DE102008026194A1 - Switchable supporting device for valve gear of internal combustion engine, has hydraulic line provided to feed hydraulic medium to locking element for combining admission with spring element - Google Patents

Switchable supporting device for valve gear of internal combustion engine, has hydraulic line provided to feed hydraulic medium to locking element for combining admission with spring element Download PDF

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Abstract

The device has an external part (12) with a guide channel (14a), and an internal part (16) arranged over a longitudinal region within the channel. A locking element (28) is moved by an admission with a hydraulic medium relative to the external part in a releasing position to enable the motion of the internal part and by an admission with a spring element (30) in a blocking position to prevent the motion of the internal part in a direction of motion. A hydraulic line (32) is provided to feed a hydraulic medium to the locking element for combining the admission with the spring element. An independent claim is also included for a method for switching a supporting device.

Description

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Abstützvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Schalten einer derartigen Abstützvorrichtung.The The invention relates to a switchable supporting device of in the preamble of claim 1 specified type and a method for switching such a supporting device.

Eine derartige schaltbare Abstützvorrichtung, welche zum automatischen Ausgleich eines Ventilspiels eines Ventiltriebs von Brennkraftmaschinen dient, ist beispielsweise bereits aus der DE 10 2005 027 526 A1 als bekannt zu entnehmen und umfasst ein Außenteil mit einem Führungskanal sowie ein Innenteil, welches über einen Längenbereich innerhalb des Führungskanals angeordnet ist. Das Innenteil ist zur Abstützung eines Nockenfolgerelements des Ventiltriebs der Brennkraftmaschine entlang des Führungskanals relativ zum Außenteil bewegbar. Um gezielt ein Ventil bzw. einen Zylinder der Brennkraftmaschine zu- oder abschalten zu können, umfasst die Abstützvorrichtung ein Verriegelungselement, welches relativ zum Außenteil zwischen einer die Bewegung des Innenteils verunmöglichenden Sperrstellung und einer die Bewegung des Innenteils freigebenden Freigabestellung bewegbar ist. Als Verriegelungselement dienen dabei zwei Kolben, welche mittels eines zugeordneten Federelements gegeneinander nach außen in eine Ringnut des Außenteils gedrückt werden. Hierdurch wird die relative Bewegung zwischen dem Innen- und dem Außenteil verunmöglicht. Um das Verriegelungselement in die die Bewegung des Innenteils freigebende Freigabestellung zu bewegen, werden beide Kolben mit Hilfe von Hydraulikmedium gegen die Kraft des Federelements symmetrisch in das Innenteil bewegt. Als Hydraulikmedium dient üblicherweise das ohnehin vorhandene Motoröl, welches über eine Druckumlaufschmierung dem Ventiltrieb zugeführt wird. Zum Schalten der Abstützvorrichtung wird dabei ein vergleichsweise hoher Hydraulikmedium-Druck von 1,5 bar (zweiflutige Ausbildung) oder über 2,0 bar (einflutige Ausbildung) benötigt, der mit Hilfe einer Hydraulikmedium-Pumpe (Ölpumpe) der Brennkraftmaschine erzeugt werden muss. Bei in die Freigabestellung bewegtem Verriegelungselement kann die Übertragung eines Nockenhubs auf ein Ventil des Ventiltriebs aufgrund der relativen Bewegbarkeit zwischen Innen- und Außenteil verändert oder vollständig aufgehoben werden. Umgekehrt kann bei in die Sperrstellung bewegtem Verriegelungselement die Hubbewegung des Nockens auf das Nockenfolgerelement übertragen und das der Abstützvorrichtung zugeordnete Ventil der Brennkraftmaschine entsprechend der Nockenkontur betätigt werden.Such a switchable support device, which is used for automatic compensation of a valve clearance of a valve train of internal combustion engines, for example, already from the DE 10 2005 027 526 A1 as known and includes an outer part with a guide channel and an inner part, which is arranged over a length range within the guide channel. The inner part is movable relative to the outer part for supporting a cam follower element of the valve drive of the internal combustion engine along the guide channel. In order to be able to selectively connect or disconnect a valve or a cylinder of the internal combustion engine, the support device comprises a locking element which is movable relative to the outer part between a locking position which makes the movement of the inner part impossible and a release position which releases the movement of the inner part. As a locking element serve two pistons, which are pressed by means of an associated spring element against each other outwards into an annular groove of the outer part. As a result, the relative movement between the inner and the outer part is impossible. In order to move the locking element into the release position which releases the movement of the inner part, both pistons are moved symmetrically into the inner part by means of hydraulic medium against the force of the spring element. The hydraulic medium is usually the already existing engine oil, which is supplied via a pressure circulation lubrication to the valve train. For switching the support device while a comparatively high hydraulic medium pressure of 1.5 bar (double-flow training) or about 2.0 bar (single-flow training) is required, which must be generated by means of a hydraulic medium pump (oil pump) of the internal combustion engine. When moved into the release position locking element, the transmission of a cam lift can be changed to a valve of the valve train due to the relative mobility between the inner and outer part or completely canceled. Conversely, when moved to the blocking position locking element, the lifting movement of the cam transmitted to the cam follower element and the supporting device associated valve of the internal combustion engine are operated according to the cam contour.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine schaltbare Abstützvorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, welche zum Schalten der Abstützvorrichtung die Verwendung einer verringerten Pumpenleistung einer das Hydraulikmedium fördernden Hydraulikmedium-Pumpe ermöglichen.task The present invention is a switchable supporting device and to provide a corresponding method, which for switching the support device, the use of a reduced Pump capacity of the hydraulic medium pumping hydraulic medium pump enable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine schaltbare Abstützvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Schalten einer derartigen Abstützvorrichtung gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Abstützvorrichtung – soweit anwendbar – als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens anzusehen sind.The The object is achieved by a switchable Support device with the features of the claim 1 and by a method for switching such a support device according to claim 5 solved. Advantageous embodiments with appropriate and non-trivial developments of the invention are in the subclaims indicated, wherein advantageous embodiments of the support device - so far applicable - as advantageous embodiments of the method to be considered.

