DE19606796A1 - Coupling levers to shaft in IC engine - Google Patents

Coupling levers to shaft in IC engine

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DE19606796A1
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Abstract

The coupling device has a coupling bolt (14) guided in a bore of the first lever and connected in the direction of the shaft (8) through a guide pin (20) of smaller diameter to a piston (24). The guide pin is guided in a bush (22) fixed in the bore. The hydraulic supply for operating the coupling bolt opens into a ring chamber (34) between the piston and bush. Where hydraulic fluid is supplied through the shaft into the bore (16) of the first lever (2) this lever has a channel (36) corresponding with the shaft and opening into the ring chamber. The channel runs parallel to the bore and has curved sections (36a,36b) directed towards the shaft and ring chamber. The spring (26) pretensioning the coupling bolt in the extending direction can be set with keyed engagement directly on the piston.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Koppeln eines auf einer Achse gelagerten Hebels einer Ventilbetätigung in einer Brennkraftmaschine, ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for coupling one on an axis stored lever of a valve actuation in an internal combustion engine, ge according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die DE 43 24 822 A1, bei der durch Koppeln oder Entkoppeln eines Schwinghebels einer Ventilbetätigung mit einem weiteren Schwinghebel verschiedene Ventilsteuerzeiten entsprechend der Nockenkonturen zweier unterschiedlicher Nocken auf einer Nockenwelle schaltbar sind. Die Anordnung ist dabei so, daß der koppelbare Schwinghe­ bel durch Federkraft entkoppelt ist und durch Zuführung eines Hydraulikflui­ ds hydraulisch betätigt in die Koppelstellung ausfahrbar ist.Such a device is shown in DE 43 24 822 A1, in which by coupling or decoupling a rocker arm of a valve actuation with a different rocker arm different valve timing according to the Cam contours of two different cams on one camshaft are switchable. The arrangement is such that the Schwinghe can be coupled bel is decoupled by spring force and by supplying a hydraulic fluid ds hydraulically operated in the coupling position is extendable.

Dient eine derartige Vorrichtung zum Abschalten von Zylindern bzw. zum Stillsetzen der Ventilbetätigung, so ist die vorbeschriebene Funktion umzu­ kehren, damit bei Stillstand der Brennkraftmaschine (kein anstehender Hy­ draulikdruck) die erforderliche Ventilbetätigung zum Starten der Brennkraft­ maschine gegeben ist. D. h., daß der Kupplungsbolzen durch Federkraft in die Kupplungsstellung belastet ist und durch die entgegenwirkende hydrau­ lische Betätigung in die Entkoppelstellung beaufschlagbar ist.Serves such a device for switching off cylinders or If the valve actuation is stopped, the function described above must be changed sweep so that when the engine is at a standstill (no Hy pressure) the valve actuation required to start the internal combustion engine machine is given. That is, that the coupling pin by spring force in the clutch position is loaded and by the counteracting hydrau Actuation in the decoupling position can be applied.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bei einer gegebenen Hydraulikfluidzuführung im Hebel derart auszubilden, daß bei Stillstand der Brennkraftmaschine die beiden Hebel zuverlässig gekop­ pelt sind.The object of the invention is to provide the device of the generic type to design a given hydraulic fluid supply in the lever such that when the engine is at a standstill, the two levers are reliably coupled pelt are.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die weiteren Patentansprüche. This object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention describe the other claims.  

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist sichergestellt, daß trotz der Bewegungsumkehr des Kupplungsbolzens dieser in baulich einfacher Weise, bevorzugt von der Achse aus mit Hydraulikfluid versorgbar ist. Dabei sind gegenüber der gattungsbildenden Vorrichtung nur geringe konstruktive Änderungen erforderlich.The measures according to the invention ensure that despite the Reversal of movement of the coupling bolt this in structurally easier Way, preferably from the axis with hydraulic fluid can be supplied. Here are only minor constructive compared to the generic device Changes required.

Die den Kupplungsbolzen in Ausfahrrichtung vorspannende Feder kann be­ vorzugt formschlüssig und unmittelbar auf den zusätzlichen Kolben wirkend angeordnet sein, womit eine stabile Lagerung bei den auftretenden Schwingbewegungen sichergestellt ist. Zur Erzielung einer zuverlässigen Funktion der hydraulischen Betätigung sind im Bereich der Feder und der Kupplungsbolzens Entlüftungskanäle im Hebel vorgesehen.The spring biasing the coupling pin in the extension direction can be preferably form-fitting and acting directly on the additional piston be arranged, so that a stable storage in the occurring Swinging movements is ensured. To achieve reliable Function of the hydraulic actuation are in the area of the spring and the Coupling pin ventilation channels provided in the lever.

