DE102012211858A1 - Actuator device for sliding cam system of lifting cylinder combustion engine, has shift groove contacting with pin according extraction movement of pin and contact surface exhibiting cladding provided with hard-wearing layer - Google Patents

Actuator device for sliding cam system of lifting cylinder combustion engine, has shift groove contacting with pin according extraction movement of pin and contact surface exhibiting cladding provided with hard-wearing layer Download PDF

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Arne Manteufel
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Abstract

The device has an actuator pin (3) moving out from a housing, where the device is fastened to a component of a cylinder head or to the cylinder head of a combustion engine. A shift groove (7) of a sliding cam contacts with the actuator pin according extraction movement of the pin from the housing by a contact surface. The contact surface exhibits a contact cladding (6) e.g. spherical shaped cladding, with a hard-wearing layer i.e. diamond like-carbon layer.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Aktorvorrichtung für ein Schiebenockensystem mit Schiebenocken, die auf einer Grundwelle drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind, mit zumindest einem aus einem Gehäuse heraus bewegbaren Aktorstift, wobei die Aktorvorrichtung an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigbar ist und der Aktorstift nach seiner Herausbewegung aus dem Gehäuse mittels zumindest einer Kontaktfläche mit zumindest einer Verschiebenut eines Schiebenockens in Verbindung tritt. Actuator device for a sliding cam system with sliding cam, which are rotatably mounted on a basic shaft but axially displaceable, with at least one movable out of a housing Aktorstift, wherein the Aktorvorrichtung on a component of a cylinder head or on the cylinder head of an internal combustion engine can be fastened and the Aktorstift after its movement out from the housing by means of at least one contact surface with at least one sliding groove of a sliding cam occurs in connection.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine derartige Aktorvorrichtung eines Schiebenockensystems für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine ist aus der DE- 10 2009 009 080 A1 bekannt. An den Schiebenocken sind mehrere Nocken unterschiedlicher Hubhöhe und/oder unterschiedlicher Drehstellung angebracht, wobei die Schiebenocken einen Kulissenmantel aufweisen, in dem zwei hintereinander angeordnete, im Wesentlichen S-förmige Verschiebenuten vorgesehen sind. Bei einem derartigen System besteht das Problem, dass zwischen der Seitenwand der Verschiebenut und dem Aktorstift bzw. der Kontaktfläche des Aktorstiftes, die mit der Seitenwand der Verschiebenut in Verbindung tritt, eine hohe Belastung entsteht und hohe Hertz’sche Pressungen vorliegen.Such an actuator device of a sliding cam system for a reciprocating internal combustion engine is known from DE-10 2009 009 080 A1 known. Several cams of different lifting height and / or different rotational position are attached to the sliding cams, wherein the sliding cams have a guide shell, in which two successively arranged, substantially S-shaped sliding grooves are provided. In such a system, there is a problem that between the side wall of the sliding groove and the actuator pin or the contact surface of the Aktorstiftes, which comes into contact with the side wall of the sliding groove, a high load and high Hertzian pressure is present.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Aktorvorrichtung so auszubilden und zu verbessern, dass die hohe Belastung an dem Aktorstift dauerhaft ohne Schäden aufgenommen werden kann. Dies soll mit einfachen und kostengünstigen Mitteln erfolgen. The object of the invention is therefore to design and improve the actuator device so that the high load on the actuator pin can be taken permanently without damage. This should be done with simple and inexpensive means.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der die Kontaktflächen aufweisende Kontaktmantel mit einer verschleißfesten Schicht versehen ist. Der Begriff „verschleißfeste Schicht“ wird bewusst weit gefasst, weil dem Fachmann verschiedenartige verschleißfeste Schichten zur Verfügung stehen. Es gibt galvanisch aufgebrachte Beschichtungen, die verschiedene metallisch aufgebrachte Werkstoffe beinhalten. Der Kontaktmantel kann beispielsweise verchromt sein oder es können harte Teilchen, beispielsweise Siliciumcarbidteilchen, eingepresst werden. Die Schicht sollte aber nicht aggressiv wirken und die Seitenwand der Verschiebenut unnötig negativ beeinflussen. Die Seitenwand der Verschiebenut ist deshalb nicht so gefährdet, weil sich die Reibfläche zwischen der Seitenwand und dem Aktorstift auf eine relativ große Fläche verteilt. The object of the invention is achieved in that the contact surfaces having contact jacket is provided with a wear-resistant layer. The term "wear-resistant layer" is deliberately broad because a variety of wear-resistant layers are available to the person skilled in the art. There are electroplated coatings containing various metallic materials. The contact jacket may, for example, be chrome-plated or hard particles, for example silicon carbide particles, may be pressed in. However, the layer should not act aggressively and unnecessarily adversely affect the side wall of the sliding groove. The side wall of the sliding groove is therefore not at risk because the friction surface between the side wall and the Aktorstift distributed over a relatively large area.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die verschleißfeste Schicht als DLC(Diamant Like Carbon)-Schicht ausgebildet ist. Die DLC-Schicht ist ein Akronym für eine diamantähnliche Kohlenstoff-Schicht, die überwiegend aus dem chemischen Element Kohlenstoff besteht. Es handelt sich um dünne Schichten, durch die sich vielfältige Oberflächenfunktionen, vor allem im Bereich der Tribologie, realisieren lassen. Weitere Informationen zu den DLC-Schichten können der VDI 2840 entnommen werden. In a further embodiment of the invention, it is proposed that the wear-resistant layer is formed as a DLC (diamond like carbon) layer. The DLC layer is an acronym for a diamond-like carbon layer that consists predominantly of the chemical element carbon. These are thin layers that can be used to realize a variety of surface functions, especially in the field of tribology. Further information on the DLC layers can be found in the VDI 2840.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Aktorstift mit einer verschleißfesten Schicht versehen ist, wobei es im Wesentlichen darauf ankommt, dass der gesamte Mantel des Aktorstiftes mit der verschleißfesten Schicht versehen ist.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the actuator pin is provided with a wear-resistant layer, wherein it essentially depends on the fact that the entire jacket of Aktorstiftes is provided with the wear-resistant layer.

