DE102017127549A1 - Variable valve train of a combustion piston engine - Google Patents

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Dimitri Schott
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb (2) eines Verbrennungskolbenmotors mit mindestens einem funktionsgleichen Gaswechselventil pro Zylinder, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken (16, 18) einer Nockenwelle (14) erzeugbar und mittels eines schaltbaren Schlepphebels (20) durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung (38) geführten und aus seiner Seitenwand (34') hervorstehenden Schaltbolzens (44) selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen (44) der Schlepphebel (20) an ihren äußeren Enden (46) über als Blattfedern ausgebildete Verbindungselemente (52) mit einem langgestreckten Verbindungsmittel (58) verbunden sind, das oberhalb der Schlepphebel (20) parallel zu der Nockenwelle (14) angeordnet und mittels eines Linearaktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelementes aus einer Ruhestellung (64) in eine Schaltstellung (68) längsverschiebbar ist. Zur Realisierung einer platzsparenden und einfach herzustellenden Verliersicherung für die Schaltbolzen (44) ist vorgesehen, dass an dem Zylinderkopf (4) des Verbrennungskolbenmotors an gehäusefesten Vorsprüngen (8) jeweils Anschlagflächen (10) ausgebildet sind, welche dicht benachbart zu jeweils einem Schaltbolzen (44) der schaltbaren Schlepphebel (20) angeordnet sind, wobei der Abstand (a) der Anschlagflächen (10) von der Außenseite der unmittelbar benachbarten Seitenwand (34') der Schlepphebel (20) im Bereich der Querbohrung (38) jeweils um einen Sicherheitsabschlag kleiner ist als die axiale Länge der Schaltbolzen (44).

Figure DE102017127549A1_0000
The invention relates to a variable valve train (2) of a combustion piston engine with at least one functionally identical gas exchange valve per cylinder whose valve lift in each case by at least one cam (16, 18) of a camshaft (14) and by means of a switchable rocker arm (20) by an axial displacement of an in a transverse bore (38) guided and from its side wall (34 ') projecting switching pin (44) selectively switched off or switchable to another Hubverlauf, wherein the shift pin (44) of the drag lever (20) at their outer ends (46) via leaf springs formed connecting elements (52) with an elongated connecting means (58) are arranged above the drag lever (20) parallel to the camshaft (14) and by means of a linear actuator against the restoring force of a spring element from a rest position (64) in a switching position (68 ) is longitudinally displaceable. To realize a space-saving and easy to manufacture captive for the shift pin (44) is provided that on the cylinder head (4) of the internal combustion piston engine fixed projections (8) each stop surfaces (10) are formed, which closely adjacent to each one shift pin (44) the switchable drag lever (20) are arranged, wherein the distance (a) of the stop surfaces (10) from the outside of the immediately adjacent side wall (34 ') of the drag levers (20) in the region of the transverse bore (38) is smaller by a respective safety discount the axial length of the shift pin (44).
Figure DE102017127549A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors mit mindestens einem funktionsgleichen Gaswechselventil pro Zylinder, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle erzeugbar und mittels eines schaltbaren Schlepphebels durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung geführten und aus seiner Seitenwand hervorstehenden Schaltbolzens selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen der Schlepphebel an ihren äußeren Enden über als Blattfedern ausgebildete Verbindungselemente mit einem langgestreckten Verbindungsmittel verbunden sind, das oberhalb der Schlepphebel parallel zu der Nockenwelle angeordnet und mittels eines Linearaktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelementes aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist.The invention relates to a variable valve train of a combustion piston engine with at least one functionally identical gas exchange valve per cylinder, the valve lift in each case by at least one cam of a camshaft and generated by means of a switchable cam follower by an axial displacement of a guided in a transverse bore and protruding from its side wall switching pin selectively switched off or on a Other Hubverlauf is reversible, the switching pin of the rocker arms are connected at their outer ends formed as leaf springs connecting elements with an elongated connecting means, which is arranged above the rocker arm parallel to the camshaft and by means of a linear actuator against the restoring force of a spring element from a rest position to a switching position is longitudinally displaceable.

Sollen Gaswechselventile eines Verbrennungskolbenmotors gruppenweise selektiv abgeschaltet oder umgeschaltet werden, so sind bei einer hydraulischen Verstellung der Koppelelemente getrennte Schaltdruckleitungen mit jeweils einem zugeordneten Schaltventil und bei einer elektromagnetischen Verstellung der Koppelelemente getrennte elektrische Schaltleitungen erforderlich, deren Leitungszweige jeweils bis in die Schlepphebel geführt sind. Da die Anordnung separater hydraulischer Schaltdruckleitungen oder elektrischer Schaltleitungen in einem Zylinderkopf eines Verbrennungskolbenmotors aufgrund beengter Platzverhältnisse relativ schwierig und aufwendig ist, wurde in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2017 101 792.5 ein variabler Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors vorgeschlagen, bei dem der Ventilhub mehrerer funktionsgleicher Gaswechselventile mittels eines einzigen Aktuators umschaltbar ist.If gas exchange valves of a combustion piston engine are selectively switched off or switched in groups, separate switching pressure lines, each with an associated switching valve and separate electromagnetic switching of the coupling elements are required in a hydraulic adjustment of the coupling elements, the line branches are each guided to the rocker arms. Since the arrangement of separate hydraulic switching pressure lines or electrical switching lines in a cylinder head of a combustion piston engine due to cramped space is relatively difficult and expensive, was in the unpublished DE 10 2017 101 792.5 proposed a variable valve train of a combustion piston engine, wherein the valve lift of a plurality of functionally identical gas exchange valves can be switched by means of a single actuator.