Durch eine nachgiebige Verbindung zwischen Führungsstift und Kupplungs­ bolzen ist ferner sichergestellt, daß auch bei Zusammentreffen ungünstiger Toleranzen der Kupplungsbolzen verklemmfrei montierbar ist.Through a flexible connection between the guide pin and coupling Bolt is also ensured that even when encountered less favorable Tolerances of the coupling bolts can be installed without jamming.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt inTwo embodiments of the invention are described below with others Details explained in more detail. The schematic drawing shows in

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Koppeln mehrerer Schwing­ hebel einer Ventilbetätigung einer Hubkolben-Brennkraftmaschine; Figure 1 is a plan view of a device for coupling a plurality of rocking levers of a valve actuation of a reciprocating piston internal combustion engine.

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 durch einen der Schwinghebel mit der Vorrichtung zum Koppeln mit einem weiteren Schwinghebel; FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1 through one of the rocker arms with the device for coupling with another rocker arm;

Fig. 3 den Schwinghebel gemäß Fig. 2 mit innerer Hydraulikfluidzufuhr und einer nachgiebigen Verbindung zwischen Führungsstift und Kupp­ lungsbolzen, sowie Fig. 3, the rocker arm of FIG. 2 with internal hydraulic fluid supply and a flexible connection between the guide pin and hitch be bolt, and

Fig. 4 die nachgiebige Verbindung in vergrößerter Darstellung. Fig. 4 shows the flexible connection in an enlarged view.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ventilbetätigung bzw. Vorrichtung zeigt drei erste Hebel 2, die über eine noch zu beschreibende Vorrichtung über eine Traverse 4 mit zwei zweiten Hebeln bzw. Schwinghebeln 6 koppelbar sind. Die Schwinghebel 6 sind fest mit der Traverse 4 verbunden. Sämtliche Schwinghebel 2 und 6 sind auf einer in dem nicht dargestellten Zylinderkopf festgelegten Achse 8 schwenkbar gelagert. An den Gleitflächen 10 bzw. 12 der Schwinghebel 2, 6 laufen die Nocken einer nicht dargestellten Nocken­ welle zur Betätigung der Gaswechselventile an. Zur detailierteren Funktion einer derartigen Ventilbetätigung wird beispielsweise auf die auf die Anmel­ derin zurückgehende DE 43 24 822 A1 Bezug genommen.The valve actuation or device shown in FIGS . 1 and 2 shows three first levers 2 , which can be coupled to two second levers or rocking levers 6 via a crossbar 4 via a device to be described later. The rocker arms 6 are firmly connected to the cross member 4 . All rocker arms 2 and 6 are pivotally mounted on an axis 8 defined in the cylinder head, not shown. On the sliding surfaces 10 and 12 of the rocker arms 2 , 6 , the cams of a cam shaft, not shown, run to actuate the gas exchange valves. For a more detailed function of such a valve actuation, reference is made, for example, to DE 43 24 822 A1, which goes back to the applicant.

Die in den Schwinghebeln 2 vorgesehene Vorrichtung zum Koppeln der Schwinghebel 2 über die Traverse 4 mit dem Schwinghebeln 6 besteht aus einem zylindrischen Kupplungsbolzen 14, der verschiebbar in einer Bohrung 16 des Schwinghebels 2 geführt ist und der in seiner ausgefahrenen Positi­ on in eine korrespondierende Mitnahmebohrung 18 in der Traverse 4 ein­ fährt.The provided in the rocker arms 2 device for coupling the rocker arm 2 via the cross member 4 with the rocker arm 6 consists of a cylindrical coupling pin 14 which is slidably guided in a bore 16 of the rocker arm 2 and in its extended position in a corresponding driving hole 18th in the traverse 4 drives.

Der Kupplungsbolzen 14 ist mit einem im Durchmesser verringerten Füh­ rungsstift 20 verbunden, welcher Führungsstift 20 in einer Büchse 22 geführt ist. Die Büchse 22 ist durch Einpressen in der Bohrung 16 festgelegt.The coupling pin 14 is provided with a reduced diameter approximately Füh pin 20 is connected, which guide pin is guided in a sleeve 22 twentieth The sleeve 22 is fixed by pressing it into the bore 16 .

