DE102011077530A1

DE102011077530A1 - Switchable support element for valve train of internal combustion engine, has slider arranged in radial bore, where continuous flow of hydraulic fluid is conducted through path such that slider is moved out of contact from inner element

Info

Publication number: DE102011077530A1
Application number: DE201110077530
Authority: DE
Inventors: Oliver Popp
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-12-20

Abstract

The element (1) has a solid housing (2) comprising a bore (3), and an axially movable inner element (5) extending from the housing and acted on a lost motion spring (4). A coupling slider (6) is arranged in a radial bore (7) of the housing and engaged with a cam surface (9) of the inner element. A secondary oil path (12) is provided in the element, where a continuous flow of pressurized hydraulic fluid in front of an inner end (10) of the coupling slider is conducted through the path in an uncoupled state such that the coupling slider is moved out of contact from the inner element. The lost motion spring is designed as a helical compression spring.

Description

Die Erfindung betrifft ein schaltbares Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, in dessen Bohrung ein axial bewegliches, über eine Lost-Motion-Feder aus dem Gehäuse heraus beaufschlagtes Innenelement verläuft, wobei wenigstens ein Koppelschieber in einer Radialbohrung des Gehäuse sitzt, der für einen Koppelfall über eine mechanische Feder abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche des Innenelements in Eingriff bringbar ist und für einen Entkoppelfall über vor dessen Innenstirn aus einem Hauptölpfad im Abstützelement heranleitbares, druckbeaufschlagtes Hydraulikmittel aus der Mitnehmerfläche zurückfahrbar ist. The invention relates to a switchable support member for a valve train of an internal combustion engine, with a housing, in the bore of an axially movable, via a lost-motion spring from the housing acted upon inner element, wherein at least one coupling slide is seated in a radial bore of the housing for a coupling case via a mechanical spring in sections with a driver surface of the inner member is engageable and for a decoupling via voran the inner end of a main oil path in the support heranleitbares, pressurized hydraulic fluid from the driver surface is moved back.

Ein derartiges Abstützelement geht aus der zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung noch nicht veröffentlichten DE 102010052175.2 hervor. Es wird festgestellt, dass bei einem Abschalthub des Innenelements kein Druck an Hydraulikmittel vor Innenstirnen der beiden Koppelschieber anliegt. Der Hydraulikmitteldruck vom Hauptölpfad ist somit abgeschnitten. Damit einher geht, dass die Koppelschieber über die Kraft der diese radial nach innen beaufschlagenden Bügelfeder und durch Hydraulikmittelleckagen letztlich mit ihren Innenstirnen am Außenmantel des Innenelements verlaufen und bei Erreichen der ausgefahrenen Grundstellung des Innenelements erneut vom anliegenden Hydraulikmitteldruck radial nach außen in Richtung Entkoppelstellung beaufschlagt werden. Insbesondere in den Kantenbereichen des Koppelschiebers zum Innenelement kann es hierbei zu Verschleiß kommen. Die vorgenannten Leckagen führen ggf. auch zu einer unerwünschten Akkumulation von Luftblasen im System, was sich nachteilig auf die Schaltzeiten auswirkt.Such a support element is from the date of filing this application not yet published DE 102010052175.2 out. It is stated that during a shut-off stroke of the inner element, no pressure is applied against hydraulic means in front of the inner forehead of the two coupling slides. The hydraulic fluid pressure from the main oil path is thus cut off. This is accompanied by the fact that the coupling slide on the force of these radially inwardly acting bow spring and hydraulic medium leaks ultimately run with their inner forehead on the outer surface of the inner member and are re-acted upon reaching the extended home position of the inner element again from the applied hydraulic fluid pressure radially outward towards Entkoppelstellung. In particular, in the edge regions of the coupling slider to the inner element, this can lead to wear. The above-mentioned leaks possibly also lead to an undesirable accumulation of air bubbles in the system, which adversely affects the switching times.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.The invention is therefore an object of the invention to provide a support member of the aforementioned type, in which the disadvantages are eliminated.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Abstützelement ein Nebenölpfad verläuft, über welchen im Entkoppelfall ein ununterbrochener Strom an druckbeaufschlagtem Hydraulikmittel vor die Innenstirn des Koppelschiebers leitbar ist, derart, dass der Koppelschieber außer Kontakt vom Innenelement vorgespannt ist.According to the invention, this object is achieved in that in the support a minor oil path passes, over which in the decoupling a continuous stream of pressurized hydraulic fluid in front of the inner end of the coupling slide is conductive, such that the coupling slide is biased out of contact from the inner element.