Die schaltbaren Schlepphebel dieses Ventiltriebs weisen jeweils einen Primärhebel und einen Sekundärhebel auf. Der Primärhebel ist mit seinem einen Ende an dem Ventilschaft des zugeordneten Gaswechselventils und mit seinem anderen Ende an einem zugeordneten, gehäuseseitig gelagerten Abstützelement abgestützt und befindet sich zwischen seinen Enden mit dem zugeordneten Primärnocken in Abgriffkontakt. Der Sekundärhebel ist schwenkbar an dem Primärhebel gelagert, befindet sich mit dem zugeordneten Sekundärnocken in Abgriffkontakt, und ist mittels eines verschiebbaren Koppelelementes mit dem Primärhebel koppelbar. Die Koppelelemente der schaltbaren Schlepphebel sind jeweils als ein axialbeweglich in einer Querbohrung des Primärhebels geführter Koppelbolzen ausgebildet, der mittels eines in einer Querbohrung des Sekundärhebels axialbeweglich gelagerten Schaltbolzen gegen die Rückstellkraft eines Federelementes in eine gegenüberliegende Koppelbohrung des Sekundärhebels verschiebbar ist.The switchable drag levers of this valve train each have a primary lever and a secondary lever. The primary lever is supported with its one end to the valve stem of the associated gas exchange valve and with its other end to an associated, housing side mounted support member and is located between its ends with the associated primary cam in tap contact. The secondary lever is pivotally mounted on the primary lever, is in tapping contact with the associated secondary cam, and can be coupled to the primary lever by means of a displaceable coupling element. The coupling elements of the switchable rocker arms are each designed as a coupling pin axially guided in a transverse bore of the primary lever, which is displaceable against the restoring force of a spring element in an opposite coupling bore of the secondary lever by means of a shift bolt mounted axially movable in a transverse bore of the secondary lever.

Jeder Schaltbolzen ragt mit seinem axial äußeren Ende aus dem Sekundärhebel heraus und steht an diesem über ein nach oben gerichtetes, als eine Blattfeder ausgebildetes Verbindungselement mit einem beispielswiese als Schubblech ausgebildeten langgestreckten Schaltmittel einer Stellvorrichtung in Stellverbindung. Das langgestreckte Schaltmittel ist oberhalb der Schlepphebel parallel zu der zugeordneten Nockenwelle angeordnet und mittels eines Linearaktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelementes aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar. Die Blattfedern sind nach Art einer Sicherungsscheibe jeweils durch Aufstecken einer endseitig offenen Bohrung in eine an dem äußeren Ende des jeweiligen Schaltbolzens ausgebildeten Ringnut gelenkig an den Schaltbolzen befestigt und greifen mit ihrem anderen Ende spielbehaftet in jeweils eine querschlitzförmige Öffnung des langgestreckten Schaltmittels ein.Each shift pin protrudes with its axially outer end out of the secondary lever and is connected to this via an upwardly directed, designed as a leaf spring connecting element with a beispielswiese designed as a thrust plate elongated switching means of an adjusting device in a standby connection. The elongate switching means is arranged above the drag lever parallel to the associated camshaft and longitudinally displaceable by means of a linear actuator against the restoring force of a spring element from a rest position into a switching position. The leaf springs are mounted in the manner of a lock washer in each case by attaching an open-ended bore in a formed on the outer end of the respective switching pin ring groove hinged to the shift pin and engage with their other end playful in each case a transverse slot-shaped opening of the elongated switching means.

Um beim Transport und der Montage der Schlepphebel sowie beim Betrieb des Verbrennungsmotors ein Herausfallen der Schaltbolzen aus den Querbohrungen zu verhindern, weisen die Schlepphebel bei den Ventiltrieben gemäß der DE 10 2017 101 792.5 jeweils einen einarmigen Bügel auf, der an dem Sekundärhebel befestigt ist und die jeweilige Außenseite der Seitenwand des Sekundärhebels im Bereich der Querbohrung in einem definierten Abstand überspannt. Durch die Anordnung des Bügels erhöhen sich jedoch der Fertigungsaufwand und der Bauraumbedarf derartiger Schlepphebel. Zudem ergibt sich dadurch eine asymmetrische Massenverteilung, die sich im Motorbetrieb ungünstig auf das Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten der Schlepphebel auswirkt.In order to prevent the shift pin from falling out of the transverse bores during transport and assembly of the drag levers and during operation of the internal combustion engine, the drag levers in the valve trains according to the DE 10 2017 101 792.5 each having a one-armed bracket, which is attached to the secondary lever and spans the respective outer side of the side wall of the secondary lever in the region of the transverse bore at a defined distance. Due to the arrangement of the bracket, however, increase the production cost and the space requirement of such rocker arms. In addition, this results in an asymmetric mass distribution, which has an adverse effect on the acceleration and deceleration behavior of the drag lever in engine operation.

