DE102006018998A1

DE102006018998A1 - Coupling device between a gas exchange valve and a valve actuating element

Info

Publication number: DE102006018998A1
Application number: DE200610018998
Authority: DE
Inventors: Harald Elendt; Eduard Dipl.-Ing. Golovatai-Schmidt
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-10-31
Also published as: WO2007122051A1

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Kupplungsvorrichtung (1a, 1b) zwischen einem Schaft (9a, 9b) eines Gaswechselventils (2a, 2b) einer Brennkraftmaschine (3) und einem das Gaswechselventil in Öffnungs- und Schließrichtung kraftbeaufschlagenden Ventilbetätigungselement (4), mit einem vom Ventilbetätigungselement (4) ausgehenden Zwischenstück (5a, 5b), das eine in Längsrichtung des Gaswechselventils verlaufende Axialausnehmung (7) mit darin angeordneten Mitteln zur Herstellung einer formschlüssigen Zug-Druck-Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungselement und dem Gaswechselventil aufweist. Dabei sollen in die Axialausnehmung der Schaft (9b) oder eine fest mit dem Schaft (9a) verbundene Adapterhülse (8) hineinragen und die Mittel zumindest eine im Zwischenstück angeordnete Radialausnehmung (14), die in der Axialausnehmung mündet, sowie zumindest ein Kupplungselement (16), das in der Radialausnehmung quer zur Längsrichtung des Gaswechselventils verschieblich gelagert ist, umfassen, wobei das Kupplungselement bei hergestellter Zug-Druck-Verbindung in eine am Umfang des Schafts (9b) beziehungsweise der Adapterhülse verlaufende Aufnahme (17) einrastet.A coupling device (1a, 1b) is proposed between a shaft (9a, 9b) of a gas exchange valve (2a, 2b) of an internal combustion engine (3) and a valve actuation element (4) which acts on the gas exchange valve in the opening and closing direction, with a valve actuation element (4 ) outgoing intermediate piece (5a, 5b), which has an axial recess (7) running in the longitudinal direction of the gas exchange valve with means arranged therein for producing a form-fitting tension-pressure connection between the valve actuating element and the gas exchange valve. The shaft (9b) or an adapter sleeve (8) that is fixedly connected to the shaft (9a) should protrude into the axial recess and the means should have at least one radial recess (14) arranged in the intermediate piece, which opens into the axial recess, and at least one coupling element (16 ), which is mounted displaceably in the radial recess transversely to the longitudinal direction of the gas exchange valve, the coupling element snapping into a receptacle (17) running on the circumference of the shaft (9b) or the adapter sleeve when the tension-compression connection is established.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zwischen einem Schaft eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine und einem das Gaswechselventil in Öffnungs- und Schließrichtung kraftbeaufschlagenden Ventilbetätigungselement. Die Kupplungsvorrichtung umfasst ein vom Ventilbetätigungselement ausgehendes Zwischenstück, das eine in Längsrichtung des Gaswechselventils verlaufende Axialausnehmung mit darin angeordneten Mitteln zur Herstellung einer formschlüssigen Zug-Druck-Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungselement und dem Gaswechselventil aufweist.The The invention relates to a coupling device between a shaft a gas exchange valve of an internal combustion engine and a gas exchange valve in opening and closing direction force-applying valve actuator. The coupling device comprises a valve actuating element outgoing intermediate piece, one in the longitudinal direction the gas exchange valve extending axial recess arranged therein Means for producing a positive tension-compression connection between the valve actuator and the gas exchange valve.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Eine derartige Kupplungsvorrichtung geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 101 41 176 A1 hervor und dient zur lösbaren sowie formschlüssig wirkenden Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungselement und dem von diesem sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung ohne oder ohne wesentliches Mitwirken einer Ventilschließfeder betätigten Gaswechselventil. Als Ventilbetätigungselemente kommen dabei sowohl von einer Nockenwelle betätigte Nockenfolger, wie sie beispielsweise von desmodromischen Ventilsteuerungen her bekannt sind, als auch Aktuatoren innerhalb nockenwellenloser Ventilsteuerungen in Frage. Dabei ist es unerheblich, auf welchem physikalischen Wirkprinzip solche Aktuatoren basieren, solange diese das Gaswechselventil sowohl aktiv öffnen als auch aktiv schließen.Such a coupling device is considered from the considered generic DE 101 41 176 A1 and serves to releasably and positively acting connection between the valve operating member and operated by this in both the opening and closing direction without or without significant participation of a valve closing spring gas exchange valve. As a valve operating elements are both actuated by a camshaft cam follower, as they are known, for example, of desmodromic valve controls ago, as well as actuators within camshaft valve controls in question. It is irrelevant on which physical action principle such actuators are based, as long as they actively open the gas exchange valve as well as actively close.