Eine schaltbare Abstützvorrichtung, welche zum Schalten der Abstützvorrichtung die Verwendung einer verringerten Pumpenleistung einer das Hydraulikmedium fördernden Hydraulikmedium-Pumpe ermöglicht, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass eine Hydraulikleitung vorgesehen ist, mittels welcher dem Verriegelungselement Hydraulikmedium zur gemeinsamen Beaufschlagung mit dem Federelement zuzuleiten ist. Durch die Möglichkeit, das Verriegelungselement wahlweise durch hydraulische Beaufschlagung entgegen der Federkraftrichtung des Federelements in die Freigabestellung oder durch hydraulische Beaufschlagung in Federkraftrichtung in die Sperrstellung zu bewegen, kann das Federelement entsprechend schwächer ausgelegt sein, wodurch der zum Schalten erforderliche Hydraulikmedium-Druck vorteilhaft gesenkt werden kann. Das Federelement muss das Verriegelungselement mit anderen Worten nicht mehr allein bewegen, sondern kann als reine ”Haltefeder” ausgelegt sein. Dies hat den weiteren Vorteil, dass die Abstützvorrichtung bei abgeschalteter Brennkraftmaschine dennoch in einen definierten, gesperrten Zustand geschaltet wird. Weiterhin werden bisher im Stand der Technik durch schwankende Hydraulikmedium-Drücke – beispielsweise beim Aktivieren eines Nockenwellenverstellers – verursachte Fehlschaltungen der Abstützvorrichtung zuverlässig vermieden. Aufgrund der geringeren Pumpenleistung, die zum Bewegen des Verriegelungselements zwischen der Freigabe- und der Sperrstellung benötigt wird, ergeben sich darüber hinaus entsprechende Verbrauchseinsparungen der Brennkraftmaschine. Insbesondere lässt sich der Bereich, in dem geschaltet werden kann, deutlich zu niedrigeren (sonst nur mit einer größeren oder einer zusätzlichen Hydraulikpumpe erreichbaren) Drehzahlen hin erweitern und damit das CO2-Einsparpotential erhöhen.A switchable supporting device, which is used to switch the Support device the use of a reduced pump capacity a hydraulic medium pump conveying the hydraulic medium allows is inventively created by that a hydraulic line is provided, by means of which the locking element Hydraulic medium for joint application with the spring element is to be forwarded. By the possibility of the locking element optionally by hydraulic pressure against the spring force direction of the spring element in the release position or by hydraulic Loading in the spring force direction to move to the locked position, can the spring element be designed to be correspondingly weaker, whereby the required for switching hydraulic medium pressure advantageous can be lowered. The spring element must be the locking element in other words, no longer move alone, but can be designed as a pure "retaining spring" be. This has the further advantage that the supporting device with the internal combustion engine still switched off into a defined, locked state is switched. Furthermore, so far in the state the technology by fluctuating hydraulic medium pressures - for example when activating a camshaft adjuster - caused Faulty circuits of the supporting device reliable avoided. Due to the lower pumping power needed to move of the locking element between the release and the locked position is required, in addition, corresponding Consumption savings of the internal combustion engine. In particular, lets the range in which can be switched, significantly lower (otherwise only with a larger or an additional one Hydraulic pump achievable) speeds up and thus increase the CO2-saving potential.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schalten einer Abstützvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, bei welchem das Verriegelungselement entweder mit Hydraulikmedium beaufschlagt und relativ zum Außenteil in die die Bewegung des Innenteils freigebenden Freigabestellung bewegt wird oder gemeinsam mit durch die Hydraulikleitung geleitetem Hydraulikmedium und dem zugeordneten Federelement beaufschlagt und in die die Bewegung des Innenteils zumindest in eine Bewegungsrichtung verunmöglichende Sperrstellung bewegt wird. Auf diese Weise kann zum Schalten der Abstützvorrichtung eine verringerte Pumpenleistung einer das Hydraulikmedium fördernden Hydraulikmedium-Pumpe verwendet werden, da das Federelement durch die Unterstützung des Hydraulikmediums entsprechend schwächer ausgelegt werden kann. Hierdurch wird sowohl beim Bewegen des Verriegelungselements in die Freigabe- als auch in die Sperrstellung ein entsprechend geringer Hydraulikmedium-Druck benötigt. Die weiteren, sich hieraus ergebenden Vorteile sind bereits den vorhergehenden Beschreibungen zu entnehmen.Another aspect of the invention relates to a method for switching a supporting device according to one of the preceding embodiments, wherein the locking element is acted upon either with hydraulic medium and relative to the outer part in the movement of the inner part releasing release position is moved or acted upon together with hydraulic fluid passed through the hydraulic line and the associated spring element and in which the movement of the inner part at least in a direction of movement impeding blocking position is moved. In this way, can be used for switching the support device, a reduced pumping capacity of the hydraulic medium promoting hydraulic medium pump, since the spring element can be designed correspondingly weaker by the support of the hydraulic medium. As a result, a correspondingly lower hydraulic medium pressure is required both when moving the locking element in the release and in the blocking position. The other, resulting advantages are already apparent from the previous descriptions.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt die einzige Figur in schematischer seitlicher Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel einer schaltbaren Abstützvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.Further Advantages, features and details of the invention will be apparent from the following description of an embodiment and with reference to the drawings in which the same or the same function Elements are provided with identical reference numerals. It shows the single figure in a schematic side sectional view Embodiment of a switchable supporting device for a valve train of an internal combustion engine.