Alternativ zu dem genannten Bügel ist als Verliersicherung auch eine abgestufte Ausbildung des Schaltbolzens möglich, der von innen in eine ebenfalls abgestufte Querbohrung in dem Sekundärhebel eingesetzt wird. Die abgestufte Querbohrung kann zum Beispiel dadurch hergestellt werden, dass in den äußeren Abschnitt der mit einem größeren Durchmesser versehenen Querbohrung eine Buchse eingepresst wird. Ein Herausfallen des Schaltbolzens aus der Querbohrung wird in diesem Fall durch ein Anschlagen eines Ringbundes zwischen dem innen größeren Durchmesser und dem außen kleineren Durchmesser des Schaltbolzens an der ringförmigen inneren Stirnwand der Buchse verhindert. Eine derartige Ausführung einer Verliersicherung des Schaltbolzens ist jedoch mit einem erhöhten Fertigungsaufwand verbunden und setzt eine gewisse Dicke der betreffenden Seitenwand des Sekundärhebels und somit eine erhöhte Breite des Schlepphebels voraus.As an alternative to the said bracket, a stepped configuration of the shift bolt is also possible as captive protection, which is inserted from the inside into a likewise stepped transverse bore in the secondary lever. The stepped transverse bore can be made, for example, by pressing a bush into the outer portion of the larger diameter transverse bore. Falling out of the shift pin from the transverse bore is prevented in this case by abutment of an annular collar between the inside larger diameter and the outer smaller diameter of the shift pin on the annular inner end wall of the socket. However, such a design of a captive securing the shift pin is associated with increased manufacturing costs and requires a certain thickness of the respective side wall of the secondary lever and thus an increased width of the finger lever ahead.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, bei einem variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors der eingangs genannten Bauart eine platzsparende und einfach herzustellende Verliersicherung für die Schaltbolzen an den schaltbaren Schlepphebeln vorzustellen. The present invention therefore an object of the invention to provide a space-saving and easy-to-produce captive for the shift pin on the switchable drag levers in a variable valve train of a combustion piston engine of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird mit einem Ventiltrieb gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.This object is achieved with a valve train having the features of claim 1. Advantageous developments are mentioned in the dependent claims.

Die Erfindung geht demnach aus von einem variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors mit mindestens einem funktionsgleichen Gaswechselventil pro Zylinder aus, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle erzeugbar ist, und der mittels eines schaltbaren Schlepphebels durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung geführten und aus seiner Seitenwand hervorstehenden Schaltbolzens selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist. Die Schaltbolzen der Schlepphebel sind an ihren axial äußeren Enden über als Blattfedern ausgebildete Verbindungselemente mit einem langgestreckten Verbindungsmittel verbunden, das oberhalb der Schlepphebel parallel zu der Nockenwelle angeordnet und mittels eines Linearaktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelementes aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist.Accordingly, the invention is based on a variable valve train of a combustion piston engine having at least one functionally identical gas exchange valve per cylinder, the valve lift can be generated by at least one cam of a camshaft, and by means of a switchable rocker arm by an axial displacement of a guided in a transverse bore and from its side wall protruding shift pin selectively switched off or switchable to another Hubverlauf. The switching pin of the rocker arms are connected at their axially outer ends formed as leaf springs connecting elements with an elongate connecting means which is arranged above the finger follower parallel to the camshaft and longitudinally displaceable by means of a linear actuator against the restoring force of a spring element from a rest position to a switching position.

Gemäß der Erfindung ist zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgesehen, dass an dem Zylinderkopf des Verbrennungskolbenmotors an gehäusefesten Vorsprüngen jeweils Anschlagflächen ausgebildet sind, welche dicht benachbart zu jeweils einem Schaltbolzen der schaltbaren Schlepphebel angeordnet sind, wobei der Abstand a der Anschlagflächen von der Außenseite der unmittelbar benachbarten Seitenwand der Schlepphebel im Bereich der Querbohrung jeweils um einen Sicherheitsabschlag s kleiner ist als die axiale Länge L der Schaltbolzen.According to the invention is provided for solving the problem, that on the cylinder head of the internal combustion piston engine fixed projections each stop surfaces are formed, which are arranged closely adjacent to a respective switching pin of the switchable drag lever, wherein the distance a the stop surfaces from the outside of the immediately adjacent side wall of the drag lever in the region of the transverse bore in each case by a safety discount s smaller than the axial length L the shift pin.

Da nun die weiter vorne beschriebenen Bügel an den Schlepphebeln nicht notwendig sind, sind der Aufbau und die Massenverteilung der Schlepphebel jetzt weitgehend symmetrisch, so dass im Motorbetrieb keine trägheitsbedingten Querkippmomente auftreten können. Da die mittels der gehäusefesten Anschlagflächen gebildeten Verliersicherungen nur im montierten Zustand wirksam sind, sollte für den Transport und den Einbau der Schlepphebel eine spezielle Transportsicherung vorgesehen sein. Eine derartige Transportsicherung kann zum Beispiel als eine das äußere Ende der jeweiligen Schaltbolzen und die abgewandte Seitenwand des Schlepphebels umfassende Klammer ausgebildet sein, welche als ein Blechbauteil ausgeführt oder aus einem Kunststoff hergestellt sein kann, und nach der Montage des Schlepphebels am Zylinderkopf entfernt wird.Since now the bracket described above on the rocker arms are not necessary, the structure and the mass distribution of the rocker arms are now largely symmetrical, so that no inertial Querkippmomente can occur during engine operation. Since the captive formed by means of the housing-fixed stop surfaces are effective only in the assembled state, a special transport lock should be provided for the transport and installation of the drag lever. Such a transport lock may be formed, for example, as a the outer end of the respective shift pin and the opposite side wall of the finger lever comprehensive clamp, which may be designed as a sheet metal component or made of a plastic, and is removed after installation of the finger lever on the cylinder head.

