DE102015223565A1 - Switchable cam follower of a valve train - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel (1), der im Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zwischen mindestens einem Nocken einer Nockenwelle und dem Ventilschaft (9a, 9b) mindestens eines Gaswechselventils (8a, 8b) sowie mindestens einem an einem Motorgehäuse gelagerten Abstützelement (5a, 5b) angeordnet ist, und der einen Außenhebel (2) sowie einen Innenhebel (3) aufweist, wobei der Außenhebel (2) oder der Innenhebel (3) an einem Ende mindestens eine Aufnahme (4a, 4b) für einen Kopf (6a, 6b) des Abstützelementes (5a, 5b) und an dem anderen Ende mindestens eine Kontaktfläche (7) für den Ventilschaft (9a, 9b) eines Gaswechselventils (8a, 8b) aufweist, wobei der Außenhebel (2) und der Innenhebel (3) gelenkig miteinander verbunden sind, wobei der Außenhebel (2) oder der Innenhebel (3) über mindestens eine Anpressfeder in Richtung zu der Nockenwelle belastet ist, und bei dem der Außenhebel (2) sowie der Innenhebel (3) mittels einer Koppelvorrichtung miteinander koppelbar und entkoppelbar ist. Um die Kopplung und Entkopplung der beiden Hebel (2, 3) mit der gleichen Stellgeschwindigkeit durchführen zu können sieht die Erfindung vor, dass die Koppelvorrichtung als ein in zwei axiale Richtungen wirksamer hydraulischer Stellzylinder (18) ausgebildet ist.The invention relates to a switchable drag lever (1), which in the valve train of an internal combustion engine between at least one cam of a camshaft and the valve stem (9a, 9b) at least one gas exchange valve (8a, 8b) and at least one supporting element (5a, 5b) mounted on a motor housing. is arranged, and the one outer lever (2) and an inner lever (3), wherein the outer lever (2) or the inner lever (3) at one end at least one receptacle (4a, 4b) for a head (6a, 6b) of Supporting element (5a, 5b) and at the other end at least one contact surface (7) for the valve stem (9a, 9b) of a gas exchange valve (8a, 8b), wherein the outer lever (2) and the inner lever (3) are hinged together wherein the outer lever (2) or the inner lever (3) is loaded via at least one pressure spring in the direction of the camshaft, and in which the outer lever (2) and the inner lever (3) kop kop by means of a coupling device with each other pelbar and decoupled. In order to be able to carry out the coupling and decoupling of the two levers (2, 3) at the same actuating speed, the invention provides that the coupling device is designed as a hydraulic actuating cylinder (18) which is effective in two axial directions.
Description
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel, der im Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zwischen mindestens einem Nocken einer Nockenwelle und dem Ventilschaft mindestens eines Gaswechselventils sowie mindestens einem an einem Motorgehäuse gelagerten Abstützelement angeordnet ist, und der einen Außenhebel sowie einen Innenhebel aufweist, und gemäß weiterer Merkmale des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche 1 bis 3. The invention relates to a switchable drag lever, which is arranged in the valve train of an internal combustion engine between at least one cam of a camshaft and the valve stem of at least one gas exchange valve and at least one support member mounted on a motor housing, and having an outer lever and an inner lever, and according to further features of the preamble of
Der Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors hat die Funktion, den Hub der Nocken einer Nockenwelle auf die Gaswechselventile zu übertragen, das heißt, die Ein- und Auslassventile des Verbrennungsmotors entsprechend den Hubverläufen der betreffenden Nockenbahnen zu öffnen und zu schließen. Die Geometrie der Nockenbahnen können jeweils über einen Schlepphebel abgegriffen und auf das zugeordnete Gaswechselventil als Betätigungsbewegung übertragen werden, der an einem Ende über ein Abstützelement an einem Gehäuse des Verbrennungsmotors, wie Motorgehäuse oder Zylinderkopf, abgestützt ist, und der an dem anderen Ende mit dem Schaftende des zugeordneten Gaswechselventils in Kontakt steht. Der Abgriff der Geometrie der Nockenbahnen kann jeweils in Form eines Gleitabgriffs über einen Gleitkontakt eines an dem Schlepphebel befestigten oder angeformten Gleitschuhs oder in Form eines Rollenabgriffs mittels eines Wälzkontakts einer drehbar an dem Schlepphebel gelagerten Rolle erfolgen. Schaltbare Schlepphebel der genannten Bauart können in Verbindung mit einer Zylinderabschaltung zur Deaktivierung von Gaswechselventilen oder in Rahmen eines variablen Ventiltriebs zur Hubumschaltung von Gaswechselventilen verwendet werden.The valve train of an internal combustion engine has the function of transmitting the lift of the cams of a camshaft to the gas exchange valves, that is to open and close the intake and exhaust valves of the internal combustion engine according to the Hubverläufen the respective cam tracks. The geometry of the cam tracks can each be tapped via a drag lever and transmitted to the associated gas exchange valve as actuating movement, which is supported at one end via a support member to a housing of the internal combustion engine, such as the engine housing or cylinder head, and at the other end with the shaft end the associated gas exchange valve is in contact. The tap of the geometry of the cam tracks can be carried out in the form of a Gleitabgriffs via a sliding contact attached to the rocker arm or integrally molded shoe or in the form of a Rollenabgriffs by means of a Wälzkontakts a rotatably mounted on the rocker roller. Switchable drag levers of the type mentioned can be used in conjunction with a cylinder deactivation to deactivate gas exchange valves or in the context of a variable valve train for Hubumschaltung of gas exchange valves.