Somit sind die vorgenannten Nachteile beseitigt. Der oder die Koppelschieber bleiben auch im Entkoppelzustand des Systems durch den aus dem Nebenölpfad anliegenden, i. d. R. gedrosselten Hydraulikmitteldruck radial nach außen vorgespannt, so dass es beim Zurückfahren des Innenelements in dessen Grundposition nicht mehr zu dem vorbeschriebenen Kantenverschleiß im Koppelbereich kommt. Des weiteren werden evtl. im System angehäufte Luftblasen einfach gesagt weggespült.Thus, the aforementioned disadvantages are eliminated. The one or more coupling slide remain in the decoupling state of the system by the voltage applied from the auxiliary oil path, i. d. R. throttled hydraulic fluid pressure biased radially outwards, so that it no longer comes to the above-described edge wear in the coupling region during retraction of the inner member in its basic position. Furthermore, possibly accumulated in the system air bubbles are simply washed away.

Bevorzugt sind, wie oben genannt, zwei sich diametral gegenüberliegende Koppelschieber vorgesehen, so dass sich die Bauteilbelastungen wie Flächenpressungen im Koppelfall in Grenzen halten. Ggf. können auch umfangsverteilt mehr als zwei Koppelschieber appliziert sein.Preferably, as mentioned above, two diametrically opposed coupling slide provided, so that the component loads such as surface pressures keep in the coupling case within limits. Possibly. can be applied circumferentially distributed more than two coupling slide.

Es ist besonders vorteilhaft, die Koppelschieber in ihrem Koppelbereich abzuflachen, so dass es aufgrund einer vergleichsweisen breiten Kontaktfläche im Koppelzustand ebenfalls zu einer Reduzierung der Kontaktpressung kommt. Alternativ können die Koppelschieber auch durchgehend zylindrisch vorliegen. Vorteilhaft ist es in diesem Kontext, dass, im Gegensatz zum eingangs genannten Stand der Technik, durch den Nebenölpfad (+Hauptölpfad) im Entkoppelvorgang nunmehr die gesamte projizierte Stirnfläche des jeweiligen Koppelkolbens mit Hydraulikmittel beaufschlagt wird, also auch die Fläche bei der Abflachung, so dass sich die Schaltzeiten verkürzen.It is particularly advantageous to flatten the coupling slides in their coupling region, so that, due to a comparatively wide contact surface in the coupling state, the contact pressure is also reduced. Alternatively, the coupling slide can also be present continuously cylindrical. It is advantageous in this context that, in contrast to the aforementioned prior art, by the Nebenölpfad (+ Hauptölpfad) in Entkoppelvorgang now the entire projected end face of the respective coupling piston is acted upon by hydraulic fluid, including the surface in the flattening, so that shorten the switching times.

Der vorschlagsgemäße Nebenölpfad zweigt zweckmäßigerweise von dem als sekantenartigen Querkanal im Gehäuse ausgebildeten Hauptölpfad ab. Er ist als Vertiefung in der Bohrung des Gehäuses dargestellt, die bspw. spanend oder auch spanlos eingebracht werden kann. Alternativ ist für den Nebenölpfad auch an ein geschlossenes Röhrchensystem im Gehäuse oder Innenelement gedacht. Auch kann der Nebenölpfad als separat vom Außenmantel des Gehäuses ausgehender Pfad vorliegen.The proposed minor oil path expediently branches off from the main oil path formed as a secant-like transverse channel in the housing. It is shown as a depression in the bore of the housing, which can be introduced, for example, by cutting or without cutting. Alternatively, the secondary oil path is also intended for a closed tube system in the housing or inner element. Also, the minor oil path may be present as a separate outgoing from the outer shell of the housing path.

Aufgrund der Stufung des oder der Koppelschieber ergibt sich im Entkoppelfall im Stufenbereich eine Druckkammer für das Hydraulikmittel aus dem Nebenölpfad, der vorzugsweise in einem oberen Bereich der Radialbohrung für den jeweiligen Koppelschieber einmündet. Due to the grading of the coupler or slide results in the decoupling case in the stage area a pressure chamber for the hydraulic fluid from the Nebenölpfad, which preferably opens into an upper region of the radial bore for the respective coupling slide.

Als Federmittel zur Verlagerung des oder der Koppelschieber radial nach innen ist eine am Außenmantel des Gehäuses in einer Ringnut verlaufende Bügelfeder vorgesehen. Es kann auch eine Wurmfeder appliziert sein oder jeder Koppelschieber hat eine diesem zugeordnete Schraubendruckfeder bzw. wird er auch in Koppelrichtung über Hydraulikmitteldruck beaufschlagt. Die Ringnut sorgt für eine gute Lagefixierung der Bügelfeder und auch dafür, dass der radiale Bauraum des Gehäuses, welches massiv oder aus Stahlblech dargestellt sein kann, nicht unnötig erhöht ist. As a spring means for displacing the coupling slide or radially inwardly, a bow spring extending on the outer jacket of the housing in an annular groove is provided. It may also be applied a worm spring or each coupling slide has a helical compression spring associated therewith or he is also acted upon in the coupling direction via hydraulic fluid pressure. The annular groove ensures a good positional fixation of the bow spring and also that the radial space of the housing, which may be solid or made of sheet steel, is not unnecessarily increased.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention will be explained with reference to the drawing. Show it:

1 einen Längsschnitt durch ein Abstützelement; 1 a longitudinal section through a support element;

2 einen Querschnitt durch das Abstützelement im Bereich der Koppelschieber; 2 a cross section through the support member in the region of the coupling slide;

3 eine Ansicht des Gehäuses des Abstützelements um 90° gegenüber 1 gedreht und 3 a view of the housing of the support element by 90 ° opposite 1 turned and

4 eine Ansicht des Gehäuses des Abstützelements nach 1. 4 a view of the housing of the support member according to 1 ,

Dargestellt ist ein schaltbares Abstützelement 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Das Abstützelement 1 besteht aus einem hier massiven Gehäuse 2, in dessen Bohrung 3 ein axial bewegliches Innenelement 5 verläuft. Letztgenanntes ist über eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Lost-Motion-Feder 4 aus dem Gehäuse 2 heraus beaufschlagt und überragt dessen Rand 26. Shown is a switchable support 1 for a valve train of an internal combustion engine. The support element 1 consists of a solid case here 2 in its hole 3 an axially movable inner element 5 runs. The latter is via a trained as a helical compression spring lost motion spring 4 out of the case 2 impelled out and surmounted its edge 26 ,

Im Gehäuse 2, nahe dem Rand 26, sind zwei sich diametral gegenüber liegenden Radialbohrungen 7 angeordnet. In jeder von diesen sitzt ein Koppelschieber 6, welcher, ausgehend von seiner Innenstirn 10, an seiner Oberseite 13 mit einer Abflachung 14 versehen ist. In the case 2 , near the edge 26 , are two diametrically opposed radial bores 7 arranged. In each of these sits a coupling slide 6 , which, starting from his inner forehead 10 , at its top 13 with a flattening 14 is provided.

In einer ringsegmentartigen Nut 27 im Außenmantel 15 des Gehäuses 2 sitzt eine als Bügelfeder ausgebildete mechanische Feder 8. Diese wirkt über ihre Enden 28 auf Außenstirnen 29 der Koppelschieber 6 ein und spannt diese somit radial nach innen, in Koppelrichtung, vor. In a ring segment-like groove 27 in the outer jacket 15 of the housing 2 sits trained as a bow spring mechanical spring 8th , This works over their ends 28 on outer bulbs 29 the coupling slider 6 and thus spans them radially inwards, in the coupling direction.