Wenn die Blattfedern jeweils mit ihrem unteren Ende an der axial äußeren Stirnwand des zugeordneten Schaltbolzens anliegen, sollte der Abstand a der Anschlagflächen von der jeweiligen Außenseite der benachbarten Seitenwand der Schlepphebel im Bereich der Querbohrung gemäß der Gleichung a = I + d - s jeweils um die Dicke d der Blattfedern erhöht sein, um einen ausreichend großen axialen Stellweg der Schaltbolzen zu gewährleisten.When the leaf springs abut each with its lower end to the axially outer end wall of the associated shift pin, the distance should a the abutment surfaces of the respective outer side of the adjacent side wall of the finger follower in the region of the transverse bore according to the equation a = I + d - s in each case by the thickness d the leaf springs increased to ensure a sufficiently large axial travel of the shift pin.

Bei einer zweiteiligen Ausführung des Zylinderkopfes sind bevorzugt zumindest einige der Anschlagflächen an Flanschvorsprüngen eines Nockenwellenträgers ausgebildet, die jeweils eine Montagebohrung zur Verschraubung mit dem Hauptteil des Zylinderkopfes aufweisen. Hierdurch werden vorhandene Vorsprünge für die Anordnung der Anschlagflächen genutzt und die Anordnung weiterer Vorsprünge an dem Nockenwellenträger oder dem Hauptteil des Zylinderkopfes vermieden.In a two-part embodiment of the cylinder head, at least some of the stop surfaces are preferably formed on flange projections of a camshaft carrier, each having a mounting hole for screwing to the main part of the cylinder head. As a result, existing projections for the arrangement of the stop surfaces are used and the arrangement of further projections on the cam carrier or the main part of the cylinder head avoided.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit einem Ausführungsbeispiel beigefügt. In dieser zeigt

  • 1 einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors im nicht umgeschalteten Zustand eines Schlepphebels in einem Ausschnitt einer perspektivischen Darstellung,
  • 2 den erfindungsgemäßen Ventiltrieb gemäß 1 im umgeschalteten Zustand des Schlepphebels in einem Ausschnitt einer perspektivischen Darstellung,
  • 3 einen schaltbaren Schlepphebel ohne eine integrierte Verliersicherung eines Schaltbolzens in einer perspektivischen Ansicht, und
  • 4 einen schaltbaren Schlepphebel mit einer integrierten Verliersicherung des Schaltbolzens in einer perspektivischen Ansicht gemäß dem Stand der Technik.
To further illustrate the invention, the description is accompanied by a drawing with an embodiment. In this shows
  • 1 A valve drive according to the invention of a combustion piston engine in the non-switched state of a finger lever in a section of a perspective view,
  • 2 according to the valve gear according to the invention 1 in the switched state of the finger lever in a section of a perspective view,
  • 3 a switchable drag lever without an integrated captive securing a shift pin in a perspective view, and
  • 4 a switchable drag lever with an integrated captive securing the shift pin in a perspective view according to the prior art.

Der in der perspektivischen Ansicht von 4 abgebildete schaltbare Schlepphebel 20', der in einem variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors gemäß der DE 10 2017 101 792.5 zur Hubumschaltung eines Gaswechselventils dient, weist einen Primärhebel 22 und einen Sekundärhebel 32 auf. Der Primärhebel 22 ist weitgehend rahmenförmig ausgebildet und in einem mittig ausgebildeten Zwischenraum mit einem Abgriffelement versehen, das als eine drehbar gelagerte Rolle 28 ausgebildet ist. Die Rolle 28 dient zum Abgriff der Hubkurve eines Primärnockens 16, der auf einer zugeordneten und in den 1 und 2 erkennbaren Nockenwelle 14 angeordnet ist. Der Sekundärhebel 32 weist eine den Primärhebel 22 umgreifende rahmenförmige Gestalt mit zwei Seitenwänden 34, 34' auf und ist über einen endseitig angeordneten Gelenkbolzen 30 schwenkbar an dem Primärhebel 22 gelagert. Zum Abgriff der Hubkurve von zwei axial beidseitig des Primärnockens 16 auf der Nockenwelle 14 angeordneten Sekundärnocken 18 weist der Sekundärhebel 32 an seinen beiden Seitenwänden 34, 34' jeweils einen verbreiterten Stegabschnitt mit einer in Längsrichtung konvex gewölbten äußeren Gleitfläche 36, 36' auf. Durch die Federkraft einer als Schenkelfeder ausgebildeten Anpressfeder 42 wird der Sekundärhebel 32 gegenüber dem Primärhebel 22 nach oben in Richtung der Nockenwelle 14 gedrückt. Der Schwenkwinkel des Sekundärhebels 32 in Richtung zu der Nockenwelle 14 ist durch einen stirnseitig an dem Primärhebel 22 angeordneten Vorsprung 24 mit einer unteren Anschlagfläche 26 begrenzt.The one in the perspective view of 4 pictured switchable rocker arms 20 ' in a variable valve train of a combustion piston engine according to the DE 10 2017 101 792.5 serves for Hubumschaltung a gas exchange valve, has a primary lever 22 and a secondary lever 32 on. The primary lever 22 is largely frame-shaped and provided in a centrally formed intermediate space with a tapping element, which serves as a rotatably mounted roller 28 is trained. The role 28 serves to tap off the lift curve of a primary cam 16 who is assigned to one and in the 1 and 2 recognizable camshaft 14 is arranged. The secondary lever 32 has a den primary lever 22 encompassing frame-shaped figure with two side walls 34 . 34 ' on and is about a hinged end hinge pin 30 pivotable on the primary lever 22 stored. For tapping the lift curve of two axially on both sides of the primary cam 16 on the camshaft 14 arranged secondary cam 18 has the secondary lever 32 on its two side walls 34 . 34 ' each a widened web portion with a convexly curved in the longitudinal direction outer sliding surface 36 . 36 ' on. By the spring force of a trained as a leg spring pressure spring 42 becomes the secondary lever 32 opposite the primary lever 22 upwards in the direction of the camshaft 14 pressed. The swivel angle of the secondary lever 32 towards the camshaft 14 is by a front side on the primary lever 22 arranged projection 24 with a lower stop surface 26 limited.