Derartige schaltbare Schlepphebel können in verschiedenen Varianten ausgebildet sein, wobei bei einer ersten Variante das wenigstens eine Abstützelement sowie der wenigstens eine Ventilschaft sich am Außenhebel abstützen, während bei einer zweiten Variante sich die genannten Bauteil an dem Innenhebel abstützen. Bei Schlepphebel-Varianten haben anwendungsspezifische Vorteile, ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise sind aber weitgehend identisch. Such switchable drag levers may be formed in different variants, wherein in a first variant, the at least one support element and the at least one valve stem are supported on the outer lever, while in a second variant, said component are supported on the inner lever. For cam follower variants, application-specific advantages, their structure and mode of action are largely identical.
Bei deren Verwendung in einem Verbrennungsmotor mit Zylinderabschaltung kann es vorteilhaft sein, den Innenhebel des Schlepphebels mit einem Abgriffelement, wie einem Gleitschuh oder einer Rolle, zu versehen. Der Hub des zugeordneten Nockens wird nur im gekoppelten Zustand des Innenhebels mit dem Außenhebel auf das betreffende Gaswechselventil übertragen. Im entkoppelten Zustand führt der Innenhebel aufgrund des Kontaktes mit dem zugeordneten Nocken zwar eine Schwenkbewegung aus, federt aber gegenüber dem Außenhebel ein, so dass keine Hubbewegung auf das Gaswechselventil übertragen wird. Der betreffende Zylinder des Verbrennungsmotors ist dann abgeschaltet. Üblicherweise wird der Koppelbolzen des Schlepphebels bei einem Verbrennungsmotor mit Zylinderabschaltung mittels einer Druckfeder in einer Verriegelungsstellung gehalten, in welcher der Innenhebel mit dem Außenhebel gekoppelt ist, und wird mittels Öldruck in eine Entriegelungsstellung verschoben, in welcher der Innenhebel von dem Außenhebel entkoppelt ist. Verschiedene Ausführungen derartiger Schlepphebel sind beispielsweise aus der
Bei Verwendung in einem Verbrennungsmotor mit Hubumschaltung sind sowohl der Innenhebel als auch der Außenhebel jeweils mit einem Abgriffelement für einen Nockenkontakt versehen. Im gekoppelten Zustand des Innenhebels mit dem Außenhebel wird der Hubverlauf des dem Außenhebel zugeordneten Nockens auf das betreffende Gaswechselventil übertragen. Im entkoppelten Zustand führt der Außenhebel unter der Wirkung des zugeordneten Nockens zwar eine Schwenkbewegung aus, federt aber gegenüber dem Innenhebel ein, so dass dann der Hubgeometrieverlauf des dem Innenhebel zugeordneten Nockens auf das Gaswechselventil übertragen wird. Der betreffende Zylinder des Verbrennungsmotors kann dadurch last- und drehzahlabhängig zwischen unterschiedlichen Hubverläufen des Gaswechselventils umgeschaltet werden. Üblicherweise wird der Koppelbolzen des Schlepphebels bei einem Verbrennungsmotor mit Hubumschaltung mittels einer Druckfeder in der Entriegelungsstellung gehalten, in welcher der Innenhebel von dem Außenhebel entkoppelt ist, und wird mittels Öldruck in die Verriegelungsstellung verschoben, in welcher der Innenhebel mit dem Außenhebel gekoppelt ist. Verschiedene Ausführungen derartiger Schlepphebel sind zum Beispiel in der
Beiden Bauarten von Schlepphebeln ist gemeinsam, dass der Koppelbolzen mittels Federkraft in die eine Schaltstellung (Verriegelungsstellung oder Entriegelungsstellung) und mittels Öldruck in die andere Schaltstellung (Entriegelungsstellung oder Verriegelungsstellung) verschoben wird. Dies hat zwangsläufig unterschiedliche Stellgeschwindigkeiten des Koppelbolzens und damit unterschiedliche Umschaltzeiten des jeweiligen Schlepphebels zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung des Koppelbolzens zur Folge, die sich ungünstig auf das Umschaltverhalten des Ventiltriebs auswirken.Both types of rocker arms is common that the coupling pin is moved by spring force in the one switching position (locking position or unlocking) and by means of oil pressure in the other switching position (unlocked or locked position). This inevitably different operating speeds of the coupling pin and thus different switching times of the respective finger lever between the locking position and the unlocked position of the coupling bolt result, which adversely affect the switching behavior of the valve train.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen schaltbaren Schlepphebel vorzustellen, bei dem die Umschaltung seiner Koppelvorrichtung zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung in beiden Stellrichtungen mit der gleichen Stellgeschwindigkeit erfolgen kann. The invention is therefore based on the object to present a switchable drag lever, in which the switching of its coupling device between the locking position and the unlocked position can be carried out in both directions of adjustment with the same actuating speed.