Für einen Koppelfall des Innenelements 5 mit dem Gehäuse 2 (großer Ventilhub) sind die Koppelschieber 6 abschnittsweise mit einer Mitnehmerfläche 9 des Innenelements 5 in Eingriff bringbar. Diese Mitnehmerfläche 9 ist Bestandteil eines jeweiligen Querschlitzes 18 im Außenmantel 17 des Innenelements 5. Genauer gesagt ist die Mitnehmerfläche 9 als dachartige Oberseite 19 des Querschlitzes 18 dargestellt. For a coupling case of the inner element 5 with the housing 2 (large valve lift) are the coupling slide 6 in sections with a driver surface 9 of the interior element 5 engageable. This driver surface 9 is part of a respective transverse slot 18 in the outer jacket 17 of the interior element 5 , More precisely, the driving surface 9 as a roof-like top 19 of the transverse slot 18 shown.

Für einen Entkoppelfall des Innenelements 5 vom Gehäuse 2 (abgeschalteter Großhub des Gaswechselventils) ist vor eine Innenstirn 10 des jeweiligen Koppelschiebers 6 druckbeaufschlagtes Hydraulikmittel aus einem Hauptölpfad 11 im Abstützelement 1 heranleitbar. Der Hauptölpfad 11 besteht aus einem vom Außenmantel 15 des Gehäuses 2 ausgehenden, sekantenartigen Querkanal 16 je Koppelschieber 6, welcher Querkanal 16 in Draufsicht orthogonal zur Axiallinie der Radialbohrung 7 im Gehäuse 2 verläuft. Der Querkanal 16 mündet im Bereich einer freien Längsseite des Querschlitzes 18 bei dessen Unterseite 21 im Koppelzustand an die Bohrung 3 des Gehäuses 2. Somit ist der jeweilige Koppelschieber 6 aus der Mitnehmerfläche 9 zurückfahrbar. For a decoupling of the inner element 5 from the case 2 (disconnected large stroke of the gas exchange valve) is in front of an inner forehead 10 of the respective coupling slide 6 pressurized hydraulic fluid from a main oil path 11 in the support element 1 heranleitbar. The main oil path 11 consists of a from the outer jacket 15 of the housing 2 outgoing, secant-like transverse channel 16 each coupling slide 6 , which cross channel 16 in plan view orthogonal to the axial line of the radial bore 7 in the case 2 runs. The cross channel 16 opens in the area of a free longitudinal side of the transverse slot 18 at its bottom 21 in the coupling state to the bore 3 of the housing 2 , Thus, the respective coupling slide 6 from the driver surface 9 moved back.

Außerdem verläuft im Abstützelement 1 ein Nebenölpfad 12. Über diesen ist im Entkoppelfall ein ununterbrochener Strom an druckbeaufschlagtem Hydraulikmittel vor die Innenstirn 10 des jeweiligen Koppelschiebers 6 leitbar. Hierdurch ist der entsprechende Koppelschieber 6 außer Kontakt vom Innenelement 5 „vorgespannt“ und die vorbeschriebenen Verschleißprobleme sind eliminiert. In addition, runs in the support element 1 a minor oil path 12 , About this is in the decoupling an uninterrupted flow of pressurized hydraulic fluid in front of the inner forehead 10 of the respective coupling slide 6 be conducted. This is the corresponding coupling slide 6 out of contact with the interior element 5 "Preloaded" and the above-described wear problems are eliminated.