Als Koppelelement zur formschlüssigen Verbindung des Sekundärhebels 32 mit dem Primärhebel 22 ist ein axialbeweglich in einer Querbohrung des Primärhebels 22 geführter Koppelbolzen vorgesehen, der über einen in einer Querbohrung 38 des Sekundärhebels 32 axialbeweglich gelagerten Schaltbolzen 44' gegen die Rückstellkraft eines internen Federelementes in eine gegenüberliegende Koppelbohrung des Sekundärhebels 32 verschiebbar ist. Der Schaltbolzen 44' ragt mit seinem axial äußeren Ende 46' aus dem Sekundärhebel 32 heraus und steht im eingebauten Zustand mit diesem über ein nach oben gerichtetes blattfederförmiges Verbindungselement 52' an dessen oberen Ende 54' mit einem flachstabförmigen Schaltmittel 58 einer Stellvorrichtung in Stellverbindung. Das Verbindungselement 52' ist vorliegend als eine Blattfeder ausgebildet, die mit ihrem unteren Ende 56' nach Art einer Sicherungsscheibe durch Aufstecken einer endseitig offenen Bohrung in eine an dem äußeren Ende 46' des Schaltbolzens 44' ausgebildete Ringnut an dem Schaltbolzen 44' befestigt ist. Als Verliersicherung zur Vermeidung eines Herausfallens des Schaltbolzens 44' aus der Querbohrung 38 und zum Schutz der Verbindung des Schaltbolzens 44' mit der Blattfeder 52' ist an dem Sekundärhebel 32 ein einarmiger Bügel 40 befestigt oder ausgebildet, welcher die Außenwand der betreffenden Seitenwand 24' des Sekundärhebels 22 im Bereich der Querbohrung 38 in einem definierten Abstand überspannt.As a coupling element for the positive connection of the secondary lever 32 with the primary lever 22 is an axially movable in a transverse bore of the primary lever 22 guided coupling pin provided, the one in a transverse bore 38 of the secondary lever 32 axially movably mounted shift pin 44 ' against the restoring force of an internal spring element in an opposite coupling bore of the secondary lever 32 is displaceable. The shift pin 44 ' protrudes with its axially outer end 46 ' from the secondary lever 32 out and is in the installed state with this over an upwardly directed leaf spring-shaped connecting element 52 ' at its upper end 54 ' with a flat rod-shaped switching means 58 an actuating device in Stellverbindung. The connecting element 52 ' is presently designed as a leaf spring, with its lower end 56 ' in the manner of a lock washer by attaching an open-ended bore in one at the outer end 46 ' of the shift pin 44 ' trained annular groove on the shift pin 44 ' is attached. As a captive to avoid falling out of the shift pin 44 ' from the transverse bore 38 and to protect the connection of the shift pin 44 ' with the leaf spring 52 ' is at the secondary lever 32 a one-armed strap 40 attached or formed, which the outer wall of the respective side wall 24 ' of the secondary lever 22 in the area of the transverse bore 38 spanned at a defined distance.

Durch die Anordnung eines solchen Bügels 40 erhöht sich jedoch der Fertigungsaufwand und der Bauraumbedarf des bekannten Schlepphebels 20'. Zudem ergibt sich dadurch eine asymmetrische Massenverteilung, die sich im Motorbetrieb ungünstig auf das Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten des Schlepphebels 20' auswirkt.By the arrangement of such a bracket 40 However, the production cost and the space requirement of the known rocker arm increases 20 ' , In addition, this results in an asymmetric mass distribution, which is unfavorable in engine operation on the acceleration and deceleration behavior of the rocker arm 20 ' effect.