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem schaltbaren Schlepphebel, der im Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zwischen mindestens einem Nocken einer Nockenwelle und dem Ventilschaft mindestens eines Gaswechselventils sowie mindestens einem an einem Motorgehäuse gelagerten Abstützelement angeordnet ist, und der einen Außenhebel sowie einen Innenhebel aufweist, wobei der Außenhebel oder der Innenhebel an einem Ende mindestens eine Aufnahme für einen Kopf des Abstützelementes und an dem anderen Ende mindestens eine Kontaktfläche für den Ventilschaft eines Gaswechselventils aufweist, wobei der Außenhebel und der Innenhebel gelenkig miteinander verbunden sind, wobei der Außenhebel oder der Innenhebel über mindestens eine Anpressfeder in Richtung zu der Nockenwelle belastet ist, und bei dem der Außenhebel sowie der Innenhebel mittels einer Koppelvorrichtung miteinander koppelbar und entkoppelbar ist. Bei diesem Schlepphebel ist nun vorgesehen, dass die Koppelvorrichtung als ein in zwei axiale Richtungen wirksamer hydraulischer Stellzylinder ausgebildet ist. To achieve this object, the invention is based on a switchable drag lever, which is arranged in the valve train of an internal combustion engine between at least one cam of a camshaft and the valve stem at least one gas exchange valve and at least one supporting element mounted on a motor housing, and having an outer lever and an inner lever, wherein the outer lever or the inner lever at one end has at least one receptacle for a head of the support element and at the other end at least one contact surface for the valve stem of a gas exchange valve, wherein the outer lever and the inner lever are hinged together, wherein the outer lever or the inner lever via at least one pressure spring is loaded in the direction of the camshaft, and in which the outer lever and the inner lever by means of a coupling device can be coupled together and decoupled. In this drag lever is now provided that the coupling device is designed as an effective in two axial directions hydraulic actuating cylinder.
Unter dem Begriff Stellzylinder wird eine Kolben-Zylinder-Anordnung verstanden. Deren Zylinder ist am Innenhebel oder am Außenhebel befestigt oder ausgebildet, und deren Kolben kann in eine Verriegelungsöffnung in dem anderen Hebel eingreifen beziehungsweise aus diesem herausgeführt werden. Dadurch, dass die Betätigung dieses Stellzylinders in beide, axial gegenüberliegende Stellrichtungen jeweils mittels eines hydraulischen Drucks erfolgt, können die Verriegelung und die Entriegelung der beiden Hebel des Schlepphebels mit der gleichen Stellgeschwindigkeit erfolgen.The term actuating cylinder is understood to mean a piston-cylinder arrangement. The cylinder is fastened or formed on the inner lever or on the outer lever, and its piston can engage in and out of a locking opening in the other lever. Characterized in that the actuation of this actuating cylinder takes place in both, axially opposite actuating directions in each case by means of a hydraulic pressure, the locking and unlocking of the two levers of the finger lever can be carried out with the same actuating speed.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Schlepphebel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 2, bei welchem der Außenhebel zur Anlage des wenigstens einen Ventilschafts sowie des wenigstens einen Abstützelements dient, dadurch gelöst, dass zur Umschaltung des Koppelbolzens zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung ein doppeltwirkender hydraulischer Stellzylinder mit einem an einer Kolbenstange befestigten Kolben vorgesehen ist, der in oder an dem Außenhebel angeordnet ist, dessen Kolbenstange starr mit dem Koppelbolzen verbunden ist, und dessen Kolben zwei Druckräume des Stellzylinders voneinander trennt, die zur Verstellung des Koppelbolzens wechselweise mit einer Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind.The object is achieved with a drag lever with the features of the preamble of
Die gleiche Aufgabe ist bei einem Schlepphebel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 3, bei welchem der Innenhebel zur Anlage des wenigstens einen Ventilschafts sowie des wenigstens einen Abstützelements dient, dadurch gelöst, dass zur Umschaltung des Koppelbolzens zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung ein doppeltwirkender hydraulischer Stellzylinder mit einem an einer Kolbenstange befestigten Kolben vorgesehen ist, der in oder an dem Innenhebel angeordnet ist, wobei die Kolbenstange starr mit dem Koppelbolzen verbunden ist, und dessen Kolben zwei Druckräume des Stellzylinders voneinander trennt, welche zur Verstellung des Koppelbolzens wechselweise mit einer Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind.The same problem is solved in a drag lever with the features of the preamble of
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schlepphebel sind Gegenstand der Unteransprüche und/oder werden nachfolgend genannt.Advantageous embodiments and further developments of the drag lever according to the invention are the subject of the dependent claims and / or are mentioned below.