Die einzige Figur zeigt in schematischer seitlicher Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel einer schaltbaren Abstützvorrichtung für einen Ventiltrieb (nicht gezeigt) einer ausschnittsweise abgebildeten Brennkraftmaschine 10. Die Abstützvorrichtung umfasst dabei ein in einer Bohrung der Brennkraftmaschine 10 angeordnetes Außenteil 12 mit einem Führungskanal 14a, innerhalb welchem ein Innenteil 16, welches über einen Längenbereich innerhalb des Führungskanals 14a angeordnet und entlang der Hauptachse I des Führungskanals 14a relativ zum Außenteil 12 bewegbar ist. Das Innenteil 16 wird dabei durch eine innerhalb des Führungskanals 14a angeordnete Spielausgleichsfeder 18a mit einer Federkraft gegenüber dem Außenteil 12 beaufschlagt. Weiterhin ist dem Innenteil 16 eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung 20 zugeordnet, die einen mit einem Hydraulikmedium befüllbaren und mittels eines Rückschlagventils 22 verschließbaren Arbeitsraum 24 sowie eine weitere Spielausgleichsfeder 18b umfasst, mittels welcher das Innenteil 16 gegenüber einem Druckbolzen 26 der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung 20 mit einer Federkraft beaufschlagt ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Nockenfolgerelement des Ventiltriebs, welches beispielsweise als Schlepphebel, Kipphebel, Stößelkörper oder dergleichen ausgebildet sein kann, spielfrei an einem Nocken einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine anliegt. Die schaltbare Abstützvorrichtung umfasst weiterhin ein Verriegelungselement 28, welches durch Beaufschlagung mit durch eine erste Leitung 29a zur Abstützvorrichtung geleitetem Hydraulikmedium gemäß Pfeil P1 relativ zum Außenteil 12 in eine die Bewegung des Innenteils 16 freigebenden Freigabestellung oder durch Beaufschlagung gemäß Pfeil F mit einem zugeordneten Federelement 30 in eine die Bewegung des Innenteils 16 verunmöglichende Sperrstellung bewegbar ist. Das Verriegelungselement 28 und das Außenteil 12 umfassen dabei miteinander korrespondierende Anschläge 34, mittels welchen die Sperrstellung definiert und die Bewegbarkeit des Verriegelungselements 28 begrenzt ist.The single FIGURE shows a schematic side sectional view of an embodiment of a switchable support device for a valve train (not shown) of a fragmentarily illustrated internal combustion engine 10 , The support device comprises one in a bore of the internal combustion engine 10 arranged outer part 12 with a guide channel 14a , inside which an inner part 16 which is over a length range within the guide channel 14a arranged and along the main axis I of the guide channel 14a relative to the outer part 12 is movable. The inner part 16 is thereby by a within the guide channel 14a arranged play compensation spring 18a with a spring force against the outer part 12 applied. Furthermore, the inner part 16 a hydraulic lash adjuster 20 assigned, one filled with a hydraulic medium and by means of a check valve 22 lockable work space 24 and another play compensation spring 18b comprising, by means of which the inner part 16 opposite a pressure pin 26 the hydraulic lash adjuster 20 is acted upon by a spring force. In this way, it is ensured that a cam follower element of the valve train, which may be formed, for example, as drag lever, rocker arm, plunger body or the like, rests without clearance on a cam of a camshaft of the internal combustion engine. The switchable supporting device further comprises a locking element 28 , which by applying to a first line 29a to the support device directed hydraulic medium according to arrow P1 relative to the outer part 12 in one the movement of the inner part 16 releasing release position or by action according to arrow F with an associated spring element 30 in one the movement of the inner part 16 impeding blocking position is movable. The locking element 28 and the outer part 12 include corresponding stops with each other 34 , By means of which the blocking position defined and the mobility of the locking element 28 is limited.