Ein in der perspektivischen Ansicht von 3 abgebildeter schaltbarer Schlepphebel 20 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Schlepphebel 20' gemäß 4 durch den Wegfall des beschriebenen Bügels 40 und durch eine andere Stellverbindung mit einem ebenfalls als Blattfeder ausgebildeten Verbindungselements 52. One in the perspective view of 3 pictured switchable drag lever 20 differs from the drag lever described above 20 ' according to 4 by the omission of the described strap 40 and by another actuating connection with a likewise formed as a leaf spring connecting element 52 ,

Durch den Wegfall des Bügels 40 ist der Aufbau und die Massenverteilung des Schlepphebels 20 nun weitgehend symmetrisch, so dass im Motorbetrieb keine trägheitsbedingten Querkippmomente an dem Schlepphebel 20 auftreten.By eliminating the temple 40 is the structure and mass distribution of the rocker arm 20 now largely symmetrical, so that in engine operation no inertia Querkippmomente on the drag lever 20 occur.

Anhand der nachfolgend beschriebenen 1 und 2, die jeweils einen erfindungsgemäßen variablen Ventiltrieb 2 eines Verbrennungskolbenmotors im nicht umgeschalteten Zustand eines Schlepphebels 20 in der Ausführung gemäß 3 (siehe 1) und im umgeschalteten Zustand desselben Schlepphebels 20 (siehe 2) jeweils in einem Ausschnitt zeigen, wird nun der Aufbau und die Wirkungsweise der vorgeschlagenen Verliersicherung des Schaltbolzens 44 erläutert.Based on the following 1 and 2 , each having a variable valve train according to the invention 2 a combustion piston engine in the non-switched state of a finger lever 20 in the execution according to 3 (please refer 1 ) and in the switched state of the same finger lever 20 (please refer 2 ) show each in a section, now the structure and operation of the proposed captive securing the shift pin 44 explained.

In einem Nockenwellenträger 4 der Brennkraftmaschine, der im montierten Zustand mittels mehrere Schrauben 12, die in innerhalb von Flanschvorsprüngen 8 ausgebildeten Montagebohrungen eingesetzt sind, mit einem nicht abgebildeten Hauptteil eines Zylinderkopfes verschraubt ist, ist eine Nockenwelle 14 drehbar gelagert angeordnet. Auf der Nockenwelle 14 ist für jedes von mehreren funktionsgleichen Gaswechselventilen jeweils ein Primärnocken 16 und axial beidseitig zu diesem jeweils ein Sekundärnocken 18 angeordnet.In a cam carrier 4 the internal combustion engine, in the assembled state by means of several screws 12 that are in inside of flange protrusions 8th trained mounting holes are used, is bolted to a non-illustrated main part of a cylinder head, is a camshaft 14 arranged rotatably mounted. On the camshaft 14 is a primary cam for each of several functionally identical gas exchange valves 16 and axially on both sides of this in each case a secondary cam 18 arranged.

Eine nicht weiter dargestellte Stellvorrichtung zur gruppenweisen Umschaltung der Schlepphebel 20 weist ein als Schubblech ausgebildetes langgestrecktes Schaltmittel 58 auf, das oberhalb der Schlepphebel 20 parallel zu der Nockenwelle 14 angeordnet und in mehreren gehäusefesten Führungsöffnungen 6 des Nockenwellenträgers 4 längsbeweglich geführt ist. Die als Verbindungselemente wirksamen Blattfedern 52 sind an ihrem oberen Ende 54 starr an dem langgestreckten Schaltmittel 58 befestigt und liegen mit ihrem unteren Ende 56 lose an der axial äußeren Stirnwand 46 des jeweiligen Schaltbolzens 44 der Schlepphebel 20 an. Zur Befestigung an dem langgestreckten Schaltmittel 58 ist das obere Ende 54 der Blattfedern 52 jeweils als ein einseitig offener bügelförmiger Haken ausgebildet, der durch eine zweifache rechtwinklige Abwinkelung gebildet ist, und mit dem die Blattfedern 52 jeweils weitgehend spielfrei von oben in zwei axial benachbarte querschlitzförmige Durchtrittsöffnungen 60, 62 in dem langgestreckten Schaltmittel 58 eingesetzt und mit dieser verrastet sind.A not shown adjusting device for groupwise switching of the drag lever 20 has an elongated switching means designed as a thrust plate 58 on, above the rocker arms 20 parallel to the camshaft 14 arranged and in several housing-fixed guide openings 6 of the camshaft carrier 4 is guided longitudinally movable. The effective as connecting elements leaf springs 52 are at their upper end 54 rigidly on the elongated switching means 58 attached and lie with its lower end 56 loose on the axially outer end wall 46 of the respective shift pin 44 the rocker arm 20 on. For attachment to the elongated switching means 58 is the upper end 54 the leaf springs 52 each formed as a unilaterally open bow-shaped hook, which is formed by a double right-angled bend, and with which the leaf springs 52 each largely free of play from above into two axially adjacent transverse slot-shaped passage openings 60 . 62 in the elongate switching means 58 used and locked with this.