Die Erfindung geht demnach gemäß der ersten, ins Detail gehenden Schlepphebel-Variante von einem schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs aus, der im Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zwischen mindestens einem Nocken einer Nockenwelle und dem Ventilschaft mindestens eines Gaswechselventils sowie mindestens einem an einem Motorgehäuse gelagerten Abstützelement angeordnet ist, und der einen rahmenförmigen Außenhebel sowie einen stabförmigen Innenhebel aufweist. Der Außenhebel weist an einem Ende mindestens eine Aufnahme für einen Kopf des Abstützelementes und an dem anderen Ende mindestens eine Kontaktfläche für den Ventilschaft eines Gaswechselventils auf. Der Innenhebel ist innerhalb des Außenhebels angeordnet und gegenüber diesem endseitig gelenkig gelagert, über mindestens eine Anpressfeder in Richtung der Nockenwelle belastet, und über einen zylindrischen Koppelbolzen, der in einer Längsbohrung des Außenhebels axial verschiebbar geführt ist, durch einen formschlüssigen Eingriff in oder unter einen endseitigen Vorsprung des Innenhebels mit dem Außenhebel koppelbar.Accordingly, according to the first detailed rocker arm variant, the invention is based on a switchable rocker arm of a valve drive which is arranged in the valve train of an internal combustion engine between at least one cam of a camshaft and the valve stem of at least one gas exchange valve and at least one support element mounted on a motor housing, and having a frame-shaped outer lever and a rod-shaped inner lever. The outer lever has at one end at least one receptacle for a head of the support element and at the other end at least one contact surface for the valve stem of a gas exchange valve. The inner lever is disposed within the outer lever and hinged to this end, loaded via at least one contact pressure in the direction of the camshaft, and a cylindrical coupling pin, which is guided axially displaceably in a longitudinal bore of the outer lever, by a positive engagement in or under an end Projection of the inner lever coupled to the outer lever.
Um den Koppelbolzen zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung in beiden Stellrichtungen mit gleicher Stellgeschwindigkeit verschieben zu können und somit gleiche Schaltzeiten für die Verriegelung und die Entriegelung des Schlepphebels zu ermöglichen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass zur Umschaltung des Koppelbolzens zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung ein doppeltwirkender hydraulischer Stellzylinder mit einem an einer Kolbenstange befestigten Kolben vorgesehen ist, der in oder an dem Außenhebel angeordnet ist, wobei die Kolbenstange starr mit dem Koppelbolzen verbunden ist, und dessen Kolben zwei Druckräume des Stellzylinders voneinander trennt, welche zur Verstellung des Koppelbolzens wechselweise mit einer Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind.In order to move the coupling pin between the locking position and the unlocking position in both directions of adjustment at the same speed and thus to allow the same switching times for locking and unlocking the finger lever is provided according to the invention that for switching the coupling pin between a locking position and an unlocked position a double-acting hydraulic actuating cylinder is provided with a piston attached to a piston rod, which is arranged in or on the outer lever, wherein the piston rod is rigidly connected to the coupling pin, and whose pistons two pressure chambers of the Adjusting cylinder separates from each other, which are connected to adjust the coupling bolt alternately connected to an oil pressure source or depressurized.
Der Stellzylinder kann durch die Anordnung der betreffenden Zylinderbohrung in dem Außenhebel integraler Bestandteil des Außenhebels sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Stellzylinder als separates Bauteil ausgeführt ist und, zum Beispiel über eine Verschraubung, an dem Außenhebel befestigt ist. Im Unterschied zu den bekannten schaltbaren Schlepphebeln, bei denen der Koppelbolzen mittels Federkraft in die eine Schaltstellung (Verriegelungsstellung oder Entriegelungsstellung) und mittels Öldruck in die andere Schaltstellung (Entriegelungsstellung oder Verriegelungsstellung) verschoben wird, erfolgt die Verschiebung des Koppelbolzens zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung nun in beiden Stellrichtungen hydraulisch. Bei entsprechender Dimensionierung der Wirkflächen des Kolbens können daher gleiche Schaltzeiten für die Verriegelung und die Entriegelung des Schlepphebels erzielt werden.The actuating cylinder can be an integral part of the outer lever by the arrangement of the respective cylinder bore in the outer lever. However, it is also possible that the actuating cylinder is designed as a separate component and, for example via a screw, is attached to the outer lever. In contrast to the known switchable drag levers, in which the coupling pin is moved by means of spring force in the one switching position (locking position or unlocking) and by means of oil pressure in the other switching position (unlocking or locking position), the displacement of the coupling bolt between the locking position and the unlocking now hydraulically in both directions. With appropriate dimensioning of the effective surfaces of the piston, therefore, the same switching times for the locking and the unlocking of the finger lever can be achieved.