Der Nebenölpfad 12 zweigt vom Querkanal 16 im Gehäuse 2 ab. Er geht von einer Mündung 22 des Querkanals 16 an die Bohrung 3 des Gehäuses 2 aus und ist in einem axial aufwärts gerichteten Abschnitt 23 in der Bohrung 3 des Gehäuses 2 fortgeführt. Der Abschnitt 23 ist letztlich mit einer Oberseite 24 einer inneren Mündung 25 der Radialbohrung 7 für den Koppelschieber 6 in Fluidverbindung. The minor oil path 12 branches from the cross channel 16 in the case 2 from. He goes from an estuary 22 of the cross channel 16 to the hole 3 of the housing 2 off and is in an axially upward section 23 in the hole 3 of the housing 2 continued. The section 23 is ultimately with a top 24 an inner mouth 25 the radial bore 7 for the coupling slider 6 in fluid communication.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Abstützelementsupporting
22: Gehäusecasing
33: Bohrungdrilling
44: Lost-Motion-FederLost-motion spring
55: Innenelementinner element
66: Koppelschiebercoupling slide
77: Radialbohrungradial bore
88th: Federfeather
99: Mitnehmerflächeentraining
1010: Innenstirninterior forehead
1111: HauptölpfadMain oil path
1212: NebenölpfadBesides oil path
1313: Oberseitetop
1414: Abflachungflattening
1515: Außenmantelouter sheath
1616: QuerkanalQuerkanal
1717: Außenmantelouter sheath
1818: Querschlitztransverse slot
1919: Oberseitetop
2020: nicht vergebennot forgiven
2121: Unterseitebottom
2222: Mündungmuzzle
2323: Abschnittsection
2424: Oberseitetop
2525: Mündungmuzzle
2626: Randedge
2727: Nutgroove
2828: EndeThe End
2929: Außenstirnouter end

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010052175 [0002]

Claims

Switchable support element ( 1 ) for a valve train of an internal combustion engine, with a housing ( 2 ), in whose bore ( 3 ) an axially movable, via a lost-motion spring ( 4 ) out of the housing ( 2 ) exposed inner element ( 5 ), wherein at least one coupling slide ( 6 ) in a radial bore ( 7 ) of the housing ( 2 ), which is for a coupling case via a mechanical spring ( 8th ) in sections with a driver surface ( 9 ) of the inner element ( 5 ) is engageable and for a decoupling case over in front of the inner end ( 10 ) from a main oil path ( 11 ) in the support element ( 1 ) derivable, pressurized hydraulic fluid from the driver surface ( 9 ) is retractable, characterized in that in the supporting element ( 1 ) a secondary oil path ( 12 ), over which, in the decoupling case, an uninterrupted flow of pressurized hydraulic fluid in front of the inner forehead ( 10 ) of the coupling slide ( 6 ) is conductive, such that the coupling slide ( 6 ) out of contact with the interior element ( 5 ) is biased.

Supporting element according to claim 1, characterized in that the coupling slide ( 6 ), starting from its inner forehead ( 10 ), at its top ( 13 ) with a section-wise flattening ( 14 ), the main oil path ( 11 ) from one of the outer sheath ( 15 ) of the housing ( 2 ) outgoing, secant-like transverse channel ( 16 ), which in plan view orthogonal to the axial line of the radial bore ( 7 ) in the housing ( 2 ), wherein on the outer shell ( 17 ) of the inner element ( 5 ) a transverse slot ( 18 ) is applied, whose top ( 19 ) the driver surface ( 9 ) for contact with the flattening ( 14 ) in the coupling case and wherein the transverse channel ( 16 ) in the region of a free longitudinal side of the transverse slot ( 18 ) at the bottom ( 21 ) in the coupling state to the bore ( 3 ) of the housing ( 2 ) opens.

Supporting element according to claim 1 or 2, characterized in that the secondary oil path ( 12 ) from the cross channel ( 16 ) in the housing ( 2 ) branches off.

Supporting element according to claim 3, if dependent on claim 2, characterized in that the secondary oil path ( 12 ) from a mouth ( 22 ) of the transverse channel ( 16 ) to the bore ( 3 ) of the housing ( 2 ) and in an axially upwardly directed portion ( 23 ) in the hole ( 3 ) of the housing ( 2 ), which section ( 23 ) ultimately with a top ( 24 ) an inner mouth ( 25 ) of the radial bore ( 7 ) for the coupling slide ( 6 ) is in fluid communication.

Supporting element according to claim 1, characterized in that exactly two diametrically opposed coupling slides ( 6 ) in respective radial bores ( 7 ) of the housing ( 2 ), which radial bores ( 7 ) near a top edge ( 26 ) of the housing ( 2 ) lie.

Supporting element according to claim 1, characterized in that as a mechanical spring ( 8th ) at least one bow spring is inserted, which in a groove ( 27 ) in the outer jacket ( 15 ) of the housing ( 2 ) and their ends ( 28 ) on outer bulbs ( 29 ) the coupling slide ( 6 ).