In 1 befindet sich das langgestreckte Schaltmittel 58 in seiner Ruhestellung 64, in der die erkennbare Blattfeder 52 keine axiale Stellkraft auf den zugeordneten Schaltbolzen 44 überträgt und der Sekundärhebel 32 des Schlepphebels 20 von dem Primärhebel 22 entkoppelt ist. In diesem Schaltzustand des Schlepphebels 20 wird der Hubverlauf des Primärnockens 16 auf das zugeordnete Gaswechselventil übertragen. Erkennbar ist auch ein hydraulisches Abstützelement 50, an dem sich der Schlepphebel mit seinem einen Ende abstützt.In 1 is the elongated switching means 58 in his rest position 64 in which the recognizable leaf spring 52 no axial force on the associated switching pin 44 transmits and the secondary lever 32 of the rocker arm 20 from the primary lever 22 is decoupled. In this switching state of the finger lever 20 becomes the stroke course of the primary cam 16 transferred to the associated gas exchange valve. Visible is also a hydraulic support element 50 on which the drag lever is supported with its one end.

In 2 ist das langgestreckte Schaltmittel 58 mittels eines nicht abgebildeten Linearaktuators in der durch einen Richtungspfeil 66 angegebenen Schaltrichtung in ihre Schaltstellung 68 verschoben, in welcher die Blattfeder 52 eine gleichgerichtete axiale Stellkraft auf den Schaltbolzen 44 überträgt und diesen nach innen verschoben hat. Hierdurch ist der Sekundärhebel 32 des Schlepphebels 20 formschlüssig mit dem Primärhebel 22 verbunden, so dass die jeweils höhere Hubkurve des Primärnockens 16 und der Sekundärnocken 18 als Hub auf das zugeordnete Gaswechselventil übertragen wird.In 2 is the elongated switching means 58 by means of an unillustrated linear actuator in the by a directional arrow 66 specified switching direction in their switching position 68 shifted, in which the leaf spring 52 a rectified axial force on the shift pin 44 transfers and has moved this inside. This is the secondary lever 32 of the rocker arm 20 positive locking with the primary lever 22 connected so that the respective higher lift curve of the primary cam 16 and the secondary cam 18 is transmitted as a hub to the associated gas exchange valve.

Als Verliersicherung zur Vermeidung einer Verkantung und eines Herausfallens des Schaltbolzens 44 in beziehungsweise aus der Querbohrung 38 des Sekundärhebels 32 ist an dem axial unmittelbar benachbarten Flanschvorsprung 8 des Nockenwellenträgers 4 eine Anschlagfläche 10 ausgebildet. Diese Anschlagfläche 10 ist bezüglich der Längsachse der Nockenwelle 14 und des Schaltbolzens 44 radial ausgerichtet. Die Anschlagfläche 10 weist zu der Außenseite der benachbarten Seitenwand 34' des Schlepphebels 32 im Bereich der Querbohrung 38 einen Abstand a auf, der zuzüglich der Dicke d der Blattfeder 52 um einen Sicherheitsabschlag s kleiner als die axiale Länge L des Schaltbolzens 44 ist (a = L + d - s). Hierdurch wird im montierten Zustand des Schlepphebels 20 am Zylinderkopf einerseits das Verkanten und Herausfallen des Schaltbolzens 44 in beziehungsweise aus der Querbohrung 38 zuverlässig verhindert und andererseits ein ausreichend großer axialer Stellweg des Schaltbolzens 44 ermöglicht.As a captive to avoid canting and falling out of the shift pin 44 in or out of the cross hole 38 of the secondary lever 32 is at the axially immediately adjacent flange projection 8th of the camshaft carrier 4 a stop surface 10 educated. This stop surface 10 is with respect to the longitudinal axis of the camshaft 14 and the shift pin 44 radially aligned. The stop surface 10 points to the outside of the adjacent side wall 34 ' of the rocker arm 32 in the area of the transverse bore 38 a distance a on, plus the thickness d the leaf spring 52 for a haircut s smaller than the axial length L of the shift pin 44 is (a = L + d - s). This will be in the assembled state of the finger lever 20 On the cylinder head on the one hand tilting and falling out of the shift pin 44 in or out of the cross hole 38 reliably prevented and on the other hand, a sufficiently large axial travel of the shift pin 44 allows.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Variabler VentiltriebVariable valve train
44
Nockenwellenträgercamshaft carrier
66
Führungsöffnungguide opening
88th
Flanschvorsprungflange projection
1010
Anschlagflächestop surface
1212
Schraubescrew
1414
Nockenwellecamshaft
1616
Primärnockenprimary cam
1818
Sekundärnockensecondary cam
20, 20'20, 20 '
Schaltbarer SchlepphebelSwitchable drag lever
2222
Primärhebelprimary lever
2424
Vorsprung am PrimärhebelProjection on the primary lever
2626
Anschlagfläche am PrimärhebelStop surface on the primary lever
2828
Abgriffelement, RolleTap element, roll
3030
Gelenkbolzenhinge pins
3232
Sekundärhebelsecondary lever
34,34'34.34 '
SeitenwandSide wall
36, 36'36, 36 '
Gleitflächesliding surface
3838
Querbohrungcross hole
4040
Bügelhanger
4242
Anpressfeder, SchenkelfederPressure spring, leg spring
44, 44'44, 44 '
Schaltbolzenswitching pin
46, 46'46, 46 '
Äußeres EndeOuter end
4848
Äußere StirnwandOuter front wall
5050
Abstützelementsupporting
52, 52'52, 52 '
Verbindungselement, BlattfederConnecting element, leaf spring
5454
Oberes Ende, Haken einer Blattfeder 52Upper end, hook of a leaf spring 52
56, 56'56, 56 '
Unteres Ende einer Blattfeder 52Lower end of a leaf spring 52
5858
Langgestrecktes Schaltmittel, Schaltstange, SchubblechElongated switching device, shift rod, thrust plate
6060
Erste Durchtrittsöffnung im Schaltmittel 58First passage opening in the switching means 58
6262
Zweite Durchtrittsöffnung im Schaltmittel 58Second passage opening in the switching means 58
6464
Ruhestellungrest position
6666
Richtungspfeil, SchaltrichtungDirectional arrow, switching direction
6868
Schaltstellungswitch position
aa
Abstanddistance
dd
Dicke einer Blattfeder 52Thickness of a leaf spring 52
LL
Länge eines Schaltbolzens 44Length of a shift pin 44th
ss
Sicherheitsabschlagsafety margin