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter schaltbaren Schlepphebel gemäß der zweiten, ins Detail gehenden Schlepphebel-Variante ist ebenfalls im Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zwischen mindestens einem Nocken einer Nockenwelle und dem Ventilschaft mindestens eines Gaswechselventils sowie mindestens einem an einem Motorgehäuse gelagerten Abstützelement angeordnet. Der Schlepphebel weist einen rahmenförmigen Außenhebel sowie einen stabförmigen Innenhebel auf, wobei der Innenhebel an einem Ende mindestens eine Aufnahme für einen Kopf des Abstützelementes und an dem anderen Ende mindestens eine Kontaktfläche für den Ventilschaft eines Gaswechselventils hat. Der Innenhebel ist innerhalb des Außenhebels angeordnet und an diesem endseitig gelenkig gelagert, und der Außenhebel ist über mindestens eine Anpressfeder in Richtung zu der Nockenwelle belastet. Außerdem ist der Außenhebel mittels eines Koppelbolzens, der in einer Längsbohrung des Innenhebels axial verschiebbar geführt ist, durch einen formschlüssigen Eingriff in oder unter einen endseitigen Vorsprung des Außenhebels mit dem Innenhebel koppelbar. An inventively designed switchable drag lever according to the second, in detail going rocker arm variant is also arranged in the valve gear of an internal combustion engine between at least one cam of a camshaft and the valve stem of at least one gas exchange valve and at least one mounted on a motor housing support member. The drag lever has a frame-shaped outer lever and a rod-shaped inner lever, wherein the inner lever has at least one receptacle for a head of the support element at one end and at least one contact surface for the valve stem of a gas exchange valve at the other end. The inner lever is disposed within the outer lever and pivotally mounted at this end, and the outer lever is loaded via at least one pressure spring in the direction of the camshaft. In addition, the outer lever by means of a coupling bolt, which is guided axially displaceably in a longitudinal bore of the inner lever, coupled by a positive engagement in or under an end projection of the outer lever with the inner lever.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Schlepphebel vorgesehen, dass zur Umschaltung des Koppelbolzens zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung ein doppeltwirkender hydraulischer Stellzylinder mit einem an einer Kolbenstange befestigten Kolben vorgesehen ist, der in oder an dem Innenhebel angeordnet ist, wobei die Kolbenstange starr mit dem Koppelbolzen verbunden ist, und dessen Kolben zwei Druckräume des Stellzylinders voneinander trennt, welche zur Verstellung des Koppelbolzens wechselweise mit einer Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind.To solve the task is provided with this rocker arm that is provided for switching the coupling bolt between a locking position and an unlocking position a double-acting hydraulic actuator cylinder with a piston rod fixed to a piston, which is arranged in or on the inner lever, wherein the piston rod rigid with the coupling pin is connected, and the piston separates two pressure chambers of the adjusting cylinder from each other, which are connected to adjust the coupling bolt alternately connected to an oil pressure source or depressurized.
Demnach kann die in zwei Richtungen wirkende hydraulische Schaltvorrichtung bei den beiden vorgestellten Varianten schaltbarer Schlepphebel mit großem Vorteil genutzt werden. Accordingly, the two-way hydraulic switching device can be used with great advantage in the two variants presented switchable drag lever.
Zur Vereinfachung der Herstellung ist zweckmäßig vorgesehen, dass der Koppelbolzen einstückig mit der Kolbenstange des Stellzylinders verbunden ist, und dass der Koppelbolzen sowie die Kolbenstange identische Durchmesser aufweisen. Die Kolbenstange des Stellzylinders geht somit unmittelbar in den Koppelbolzen über, oder anders ausgedrückt, der Koppelbolzen ist als eine axiale Verlängerung der Kolbenstange des Stellzylinders ausgeführt.To simplify the production is advantageously provided that the coupling pin is integrally connected to the piston rod of the actuating cylinder, and that the coupling pin and the piston rod have identical diameter. The piston rod of the actuating cylinder thus passes directly into the coupling pin, or in other words, the coupling pin is designed as an axial extension of the piston rod of the actuating cylinder.
Der Kolben des Stellzylinders ist bevorzugt kreisscheibenförmig ausgebildet und weist beispielsweise eine Zentralbohrung auf, über die der Kolben form-, kraft- oder stoffschlüssig auf der Kolbenstange befestigt ist. Der Kolben kann zum Beispiel auf die Kolbenstange aufgeschraubt oder aufgepresst sein, oder mit der Kolbenstange verschweißt sein. Es ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass der Koppelbolzen, die Kolbenstange und der Kolben einstückig ausgebildet sind und zum Beispiel als Drehteil hergestellt sind.The piston of the adjusting cylinder is preferably formed circular disk-shaped and has, for example, a central bore, via which the piston is positively, positively or materially secured to the piston rod. The piston may, for example, be screwed or pressed onto the piston rod, or be welded to the piston rod. However, it is preferably provided that the coupling pin, the piston rod and the piston are integrally formed and are made, for example, as a rotating part.
