应锁定元件在此能够移动。

优选地，促动器能够基本上布置在内燃机的一构件(尤其缸盖)上的凸轮从动件的上方或侧面。所述构件尤其能够是内燃机的缸盖盖件。所述至少一个促动器布置在凸轮从动件的上方或者侧面能够实现与所述凸轮从动件共同作用，其中，如在现有技术中设置的凸轮从动件的复杂构型能够通过间接地传递和转向用于操纵凸轮从动件的锁定器件的运动而避免。此外，通过至少一个转向元件以任意角度相对于衔铁的布置能够实现在缸盖上的优化布置。

还有利的是，至少两个能够电操控的线圈和两个衔铁相邻地布置在共同的壳体中时，它们能够相对彼此无关地操控，以便分别操纵内燃机的缸排列的操纵器件。

本发明不局限于独立权利要求1和从属权利要求的特征的所说明的组合。此外，尤其当从权利要求、下面对实施例的说明或者间接地从附图得出的单个特征进行相互组合时，得到另外的可行性。此外，权利要求由于使用附图标记而参照附图无论如何不应使权利要求的保护范围局限于所示出的构型实施例。

附图说明

参照附图进一步阐明本发明，在附图中简化地示出了实施例。其示出：

图1实施为能切换的挺杆的凸轮从动件的立体视图；

图2机电式促动器的立体视图；和

图3具有促动器、转向元件、两个操纵器件以及能切换的挺杆的根据本发明的构型的示意图。

具体实施方式

在图1中，以1标出内燃机的实施为能切换的挺杆的凸轮从动件，所述凸轮从动件由配置有侧壁3的初级杆2和相对于该初级杆可摆动运动的次级杆4组成。该次级杆在其框状构造的中间区段5中接收凸轮滚子6作为用于未示出的凸轮轴的也未示出的凸轮的滑行面。根据凸轮轴的构型还能够设置另一凸轮，当次级杆4与初级杆2解锁时，所述另一凸轮与初级杆2的侧壁3的边缘之一共同作用并且该初级杆相对于次级杆4摆动。

次级杆4在一个端部具有横梁16，框状的中间区段5衔接到该横梁上，所述中间区段被两个壁17限界。壁17在背离横梁16的端部15处相对彼此延伸靠近并且共同形成相对于所述壁弯曲延伸的接片7，该接片具有相对于挺杆1的纵向中心面基本上正交的延伸部。在这个端部区域中，摆动轴10设置在初级杆2和次级杆4之间，次级杆4通过该摆动轴与初级杆2以能摆动的方式连接。在初级杆2的下侧8上，在这个端部15处设置有用于内燃机的也未示出的换气气门的贴靠面9。初级杆2包围次级杆4，使得产生非常紧凑的、具有小的惯性矩的挺杆1。在与横梁16相邻的端部18处，初级杆2配置有柱形壳体13，在该柱形壳体中布置有构造为锁定器件的锁定活塞20，如该锁定活塞在图3中示出。

横向于柱形壳体13，在共同的纵向中轴线上布置两个引导缸11，所述引导缸在其外周缘被分别构造为螺旋弹簧的扭转弹簧12包围。在引导缸11中，构造为控制滑块14的调节元件能移动地被引导。控制滑块14具有端侧19。作为空动弹簧起作用的扭转弹簧12借助其腿部一方面支撑在初级杆2上并且另一方面支撑在次级杆4上。因此确保，尽管未通过凸轮实现气门操纵，次级杆4与其凸轮滚子6始终贴靠在这个凸轮上。

在图2中示出机电式促动器21的立体视图。促动器21具有柱形壳体22，该柱形壳体具有底板23。促动器21在示出的实施例中由分别具有能电式操控的线圈的两个电磁体和分别被线圈运动的衔铁24组成。然而，也能够设想仅具有一个或超过两个电磁体的实施方式。底板23在其底侧具有凹进部25，在该凹进部中布置有用于接收两个相同地构造的转向元件26的部件。为此，在底板23的下侧27分别布置或模制框架元件28。作为单独构件制造的框架元件28优选地实施为成型部件。也能够设想通过切削的制造方法制造框架元件28。相应的框架元件28用于接收销形的连接元件30，该连接元件例如实施为销、铆钉或者栓。为此，在框架元件28上构造相互对置地布置的支承部位29，连接元件30以能摆动的方式支承在所述支承部位中。

相应的转向元件26基本上实施为L形的杆26a、26b，所述杆具有以一定角度相对彼此倾斜的两个区段31、32。区段31基本上垂直于促动器21的纵轴线延伸，从而垂直于衔铁24的运动方向，而区段32基本上平行于促动器21的纵轴线延伸。区段31和32尤其具有不同的长度。杆的两个区段31、32在其过渡区域中具有单个片段33，所述片段通过改型(例如翻边)能与连接元件30形状锁合地连接。为此，连接元件30在支承部位29之间尤其具有多边形的横截面。也能够设想促动器21的壳体22的能够省去框架元件的构型。为此，用于实施为杆的转向元件的接收部能够被集成到实施为压铸件的壳体中。

在图2的示图中示出杆26a在促动器21的电磁铁未通电的位态中，而将(用于操纵杆26b的)衔铁24运动的电磁铁通电。由于衔铁24移动，杆26b绕着该杆的通过连接元件30构成的旋转轴摆动。借助区段31和32的具有不同长度的构型能够通过衔铁24的离开实现杆26a或者说26b的区段32的调节路径的不同传动比。促动机构21的电磁体的通电尤其彼此无关地进行。