An den Führungsstift 20 angeformt ist ein Kolben 24, der über eine Feder 26 (Schraubendruckfeder) in die Ausfahrposition des Kupplungsbolzens 14 vorgespannt ist. Die Feder 26 ist einerseits an dem Bohrungsgrund 28 der Bohrung 16 und andererseits an dem Kolben 24 abgestützt. Dabei ist die Feder 26 formschlüssig über einen Vorsprung 30 am Bohrungsgrund und über eine Vertiefung 32 in dem Kolben 24 in einer gegenüber den Schwenk­ bewegungen des Schwinghebels 2 stabilen Lage gehalten.A piston 24 is molded onto the guide pin 20 and is biased into the extended position of the coupling bolt 14 by means of a spring 26 (helical compression spring). The spring 26 is supported on the one hand on the bottom 28 of the bore 16 and on the other hand on the piston 24 . The spring 26 is positively held over a projection 30 on the bottom of the bore and via a recess 32 in the piston 24 in a stable position relative to the pivoting movements of the rocker arm 2 .

Der zwischen der Büchse 22 und dem Kolben 24 befindliche Ringraum 34 ist über einen in den Schwinghebel 2 eingeformten Kanal 36 und über eine Ausnehmung 38 in der Achse 8 mit der zentrischen Bohrung 40 der Achse 8 in Verbindung. Dementsprechend kann unter Druck stehendes Hydraulik­ fluid, z. B. unter Druck stehendes Schmieröl der Brennkraftmaschine, über die Bohrung 40 in der Achse 8 und über die Ausnehmung 38 und den Kanal 36 in den Ringraum 34 geleitet werden, wobei durch entsprechende Druck­ beaufschlagung auf den Kolben 24 der Kupplungsbolzen 14 auf der Zeich­ nung nach links in die eingefahrene Position verstellbar ist. Der Kanal 36 ist dabei - wie aus der Zeichnung Fig. 2 ersichtlich - mit einem parallel zur Boh­ rung 16 verlaufenden Abschnitt und mit zwei zur Ausnehmung 38 bzw. zum Ringraum 34 gerichteten Krümmungsabschnitten 36a, 36b versehen. Der Kanal 36 wurde unmittelbar beim Gießen der aus Grauguß bestehenden Schwinghebel 2 in diese durch entsprechende Kerngestaltung eingegossen. The annular space 34 located between the sleeve 22 and the piston 24 is connected to the central bore 40 of the axis 8 via a channel 36 formed in the rocker arm 2 and via a recess 38 in the axis 8 . Accordingly, pressurized hydraulic fluid, e.g. B. pressurized lubricating oil of the internal combustion engine, via the bore 40 in the axis 8 and via the recess 38 and the channel 36 in the annular space 34 , with the appropriate pressure on the piston 24 of the coupling pin 14 on the undersigned is adjustable to the left in the retracted position. The channel 36 is - as can be seen from the drawing Fig. 2 - with a parallel to the drilling tion 16 portion and with two to the recess 38 or the annular space 34 directed curvature sections 36 a, 36 b. The channel 36 was cast into the rocker arm 2, which was made of gray cast iron, by casting it in the appropriate core design.

Die außerhalb der zwischen Kolben 24 und Büchse 22 gebildeten Ringrau­ mes 34 liegenden Abschnitte der Bohrung 16 sind mit Entlüftungskanälen 42, 44 versehen.The lying outside of the piston 24 and sleeve 22 formed Ringrau mes 34 sections of the bore 16 are provided with ventilation channels 42 , 44 .

Durch die dargestellte Anordnung der Feder 26 bzw. der Druckbeaufschla­ gung durch das Hydraulikfluid über den Kanal 36 ist sichergestellt, daß bei nicht vorliegendem Hydraulik- bzw. Schmieröldruck der Kupplungsbolzen 14 in die ausgefahrene Stellung verstellt und damit die Schwinghebel 2 mit der Traverse 4 bzw. den Schwinghebeln 6 gekuppelt sind.The illustrated arrangement of the spring 26 or the Druckbeaufschla supply by the hydraulic fluid via the channel 36 ensures that when the hydraulic or lubricating oil pressure is not present, the coupling pin 14 is adjusted to the extended position and thus the rocker arm 2 with the cross member 4 or the rocker arms 6 are coupled.

Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Schwinghebels 2, wobei nur die wesentlichen Unterschiede beschrieben sind. Fig. 3 shows a modified embodiment of the rocker arm 2, wherein only the main differences are described.

Dabei ist zunächst der Führungsstift 20′ mit einem zentralen Längskanal 50 versehen, der zu der Ausnehmung 38 in der Achse 8 offen ist und der über eine Querbohrung 52 in den Ringraum 34 des Schwinghebels 2′ mündet. Ferner ist der Führungsstift 20′ in einer zur Achse 8 offenen büchsenförmi­ gen Führung 54 zusätzlich geführt.Here, the guide pin 20 'is provided with a central longitudinal channel 50 which is open to the recess 38 in the axis 8 and which opens out via a transverse bore 52 in the annular space 34 of the rocker arm 2 '. Furthermore, the guide pin 20 'in an open to axis 8 büchsenörmi gene guide 54 is additionally guided.

Zwischen dem Führungsstift 20′ und dem Kupplungsbolzen 14′ ist eine radial nachgiebige Verbindung vorgesehen, mit einem federnden Stahlring 62, der in eine Ringnut 58 des Führungsstiftes 20′ und in eine Ringnut 60 in einer Bohrung 56 des Kupplungsbolzens 14′ eingreift. Die Ringnut 58 ist dabei so tief ausgeführt, daß beim Einführen des Führungsstiftes 20′ über eine stirn­ seitige konusförmige Anschrägung 64 in die im Durchmesser geringfügig größere Bohrung 56 des Kupplungsbolzen 14′ dieser in die Ringnut 58 voll einfedern kann und dann - bei Überdeckung mit der Ringnut 60 - auseinan­ derfedert und formschlüssig in beide Ringnuten 58, 60 eingreift. Die Tiefe der Ringnut 60 entspricht dabei etwa dem halben Querschnitt des Stahlringes 62. Damit sind montageeinfach der Führungsstift 20′ und der Kupplungsbol­ zen 14′ radial nachgiebig, axial jedoch nahezu spielfrei verbunden.Between the guide pin 20 'and the coupling pin 14 ' a radially flexible connection is provided with a resilient steel ring 62 which engages in an annular groove 58 of the guide pin 20 'and in an annular groove 60 in a bore 56 of the coupling pin 14 '. The annular groove 58 is so deep that when inserting the guide pin 20 'over a frontal conical bevel 64 in the slightly larger diameter bore 56 of the coupling pin 14 ' this can fully deflect into the annular groove 58 and then - when overlapping with the Ring groove 60 - spring-loaded and positively engages in both ring grooves 58 , 60 . The depth of the annular groove 60 corresponds approximately to half the cross section of the steel ring 62 . Thus, the guide pin 20 'and the coupling bolt zen 14 ' are radially flexible, but axially connected with almost no play.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Koppeln eines auf einer Achse gelagerten Hebels einer Ventilbetätigung in einer Brennkraftmaschine mit einem weiteren schwenkbar gelagerten Hebel, mit einem in einer Bohrung des ersten Hebels geführtem Kupplungsbolzen, der radial zur Achse verschiebbar in eine Mitnahmebohrung des weiteren Hebels einfahrbar ist, wobei der Kupplungsbolzen in der einen Richtung von einer in der Bohrung abge­ stützten Feder und in der anderen Richtung hydraulisch betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsbolzen (14) in Richtung zur Achse (8) über einen Führungsstift (20) geringeren Durchmessers mit ei­ nem Kolben (24) verbunden ist, daß der Führungsstift (20) in einer in der Bohrung (16) fest angeordneten Büchse (22) geführt ist und daß die hy­ draulische Versorgung zur Betätigung des Kupplungsbolzens (14) in ei­ nen Ringraum (34) zwischen Kolben (24) und Büchse (22) mündet.1.Device for coupling a lever of a valve actuation mounted on an axis in an internal combustion engine with a further pivotably mounted lever, with a coupling bolt guided in a bore of the first lever, which can be moved radially to the axis into a driving hole of the further lever, the Coupling pin can be actuated hydraulically in one direction by a spring supported in the bore and hydraulically in the other direction, characterized in that the coupling pin ( 14 ) in the direction of the axis ( 8 ) via a guide pin ( 20 ) of smaller diameter with a piston ( 24 ) is connected that the guide pin ( 20 ) in a bore ( 16 ) fixedly arranged bushing ( 22 ) and that the hy draulic supply for actuating the coupling pin ( 14 ) in an annular space ( 34 ) between pistons ( 24 ) and rifle ( 22 ) opens. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zuführung des Hydraulikfluids über die Achse (8) in die Bohrung (16) des Hebels (2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hebel (2) ein mit der Achse (8) korrespon­ dierender Kanal (36) vorgesehen ist, der in den besagten Ringraum (34) mündet.2. Device according to claim 1, wherein the supply of the hydraulic fluid via the axis ( 8 ) into the bore ( 16 ) of the lever ( 2 ), characterized in that in the lever ( 2 ) with the axis ( 8 ) correspon dender Channel ( 36 ) is provided which opens into said annular space ( 34 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (36) im wesentlichen parallel zur Bohrung (16) und mit zur Achse (8) und zum Ringraum (34) gerichteten Krümmungsabschnitten (36a, 36b) aus­ gebildet ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the channel ( 36 ) is formed substantially parallel to the bore ( 16 ) and with the axis ( 8 ) and the annular space ( 34 ) directed sections of curvature ( 36 a, 36 b). 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26) am Bohrungsgrund (28) der Bohrung (16) und an dem Kolben (24) abgestützt ist.4. Device according to claims 1-3, characterized in that the spring ( 26 ) is supported on the bottom of the bore ( 28 ) of the bore ( 16 ) and on the piston ( 24 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26) unter Vorspannung formschlüssig an einem Vorsprung (30) des Bohrungsgrundes (28) und in einer Vertiefung (32) des Kolbens (24) ge­ halten ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the spring ( 26 ) under bias is positively on a projection ( 30 ) of the bottom of the bore ( 28 ) and in a recess ( 32 ) of the piston ( 24 ) GE hold. 6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des zwischen Kolben (24) und Büchse (22) gebildeten Ringraumes (34) liegenden Abschnitte der Bohrung (16) mit Entlüftungskanälen (42, 44) versehen sind.6. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the outside of the piston ( 24 ) and sleeve ( 22 ) formed annular space ( 34 ) lying portions of the bore ( 16 ) are provided with ventilation channels ( 42 , 44 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zuführung des Hydraulikfluid über die Achse (8) in die Bohrung (16) des Hebels (2) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Führungsstift (20′) ein Längskanal (50) an­ geordnet ist, der über zumindest eine Querbohrung (52) in den Ringraum (34′) mündet.7. The device according to claim 1, wherein the supply of the hydraulic fluid via the axis ( 8 ) in the bore ( 16 ) of the lever ( 2 ), characterized in that in the guide pin ( 20 ') a longitudinal channel ( 50 ) is arranged , which opens into the annular space ( 34 ') via at least one transverse bore ( 52 ). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Füh­ rungsstift (20′) zusätzlich im Bereich der Achse (8) in einer zur Achse (8) offenen büchsenförmigen Führung (54) geführt ist.8. The device according to claim 7, characterized in that the Füh approximately pin ( 20 ') in the region of the axis ( 8 ) in an axis ( 8 ) open sleeve-shaped guide ( 54 ) is guided. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Kupplungsbolzen (14′) in radialer Richtung begrenzt nachgiebig mit dem Führungsstift (20′) ver­ bunden ist.9. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least the coupling bolt ( 14 ') is flexible in the radial direction with the guide pin ( 20 ') connected ver. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füh­ rungsstift (20′) in eine im Durchmesser größere Bohrung (56) des Kupp­ lungsbolzens (14′) einragt und mittels eines in Ringnuten (58, 60) des Führungsstiftes (20′) und der Bohrung (56) eingreifenden, federnden Ringes (62) in axialer Richtung formschlüssig gehalten ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the Füh approximately pin ( 20 ') protrudes into a larger diameter bore ( 56 ) of the hitch pin ( 14 ') and by means of an in annular grooves ( 58 , 60 ) of the guide pin ( 20 ' ) and the bore ( 56 ) engaging, resilient ring ( 62 ) is held positively in the axial direction. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bohrung (56) des Kupplungsbolzens (14′) an dessen Stirnseite (62) eine konusförmige Anschrägung (64) vorgesehen ist.11. The device according to claim 10, characterized in that a conical bevel ( 64 ) is provided on the bore ( 56 ) of the coupling bolt ( 14 ') on the end face ( 62 ) thereof.
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