Das Kernelement der in der zitierten Druckschrift vorgeschlagenen Kupplungsvorrichtung besteht in einem radial elastisch verformbaren und mit dem Schaft des Gaswechselventils formschlüssig zusammenwirkenden Kupplungsstück. Um ein unbeabsichtigtes Lösen der so hergestellten Zug-Druck-Verbindung infolge eines radialen Aufspreizens des Kupplungsstücks sicher zu verhindern, sind das Kupplungsstück umgreifende Sicherungselemente vorgesehen. Ein wesentlicher Nachteil der dort als Mutter, als Sprengring oder als aufgepresste Hülse ausgebildeten Sicherungselemente kann jedoch in deren erheblich eingeschränkter Zugänglichkeit sowohl beim Herstellen als auch beim Lösen der Zug-Druck-Verbindung bestehen. So kann es beispielsweise erhebliche konstruktive Schwierigkeiten bereiten, den seitlichen Freigang im Zylinderkopf für das im Falle der Mutter vorzusehende Schraubwerkzeug zu schaffen. Eine vergleichbare Problematik dürfte sich bei der Montage des Sicherungsrings auf das Kupplungsstück oder der darauf aufzupressenden Hülse ergeben.The Core element of the proposed coupling device in the cited document consists in a radially elastically deformable and with the shaft the gas exchange valve positively cooperating coupling piece. To unintentional release the train-pressure connection thus produced as a result of a radial Spreading the coupling piece To safely prevent the coupling piece encompassing securing elements are provided. A major disadvantage of being there as a mother, as a snap ring or designed as a pressed sleeve However, fuse elements can in their considerably limited accessibility both during manufacture and when releasing the train-pressure connection consist. For example, it can cause considerable design difficulties the lateral clearance in the cylinder head for the case of the mother to be provided To create a screwing tool. A comparable problem is likely during assembly of the locking ring on the coupling piece or the aufzupressenden sleeve on it result.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen geschilderten Nachteil zu vermeiden und somit eine Kupplungsvorrichtung zu schaffen, die eine mit einfachen Mitteln sowohl leicht herstellbare als auch leicht lösbare und gleichzeitig betriebssichere Zug-Druck-Verbindung zwischen dem Ventilbetätigungselement und dem Gaswechselventil gewährleistet.Of the Invention is therefore the object of this described To avoid disadvantage and thus to provide a coupling device, the one with simple means both easy to produce and easy releasable and at the same time reliable train-pressure connection between the Valve actuator and the gas exchange valve ensured.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in die Axialausnehmung der Schaft oder eine fest mit dem Schaft verbundene Adapterhülse hineinragt und die Mittel zumindest eine im Zwischenstück angeordnete Radialausnehmung, die in der Axialausnehmung mündet, sowie zumindest ein Kupplungselement, das in der Radialausnehmung quer zur Längsrichtung des Gaswechselventils verschieblich gelagert ist, umfassen. Dabei rastet das Kupplungselement bei hergestellter Zug-Druck-Verbindung in eine am Umfang des Schafts beziehungsweise der Adapterhülse verlaufende Aufnahme ein. Dadurch, dass das Kupplungselement in der Radialausnehmung des Zwischenstücks verschieblich gelagert ist und in die Aufnahme des Schafts beziehungsweise der Adapterhülse einrastet, kann die betriebssichere Zug-Druck-Verbindung zum Gaswechselventil sowohl leicht hergestellt als auch leicht gelöst werden, ohne das Zwischenstück gegen radiales Aufweiten und somit gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Zug-Druck-Verbindung sichern zu müssen.According to the invention this Task solved by that in the axial recess of the shaft or a fixed to the shaft connected adapter sleeve protrudes and the means at least one arranged in the intermediate piece Radialausnehmung, which opens into the axial recess, and at least one coupling element, in the radial recess transversely to the longitudinal direction of the gas exchange valve slidably mounted include. This locks the coupling element when manufactured train-pressure connection in one on the circumference of the shaft or the adapter sleeve running recording. Due to the fact that the coupling element in the radial recess of the intermediate piece slidably mounted is and engages in the receptacle of the shaft or the adapter sleeve, The fail-safe train-pressure connection to the gas exchange valve can be both easily made and easily solved without the intermediate piece against radial expansion and thus against unintentional release of Secure train-pressure connection.

Im Fortbildung der Erfindung soll es vorgesehen sein, dass zwischen der Axialausnehmung und dem Schaft beziehungsweise der Adapterhülse ein Radialspiel vorgesehen ist. Hierdurch kann ein durch Bauteiltoleranzen bedingter Achsversatz der Axialausnehmung im Zwischenstück gegenüber dem Schaft des Gaswechselventils beziehungsweise der Adapterhülse leicht ausgeglichen werden.in the Training of the invention, it should be provided that between the axial recess and the shaft or the adapter sleeve a radial play is provided. As a result, a conditional by component tolerances Axial offset of the axial recess in the intermediate piece with respect to the shaft of the gas exchange valve or the adapter sleeve be easily compensated.

Weiterhin soll für den Fall, dass die vorgenannte Adapterhülse vorgesehen ist, diese zugunsten einer einfachen Montage mittels eines Pressverbands mit dem Schaft des Gaswechselventils verbunden sein. Dabei ist die Adapterhülse zur Einstellung des Ventilspiels so weit auf das Gaswechselventil aufzupressen, dass bei hergestellter Zug-Druck-Verbindung der Kupplungsvorrichtung die Höhenlagen der Aufnahme und der Radialausnehmung im Hinblick auf ein gegenüber seinem Ventilsitz sicher schließendes Gaswechselventil während der dem geschlossenen Gaswechselventil entsprechenden Hubposition des Ventilbetätigungselements zueinander fluchten.Farther should for the case that the aforementioned adapter sleeve is provided, this favor a simple assembly by means of a press fit with the shaft be connected to the gas exchange valve. The adapter sleeve is for Setting the valve clearance so far pressed on the gas exchange valve, that when manufactured train-pressure connection of the coupling device the altitudes the receptacle and the radial recess with respect to one opposite his Valve seat securely closing Gas exchange valve during the stroke position corresponding to the closed gas exchange valve the valve operating element aligned with each other.

Außerdem kann es vorgesehen sein, dass der Schaft mit einem Bund, vorzugsweise in Form eines in eine Ringnut des Schafts eingelegten Sprengrings, versehen ist. Dieser Bund dient dann als Gegenhalter bei der Montage der Kupplungsvorrichtung und gegebenenfalls der Adapterhülse auf das Gaswechselventil, indem durch Untergreifen des Bunds mit einem geeigneten Montagewerkzeug eine einfache und wirksame Montagehilfe gegeben ist, um die Position des Gaswechselventils insbesondere bei bereits auf der Brennkraftmaschine montiertem Zylinderkopf sicher fixieren zu können.In addition, can it can be provided that the shaft with a collar, preferably in the form of a snap ring inserted in an annular groove of the shaft, is provided. This collar then serves as a counterhold during assembly the coupling device and optionally the adapter sleeve the gas exchange valve by putting under the collar with a suitable assembly tool a simple and effective assembly aid given to the position of the gas exchange valve in particular safe in already mounted on the engine cylinder head to be able to fix.

