DE102007037332A1 - Switchable support device for a valve train of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine schaltbare Abstützvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend: - ein Außenteil (10) mit einem Führungskanal (12); - ein Innenteil (14), welches zumindest über einen Längenbereich innerhalb des Führungskanals (12) angeordnet und entlang einer Hauptachse (H) des Führungskanals (12) bewegbar ist; und - ein Verriegelungselement (18), welches relativ zum Außenteil (10) zwischen einer die Bewegung des Innenteils (14) zumindest in einer Bewegungsrichtung verunmöglichenden Sperrstellung und einer die Bewegung des Innenteils (14) freigebenden Freigabestellung bewegbar ist, wobei das Verriegelungselement (18) eine Bauteilachse (B) aufweist, welche in der Sperrstellung außerkoaxial und in der Freigabestellung zumindest annähernd koaxial zur Hauptachse (H) des Führungskanals (12) verläuft.The invention relates to a switchable supporting device for a valve train of an internal combustion engine, comprising: - an outer part (10) with a guide channel (12); - An inner part (14) which is arranged at least over a length range within the guide channel (12) and along a major axis (H) of the guide channel (12) is movable; and - a locking element (18) which is movable relative to the outer part (10) between a movement of the inner part (14) in at least one direction of movement impossible blocking position and a movement of the inner part (14) releasing the release position, wherein the locking element (18) a component axis (B), which in the blocking position is coaxial and in the release position at least approximately coaxial to the main axis (H) of the guide channel (12).
Description
Die Erfindung betrifft eine schaltbare Abstützvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The The invention relates to a switchable supporting device for a valve train of an internal combustion engine in the preamble of Patent claim 1 specified type.
Eine
derartige Abstützvorrichtung, welche zum automatischen
Ausgleich eines Ventilspiels eines Ventiltriebs von Brennkraftmaschinen
dient, ist beispielsweise bereits aus der
Als nachteilig an dieser schaltbaren Abstützvorrichtung ist dabei der Umstand anzusehen, dass die beiden das Verriegelungselement bildenden Kolben zusammen mit dem zugehörigen Druckfederelement einen vergleichsweise hohen Bauraumbedarf besitzen, wodurch aufwändige und kostspielige konstruktive Maßnahmen zur Integration der Abstützvorrichtung in den Verbrennungsmotor erforderlich sind.When is disadvantageous of this switchable supporting device to look at the fact that the two the locking element forming piston together with the associated compression spring element have a relatively high space requirement, thereby consuming and costly constructive integration measures the supporting device in the internal combustion engine required are.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine schaltbare Abstützvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen verringerten Bauraumbedarf besitzt.task The present invention is therefore a switchable supporting device to create the type mentioned, which reduced a Has space requirements.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine schaltbare Abstützvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The The object is achieved by a switchable Support device with the features of the claim 1 solved. Advantageous embodiments with appropriate and non-trivial developments of the invention are in the subclaims specified.
Eine schaltbare Abstützvorrichtung, welche einen verringerten Bauraumbedarf besitzt, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass das Verriegelungselement eine Bauteilachse aufweist, welche in der Sperrstellung außerkoaxial und in der Freigabestellung zumindest annähernd koaxial zur Hauptachse des Führungskanals verläuft. Mit anderen Worten verlagert sich die Bauteilachse des Verriegelungselements beim Bewegen desselben zwischen der Sperr- und der Freigabestellung im Gegensatz zum Stand der Technik zwischen einem gegenüber der Hauptachse außerkoaxialen und einem mit der Hauptachse im Wesentlichen koaxialen Verlauf. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, das Verriegelungselement mehrteilig ausbilden zu müssen, so dass die gesamte Abstützvorrichtung wesentlich bauraumsparender ausgebildet und entsprechend einfacher in einen Verbrennungsmotor integriert werden kann. Zudem entfällt der konstruktive Aufwand, welcher zum koordinierten Bewegen der aus dem Stand der Technik bekannten Kolben zwischen der Sperr- und der Freigabestellung erforderlich ist. Aufgrund der Möglichkeit, das Verriegelungselement leichter ausbilden zu können, kann aufgrund der reduzierten bewegten Masse eine verringerte Reaktionszeit und damit ein schnelleres Schalten der Abstützvorrichtung gewährleistet werden. Weiterhin wird durch die reduzierte Komplexität und aufgrund der geringeren Toleranzanforderungen die Gefahr eines Verkantens beim Bewegen des Verriegelungselements signifikant gesenkt, wodurch eine erheblich gesteigerte Zuverlässigkeit der Abstützvorrichtung erzielt wird. Zusätzlich wird die Führungslänge für das Verriegelungselement