Zur Verbesserung der Lagerung des Kolbens weist der Stellzylinder auf der dem Koppelbolzen abgewandten Seite vorteilhaft eine koaxial angeordnete zweite Kolbenstange auf, die einstückig mit der ersten Kolbenstange verbunden ist und axialbeweglich in einer koaxialen zweiten Längsbohrung des Innenhebels, des Außenhebels oder eines separaten Gehäuses geführt ist. Hierdurch ist der Koppelbolzen über die Lagerung der zweiten Kolbenstange besonders kippstabil geführt, und eine Verklemmung des Koppelbolzens ist weitgehend ausgeschlossen. Außerdem ist dadurch ein Gleichlauf möglich.To improve the bearing of the piston, the actuating cylinder on the side facing away from the coupling pin advantageously a coaxially arranged second piston rod which is integrally connected to the first piston rod and axially movable in a coaxial second longitudinal bore of the inner lever, the outer lever or a separate housing is performed. As a result, the coupling pin is guided over the storage of the second piston rod particularly stable against tilting, and jamming of the coupling pin is largely excluded. In addition, this synchronization is possible.
Trotz der hydraulischen Verstellbarkeit des Koppelbolzens ist es vorteilhaft, wenn in mindestens einem der beiden Druckräume eine als Druckfeder wirksame Rückstellfeder angeordnet ist, die zwischen einer Bodenwand des Stellzylinders und dem Kolben angeordnet ist. Diese Rückstellfeder dient dazu, den Koppelbolzen bei abgestelltem Verbrennungsmotor und somit drucklosen Druckräumen des Stellzylinders in die für den Motorstart vorgesehen Schaltstellung (Verriegelungsstellung oder Entriegelungsstellung) zu drücken. Eine solche Rückstellfeder weist daher bevorzugt eine relativ geringe Federsteifigkeit auf.Despite the hydraulic adjustability of the coupling bolt, it is advantageous if in at least one of the two pressure chambers effective as a compression spring return spring is arranged, which is arranged between a bottom wall of the actuating cylinder and the piston. This return spring is used to press the coupling pin when the internal combustion engine and thus unpressurized pressure chambers of the actuating cylinder in the switching start position provided for the engine start (locking position or unlocking position). Such a return spring therefore preferably has a relatively low spring stiffness.
Die Durchmesser der ersten Kolbenstange und der zweiten Kolbenstange sind bevorzugt gleich groß ausgeführt, da sich hierdurch an dem Kolben des Stellzylinders beidseitig gleich große Wirkflächen und somit in beide Stellrichtungen gleich große Stellkräfte und Stellgeschwindigkeiten ergeben.The diameters of the first piston rod and the second piston rod are preferably made the same size, as this results in the piston the actuating cylinder on both sides equal large effective areas and thus equal in both directions Stellstellkräfte and actuating speeds result.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Durchmesser der ersten Kolbenstange und der zweiten Kolbenstange unterschiedlich groß ausgeführt sind. Die hierdurch an dem Kolben des Stellzylinders beidseitig unterschiedlich großen Wirkflächen und somit in beide Stellrichtungen unterschiedlich großen Stellkräfte können zum Ausgleich unterschiedlich großer Widerstandskräfte beim Ein- und Ausspuren des Koppelbolzens aus beziehungsweise in den Innenhebel genutzt werden.However, it is also possible that the diameters of the first piston rod and the second piston rod are made different sizes. The thus on the piston of the actuating cylinder on both sides differently sized effective surfaces and thus in both directions of adjustment different sized actuating forces can be used to compensate for different levels of resistance forces when loading and unloading the coupling pin from or into the inner lever.
Insbesondere dann, wenn der Stellzylinder eine einzige Rückstellfeder mit höherer Federsteifigkeit aufweist, weist bevorzugt diejenige Kolbenstange, auf deren Seite die Rückstellfeder angeordnet ist, einen größeren Durchmesser auf als die andere Kolbenstange, auf deren Seite keine Rückstellfeder angeordnet ist. Durch den größeren Durchmesser der Kolbenstange ist die zugeordnete Wirkfläche des Kolbens reduziert, wodurch die Summe aus hydraulischer Stellkraft und Federkraft an die Höhe der rein hydraulischen Stellkraft, die in der Gegenrichtung auf den Kolben einwirkt, angepasst werden kann.In particular, when the actuating cylinder has a single return spring with higher spring stiffness, preferably that piston rod, on whose side the return spring is arranged, a larger diameter than the other piston rod, on whose side no return spring is arranged. Due to the larger diameter of the piston rod, the associated active surface of the piston is reduced, whereby the sum of hydraulic force and spring force to the height of the purely hydraulic actuating force acting in the opposite direction on the piston, can be adjusted.