在图3中示出具有促动器21、两个转向元件26、两个操纵器件34a、34b以及能切换的挺杆1的根据本发明的构型的示意图。促动器21在示出的实施例中布置在挺杆1的上方，或者说布置在位于缸盖盖件35的上侧上的凸轮轴的上方。在此，促动器21基本上平行于凸轮轴布置。也能够设想以横向于凸轮轴的定向布置促动器21。除促动器21在凸轮轴上方的布置以外，也能够设置在凸轮轴侧面的布置。促动器21的相应的衔铁24在相应的通电情况下实施垂直于控制滑块定向的线性运动，杆26a或者说杆26b连同构成杆26a或者说26b的旋转轴的连接器件30通过所述线性运动是能够摆动的。因此，例如在V型六缸内燃机中，实施为推板的操纵器件34a能够操纵一个气缸排(Zylinderbank)的挺杆1，而另一实施为推板的操纵器件34b操纵另一气缸排的挺杆。

杆26a或者说26b的相应区段31与相应的操纵器件34a、34b接触，所述操纵器件实施为推杆或实施为推板。操纵器件34沿内燃机的凸轮轴的纵向方向延伸。在该操纵器件的背离杆26a、26b的端部分别布置具有实施为压力弹簧37的回位元件的止挡部36，相应的操纵器件34a、34b抵抗所述压力弹簧的弹簧力通过转向元件26的偏转而移动。当电磁铁(通过该电磁铁操纵对应的杆26a、26b)的通电中断时，压力弹簧37将回位力施加到相应的操纵器件34a、34b上。衔铁24的垂直于控制滑块14实施的线性运动由于下述角度传递到基本上轴向平行于控制滑块14布置的能移动的操纵器件34a或者说34b，用于通过转向来操纵相应的挺杆1的控制滑块，相应的杆26a、26b的两个区段31、32以所述角度布置。

在操纵器件34a、34b上布置有与要操纵的挺杆1的数量相对应的多个弹簧元件38。相应的弹簧元件贴靠在相应的控制滑块14的端面19上。弹簧元件38设置为：仅在对应的挺杆1恰好不被凸轮操纵时，每个实施为锁定活塞20的锁定器件才能够切换。为此，弹簧元件38能够在操纵器件34a或者说34b移动时被张紧。在凸轮的相应的位态中，对应的控制滑块14在此为了切换挺杆1的锁定活塞20而移动。除了相应的压力弹簧37以外，弹簧元件38也引起回位力。

附图标记列表

1 挺杆

2 初级杆

3 侧壁

4 次级杆

5 中间区段

6 凸轮滚子

7 接片

8 初级杆的下侧

9 贴靠面

10 摆动轴

11 引导缸

12 扭转弹簧

13 壳体

14 控制滑块

15 相对于18的端部

16 横梁

17 壁

18 初级杆的相对于15的端部

19 端侧

20 锁定活塞

21 促动器

22 促动器的壳体

23 底板

24 衔铁

25 凹进部

26 转向元件

26a 杆

26b 杆

27 底板的下侧

28 框架元件

29 支承部位

30 连接元件

31 区段

32 区段

33 片段

34a 操纵器件

34b 操纵器件

35 缸盖盖件

36 止挡部

37 压力弹簧

38 弹簧元件。

Claims (10)

1.一种用于操纵能移动的锁定器件(20)的设备，所述设备配属于行程活塞内燃机的能切换的杆状凸轮从动件(1)的组，其中，布置在缸盖中的所述凸轮从动件(1)分别由初级杆(2)和次级杆(4)组成，所述初级杆和次级杆在一个端部通过摆动轴(10)相互连接并且在另一端部能通过所述能移动的锁定器件(20)联接，其中，所述次级杆(4)在其解锁状态中与所述初级杆(2)在运动方面分离并且在其锁定状态中与所述初级杆(2)在运动方面连接，所述设备具有与所述锁定器件(20)共同作用的调节元件(14)，所述调节元件沿所述缸盖的纵向方向延伸并且能够被促动器(21)的横向于所述缸盖延伸的衔铁(24)操纵，其特征在于，所述调节元件(14)能够通过所述衔铁(24)线性移动，并且所述衔铁(24)的垂直于所述调节元件(14)实施的线性运动通过至少一个能摆动地支承在所述促动器(21)上的转向元件(26)传递到所述调节元件(14)上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个转向元件(26)实施为杆(26a、26b)，所述杆具有以一定角度相对彼此倾斜的两个区段(31、32)。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，至少一个杆(26a、26b)的所述两个区段(31、32)具有不同的长度。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，至少一个杆(26a、26b)实施为成型部件。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，至少一个杆(26a、26b)通过销形的连接元件(30)以能摆动的方式布置在所述促动器(21)上。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，至少一个杆(26a、26b)借助框架元件(28)以能摆动的方式布置在所述促动器(21)上。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个操纵器件(34a、34b)能抵抗压力弹簧(37)的力被电动的促动器(21)移动。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，弹簧元件(38)布置在所述至少一个操纵器件(34a、34b)上。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述促动器(21)布置在内燃机的基本上位于所述凸轮从动件(1)的上方或者侧面的构件处。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少两个能电操控的线圈和两个衔铁(24)相邻地布置在共同的壳体(22)中，所述线圈和所述衔铁能够相对彼此无关地操控，以便分别操纵内燃机的一排气缸的操纵器件(34a、34b)。

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