Ferner sollen das Zwischenstück und das Ventilbetätigungselement mittels einer Schraubverbindung verbunden sein. Eine derartige Schraubverbindung ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die Kupplungsvorrichtung in konstruktiv unterschiedlich ausgebildeten Ventilbetätigungselementen modular einsetzbar sein soll.Further should be the intermediate piece and the valve operating member be connected by means of a screw connection. Such a screw connection For example, it is advantageous if the coupling device in structurally differently designed valve actuation elements should be modular.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung soll das Kupplungselement als Kugel ausgebildet sein. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Aufnahme als Umfangsnut ausgebildet ist, deren Querschnittskontur zumindest abschnittsweise komplementär zum Kugelradius ausgebildet ist. Eine solche Formschlussverbindung ist bei Verwendung der Kugel als hochpräzises und dennoch extrem kostengünstig herzustellendes Massenprodukt besonders vorteilhaft, da auch die Umfangsnut in den Schaft des Gaswechselventils oder in die Adapterhülse einfach, präzise und kostengünstig eingearbeitet werden kann. Darüber hinaus kann im Falle der direkt mit dem Schaft des Gaswechselventils zusammenwirkenden Kugel ein für eine konventionelle Federteller-Klemmkeil-Verbindung ohnehin erforderlicher und somit bereits vorhandener Einstich am Schaftende als Umfangsnut genutzt werden. Durch deren zumindest abschnittsweise komplementär zum Kugelradius ausgebildete Querschnittskontur werden die Hertzschen Pressungen an den an der Kraftübertragung maßgeblich beteiligten Kontaktstellen an der Kugel und an der Umfangsnut hinsichtlich der zulässigen Werkstoffbeanspruchung limitiert.In a preferred embodiment of the invention, the coupling element be designed as a ball. It is useful if the recording as Circumferential groove is formed whose cross-sectional contour at least partially complementary is formed to the ball radius. Such a positive connection is when using the ball as a high-precision, yet extremely inexpensive to produce Mass product particularly advantageous because the circumferential groove in the Shaft of the gas exchange valve or in the adapter sleeve simple, precise and economical can be incorporated. About that In addition, in the case of directly with the stem of the gas exchange valve interacting ball for one a conventional spring plate wedge connection anyway required and thus already existing puncture at the shaft end used as a circumferential groove become. By at least partially complementary to the spherical radius trained cross-sectional contour are the Hertzian pressings at the on the power transmission relevant involved contact points on the ball and on the circumferential groove in terms the permissible material stress limited.

In Weiterbildung der Erfindung soll das Zwischenstück zumindest im Bereich der Axialausnehmung als zylindrische Hülse mit einem umlaufenden Innenwulst ausgebildet sein. Dabei ist die Kugel in der als Querbohrung durch den Innenwulst ausgebildeten Radialausnehmung gelagert und an der Außenseite der Hülse durch ein Stützteil, das ein Lösen der Zug-Druck-Verbindung verhindert, in Richtung der Aufnahme abgestützt. Das zumindest lokal als Hülse ausgebildete Zwischenstück trägt erheblich zur Reduzierung der mit dem Gaswechselventil mitbewegten Massen bei, indem es bei geringer Wandstärke lediglich im Bereich des Innenwulstes zugunsten der für die Kugel erforderlichen Führungslänge der Querbohrung verstärkt ist.In Development of the invention, the intermediate piece, at least in the field of Axialausnehmung as a cylindrical sleeve with a circumferential inner bead be educated. The ball is in as a cross hole through the inner bead formed radial recess and stored at the outside the sleeve through a support part, this is a release of the Pull-pressure connection prevents, supported in the direction of the recording. The at least locally as a sleeve trained intermediate piece contributes significantly Reduction of masses moving along with the gas exchange valve, by using it at low wall thickness only in the area of the inner bead in favor of the ball required guide length of Reinforced transverse bore is.

Das die Kugel in Richtung der Aufnahme abstützende Stützteil ist zweckmäßigerweise als Schiebehülse ausgebildet, die auf der Hülse entgegen der Kraft einer zwischen dem Ventilbetätigungselement und der Schiebehülse eingespannten Druckfeder längsverschieblich gelagert ist, wobei die Kugel an einem Längsabschnitt einer Innenmantelfläche der Schiebehülse abgestützt ist. Eine solche Schiebehülse erlaubt ein besonders einfaches und somit montagefreundliches Herstellen und Lösen der Zug-Druck-Verbindung zum Gaswechselventil. Ein ungewolltes Lösen der Zug-Druck-Verbindung kann zugunsten einer weiter erhöhten Betriebssicherheit der Kupplungsvorrichtung zusätzlich dadurch erschwert werden, dass der Längsabschnitt sich zum Gaswechselventil hin konisch öffnend mit einem gegenüber der Kugel im Selbsthemmungsbereich liegenden Konuswinkel ausgebildet ist.The the ball in the direction of the recording supporting support member is suitably as a sliding sleeve formed on the sleeve against the force of a clamped between the valve operating member and the sliding sleeve Compression spring longitudinally displaceable is mounted, wherein the ball is supported on a longitudinal portion of an inner circumferential surface of the sliding sleeve. Such a sliding sleeve allows a particularly simple and thus assembly-friendly manufacturing and release the train-pressure connection to the gas exchange valve. An unintentional release of the Train-pressure connection can be in favor of further increased operational safety of Coupling device in addition be complicated by the fact that the longitudinal section to the gas exchange valve towards conical opening with one opposite the ball formed in the self-locking cone cone angle is.

