DE102018118232A1 - Actuators for variable adjustment of the compression of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression einer Brennkraftmaschine, mit einer Verstellwelle (3), die von einem Gehäuse (4) zumindest teilweise umfasst und gegenüber diesem zur Übertragung einer Stellbewegung in einem vorbestimmten Verstellbereich verdrehbar ist, wobei zur beidseitigen Begrenzung des Verstellbereichs Endanschläge (8, 15) am Gehäuse (4) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur mehrstufigen Anschlagdämpfung an zumindest einem Endanschlag (8, 15) im Kraftfluss zwischen Gehäuse (4) und Verstellwelle (3) Dämpfungsmittel (9) mit unterschiedlicher Steifigkeit im Verformungsweg (α) vorgesehen sind.The invention relates to an actuator system for variably adjusting the compression of an internal combustion engine, with an adjusting shaft (3) which is at least partially surrounded by a housing (4) and can be rotated relative to the latter in order to transmit an adjusting movement in a predetermined adjusting range, with the adjusting range being limited on both sides End stops (8, 15) are provided on the housing (4), characterized in that for multi-stage stop damping on at least one end stop (8, 15) in the force flow between the housing (4) and the adjusting shaft (3), damping means (9) with different stiffness in Deformation path (α) are provided.
Description
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.The invention relates to an actuator system for variable adjustment of the compression of an internal combustion engine according to the kind defined in the preamble of
Aus
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aktorik der vorgenannten Art mit einer einfach aufgebauten und kostengünstigen Anschlagdämpfung zur Begrenzung des Verstellbereichs vorzuschlagen.The invention is therefore based on the object of proposing an actuator system of the aforementioned type with a simply constructed and inexpensive stop damping to limit the adjustment range.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The object is achieved by the features of
Es wird eine Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Die Aktorik weist eine Verstellwelle auf, die von einem Gehäuse zumindest teilweise umfasst und gegenüber diesem zur Übertragung einer Stellbewegung in einem vorbestimmten Verstellbereich verdrehbar ist, wobei zur beidseitigen Begrenzung des Verstellbereichs Endanschläge am Gehäuse vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist eine Anschlagdämpfung nur in einer Vorzugsrichtung der Begrenzung des Verstellbereichs vorgesehen, in der bei der Verstellung die höhere Belastung am Endanschlag auftritt. Auf diese Weise wird bei einer beidseitigen Verstellbereichsbegrenzung kostengünstig nur eine einseitige Anschlagdämpfung an dem den Verstellbereich in der Vorzugsrichtung begrenzenden Endanschlag erreicht und werden so hohe Kollisionsmomente infolge hoher Verstellgeschwindigkeiten sicher vermieden.An actuator system for variable adjustment of the compression of an internal combustion engine is proposed. The actuator system has an adjustment shaft, which is at least partially encompassed by a housing and can be rotated relative to the latter in order to transmit an actuating movement in a predetermined adjustment range, end stops being provided on the housing to limit the adjustment range on both sides. According to the invention, stop damping is provided only in a preferred direction of the limitation of the adjustment range, in which the higher load occurs at the end stop during the adjustment. In this way, with an adjustment range limitation on both sides, only one-sided stop damping at the end stop that limits the adjustment range in the preferred direction is achieved inexpensively, and high collision moments due to high adjustment speeds are thus reliably avoided.
Bevorzugt ist dabei die Anschlagdämpfung an einem Endanschlag zur Begrenzung des Verstellbereichs der Verstellwelle in Richtung einer Verstellung zu niedrigerer Kompression hin ausgebildet.The stop damping is preferably formed on an end stop to limit the adjustment range of the adjustment shaft in the direction of adjustment to lower compression.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine mehrstufige Anschlagdämpfung mit unterschiedlicher Steifigkeit im Verformungsweg vorgesehen. Die gestufte Dämpfung erlaubt einen sanften Anschlag mit niedrigerer Steifigkeit im Nennbetrieb und ein Abfangen der Überlast mit höherer Steifigkeit. Auf diese Weise können die aus der Endanschlagkollision resultierenden Kräfte und der Verschleiß im Nennbetrieb reduziert werden. Bei Überlast ist es möglich, die Kräfte soweit zu vermindern, dass die Bauteile der Aktorik nicht deutlich höher belastet werden als im Nennbetrieb.In a further preferred embodiment of the invention, a multi-stage stop damping with different stiffness in the deformation path is provided. The stepped damping allows a gentle stop with lower stiffness in nominal operation and an interception with higher stiffness. In this way, the forces resulting from the end stop collision and the wear during nominal operation can be reduced. In the event of an overload, it is possible to reduce the forces to such an extent that the components of the actuator system are not subjected to significantly higher loads than in nominal operation.