Da beim Verschieben des Verschiebenockens durch Eingriff des Aktorstiftes in die Verschiebenut eine erhebliche Querkraft auf den Aktorstift erzeugt wird und der Aktorstift eine Kippbewegung ausführt, wird vorgeschlagen, dass der Kontaktmantel des Aktorstiftes profiliert ausgeführt ist. Er kann z.B. tonnenförmig oder kugelförmig ausgeführt sein, er kann aber auch einen Kegelmantel aufweisen, dessen Spitze weg von den Schiebenocken liegt. Die Profilierung ist dabei so gestaltet, dass der Aktorstift im gekippten Zustand eine möglichst große Kontaktfläche bzw. eine möglichst lange Kontaktlinie mit der Seitenwand der Verschiebenut bildet. Since a considerable lateral force is generated on the Aktorstift when moving the shift cam by engaging the Aktorstiftes in the sliding groove and the Aktorstift performs a tilting movement, it is proposed that the contact jacket of Aktorstiftes is profiled executed. He can e.g. be executed barrel-shaped or spherical, but it may also have a conical surface, the tip of which lies away from the sliding cam. The profiling is designed so that the actuator pin in the tilted state forms the largest possible contact surface or the longest possible contact line with the side wall of the sliding groove.

Je nach Art der verschleißfesten Schicht kann es vorteilhaft sein, zwischen der verschleißfesten Schicht und dem Kontaktmantel oder dem kompletten Aktorstift eine die Haftung verbessernde Zwischenschicht aufzubringen. Dadurch kann der verschleißfesten Schicht ein besserer Halt oder eine bessere Haftung auf dem Aktorstift erzeugt werden. Depending on the type of wear-resistant layer, it may be advantageous to apply an adhesion-improving intermediate layer between the wear-resistant layer and the contact jacket or the complete actuator pin. As a result, the wear-resistant layer can be produced better grip or better adhesion to the actuator pin.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind.For further explanation of the invention reference is made to the drawings, in which embodiments of the invention are shown in simplified form.

Es zeigen: Show it:

1: einen Teilschnitt durch eine Aktorvorrichtung mit zwei nebeneinander angeordneten Aktorstiften und einem Teilschnitt eines Verschiebenockens, 1 FIG. 2: a partial section through an actuator device with two adjacently arranged actuator pins and a partial section of a displacement cam, FIG.

2: eine Seitenansicht eines Aktorstiftes, bei der der Kontaktmantel mit einer verschleißfesten Schicht versehen ist, 2 FIG. 2: a side view of an actuator pin in which the contact jacket is provided with a wear-resistant layer, FIG.

3: eine Ansicht gemäß 2, bei der der gesamte Außenmantel des Aktorstiftes mit einer verschleißfesten Schicht versehen ist, 3 : a view according to 2 in which the entire outer jacket of the Aktorstiftes is provided with a wear-resistant layer,

4: eine Seitenansicht entsprechend 2, bei der der Kontaktmantel profiliert ausgeführt und mit einer verschleißfesten Schicht versehen ist und 4 : a side view accordingly 2 in which the contact jacket is profiled and provided with a wear-resistant layer, and

5: eine Seitenansicht entsprechend 4, bei der der komplette Außenmantel des Aktorstiftes mit einer verschleißfesten Schicht versehen ist. 5 : a side view accordingly 4 in which the complete outer jacket of Aktorstiftes is provided with a wear-resistant layer.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In den 1 bis 5 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 das Gehäuse einer Aktorvorrichtung bezeichnet, in dem nebeneinander zwei Führungshülsen befestigt sind, in denen hohl ausgebildete Aktorstifte 3 längs beweglich geführt sind. Im Gehäuse 1 ist weiterhin eine Arretiervorrichtung eingebaut, die mittels Arretiernadeln 4 betätigt werden können, so dass die Aktorstifte 3 aufgrund der Kraft von Federn 5 ausfahren können und mit ihrem Kontaktmantel 6 mit einer Verschiebenut 7 in einem Verschiebenocken 8 hin Kontakt treten können. In the 1 to 5 is, as far as shown in detail, with 1 designates the housing of an actuator device in which two guide sleeves are mounted side by side, in which hollow actuator pins 3 are guided longitudinally movable. In the case 1 Furthermore, a locking device is installed by means of locking pins 4 can be actuated, so that the actuator pins 3 due to the power of springs 5 can extend and with their contact coat 6 with a sliding groove 7 in a shift cam 8th can contact.