Ferner soll die Schiebehülse eine sich an den Längsabschnitt anschließende und dem Gaswechselventil zugewandte Aufweitung der Innenmantelfläche aufweisen, welche Aufweitung als Außenanschlag für die Kugel bei gelöster Zug-Druck-Verbindung dient. Demnach kann die Schiebehülse gleichzeitig als äußere Verliersicherung für die Kugel bei gelöster Zug-Druck-Verbindung zum Gaswechselventil dienen. Eine innere Verliersicherung kann dadurch erzeugt werden, dass die Kupplungsvorrichtung ein in der Axialausnehmung längsverschieblich gelagertes Innenteil aufweist, das als Innenanschlag für das Kupplungselement bei gelöster Zug-Druck-Verbindung dient. Im Falle des als Kugel ausgebildeten Kupplungselements ist diese innere Verliersicherung zweckmäßigerweise mit der vorgenannten äußeren Verliersicherung zu kombinieren. Dabei ist das Innenteil als topfförmige Innenhülse mit einem den Innenanschlag bildenden Hemd und einem dem Schaft zugewandten Boden ausgebildet und durch eine in der Hülse angeordnete und am Boden aufliegende Druckfeder in Richtung des Schafts kraftbeaufschlagt, so dass bei gelöster Zug-Druck-Verbindung ein bodennaher Abschnitt des Hemds innerhalb des Innenwulstes verläuft und mit der Radialausnehmung axiale Überdeckung hat. Demgegenüber weist ein bodenferner Abschnitt des Hemds einen gegenüber dem Innendurchmesser des Innenwulstes größeren Außendurchmesser zur Längsabstützung der Innenhülse an einem dem Ventilbetätigungselement zugewandten Absatz des Innenwulstes auf.Further should the sliding sleeve one at the longitudinal section subsequent and the gas exchange valve facing widening of the inner circumferential surface, which widening as an outer stop for the Ball with released tension-pressure connection serves. Accordingly, the sliding sleeve at the same time as external captive protection for the Ball when dissolved Train-pressure connection to the gas exchange valve serve. An internal captive can be generated by the fact that the coupling device a in the Axialausnehmung longitudinally displaceable having stored inner part, which serves as an inner stop for the coupling element when solved Train-pressure connection is used. In the case of trained as a ball Coupling element is this inner captive conveniently with the aforementioned external captive to combine. Here, the inner part is like a cup-shaped inner sleeve a shirt forming the inner stop and one facing the shaft Bottom trained and arranged by a in the sleeve and on the ground applied pressure spring in the direction of the shaft, so that when dissolved train-pressure connection a ground-level section of the shirt runs inside the inner bead and with the radial recess axial overlap Has. In contrast, has a floor-distant section of the shirt one opposite the Inner diameter of the inner bead larger outer diameter for longitudinal support of the inner sleeve at a valve actuator facing shoulder of the inner bead on.

Bei der so ausgebildeten und trotz Federkraftbeaufschlagung selbst gegen Verlieren gesicherten Innenhülse soll schließlich das Hemd zur Montage der Innenhülse in die Hülse radial elastisch verformbar ausgebildet und mit einem oder mehreren, von der offenen Seite des Hemds ausgehenden Längsschlitzen versehen sein. Auf diese Art und Weise ist ein problemloses Einführen der Innenhülse in die Hülse mit anschließendem Aufschnappen des bodenfernen Hemdabschnitts im Bereich des durch den Innenwulst gebildeten Hinterschnitts der Hülse möglich.In the thus formed and despite Federkraftbeaufschlagung even against losing secured inner sleeve finally the shirt for mounting the inner sleeve in the sleeve radially elastically deformable and with one or more, emanating from the open side of the shirt Be provided longitudinal slots. In this way, a trouble-free insertion of the inner sleeve in the sleeve with subsequent snapping the ground-removed shirt section in the region of the formed by the inner bead undercut of the sleeve is possible.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:Further Features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which embodiments of the invention are shown simplified. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung bei hergestellter Zug-Druck-Verbindung mit einem Gaswechselventil in längsgeschnittener Gesamtansicht; 1 a first embodiment of a coupling device according to the invention when manufactured train-pressure connection with a gas exchange valve in a longitudinally sectioned overall view;

2 die Kupplungsvorrichtung gemäß 1 in vergrößerter Darstellung; 2 the coupling device according to 1 in an enlarged view;

3 die Kupplungsvorrichtung gemäß 1 bei gelöster Zug-Druck-Verbindung und 3 the coupling device according to 1 with dissolved train-pressure connection and

4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung bei hergestellter Zug-Druck-Verbindung mit dem Gaswechselventil. 4 A second embodiment of a coupling device according to the invention in manufactured train-pressure connection with the gas exchange valve.

Sofern es nicht ausdrücklich anders erwähnt ist, sind gleiche oder funktionsgleiche Komponenten mit gleichen Bezugszahlen versehen.Provided it not expressly mentioned differently, are the same or functionally identical components with the same reference numbers Mistake.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung 1a ist in 1 und vergrößert in 2 offenbart. Die Kupplungsvorrichtung 1a dient zur Herstellung einer formschlüssigen Zug-Druck-Verbindung zwischen einem Gaswechselventil 2a einer hier nur angedeuteten Brennkraftmaschine 3 und einem Ventilbetätigungselement 4, welches das Gaswechselventil 2a sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung kraftbeaufschlagt. Das hier stark vereinfacht dargestellte Ventilbetätigungselement 4 soll insbesondere ein Aktuator sein, der unabhängig von seinem physikalischen Wirkprinzip und unabhängig von der Kurbelwellenstellung der Brennkraftmaschine 3 einen vollvariabel einstellbaren Hubverlauf des Gaswechselventils 2a ermöglicht. Darüber hinaus können aber auch von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine 3 gesteuerte Ventilbetätigungselemente vorgesehen sein, die das Gaswechselventil 2a desmodromisch, d.h. ohne oder ohne wesentliche Unterstützung einer in Schließrichtung wirkenden Ventilfeder zwangsweise schließen.A first embodiment of a coupling device according to the invention 1a is in 1 and enlarged in 2 disclosed. The coupling device 1a serves to produce a positive tension-pressure connection between a gas exchange valve 2a a here only indicated internal combustion engine 3 and a valve operating member 4 which is the gas exchange valve 2a both in the opening and in the closing direction with force. The valve actuator shown here greatly simplified 4 In particular, it should be an actuator that is independent of its physical operating principle and independent of the crankshaft position of the internal combustion engine 3 a fully variable adjustable stroke profile of the gas exchange valve 2a allows. In addition, but also from a camshaft of the engine 3 controlled valve actuation elements may be provided which the gas exchange valve 2a desmodromic, ie forcibly close without or without substantial support of a valve spring acting in the closing direction.