verlängert, wodurch eine weitere Senkung der Verkantungsgefahr gegeben ist. Ein wesentlicher Vorteil des Verriegelungselements besteht zudem darin, dass die Abstützvorrichtung beim Anschlagen auf einem oberen Rand der Abstützvorrichtung einen verringerten axialen und radialen Bauraumbedarf besitzt, da im Gegensatz zum Stand der Technik kein axialer Platz für eine interne Nut zur Sicherstellung der benötigten Führungslänge benötigt wird. Die Abstützvorrichtung kann demnach insbesondere mit einem verringerten Außendurchmesser ausgebildet werden. Der Begriff „außerkoaxial" subsummiert vorliegend verschiedene Verlaufstypen zwischen der Bauteil- und der Hauptachse. So meint der Begriff „außerkoaxial" im Wesentlichen einen achsparallelen Verlauf der Bauteil- und der Hauptachse. Ebenso ist unter „außerkoaxial" zu verstehen, dass die Bauteil- und die Hauptachse so verlaufen, dass sie sich deutlich außerhalb der Abstützvorrichtung schneiden. Dies bedeutet, dass das Verriegelungselement in der Sperrstellung leicht geneigt gegenüber dem Führungskanal angeordnet ist. Schließlich kann der Begriff „außerkoaxial" auch einen windschiefen Verlauf der Bauteil- und der Hauptachse zueinander bezeichnen. Auch in diesem Fall ist das Verriegelungselement in der Sperrstellung gegenüber dem Führungskanal geneigt angeordnet. Dem Fachmann ist zudem bewusst, dass der Begriff „koaxial" im Rahmen des technisch Möglichen geringe Winkel- und Abstandsabweichungen zwischen Bauteil- und Hauptachse mit einschließt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Bewegen des Verriegelungselements bzw. seiner Bauteilachse zwischen der Sperr- und der Freigabestellung durch Verschieben und/oder Deformieren des Verriegelungselements bewerkstelligt wird.A switchable supporting device, which has a reduced space requirement, according to the invention is created in that the locking element has a component axis, which extends in the locking position and coaxial with the release position at least approximately coaxial with the main axis of the guide channel. In other words, the component axis of the locking element moves when moving it between the locking and the release position in contrast to the prior art between a coaxial with respect to the main axis and a substantially coaxial with the main axis course. This eliminates the need to form the locking element in several parts, so that the entire support device formed much more space-saving and can be correspondingly easier integrated into an internal combustion engine. In addition, eliminates the design effort, which is required for the coordinated movement of the known from the prior art piston between the locking and the release position. Due to the possibility of being able to form the locking element more easily, a reduced reaction time and thus a faster switching of the supporting device can be ensured due to the reduced moving mass. Furthermore, due to the reduced complexity and the lower tolerance requirements, the risk of jamming when moving the locking element is significantly reduced, whereby a significantly increased reliability of the supporting device is achieved. In addition, the guide length is extended for the locking element, whereby a further reduction of the risk of jamming is given. A significant advantage of the locking element is also that the support device when hitting on an upper edge of the support device a reduced axial and radial construction has space requirements, since in contrast to the prior art, no axial space for an internal groove to ensure the required guide length is needed. The support device can therefore be formed in particular with a reduced outer diameter. In the present case, the term "off-coaxial" subsumes various types of progression between the component axis and the main axis, meaning that the term "off-coaxial" essentially means an axis-parallel progression of the component axis and the main axis. Likewise, "off-coaxial" is understood to mean that the component and main axes are such that they intersect significantly outside of the support, meaning that the locking element is disposed slightly inclined relative to the guide channel in the locked position. coaxial "also design a skewed course of the component and the major axis to each other. Also in this case, the locking element is arranged inclined in the blocking position relative to the guide channel. The person skilled in the art is also aware that the term "coaxial" includes within the scope of the technically possible small angular and distance deviations between the component axis and the main axis the release position is accomplished by moving and / or deforming the locking element.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Mantelkontur des Verriegelungselements in Abhängigkeit der Schaltstellung zumindest zeit- und bereichsweise korrespondierend mit einer Kontur des Führungskanals ausgebildet ist. Dadurch kann eine zuverlässige Abdichtung zwischen beiden Bauteilen erzielt und beispielsweise das Einsaugen von Luft in ein Hydraulikmedium beim Bewegen des Innenteils verhindert werden.In an advantageous embodiment of the invention is provided that a jacket contour of the locking element in dependence the switching position at least temporally and partially corresponding is formed with a contour of the guide channel. Thereby can provide a reliable seal between both components achieved and, for example, the suction of air into a hydraulic medium be prevented when moving the inner part.