Bei in die Freigabestellung bewegtem Verriegelungselement 28 kann das Innenteil 16 in das Außenteil 12 einsinken, wodurch eine Ventildeaktivierung oder -umschaltung darstellbar ist. Das Verriegelungselement 28 ist dabei zumindest überwiegend in einem weiteren Führungskanal 14b angeordnet, welcher senkrecht gegenüber dem Führungskanal 14a angeordnet und einteilig mit dem Innenteil 16 ausgebildet ist. Damit zum Schalten der Abstützvorrichtung ein möglichst geringer Hydraulikmedium-Druck und eine entsprechend geringe Pumpenleistung einer das Hydraulikmedium fördernden Hydraulikmedium-Pumpe (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine 10 verwendet werden kann, umfasst die Abstützvorrichtung eine Hydraulikleitung 32, mittels welcher dem Verriegelungselement 28 durch eine zweite Leitung 29b zur Abstützvorrichtung geleitetes Hydraulikmedium gemäß Pfeil PO zur gemeinsamen Beaufschlagung mit dem Federelement 30 zuzuleiten ist. Dies ermöglicht es, das Federelement 28 im Vergleich zum Stand der Technik entsprechend schwächer auszulegen, wodurch der zum Schalten erforderliche Hydraulikmedium-Druck vorteilhaft gesenkt werden kann bzw. bereits bei deutlich geringeren Drehzahlen und damit in einem größeren und vor allem testzyklusrelevanten Betriebsbereich zur Verfügung steht. Da mit anderen Worten keine permanent hohe Pumpenleistung zur Verfügung gestellt werden muss, wird ein erhebliches Verbrauchssenkungspotential der Brennkraftmaschine 10 erschlossen. Zudem werden etwaige Fehlschaltungen beim Auftreten erhöhter Druckschwankungen innerhalb eines Hydraulikkreislaufs der Brennkraftmaschine 10 zuverlässig verhindert.When moved to the release position locking element 28 can the inner part 16 in the outer part 12 sink, whereby a valve deactivation or switching is displayed. The locking element 28 is at least predominantly in a further guide channel 14b arranged, which is perpendicular to the guide channel 14a arranged and one-piece with the inner part 16 is trained. In order to switch the support device as low as possible hydraulic medium pressure and a correspondingly low pump power of the hydraulic medium pumping hydraulic medium pump (not shown) of the internal combustion engine 10 can be used, the support device comprises a hydraulic line 32 , by means of which the locking element 28 through a second line 29b to the support device directed hydraulic medium according to arrow PO for the common application of the spring element 30 is to be forwarded. This allows the spring element 28 Compared to the prior art, according to design weaker, whereby the required for switching hydraulic medium pressure can be advantageously reduced or is already available at significantly lower speeds and thus in a larger and especially test cycle relevant operating range. Since in other words no permanently high pump power must be made available, a significant consumption reduction potential of the internal combustion engine 10 developed. In addition, any errors in the occurrence of increased pressure fluctuations within a hydraulic circuit of the internal combustion engine 10 reliably prevented.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (5)