Die Kupplungsvorrichtung 1a umfasst ein in diesem Ausführungsbeispiel untrennbar mit dem Ventilbetätigungselement 4 verbundenes Zwischenstück 5a, das als zylindrische Hülse 6 mit einer in Längsrichtung des Gaswechselventils 2a verlaufenden Axialausnehmung 7 ausgebildet ist. In die Axialausnehmung 7 ragt eine Adapterhülse 8 hinein, die mittels eines Pressverbands mit dem Schaft 9a des Gaswechselventils 2a fest verbunden ist. Dabei ist die axiale Position der Adapterhülse 8 auf dem Schaft 9a so eingestellt, dass das Gaswechselventil 2a an seinem Ventilsitz 10 anliegt, wenn sich das Ventilbetätigungselement 4 in der dargestellten, dem geschlossenen Gaswechselventil 2a entsprechenden Position befindet. Zur Erleichterung der Montage der Adapterhülse 8 auf das bereits in die Brennkraftmaschine eingebaute Gaswechselventil 2a ist der Schaft 9a mit einem als Gegenhalter dienenden Bund 11 versehen, der hier als in eine Ringnut des Schafts 9a eingelegter Sprengring ausgebildet ist. Unter Zuhilfenahme eines geeigneten, den Bund 11 untergreifenden Montagewerkzeugs kann das Gaswechselventil 2a auch beim Herstellen der formschlüssigen Verbindung zum Ventilbetätigungselement 4 mittels der nachfolgend näher erläuterten Kupplungsvorrichtung 1a gegengehalten werden.The coupling device 1a includes a in this embodiment, inseparable from the valve operating member 4 connected intermediate piece 5a as a cylindrical sleeve 6 with a longitudinal direction of the gas exchange valve 2a extending axial recess 7 is trained. In the axial recess 7 protrudes an adapter sleeve 8th into it, which by means of a press fit with the shaft 9a of the gas exchange valve 2a is firmly connected. The axial position of the adapter sleeve is 8th on the shaft 9a adjusted so that the gas exchange valve 2a at his valve seat 10 is present when the valve actuator 4 in the illustrated, the closed gas exchange valve 2a corresponding position. To facilitate the installation of the adapter sleeve 8th on the already installed in the internal combustion engine gas exchange valve 2a is the shaft 9a with a counterpart holder 11 provided here as in an annular groove of the shaft 9a inserted snap ring is formed. With the help of a suitable, the federal government 11 under cross-mounting tool, the gas exchange valve 2a also when producing the positive connection to the valve actuating element 4 by means of the coupling device explained in more detail below 1a to be countered.

Ein in der Axialausnehmung 7 der Hülse 6 umlaufender Innenwulst 12 ist mit mehreren, jeweils als Querbohrung 13 ausgebildeten und in der Axialausnehmung 7 mündenden Radialausnehmungen 14 versehen, wobei in jeder Querbohrung 13 ein als Kugel 15 ausgebildetes Kupplungselement 16 quer zur Längsrichtung des Gaswechselventils 2a verschieblich gelagert ist. Dabei sind die Kugeln 15 mit geringstmöglichem Führungsspiel in den Querbohrungen 13 gelagert, um einen geräusch- und verschleißarmen Anlagewechsel der Kugeln 15 bei den zyklisch auftretenden Zug-Druck-Lastwechseln an der Kupplungsvorrichtung 1a während des Öffnens- und Schließens des Gaswechselventils 2a zu gewährleisten. Das Einstellen dieses Führungsspiels kann gegebenenfalls durch Zupaaren jeder Kugel 15 zu ihrer Querbohrung 13 erfolgen.One in the axial recess 7 the sleeve 6 circumferential inner bead 12 is with several, each as a transverse bore 13 trained and in the axial recess 7 opening radial recesses 14 provided in each transverse bore 13 one as a ball 15 trained coupling element 16 transverse to the longitudinal direction of the gas exchange valve 2a is slidably mounted. Here are the balls 15 with the least possible guide play in the transverse bores 13 stored to a low-noise and low-wear system change of the balls 15 in the cyclically occurring train-pressure load changes to the coupling device 1a during opening and closing of the gas exchange valve 2a to ensure. The adjustment of this guide game can optionally by Zupaaren each ball 15 to their transverse bore 13 respectively.

Die formschlüssige Zug-Druck-Verbindung ist dann hergestellt, wenn die Kugeln 15 in einer am Umfang der Adapterhülse 8 verlaufenden Aufnahme 17 eingerastet sind, welche hier als Umfangsnut 18 mit einer zum Kugelradius abschnittsweise komplementären Querschnittskontur ausgebildet ist. Insofern weisen axial beabstandete Kontaktstellen der Umfangsnut 18, welche an der Übertragung von Längskräften auf das Gaswechselventil 2a maßgeblich beteiligt sind, den Kugeln 15 entsprechende oder geringfügig größere Radien mit im wesentlichen gleichen Mittelpunkten auf, so dass das Axialspiel jeder Kugel 15 in der Umfangsnut 18 und gleichzeitig die in den Kontaktstellen erzeugten Hertzschen Pressungen minimiert sind. Alternativ kann jedoch die Umfangsnut 18 auch ein sogenanntes gotisches Profil als Querschnittskontur aufweisen, bei welchem die axial beabstandeten Kontaktstellen gegenüber den Kugeln 15 deutlich größere Radien aufweisen, deren Mittelpunkte dann aber axial beabstandet angeordnet sind.The positive tension-compression connection is then made when the balls 15 in one on the circumference of the adapter sleeve 8th running recording 17 are engaged, which here as a circumferential groove 18 is formed with a spherical radius complementary to sections cross-sectional contour. In this respect, have axially spaced contact points of the circumferential groove 18 , which are involved in the transmission of longitudinal forces on the gas exchange valve 2a are decisively involved, the bullets 15 corresponding or slightly larger radii with substantially the same center points, so that the axial play of each ball 15 in the circumferential groove 18 and at the same time the Hertzian stresses generated in the contact points are minimized. Alternatively, however, the circumferential groove 18 also have a so-called Gothic profile as a cross-sectional contour, in which the axially spaced contact points with respect to the balls 15 have significantly larger radii, but the centers are then arranged axially spaced.