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017101792 [0002, 0005, 0015]DE 102017101792 [0002, 0005, 0015]

Claims (3)

Variabler Ventiltrieb (2) eines Verbrennungskolbenmotors mit mindestens einem funktionsgleichen Gaswechselventil pro Zylinder, dessen Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken (16, 18) einer Nockenwelle (14) erzeugbar und mittels eines schaltbaren Schlepphebels (20) durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung (38) geführten und aus seiner Seitenwand (34') hervorstehenden Schaltbolzens (44) selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen (44) der Schlepphebel (20) an ihren äußeren Enden (46) über als Blattfedern ausgebildete Verbindungselemente (52) mit einem langgestreckten Verbindungsmittel (58) verbunden sind, das oberhalb der Schlepphebel (20) parallel zu der Nockenwelle (14) angeordnet und mittels eines Linearaktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelementes aus einer Ruhestellung (64) in eine Schaltstellung (68) längsverschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Zylinderkopf (4) des Verbrennungskolbenmotors an gehäusefesten Vorsprüngen (8) jeweils Anschlagflächen (10) ausgebildet sind, welche dicht benachbart zu jeweils einem Schaltbolzen (44) der schaltbaren Schlepphebel (20) angeordnet sind, wobei der Abstand (a) der Anschlagflächen (10) von der Außenseite der unmittelbar benachbarten Seitenwand (34') der Schlepphebel (20) im Bereich der Querbohrung (38) jeweils um einen Sicherheitsabschlag (s) kleiner ist als die axiale Länge (L) der Schaltbolzen (44) [a = L - s].Variable valve train (2) of a combustion piston engine with at least one functionally identical gas exchange valve per cylinder whose valve lift can be generated by at least one cam (16, 18) of a camshaft (14) and by means of a switchable cam follower (20) by an axial displacement of one in a transverse bore (38 ) guided and protruding from its side wall (34 ') switching pin (44) selectively switched off or to another Hubverlauf is switchable, wherein the shift pin (44) of the drag lever (20) at their outer ends (46) formed as leaf springs connecting elements (52 ) are connected to an elongated connecting means (58) which is arranged above the drag lever (20) parallel to the camshaft (14) and by means of a linear actuator against the restoring force of a spring element from a rest position (64) in a switching position (68) is longitudinally displaceable, characterized in that on the cylinder head (4) of Verbrennungsk Olbenmotors on housing-fixed projections (8) each stop surfaces (10) are formed, which are arranged adjacent to a respective switching pin (44) of the switchable rocker arms (20), wherein the distance (a) of the stop surfaces (10) from the outside of the directly adjacent side wall (34 ') of the drag levers (20) in the region of the transverse bore (38) in each case by a safety stop (s) is smaller than the axial length (L) of the shift pin (44) [a = L - s]. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) der Anschlagflächen (10) von der Außenseite der benachbarten Seitenwand (34') des zugeordneten Schlepphebels (20) im Bereich von dessen Querbohrung (38) jeweils um die Dicke (d) der Blattfedern (52) erhöht ist, wenn die Blattfedern (52) jeweils mit ihrem unteren Ende (56) lose an der äußeren Stirnwand (48) des zugeordneten Schaltbolzens (44) anliegen [a = L + d - s].Variable valve train after Claim 1 , characterized in that the distance (a) of the stop surfaces (10) from the outside of the adjacent side wall (34 ') of the associated drag lever (20) in the region of the transverse bore (38) respectively by the thickness (d) of the leaf springs (52 ) is increased when the leaf springs (52) each with its lower end (56) loosely abut the outer end wall (48) of the associated switching pin (44) [a = L + d - s]. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiteiligen Ausführung des Zylinderkopfes zumindest einige der Anschlagflächen (10) an Flanschvorsprüngen (8) eines Nockenwellenträgers (4) ausgebildet sind, die jeweils eine Montagebohrung zur Verschraubung mit dem Hauptteil des Zylinderkopfes aufweisen.Variable valve train after Claim 1 or 2 , characterized in that in a two-part embodiment of the cylinder head at least some of the stop surfaces (10) on Flanschvorsprüngen (8) of a cam carrier (4) are formed, each having a mounting hole for screwing to the main part of the cylinder head.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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