Wie den 2 bis 5 zu entnehmen ist, weist der Kontaktmantel 6 oder der Aktorstift 3 eine verschleißfeste Schicht 9 auf, die den Kontaktmantel oder den Außenmantel der Aktorstifte gegen zu starken Verschleiß schützt. Like that 2 to 5 can be seen, the contact jacket has 6 or the pen 3 a wear-resistant layer 9 on, which protects the contact jacket or the outer jacket of Aktorstifte against excessive wear.

Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist der Kontaktmantel 6 der Aktorstifte 3 profiliert ausgeführt, um trotz Kippbewegung der Aktorstifte in den Führungshülsen eine möglichst große Kontaktfläche bzw. Kontaktlinie zwischen der Seitenwand der Verschiebenut 7 sicherzustellen.As in the 4 and 5 is shown, the contact jacket 6 the Aktorstifte 3 profiled executed in spite of tilting movement of the Aktorstifte in the guide sleeves as large a contact surface or line of contact between the side wall of the sliding groove 7 sure.

In 4 ist nur der profiliert ausgeführte Kontaktmantel mit der verschleißfesten Schicht versehen, während in 5 der profilierte Kontaktmantel und der übrige Mantel des Aktorstiftes mit der verschleißfesten Schicht versehen ist. Obwohl die nicht herausragende Mantelfläche der Aktorstifte 3 nicht so sehr verschleißbehaftet ist, kann es trotzdem zweckmäßig sein, den gesamten Außenmantel bzw. die gesamte äußere Oberfläche der Aktorstifte mit einer verschleißfesten Schicht zu versehen. In 4 only the profiled executed contact jacket is provided with the wear-resistant layer, while in 5 the profiled contact jacket and the remaining jacket of Aktorstiftes is provided with the wear-resistant layer. Although not the outstanding outer surface of the actuator pins 3 is not so much wear, it may still be appropriate to provide the entire outer shell or the entire outer surface of the Aktorstifte with a wear-resistant layer.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gehäuse casing
22
Führungshülsen guide sleeves
33
Aktorstifte Aktorstifte
44
Arretiernadeln Arretiernadeln
55
Federn feathers
66
Kontaktmantel Contact coat
77
Verschiebenut shift groove
88th
Verschiebenocken displacement cam
99
verschleißfeste Schicht wear-resistant layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009009080 A1 [0002] DE 102009009080 A1 [0002]

Claims (5)

Aktorvorrichtung für ein Schiebenockensystem mit Schiebenocken (8), die auf einer Grundwelle drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind, mit zumindest einem aus einem Gehäuse (1) heraus bewegbaren Aktorstift (3), wobei die Aktorvorrichtung an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigbar ist und der Aktorstift (3) nach seiner Herausbewegung aus dem Gehäuse (1) mittels zumindest einer Kontaktfläche mit zumindest einer Verschiebenut (7) eines Schiebenockens (8) in Verbindung tritt, dadurch gekennzeichnet, dass der die Kontaktflächen aufweisende Kontaktmantel (6) mit einer verschleißfesten Schicht (9) versehen ist. Actuator device for a sliding cam system with sliding cams ( 8th ), which are rotatably but axially displaceably arranged on a fundamental shaft, with at least one of a housing ( 1 ) movable actuator pin ( 3 ), wherein the actuator device is fastened to a component of a cylinder head or to the cylinder head of an internal combustion engine and the Aktorstift ( 3 ) after its movement out of the housing ( 1 ) by means of at least one contact surface with at least one displacement groove ( 7 ) a sliding cam ( 8th ) comes into contact, characterized in that the contact surfaces having contact surfaces ( 6 ) with a wear-resistant layer ( 9 ) is provided. Aktorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorstift (3) mit einer verschleißfesten Schicht (9) versehen ist. Actuator device according to Claim 1, characterized in that the actuator pin ( 3 ) with a wear-resistant layer ( 9 ) is provided. Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktmantel (6) profiliert ausgeführt, insbesondere tonnenförmig, kugelförmig, kegelmantelförmig oder dergleichen, gestaltet ist. Actuator device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the contact jacket ( 6 ) profiled executed, in particular barrel-shaped, spherical, cone-shaped or the like, is designed. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschleißfeste Schicht (9) als DLC(Diamant Like Carbon)-Schicht ausgeführt ist. Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that the wear-resistant layer ( 9 ) is designed as a DLC (diamond like carbon) layer. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aktorstift (3) und der verschleißfesten Schicht (9) eine die Haftung verbessernde Zwischenschicht angebracht ist.Actuator device according to one of the preceding claims, characterized in that between the Aktorstift ( 3 ) and the wear-resistant layer ( 9 ) an adhesion enhancing intermediate layer is attached.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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