Um ein Lösen der so hergestellten Zug-Druck-Verbindung sicher zu verhindern, ist auf der Außenseite der Hülse 6 ein Stützteil 19 in Form einer Schiebehülse 20 vorgesehen, die auf der Hülse 6 entgegen der Kraft einer zwischen dem Ventilbetätigungselement 4 und der Schiebehülse 20 eingespannten Druckfeder 21 längsverschieblich gelagert ist und die Kugeln 15 an einem Längsabschnitt 22 ihrer Innenmantelfläche 23 in Richtung der Umfangsnut 18 abstützt. Dadurch, dass der Längsabschnitt 22 sich zum Gaswechselventil 2a hin konisch öffnend ausgebildet ist, wird in Richtung der Querbohrungen 13 eine stets axialspielfreie und somit betriebssichere Anlage der Kugeln 15 in der Umfangsnut 18 einerseits und an der Schiebehülse 20 andererseits gewährleistet. Außerdem wird eine unerwünschte und vor allem durch Trägheitskräfte oder Schwingungen verursachte Axialverlagerung der Schiebehülse 20 in Richtung des Ventilbetätigungselements 4 dadurch verhindert, dass der Konuswinkel des Längsabschnitts 22 gegenüber den Kugeln 15 im Selbsthemmungsbereich liegt.To reliably prevent loosening of the tension-compression connection thus produced is on the outside of the sleeve 6 a support part 19 in the form of a sliding sleeve 20 provided on the sleeve 6 against the force of a between the valve actuator 4 and the sliding sleeve 20 clamped compression spring 21 is mounted longitudinally displaceable and the balls 15 at a longitudinal section 22 their inner surface 23 in the direction of the circumferential groove 18 supported. Due to the fact that the longitudinal section 22 to the gas exchange valve 2a is designed to open conically, is in the direction of the transverse bores 13 an always axialspielfreie and thus reliable system of balls 15 in the circumferential groove 18 on the one hand and on the sliding sleeve 20 guaranteed on the other hand. In addition, an undesirable and mainly caused by inertial forces or vibrations axial displacement of the sliding sleeve 20 in the direction of the valve actuating element 4 This prevents the cone angle of the longitudinal section 22 opposite the balls 15 in the self-locking area.

Die Kupplungsvorrichtung 1a umfasst ferner eine bei gelöster Zug-Druck-Verbindung wirksame Verliersicherung für die Kugeln 15, wie sie nachfolgend anhand 3 erläutert ist. Die Kupplungsvorrichtung 1a befindet sich hierbei in einem vom Gaswechselventil 2a getrennten Zustand, der auf einfache und schnelle Art und Weise dadurch erreicht wird, das die Schiebehülse 20 entge gen der Kraft der Druckfeder 21 in Richtung des Ventilbetätigungselements 4 verschoben wird, so dass die Kupplungsvorrichtung 1a unter Verlagerung der Kugeln 15 in eine sich an den Längsabschnitt 22 anschließende und dem Gaswechselventil 2a ansonsten zugewandte Aufweitung 24 der Innenmantelfläche 23 der Schiebehülse 20 von der Adapterhülse 8 und dem Gaswechselventil 2a abgezogen werden kann. Gleichzeitig verlagert sich ein als innere Verliersicherung dienendes Innenteil 25, das als topfförmige Innenhülse 26 mit einem in der Hülse 6 längsverschieblich gelagerten Hemd 27 und einen dem Schaft 9a zugewandten Boden 28 ausgebildet und durch eine in der Hülse 6 angeordnete und am Boden 28 aufliegende Druckfeder 29 in Richtung des Schafts 9a kraftbeaufschlagt ist, in Richtung des Gaswechselventils 2a, so dass schließlich ein bodennaher Abschnitt 30 des Hemds 27 innerhalb des Innenwulstes 12 verläuft und mit den Querbohrungen 13 axiale Überdeckung hat. In diesem Zustand sind die Kugeln 15 beidseitig gegen Herausfallen aus den Querbohrungen 13 gesichert, indem sie zwischen der als Außenanschlag dienenden Aufweitung 24 der Schiebehülse 20 und dem als Innenanschlag dienenden bodennahen Abschnitt 30 des Hemds 27 in den Querbohrungen 13 gehalten werden.The coupling device 1a Also includes a release of the train-effective connection effective captive for the balls 15 , as shown below 3 is explained. The coupling device 1a This is located in one of the gas exchange valve 2a separate state, which is achieved in a simple and fast manner by the sliding sleeve 20 contrary to the force of the compression spring 21 in the direction of the valve actuating element 4 is shifted, so that the coupling device 1a under displacement of the balls 15 in a to the longitudinal section 22 subsequent and the gas exchange valve 2a otherwise facing expansion 24 the inner circumferential surface 23 the sliding sleeve 20 from the adapter sleeve 8th and the gas exchange valve 2a can be deducted. At the same time, a serving as internal captive inner part shifts 25 , as a cup-shaped inner sleeve 26 with one in the sleeve 6 longitudinally displaceable shirt 27 and one the shaft 9a facing ground 28 trained and through a in the sleeve 6 arranged and on the ground 28 resting pressure spring 29 in the direction of the shaft 9a is acted upon, in the direction of the gas exchange valve 2a so that finally a near-ground section 30 of the shirt 27 inside the inner bead 12 runs and with the cross holes 13 has axial overlap. In this state are the balls 15 both sides against falling out of the cross holes 13 secured by between the expansion serving as an external stop 24 the sliding sleeve 20 and the floor-level section serving as an inner stop 30 of the shirt 27 in the cross holes 13 being held.