Schaltbare Abstützvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine (10), umfassend: – ein Außenteil (12) mit einem Führungskanal (14a); – ein Innenteil (16), welches über einen Längenbereich innerhalb des Führungskanals (14a) angeordnet und relativ zum Außenteil (12) entlang des Führungskanals (14a) bewegbar ist; und – ein Verriegelungselement (28), welches durch Beaufschlagung mit Hydraulikmedium relativ zum Außenteil (12) in eine die Bewegung des Innenteils (16) freigebenden Freigabestellung und durch Beaufschlagung mit einem zugeordneten Federelement (30) in eine die Bewegung des Innenteils (16) zumindest in eine Bewegungsrichtung verunmöglichende Sperrstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, eine Hydraulikleitung (32) vorgesehen ist, mittels welcher dem Verriegelungselement (28) Hydraulikmedium zur gemeinsamen Beaufschlagung mit dem Federelement (30) zuzuleiten ist.Switchable supporting device for a valve train of an internal combustion engine ( 10 ), comprising: - an outer part ( 12 ) with a guide channel ( 14a ); - an inner part ( 16 ), which over a length range within the guide channel ( 14a ) and relative to the outer part ( 12 ) along the guide channel ( 14a ) is movable; and - a locking element ( 28 ), which by applying hydraulic medium relative to the outer part ( 12 ) in a movement of the inner part ( 16 ) releasing release position and by applying an associated spring element ( 30 ) in a movement of the inner part ( 16 ) at least in a direction of movement impossible blocking position is movable, characterized in that a hydraulic line ( 32 ) is provided, by means of which the locking element ( 28 ) Hydraulic medium for the common application of the spring element ( 30 ). Schaltbare Abstützvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Innenteil (16) eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung (20) zugeordnet ist.Switchable supporting device according to claim 1, characterized in that the inner part ( 16 ) a hydraulic lash adjuster ( 20 ) assigned. Schaltbare Abstützvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (28) zumindest überwiegend in einem weiteren Führungskanal (14b) angeordnet ist, welcher vorzugsweise senkrecht gegenüber dem Führungskanal (14a) angeordnet und/oder in das Innenteil (16) integriert ist.Switchable supporting device according to claim 1 or 2, characterized in that the locking element ( 28 ) at least predominantly in a further guide channel ( 14b ), which is preferably perpendicular to the guide channel ( 14a ) and / or in the inner part ( 16 ) is integrated. Schaltbare Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (28) und das Außenteil (12) miteinander korrespondierende Anschläge (34) umfassen, mittels welchen die Bewegbarkeit des Verriegelungselements (28) zu begrenzen ist.Switchable supporting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the locking element ( 28 ) and the outer part ( 12 ) corresponding stops ( 34 ), by means of which the mobility of the locking element ( 28 ) is to limit. Verfahren zum Schalten einer Abstützvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem das Verriegelungselement (28) – mit Hydraulikmedium beaufschlagt und relativ zum Außenteil (12) in die die Bewegung des Innenteils (16) freigebenden Freigabestellung bewegt wird; oder – gemeinsam mit durch die Hydraulikleitung (32) geleitetem Hydraulikmedium und dem zugeordneten Federelement (30) beaufschlagt und in die die Bewegung des Innenteils (16) zumindest in eine Bewegungsrichtung verunmöglichende Sperrstellung bewegt wird.Method for switching a supporting device according to one of Claims 1 to 4, in which the locking element ( 28 ) - acted upon by hydraulic medium and relative to the outer part ( 12 ) in which the movement of the inner part ( 16 ) releasing release position is moved; or - together with through the hydraulic line ( 32 ) guided hydraulic medium and the associated spring element ( 30 ) and in which the movement of the inner part ( 16 ) is moved at least in a direction of movement impossible blocking position.
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