Durch eine sachgerechte Wahl der Durchmesser der beiden Kolbenstangen und des Kolbens können gleiche oder auch unterschiedliche Stellgeschwindigkeit für die beiden Betätigungsrichtungen der hier vereinfach Stellzylinder genannten Kolben-Zylinder-Anordnung in weiten Grenzen frei eingestellt werden. So können es beispielsweise individuelle, anwenderspezifische Erfordernisse hinsichtlich der Stellgeschwindigkeit des Kolbens in den beiden Stellrichtungen sogar erfordern, dass in dem Stellzylinder keine zweite Kolbenstange angeordnet ist. Eine entsprechende Anpassung des Stellzylinders durch Nutzung eines bevorzugt einstückigen Bauteils aus Koppelbolzen, erster Kolbenstange und Kolben ist problemlos möglich. By a proper choice of the diameter of the two piston rods and the piston same or different actuating speed for the two operating directions of the here simplistic actuating cylinder said piston-cylinder arrangement can be set freely within wide limits. For example, individual, user-specific requirements with respect to the actuating speed of the piston in the two actuating directions may even require that no second piston rod be arranged in the actuating cylinder. A corresponding adjustment of the actuating cylinder by using a preferably one-piece component of coupling pin, the first piston rod and piston is easily possible.
Bei einer doppelten Abstützung des Schlepphebels erfolgt die Zu- und Abfuhr von Drucköl in die Druckräume beziehungsweise aus den Druckräumen des Stellzylinders gemäß einer Weiterbildung der Erfindung über jeweils eines der Abstützelemente. Über eine Ölbohrung in dem Lagerkopf des einen Abstützelementes und einen Anschlusskanal wird dann Drucköl dem einen Druckraum des Stellzylinders zugeführt oder aus diesem abgeführt, und über eine Ölbohrung in dem Lagerkopf des anderen Abstützelementes und einen Anschlusskanal wird Drucköl aus dem anderen Druckraum des Stellzylinders abgeführt oder diesem zugeführt.In a double support of the finger lever, the supply and removal of pressure oil in the pressure chambers or from the pressure chambers of the actuating cylinder according to a development of the invention via one of the support elements takes place. About an oil hole in the bearing head of a support element and a connection channel pressure oil is then fed to the one pressure chamber of the actuating cylinder or discharged therefrom, and via an oil hole in the bearing head of the other support element and a connection channel pressure oil is discharged from the other pressure chamber of the actuating cylinder or this fed.
Zur Steuerung der Umschaltung des Koppelbolzens zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung kann ein 4/2-Wege-Magnetschaltventil angeordnet sein, über das die Druckräume des Stellzylinders wechselweise mit der Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind.For controlling the switching of the coupling bolt between the locking position and the unlocking position, a 4/2-way magnetic switching valve can be arranged, via which the pressure chambers of the actuating cylinder are alternately connected to the oil pressure source connectable or depressurized.
Alternativ dazu können zur Steuerung der Umschaltung des Koppelbolzens zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung jedoch auch zwei 3/2-Wege-Magnetschaltventile oder andere Ventilkombinationen angeordnet sein, über welche die Druckräume des Stellzylinders wechselweise mit der Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind.Alternatively, however, two 3/2-way magnetic control valves or other valve combinations may be arranged to control the switching of the coupling pin between the locking position and the unlocking position, via which the pressure chambers of the actuating cylinder are alternately connected to the oil pressure source or depressurized switchable.
Besonders dann, wenn der Stellzylinder eine einzige Rückstellfeder aufweist, ist zur Steuerung der Umschaltung des Koppelbolzens zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung bevorzugt ein 4/3-Wege-Magnetschaltventil, über das die Druckräume des Stellzylinders in einer mittleren Ruhestellung des Magnetschaltventils beide drucklos schaltbar sowie in äußeren Schaltstellungen des Magnetschaltventils wechselweise mit der Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind. Durch die Verwendung eines derartigen 4/3-Wege-Magnetschaltventils ist sichergestellt, dass bei unbestromtem Magnetventil beide Druckräume des Stellzylinders belüftet und somit der Kolben des Stellzylinders beziehungsweise der Koppelbolzen unter der Wirkung der Rückstellfeder sicher in seine für den Motorstart vorgesehene Ruhestellung verschoben und in dieser gehalten wird.Especially when the actuating cylinder has a single return spring is to control the switching of the coupling pin between the locking position and the unlocked position preferably a 4/3-way magnetic switching valve, via which the pressure chambers of the actuating cylinder in a central rest position of the solenoid valve both switchable and without pressure in external switching positions of the solenoid valve alternately with the oil pressure source can be connected or switched without pressure. The use of such a 4/3-way magnetic switching valve ensures that both pressure chambers of the actuating cylinder vented in energized solenoid valve and thus the piston of the actuating cylinder or the coupling pin under the action of the return spring safely moved to its intended for engine start rest position and in this is held.
Alternativ dazu können auch bei der zuletzt genannten Bauform des Schlepphebels zur Steuerung der Umschaltung der Stellung des Koppelbolzens zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung zwei 3/2-Wege-Magnetschaltventile oder andere Ventilkombinationen angeordnet sein, über welche die Druckräume des Stellzylinders wechselweise mit der Öldruckquelle verbindbar oder drucklos schaltbar sind.Alternatively, two 3/2-way solenoid valves or other valve combinations may be arranged in the latter design of the finger lever to control the switching of the position of the coupling bolt between the locking position and the unlocking position, via which the pressure chambers of the actuating cylinder alternately connected to the oil pressure source or depressurized switchable.
Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit mehreren Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt To further illustrate the invention, the description is accompanied by a drawing with several embodiments. In this shows
Ein in den
Zur mechanischen Kopplung und Entkopplung des Innenhebels
In
Zur Umschaltung des Koppelbolzens
In
In
Um den Aufbau des doppeltwirkenden Stellzylinders
In
Durch die Rückstellfeder
In
In dem in
Im bestromten Betätigungszustand des Magnetschaltventils
In
Im bestromten Betätigungszustand beider Magnetschaltventile
In
In einem ersten bestromten Betätigungszustand des Magnetschaltventils
In einem zweiten bestromten Betätigungszustand des Magnetschaltventils
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schlepphebel cam follower
- 22
- Außenhebel external lever
- 33
- Innenhebel internal lever
- 4a, 4b4a, 4b
- Aufnahme admission
- 5a, 5b5a, 5b
- Abstützelement supporting
- 6a, 6b6a, 6b
- Kopf head
- 77
- Gleitfläche sliding surface
- 8a, 8b8a, 8b
- Gaswechselventil Gas exchange valve
- 9a, 9b9a, 9b
- Ventilschaft valve stem
- 1010
- Achse für Innenhebel Axle for inner lever
- 1111
- Vorsprung am Innenhebel Projection on the inner lever
- 1212
- Abgriffelement, Rolle Tap element, roll
- 1313
- Achse für das Abgriffelement Axle for the tapping element
- 1414
- Längsbohrung longitudinal bore
- 1515
- Koppelbolzen coupling bolts
- 1616
- Verriegelungsstellung locking position
- 1717
- Entriegelungsstellung unlocking
- 18, 18’18, 18 '
- Stellzylinder actuating cylinder
- 1919
- Erste Kolbenstange First piston rod
- 2020
- Kolben piston
- 21, 21’21, 21 '
- Zweite Kolbenstange Second piston rod
- 2222
- Zweite Längsbohrung Second longitudinal bore
- 2323
- Erster Druckraum First pressure room
- 2424
- Zweiter Druckraum Second pressure chamber
- 2525
- Anschlusskanal zum ersten Druckraum Connection channel to the first pressure chamber
- 2626
- Anschlusskanal zum zweiten Druckraum Connection channel to the second pressure chamber
- 27a–27c27a-27c
- Richtungspfeile directional arrows
- 28a, 28b28a, 28b
- Richtungspfeile directional arrows
- 2929
- Richtungspfeil, Stellrichtung Directional arrow, direction of adjustment
- 30a–30c 30a-30c
- Richtungspfeile directional arrows
- 31a, 31b31a, 31b
- Richtungspfeile directional arrows
- 3232
- Richtungspfeil, Stellrichtung Directional arrow, direction of adjustment
- 33, 33’33, 33 '
- Bolzen bolt
- 3434
- Rückstellfeder, Schraubenfeder Return spring, coil spring
- 35.135.1
- Erste Ventilanordnung First valve arrangement
- 35.235.2
- Zweite Ventilanordnung Second valve arrangement
- 35.335.3
- Dritte Ventilanordnung Third valve arrangement
- 35.435.4
- Vierte Ventilanordnung Fourth valve arrangement
- 3636
- 4/2-Wege-Magnetschaltventil 4/2-way solenoid switching valve
- 3737
- Anschlussleitung zum ersten Druckraum Connecting line to the first pressure chamber
- 3838
- Anschlussleitung zum zweiten Druckraum Connecting line to the second pressure chamber
- 3939
- Sammelbehälter, Ölsumpf Sump, oil sump
- 4040
- Ölpumpe oil pump
- 4141
- Druckleitung pressure line
- 4242
- Rückflussleitung Return line
- 43, 43’43, 43 '
- Erstes 3/2-Wege-Magnetschaltventil First 3/2-way solenoid valve
- 44, 44’44, 44 '
- Zweites 3/2-Wege-Magnetschaltventil Second 3/2-way solenoid valve
- 4545
- 4/3-Wege-Magnetschaltventil 4/3-way solenoid switching valve
- 4646
- Zentralbohrung im Kolben Central bore in the piston
- 4747
- Bodenwand des Zylinders Bottom wall of the cylinder
- D1 D 1
-
Durchmesser von Koppelbolzen
15 Diameter ofcoupling pin 15 - D2 D 2
-
Durchmesser der ersten Kolbenstange
19 Diameter of thefirst piston rod 19 - D3 D 3
-
Durchmesser der zweiten Kolbenstange
21 Diameter of thesecond piston rod 21 - D3’D 3 '
-
Durchmesser der zweiten Kolbenstange
21’ Diameter of the second piston rod21 '
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102009033634 A1 [0005] DE 102009033634 A1 [0005]
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-
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---|---|---|---|
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