Eine Verliersicherung der Innenhülse 26 selber erfolgt dadurch, dass ein bodenferner Abschnitt 31 des Hemds 27 einen gegenüber dem Innendurchmesser des Innenwulstes 12 größeren Außendurchmesser zur Längsabstützung der Innenhülse 26 an einem dem Ventilbetätigungselement 4 zugewandten Absatz 32 des Innenwulstes 12 aufweist. Dabei ist die Innenhülse 26 zu deren Montage in die Hülse 6 mit von der offenen Seite des Hemds 27 ausgehenden Längsschlitzen 33 versehen und radial elastisch verformbar ausgebildet. Die Breite der Längsschlitze 33 ist dabei so bemessen, dass der zusammengedrückte Außendurchmesser des bodenfernen Abschnitts 31 zumindest bis auf den Innendurchmesser des Innenwulstes 12 reduzierbar ist, wobei der bodenferne Abschnitt 31 nach Passieren des Absatzes 32 wieder auf den ursprünglichen Außendurchmesser aufschnappt.A captive of the inner sleeve 26 itself is done by having a floor-distant section 31 of the shirt 27 one opposite the inner diameter of the inner bead 12 larger outer diameter for longitudinal support of the inner sleeve 26 at a valve actuator 4 facing paragraph 32 of the inner bead 12 having. Here is the inner sleeve 26 for mounting in the sleeve 6 with from the open side of the shirt 27 outgoing longitudinal slots 33 provided and formed radially elastically deformable. The width of the longitudinal slots 33 is dimensioned so that the compressed outer diameter of the floor-distant section 31 at least up to the inner diameter of the inner bead 12 is reducible, the off-floor section 31 after passing the paragraph 32 snaps back to the original outside diameter.

In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung 1b offenbart. Diese unterscheidet sich von der zuvor erläuter ten Kupplungsvorrichtung 1a im wesentlichen dadurch, dass zum einen ein Zwischenstück 5b mittels einer Schraubverbindung 34 mit dem Ventilbetätigungselement 4 verbunden ist und zum anderen die Kupplungsvorrichtung 1b ohne Zwischenschaltung einer Adapterhülse unmittelbar mit dem Schaft 9b eines Gaswechselventils 2b zusammenwirkt. Demzufolge ist auch die mit den Kugeln 15 zusammenwirkende Umfangsnut 18 am Schaft 9b angeordnet, wobei in diesem Fall die bei geschlossenem Gaswechselventil 2b zueinander fluchtenden Höhenlagen der Umfangsnut 18 und der Querbohrungen 13 durch Zupaaren eines Gaswechselventils 2b mit geeigneter Axialposition der Umfangsnut 18 auf dessen Schaft 9b einzustellen sind. In Verbindung mit dem hier verschraubten Zwischenstück 5b ist es jedoch zur Einstellung des Ventilspiels alternativ oder optional auch möglich, die fluchtenden Höhenlagen durch Justieren der Einschraubtiefe des Zwischenstücks 5b im Ventilbetätigungselement 4 zu erzeugen.In 4 is a second embodiment of a coupling device according to the invention 1b disclosed. This differs from the previously erläuter th coupling device 1a essentially in that on the one hand an intermediate piece 5b by means of a screw connection 34 with the valve actuator 4 is connected and on the other hand, the coupling device 1b without interposition of an adapter sleeve directly to the shaft 9b a gas exchange valve 2 B interacts. Consequently, the one with the balls 15 cooperating circumferential groove 18 on the shaft 9b arranged, in which case the closed gas exchange valve 2 B mutually aligned altitudes of the circumferential groove 18 and the cross holes 13 by pairing a gas exchange valve 2 B with a suitable axial position of the circumferential groove 18 on the shaft 9b are to be adjusted. In conjunction with the screwed here intermediate piece 5b However, it is to adjust the valve clearance alternatively or optionally also possible, the aligned heights by adjusting the depth of engagement of the intermediate piece 5b in the valve actuator 4 to create.

Schließlich ist es bei beiden Kupplungsvorrichtungen 1a und 1b vorgesehen, dass zwischen der Axialausnehmung 7 und der Adapterhülse 8 beziehungsweise dem Schaft 9b des Gaswechselventils 2b ein Radialspiel vorgesehen ist, um einen durch Bauteiltoleranzen bedingten Axialversatz der Axialausnehmung 7 gegenüber dem Gaswechselventil 2a oder 2b mit beziehungsweise ohne Adapterhülse 8 auszugleichen.Finally, it is with both coupling devices 1a and 1b provided that between the axial recess 7 and the adapter sleeve 8th or the shaft 9b of the gas exchange valve 2 B a radial clearance is provided to a caused by component tolerances axial displacement of the axial recess 7 opposite the gas exchange valve 2a or 2 B with or without adapter sleeve 8th compensate.