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass das Verriegelungselement zumindest abschnittsweise im Querschnitt kreisringsektorförmig ausgebildet ist. Dies gewährleistet insbesondere in Verbindung mit einem zylindrischen Führungskanal eine optimale Abdichtung des Führungskanals sowie eine gleichmäßige Kraftverteilung über das gesamte Verriegelungselement.there it has been found to be advantageous that the locking element at least in sections, in cross-section circular sector-shaped is trained. This ensures in particular in connection with a cylindrical guide channel optimal sealing of the guide channel as well as a uniform Force distribution over the entire locking element.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement mittels eines Hydraulikmediums und/oder mittels einer mechanischen Schalteinrichtung und/oder mittels einer pneumatischen Schalteinrichtung und/oder mittels einer elektromagnetischen Schalteinrichtung zwischen der Sperrstellung und der Freigabestellung zu bewegen ist. Auf diese Weise kann die Abstützvorrichtung variabel ausgebildet und einfach an unterschiedliche Ventiltrieb-Ausgestaltungen angepasst werden.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the locking element by means of a hydraulic medium and / or by means of a mechanical switching device and / or by means of a pneumatic switching device and / or by means of an electromagnetic Switching device between the blocking position and the release position to move. In this way, the support device variably formed and easy to different valve train configurations be adjusted.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Außenteil ein Verdrehsicherungselement, insbesondere eine Zylinderrolle, umfasst, mittels welchem ein Verdrehen des Außenteils gegenüber dem Ventiltrieb und/oder ein Verdrehen des Innenteils gegenüber dem Führungskanal und/oder ein Verdrehen des Verriegelungselements gegenüber dem Führungskanal zu verunmöglichen ist. Mit einem derartigen Verdrehsicherungselement können auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise definierter Bauteilorientierungen sichergestellt werden.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the outer part an anti-rotation element, in particular a cylindrical roller, comprising, by means of which a rotation of the outer part relative to the valve gear and / or a rotation of the inner part opposite the guide channel and / or a twisting of the locking element relative to the guide channel to be impossible. With such an anti-rotation element can be on constructively simple and inexpensive Way defined component orientations are ensured.
Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung als vorteilhaft gezeigt, dass das Innenteil und/oder das Verriegelungselement eine korrespondierend mit dem Verdrehsicherungselement ausgebildete Nut umfasst, welche mit dem Verdrehsicherungselement in Überdeckung zu bringen ist. Eine derartige Nut stellt eine konstruktiv einfache und kostengünstige Methode dar, um im Zusammenwirken mit dem Verdrehsicherungselement ein relatives Verdrehen des Innenteils und/oder des Verriegelungselements zu verunmöglichen, ohne die Bewegbarkeit des Innenteils entlang des Führungskanals und/oder die Bewegbarkeit des Verriegelungselement zwischen Sperr- und Freigabestellung zu behindern.there it has been shown in a further embodiment to be advantageous that the inner part and / or the locking element a corresponding comprising groove formed with the anti-rotation, which to bring into coincidence with the anti-rotation element is. Such a groove provides a structurally simple and inexpensive method in order, in cooperation with the anti-rotation element, a relative Twisting the inner part and / or the locking element to make it impossible without the mobility of the inner part along the guide channel and / or the mobility of the locking element between locking and to block release.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Innenteil einen Anschlag umfasst, mittels welchem eine Bewegbarkeit des Innenteils entlang der Hauptachse des Führungskanals durch Anschlagen am Verdrehsicherungselement begrenzbar ist. Durch einen derartigen Anschlag kann beispielsweise ein „Herausfallen" des Innenteils aus dem Führungskanal zuverlässig verhindert werden. Alternativ oder zusätzlich kann natürlich mit Hilfe des Anschlags auch die Bewegung des Innenteils in den Führungskanal hinein begrenzt werden.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the inner part comprises a stop, by means of which a Mobility of the inner part along the main axis of the guide channel can be limited by striking the anti-rotation element. By such a stop may be, for example, a "falling out" the inner part of the guide channel reliable be prevented. Alternatively or additionally, of course with the help of the stop and the movement of the inner part in the Guide channel to be limited in it.