Eine mehrstufige Anschlagdämpfung kann in besonders vorteilhafter Weise durch ein im Kraftfluss zwischen Gehäuse und Verstellwelle angeordnetes Dämpfungselement erreicht werden, das eine unterschiedlichen Steifigkeit im Verformungsweg aufweist. Bevorzugt ist dabei das Dämpfungselement derart ausgebildet, dass es bei der Verformung zumindest einen Sprung im Verlauf der Steifigkeit aufweist.A multi-stage stop damping can be achieved in a particularly advantageous manner by a damping element which is arranged in the power flow between the housing and the adjusting shaft and has a different stiffness in the deformation path. The damping element is preferably designed such that it has at least one jump in the course of the rigidity during the deformation.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Dämpfungselement zumindest teilweise in einer Aufnahme am Gehäuse angeordnet. Vorzugsweise ist es dabei in der Aufnahme quer zur Anschlagrichtung in zumindest einem Freiraum verformbar angeordnet. Der Freiraum kann auf besonders einfache Weise durch eine bestimmte Ausgestaltung des Dämpfungselements, insbesondere am Außenumfang, gebildet werden. Eine aufwendige Ausgestaltung der Aufnahme am Gehäuse wird so vermieden.In a further preferred embodiment of the invention, the damping element is at least partially arranged in a receptacle on the housing. It is preferably arranged deformably in the receptacle transversely to the stop direction in at least one free space. The free space can be formed in a particularly simple manner by a specific configuration of the damping element, in particular on the outer circumference. A complex design of the receptacle on the housing is avoided.
Es ist von Vorteil, wenn der in der Aufnahme gebildete Freiraum ein vorbestimmtes Volumen aufweist, das kleiner ist als das beim Anschlagen durch die Verformung des Dämpfungselements in Anschlagrichtung verdrängte Volumen. Mit der Aufnahme des bei der Verformung verdrängten Volumens im Freiraum wird ein besonders weicher Anschlag ermöglicht. Hierbei ist es möglich, die durch die Anschlagkollision entstehenden Kräfte durch das Dämpfungselement vollständig zu absorbieren. Auf diese Weise ist ein Anschlagen der Verstellwelle direkt am Gehäuse vermeidbar. Durch die Einstellung der Größe des Freiraums bzw. dessen Volumens ist auf einfache Weise eine Anpassung des Dämpfungselements an die Betriebs- und Einbaubedingungen erreichbar.It is advantageous if the free space formed in the receptacle has a predetermined volume which is smaller than the volume displaced in the stop direction by the deformation of the damping element when struck. The inclusion of the volume displaced during the deformation in the free space enables a particularly soft stop. It is possible here for the damping element to completely absorb the forces resulting from the collision. In this way, striking the adjusting shaft directly on the housing can be avoided. By adjusting the size of the free space or its volume, an adaptation of the damping element to the operating and installation conditions can be achieved in a simple manner.
Auf einfache Weise kann ein Freiraum zwischen Dämpfungselement und Aufnahme am Gehäuse gebildet werden, wenn am Außenumfang des Dämpfungselements eine oder mehrere Vertiefungen ausgebildet sind, die einen bzw. mehrere Spalte quer zur Anschlagrichtung in der Aufnahme bilden. Hierdurch wird beim Anschlagen eine Verformung des Dämpfungselements in der Aufnahme quer zur Anschlagrichtung in den Spalten ermöglicht. Die Variation der Anzahl der Vertiefungen bzw. der Spalte und die Variation des Spaltmaßes erlauben dabei eine einfache Anpassung der Größe des Freiraums bzw. des Volumens desselben.A space can easily be formed between the damping element and the receptacle on the housing if one or more depressions are provided on the outer circumference of the damping element are formed, which form one or more gaps transverse to the stop direction in the receptacle. This allows deformation of the damping element in the receptacle transverse to the stop direction in the gaps when struck. The variation in the number of depressions or the gaps and the variation in the gap dimension allow simple adjustment of the size of the free space or the volume of the same.