1a, b1a, b: Kupplungsvorrichtungcoupling device
2a, b2a, b: GaswechselventilGas exchange valve
33: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
44: VentilbetätigungselementValve actuator
5a, b5a, b: Zwischenstückconnecting piece
66: Hülseshell
77: Axialausnehmungaxial recess
88th: Adapterhülseadapter sleeve
9a, b9a b: Schaft des Gaswechselventilsshaft of the gas exchange valve
1010: Ventilsitzvalve seat
1111: BundFederation
1212: Innenwulstinner bead
1313: Querbohrungcross hole
1414: Radialausnehmungradial recess
1515: KugelBullet
1616: Kupplungselementcoupling member
1717: Aufnahmeadmission
1818: Umfangsnutcircumferential groove
1919: Stützteilsupporting part
2020: Schiebehülsesliding sleeve
2121: Druckfedercompression spring
2222: Längsabschnittlongitudinal section
2323: InnenmantelflächeInner surface area
2424: Aufweitungwidening
2525: Innenteilinner part
2626: Innenhülseinner sleeve
2727: Hemdshirt
2828: Bodenground
2929: Druckfedercompression spring
3030: bodennaher Abschnitt des Hemdsnear the ground Section of the shirt
3131: bodenferner Abschnitt des Hemdsground further Section of the shirt
3232: Absatzparagraph
3333: Längsschlitzlongitudinal slot
3434: Schraubverbindungscrew

Claims

Coupling device ( 1a . 1b ) between a shaft ( 9a . 9b ) of a gas exchange valve ( 2a . 2 B ) an internal combustion engine ( 3 ) and a gas exchange valve ( 2a . 2 B ) in the opening and closing direction force-acting valve actuator ( 4 ), with one of the valve actuator ( 4 ) outgoing intermediate piece ( 5a . 5b ), one in the longitudinal direction of the gas exchange valve ( 2a . 2 B ) extending axial recess ( 7 ) arranged therein with means for producing a form-fitting train-pressure connection between the valve actuating element ( 4 ) and the gas exchange valve ( 2a . 2 B ), characterized in that in the axial recess ( 7 ) the shaft ( 9b ) or one fixed to the shaft ( 9a ) connected adapter sleeve ( 8th ) and the means at least one in the intermediate piece ( 5a . 5b ) arranged radial recess ( 14 ), which in the axial recess ( 7 ), as well as at least one coupling element ( 16 ), which in the radial recess ( 14 ) transversely to the longitudinal direction of the gas exchange valve ( 2a . 2 B ) is slidably mounted, comprise, wherein the at least one coupling element ( 16 ) when the tension-compression connection is made in one of the circumference of the shaft ( 9b ) or the adapter sleeve ( 8th ) running recording ( 17 ) engages.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 1, characterized in that between the axial recess ( 7 ) and the shaft ( 9b ) or the adapter sleeve ( 8th ) A radial clearance is provided.

Coupling device ( 1a ) according to claim 1, characterized in that the adapter sleeve ( 8th ) by means of a press fit with the shaft ( 9a ) connected is.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 1, characterized in that the shaft ( 9a . 9b ) with a bunch ( 11 ), preferably in the form of an annular groove in the shaft ( 9a . 9b ) inserted snap rings, which Bund ( 11 ) as a counterhold during assembly of the coupling device ( 1a . 1b ) and optionally the adapter sleeve ( 8th ) on the gas exchange valve ( 2a . 2 B ) serves.

Coupling device ( 1b ) according to claim 1, characterized in that the intermediate piece ( 5b ) and the valve actuating element ( 4 ) by means of a screw connection ( 34 ) are connected.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 1, characterized in that the at least one coupling element ( 16 ) as a ball ( 15 ) is trained.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 6, characterized in that the receptacle ( 17 ) as a circumferential groove ( 18 ) is formed, whose cross-sectional contour is formed at least partially complementary to the ball radius.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 6, characterized in that the intermediate piece ( 5a . 5b ) at least in the region of the axial recess ( 7 ) as a cylindrical sleeve ( 6 ) with a circumferential inner bead ( 12 ), wherein the ball ( 15 ) in the transverse bore ( 13 ) through the inner bead ( 12 ) formed radial recess ( 14 ) and on the outside of the sleeve ( 6 ) by a support member ( 19 ), which prevents release of the train-pressure connection, in the direction of the recording ( 17 ) is supported.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 8, characterized in that the supporting part ( 19 ) as a sliding sleeve ( 20 ) is formed on the sleeve ( 6 ) against the force of a between the valve actuator ( 4 ) and the sliding sleeve ( 20 ) clamped compression spring ( 21 ) longitudinally displaceable is stored, the ball ( 15 ) at a longitudinal section ( 22 ) an inner circumferential surface ( 23 ) of the sliding sleeve ( 20 ) is supported.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 9, characterized in that the longitudinal section ( 22 ) to the gas exchange valve ( 2a . 2 B ) conically opening with one opposite the ball ( 15 ) is formed in the self-locking cone cone angle.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 9, characterized in that the sliding sleeve ( 20 ) one at the longitudinal section ( 22 ) and the gas exchange valve ( 2a . 2 B ) facing widening ( 24 ) of the inner circumferential surface ( 23 ), which widening ( 24 ) as an outer stop for the ball ( 15 ) when the train-pressure connection is released.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 1, characterized in that the coupling device ( 1a . 1b ) in the axial recess ( 7 ) longitudinally displaceably mounted inner part ( 25 ), which inner part ( 25 ) as an inner stop for the coupling element ( 16 ) when the train-pressure connection is released.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claims 8 and 12, characterized in that the inner part ( 25 ) as cup-shaped inner sleeve ( 26 ) with a shirt forming the inner stop ( 27 ) and one the shaft ( 9a . 9b ) facing floor ( 28 ) and by a in the sleeve ( 6 ) and on the ground ( 28 ) resting pressure spring ( 29 ) in the direction of the shaft ( 9a . 9b ) is subjected to force, so that when dissolved train-pressure connection, a ground-level section ( 30 ) shirt ( 27 ) inside the inner bead ( 12 ) and with the radial recess ( 14 ) has axial coverage, while a floor-distant section ( 31 ) shirt ( 27 ) one opposite the inner diameter of the inner bead ( 12 ) larger outer diameter for longitudinal support of the inner sleeve ( 26 ) on a valve actuating element ( 4 ) paragraph ( 32 ) of the inner bead ( 12 ) having.

Coupling device ( 1a . 1b ) according to claim 13, characterized in that the shirt ( 27 ) for mounting the inner sleeve ( 26 ) in the sleeve ( 6 ) formed radially elastically deformable and with one or more, from the open side of the shirt ( 27 ) outgoing longitudinal slots ( 33 ) is provided.