Eine besonders exakte Bewegung des Verriegelungselements ist dadurch gewährleistet, dass das Verriegelungselement in einer Außennut des Innenteils geführt ist. Durch eine derartige Führung wird zudem ein Verkanten des Verriegelungselements beim Bewegen zwischen der Sperr- und der Freigabestellung zuverlässig verhindert.A particularly precise movement of the locking element is characterized ensures that the locking element in an outer groove of the inner part is guided. Through such a leadership is In addition, a tilting of the locking element when moving between the blocking and the release position reliably prevented.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass dem Verriegelungselement und der Außennut miteinander korrespondierende Anschläge zugeordnet sind, mittels welchen die Sperrstellung und/oder die Freigabestellung bestimmt ist. Derartige Anschläge stellen eine robuste, kostengünstige und konstruktiv einfache Möglichkeit dar, die Sperrstellung und/oder die Freigabestellung zu definieren und damit die Bewegbarkeit des Verriegelungselements definiert zu begrenzen.It has been found to be advantageous that the locking element and the outer groove are associated with each other corresponding stops, by means of which the locking position and / or the release position is determined. Such attacks provide a robust, cost-effective and structurally simple way to define the blocking position and / or the release position and thus the Be defined to limit the movability of the locking element.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Verriegelungselement ein Federelement zugeordnet ist, gegen dessen Federkraft das Verriegelungselement aus der Sperrstellung in die Freigabestellung oder aus der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegbar ist. Mit Hilfe eines derartigen Federelements kann die Abstützvorrichtung in Abhängigkeit der konstruktiven Erfordernisse wahlweise die Bewegung des Innenteils entlang der Hauptachse des Führungskanals drucklos sperren oder drucklos freigeben.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the locking element is associated with a spring element, against the spring force of the locking element from the locked position in the release position or from the release position in the locked position is movable. With the help of such a spring element, the Support device depending on the constructive Requires either the movement of the inner part along the Lock the main axis of the guide channel without pressure or without pressure release.
Dabei hat es sich insbesondere als vorteilhaft gezeigt, dass das Federelement als Blattfeder ausgebildet ist, wobei beide Enden der Blattfeder vorzugsweise abgebogen sind. Eine Blattfeder erlaubt eine einfache und kostengünstige Einstellung der Kraft, mit welcher das Verriegelungselement beaufschlagt werden muss, an die jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten und Erfordernisse. Durch das Abbiegen der Enden der Blattfeder wird vorteilhafterweise eine reduzierte Reibung zwischen Verriegelungs- und Federelement und damit eine geringe Schaltzeit der Abstützvorrichtung gewährleistet.there In particular, it has proven to be advantageous that the spring element is formed as a leaf spring, wherein both ends of the leaf spring preferably bent. A leaf spring allows a simple and cost-effective adjustment of the force with which the Locking element must be applied to the respective constructional conditions and requirements. By turning the ends of the leaf spring is advantageously a reduced Friction between locking and spring element and thus a ensures low switching time of the support device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Innenteil eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung zur Abstützung eines Nockenfolgerelements des Ventiltriebs zugeordnet ist. Mit Hilfe einer derartigen, an sich bekannten Spielausgleichseinrichtung wird eine zuverlässige Spielfreiheit des Ventiltriebs sichergestellt. Durch die Zuordnung der Spielausgleichseinrichtung zum Innenteil wird zudem ein möglichst großer Hub der Abstützvorrichtung bei möglichst geringer Bauteillänge gewährleistet.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the inner part of a hydraulic lash adjuster for supporting a cam follower element of the valve train assigned. With the help of such, known play compensation device a reliable backlash of the valve train is ensured. By assigning the lash adjuster to the inner part In addition, the largest possible stroke of the support device guaranteed at the lowest possible component length.
Dabei hat es sich in weiterer Ausgestaltung als vorteilhaft gezeigt, dass das Verriegelungselement und die Spielausgleichseinrichtung über ein gemeinsames Leitungssystem mit Hydraulikmedium zu beaufschlagen sind. Dies erlaubt es, die Abstützvorrichtung einflutig auszubilden, so dass über eine gemeinsames Leitungssystem sowohl die Abstützfunktion als auch die Schaltfunktion der Abstützvorrichtung zu bewerkstelligen sind. Dadurch kann die Abstützvorrichtung problemlos in bereits bestehenden Ventiltrieben verwendet und beispielsweise als Nachrüstteil angeboten werden, da keine Neugestaltung des Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine erforderlich ist.there it has been shown in a further embodiment to be advantageous that the locking element and the lash adjuster over to apply a common line system with hydraulic medium are. This allows the support device einflutig train, so over a common pipe system both the support function and the switching function the support device are to accomplish. Thereby The support device can be used in existing valve drives without any problems used and offered for example as a retrofit be since no redesign of the cylinder head of the internal combustion engine is required.
Umgekehrt kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement über ein zugeordnetes Leitungssystem mit Hydraulikmedium zu beaufschlagen ist. Eine derartige, gegebenenfalls zweiflutig ausgebildete Abstützvorrichtung erlaubt aufgrund der Entkopplung von Abstütz- und Schaltfunktion eine besonders schnelle und zuverlässige Ansteuerung des schaltbaren Verriegelungselements bei geringen Druckniveaus.Vice versa may be provided in a further embodiment of the invention, that the locking element via an associated line system is to be acted upon with hydraulic medium. Such, if necessary doubly trained support allowed due to the decoupling of support and switching function a particularly fast and reliable control of the switchable locking element at low pressure levels.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass das Verriegelungselement in der Sperrstellung zumindest abschnittsweise auf einer oberen Randfläche des Außenteils abgestützt ist. Auf diese Weise können die konstruktiven Anforderungen an die schaltbare Abstützvorrichtung hinsichtlich geringem Bauraumbedarf bei gleichzeitig verkipp- und klemmsicherer Bewegung des Verriegelungselements zwischen Sperr- und Freigabestellung zuverlässig verwirklicht werden. Durch eine Abstützen des Verriegelungselements auf der oberen Randfläche des Außenteils ist zudem sichergestellt, dass das Verriegelungselement nicht im Bereich von inneren Spielausgleichsfedern angeordnet werden muss, in keiner Stellung seitlich übersteht oder die Gesamtlänge der Abstützvorrichtung bestimmt.there it has been found to be advantageous that the locking element in the blocking position at least in sections on an upper Supported edge surface of the outer part is. In this way, the design requirements to the switchable support device in terms of low space requirement at the same time tilting and anti-pinch movement of the locking element reliably realized between blocking and release position become. By supporting the locking element on the upper edge of the outer part is also ensure that the locking element is not in the range of inner clearance springs must be arranged, in any position protrudes laterally or the total length of the supporting device certainly.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement in der Sperrstellung zumindest abschnittsweise innerhalb einer Innennut des Führungskanals angeordnet ist. Dies erlaubt zumindest abschnittsweise eine formschlüssige Abstützung des Verriegelungselementes an der Innennut des Führungskanals und damit eine mechanisch stabile Sperrung der Bewegung des Innenteils.alternative can be provided that the locking element in the locked position at least in sections within an inner groove of the guide channel is arranged. This allows at least partially a form-fitting Supporting the locking element on the inner groove of the Guide channels and thus a mechanically stable blocking the movement of the inner part.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass ein weiteres Verriegelungselement vorgesehen ist, welches – beispielsweise in der Sperrstellung – an einem Außenumfang des Verriegelungselements angeordnet ist und zumindest abschnittsweise innerhalb der Innennut des Führungskanals angeordnet ist. Ein derartiges weiteres Verriegelungselement erlaubt eine besonders zuverlässige Verriegelung des Innenteils gegenüber dem Außenteil, so dass die Abstützvorrichtung in der Sperrstellung hohe Kräfte aufnehmen kann.After all it has proved to be advantageous that another locking element is provided, which - for example, in the blocking position - on a Outer circumference of the locking element is arranged and at least in sections within the inner groove of the guide channel is arranged. Such a further locking element allows a particularly reliable locking of the inner part towards the outer part, so that the supporting device can absorb high forces in the locked position.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of several embodiments and with reference to the drawings in which the same or the same function Elements are provided with identical reference numerals.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Das
Verriegelungselement
In
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