Eine einfache Befestigung des Dämpfungselements in der Aufnahme ist möglich, wenn es zur Halterung zumindest abschnittsweise in der Aufnahme anliegt. In besonders vorteilhafter Weise kann das Dämpfungselement mit zwischen den Vertiefungen am Außenumfang gebildeten Halteabschnitten in der Aufnahme am Gehäuse zur Halterung quer zur Anschlagrichtung angelegt sein.A simple attachment of the damping element in the receptacle is possible if it lies at least in sections in the receptacle for mounting. In a particularly advantageous manner, the damping element can be placed transversely to the stop direction with holding sections formed between the recesses on the outer circumference in the receptacle on the housing for holding purposes.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Aufnahme durch eine Vertiefung am Gehäuse gebildet.In a further preferred embodiment of the invention, the receptacle is formed by a recess on the housing.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Dämpfungselement in Anschlagrichtung mit einem anschlagseitigen Ende zum Anschlagen der Verstellwelle entsprechend einem vorbestimmten Verformungswinkel in Anschlagrichtung am Endanschlag am Gehäuse vorsteht, Dabei entspricht der Verformungswinkel einer Verformung bzw. dem Verformungsweg des Dämpfungselements in Anschlagrichtung bei einer Verdrehung der Verstellwelle mit dem vorbestimmten Winkel bis zum Anschlagen der Verstellwelle am Gehäuse.It is also advantageous if the damping element protrudes in the stop direction with a stop-side end for striking the adjusting shaft in accordance with a predetermined deformation angle in the stop direction on the end stop on the housing the predetermined angle until the adjustment shaft strikes the housing.
Bevorzugt weist der in der Aufnahme gebildete Freiraum ein Volumen auf, das kleiner ist als das beim Anschlagen entsprechend dem Verformungswinkel des Dämpfungselements verdrängte Volumen.The free space formed in the receptacle preferably has a volume which is smaller than the volume displaced when struck in accordance with the deformation angle of the damping element.
Eine einfache elastische Dämpfung kann mit einem aus Kunststoff oder aus Gummi hergestellten Dämpfungselement erreicht werden. Ein aus Gummi oder einem anderen Material mit hoher Druckfestigkeit und hohem Verformungsvermögen hergestelltes Dämpfungselement ist besonders gut zur mehrstufigen Anschlagdämpfung verwendbar.Simple elastic damping can be achieved with a damping element made of plastic or rubber. A damping element made of rubber or another material with high compressive strength and high deformability can be used particularly well for multi-stage cushioning.
Figurenlistelist of figures
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Einstellung der Kompression einer Brennkraftmaschine, -
2 eine geschnittene Ansicht der Aktorik, -
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus2 , -
4 ein Diagramm mit einer grafischen Darstellung.
-
1 an actuator system according to the invention for variable adjustment of the compression of an internal combustion engine, -
2 a sectional view of the actuators, -
3 an enlargedsection 2 . -
4 a diagram with a graphic representation.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die Verstellwelle
Am Endanschlag
Die Verstellwelle
Das Dämpfungselement
Beim Anschlagen der Verstellwelle
Die Vertiefungen
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die durch die Vertiefungen
Im Diagramm gemäß
Die Steifigkeit bzw. das Freivolumen der Spalte
In weiterhin besonders vorteilhafter Weise ist durch die zweistufige Dämpfung am Endanschlag
In der Aktorik wird ein von einem Elektromotor des Stellantriebs
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Stellantriebactuator
- 22
- Getriebetransmission
- 33
- Verstellwelleadjusting
- 44
- Gehäusecasing
- 55
- VerstellpleuelVerstellpleuel
- 66
- EndeThe End
- 77
- EndeThe End
- 88th
- Endanschlagend stop
- 99
- Dämpfungsmittel, DämpfungselementDamping means, damping element
- 1010
- Aufnahme, TascheRecording, bag
- 1111
- EndeThe End
- 1212
- Anschlag, AnschlagnaseStop, stop nose
- 1313
- Anschlagflächestop surface
- 1414
- Anschlagflächestop surface
- 1515
- Endanschlagend stop
- 1616
- EndeThe End
- 1717
- Freiraumfree space
- 1818
- Halteabschnittholding section
- 1919
- KurveCurve
- 2020
- KurveCurve
- 2121
- Stufestep
- 22 22
- Stufestep
- 2323
- Vertiefungdeepening
- αα
- Verformungsweg, VerformungswinkelDeformation path, Deformation angle
- αs α s
- Sprungstelle, VerformungswinkelJump point, deformation angle
- SS
- Spaltgap
- MM
- Drehmomenttorque
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 2463485 B1 [0002]EP 2463485 B1 [0002]
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DE102018118232.5A DE102018118232A1 (en) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | Actuators for variable adjustment of the compression of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102018118232.5A DE102018118232A1 (en) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | Actuators for variable adjustment of the compression of an internal combustion engine |
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DE102018118232A1 true DE102018118232A1 (en) | 2020-01-30 |
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DE102018118232.5A Withdrawn DE102018118232A1 (en) | 2018-07-27 | 2018-07-27 | Actuators for variable adjustment of the compression of an internal combustion engine |
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-
2018
- 2018-07-27 DE DE102018118232.5A patent/DE102018118232A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |