EP0652353B1 - Device for operating the valves of an internal combustion engine - Google Patents

Device for operating the valves of an internal combustion engine Download PDF

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Publication number
EP0652353B1
EP0652353B1 EP94117071A EP94117071A EP0652353B1 EP 0652353 B1 EP0652353 B1 EP 0652353B1 EP 94117071 A EP94117071 A EP 94117071A EP 94117071 A EP94117071 A EP 94117071A EP 0652353 B1 EP0652353 B1 EP 0652353B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
indexing pin
switching pin
guide
pin
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP94117071A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0652353A1 (en
Inventor
Rolf Ohlendorf
Hans-Jürgen Dipl.-Ing. Strauber
Rainer Dipl.-Ing. Aust
Wolfgang Dipl.-Ing. Strobel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Benz AG, Mercedes Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
Publication of EP0652353A1 publication Critical patent/EP0652353A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0652353B1 publication Critical patent/EP0652353B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F01L1/267—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder with means for varying the timing or the lift of the valves

Definitions

  • the invention relates to a device for operating valves of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • EP 0 343 931 A1 discloses a device for operating intake and exhaust valves of an internal combustion engine, the device having a plurality of transmission elements for opening and closing the valves and cams for driving the transmission elements, in which guide bores are arranged which are mutually aligned . Shifting pins with two end faces, which are displaceable parallel to a shifting pin longitudinal axis, can be immersed in the guide holes, the shifting pins being able to be moved selectively between adjacent guide holes by means of an actuating device in order to separate or connect the transmission members.
  • a disadvantage of devices of the generic type is that because of the short switching times, a relatively large clearance between the wings of the switching pin and the guide bore is required in order to ensure the safe switching of the switching pin when the guide holes are aligned.
  • the big game results in the problem that the switching pins become jammed in the guide bores when the transmission links are coupled, whereby the load-bearing component of the switching pin is considerably reduced and the wear of the pairing of switching pin / guide bore is increased considerably due to the higher surface pressure becomes.
  • the relatively large play of the switching pins in the guide bores is the cause of disturbing working noises of the valve train.
  • valve overlap must be relatively large, which leads to an undesirably high proportion of burned working gas remaining in the cylinder at the end of the exhaust stroke (residual gas proportion).
  • the invention has for its object to provide a generic device so that a continued reliable switching of the switching pin with aligned guide holes a reduction in valve overlap and thus a reduction in the remaining combustion gas at the end of the exhaust stroke in the cylinder can be achieved.
  • one advantage of the device according to the invention is that the available switching time for the switching pin is lengthened somewhat by the barrel-shaped switching pin, since its switching begins shortly before the guide bores are exactly aligned can.
  • Another advantage of the device according to the invention is that with barrel-shaped design of the switching pin, less play with a consistently high reliability of switching the switching pin between switching pin and guide bore is possible than with cylindrical design of the switching pin. Due to the reduced play and the shorter switching times required, the valve overlap can be reduced, as a result of which the amount of combustion gas remaining in the cylinder at the end of the exhaust stroke is reduced.
  • a major advantage of the device according to the invention is that in the case of guide holes which are not aligned, their offset is compensated for by inclining the barrel-shaped bolt.
  • the contact pressure according to the invention is significantly reduced both by its barrel shape and by its small play, which results in less wear of the switching pin / guide bore pairing. Furthermore, a reduction in the working noise of the valve train is achieved with the switching pin according to the invention.
  • An advantage of the configuration according to the invention according to claim 2 is that even shorter switching times are possible due to the convergent section of the guide bore, the surface pressure of the switching pin remaining relatively small due to its abutment on the convergent section in relation to cylindrical switching pins and the play between switching pin and convergent portion of the pilot hole is eliminated.
  • a further, structurally simple embodiment of the device which is advantageous in terms of surface pressure and is simple according to the invention.
  • a line contact between the switching pin section and the convergent section of the guide bore is achieved, for example, according to Claims 3 and 4 when the switching pin is barrel-shaped and the convergent section of the guide bore which the switching pin strikes when connecting the transmission members has a truncated cone surface.
  • the switching pin then touches the guide bore in a circle in the load-free, switched state and in the switched state under load, in the case of a slightly tilted switching pin, the guide bore in an ellipse.
  • the device according to the invention can be used in all valve trains with couplable transmission elements, the coupling and decoupling of which is carried out by means of a displaceable switching bolt, for example also for valve trains with valve shutdown.
  • Fig. 1 shows in a known manner a plan view of an intake valve-side part of a cylinder head 1 of a multi-cylinder internal combustion engine, not shown, wherein in the cylinder head 1, two intake valves and two exhaust valves are mounted per cylinder, which are driven by a camshaft 2 arranged between them.
  • Each inlet valve 2 is associated with cams 3 and 4 on the camshaft 2, one cam 3 actuating a rocker arm 5 which directly drives the inlet valve 2, while the other cam 4 actuates a coupling lever 6 which can be coupled to the rocker arm 5.
  • Rollers R assigned to the cams 3 and 4 are rotatably mounted in the rocker arm 5 and the coupling lever 6.
  • Rocker arm 5 and coupling lever 6 serve as transmission elements for opening and closing the inlet valves 2 and are rotatably mounted on a common lever axis 7.
  • a spring plate secures the contact of the coupling lever 6 on the cam 4 even in the state decoupled from the rocker arm 5.
  • the coupling of rocker arm 5 and coupling lever 6 takes place by means of an actuating device 8, which acts as a coupling element barrel-shaped switching pin 9 is actuated, which is guided in a longitudinally displaceable manner in a guide bore 10 parallel to the lever axis 7 in the coupling lever 6.
  • the actuating device 8 comprises a spring 11 which loads the barrel-shaped switching pin 9 via a guide cup 12 which is guided in a longitudinally displaceable manner in a guide bore 13 in the rocker arm 5.
  • the guide bore 13 is in alignment with the two levers 5 and 6 on the respective base circle of the cams 3, 4 with the guide bore 10.
  • the switching pin 9 can be moved selectively between the adjacent guide bores 10 and 13.
  • the pressure control in the pressure chamber 15 takes place in a known manner via a longitudinal bore 16 in the lever axis 11, which is connected to the pressure chamber 15 via a transverse bore 17 in the coupling lever 6.
  • the longitudinal bore 16 is supplied with oil by an oil pump via a line together with a control valve.
  • rocker arm 5 and coupling lever 6 which also takes place in a known manner, takes place only at a specific speed of the internal combustion engine and only when the two guide bores 10 and 13 are exactly aligned.
  • the switching pin 9 has two end faces 18 and 19, a switching pin section 20 being connected to the front side 18 and a switching pin section 21 being connected to the front side 19. When viewed from the center of the switching pin, the switching pin section 21 tapers towards the end face 19.
  • the tapering of the switching pin section 21 described above ensures a reliable and smooth coupling and uncoupling process of the switching pin 9.
  • FIG. 2 to 4 show an enlarged section of the switching pin 9 together with guide bores 10 and 13 from FIG. 1 in a position of the switching pin 9 for decoupled rocker arm 5 and coupling lever 6 (FIG. 2), for rocker arm 5 and coupling lever 6 coupled together without load. Fig. 3) and for coupled rocker arm 5 and coupling lever 6 under load (Fig. 4).
  • Identical components from FIG. 1 are identified by the same reference symbols.
  • switching pin section 22 Between the switching pin sections 20 and 21 there is a switching pin section 22 with a diameter D, which is at the same time the maximum switching pin diameter.
  • the curvature of the switching pin section 22 is flatter than that of the switching pin sections 21 and / or 20.
  • a transition 23 between the switching pin sections 21 and 22 or 20 and 22 takes place continuously in the form of a convex outer contour of the transition 23.
  • the switching pin section 22 forms with the guide bores 10 and 13 a round fit with very little play, so that when the rocker arm 5 and coupling lever 6 are coupled together, only a very slight tilting of the switching pin 9 in the guide bores 10 and 13 takes place despite the high transmitted forces.
  • the diameter of the end face is approximately 80-100 ⁇ m smaller than the diameter of the guide bores 10, 13.
  • the largest diameter of the switching pin section 22, which forms the round fit to the guide bores 10, 13, is 1-60 ⁇ m smaller than the diameter of the guide bores 10, 13.
  • FIGS. 3 and 4. For a better illustration of the invention, a cylindrical switching pin 9b of the known type is shown in broken lines in FIGS. 3 and 4.
  • Fig. 3 shows the barrel-shaped switching pin for coupled rocker arm 5 and coupling lever 6 without power transmission via the switching pin 9 (9b), that is, immediately after coupling.
  • the switching pin 9 (9b) is still aligned parallel to its longitudinal axis in the guide bores 10, 13.
  • Fig. 4 shows the barrel-shaped switching pin analogous to Fig. 3, but for a connection of the transmission elements under load. It can be seen that the switching pin 9 (9b) is tilted in the guide bores 10, 13 and the force transmission takes place via contact surfaces 46, 47 of the switching pin 9, or contact surfaces 48, 49 of the switching pin 9b. To illustrate the facts, the game between the switching pin 9 and the guide bores 10, 13 is drawn larger than it corresponds to the scale. The same reference numerals are used for the same components from FIGS. 2 and 3.
  • the play between guide bores 10, 13 and cylindrical switching pin 9b is the same over its entire length, whereas the play of barrel-shaped switching pin 9 is only in the region of the circumferential edges of its two end faces 18, 19 in the order of magnitude of the play of cylindrical Shift pin 9b is located and decreases towards the middle of the shift pin. Therefore, the cylindrical switching pin 9b can tilt much more than the barrel-shaped switching pin 9. In the middle of the switching pin, the switching pin 9 has a largest diameter D, the play of which to the guide bores 10, 13 is in the range of about 1 - 30 ⁇ m compared to about 80 - 100 ⁇ m for the cylindrical switching pin 9b.
  • the surface pressure between the barrel-shaped switching pin 9 and the guide bores 10, 13 is much lower than the surface pressure between the cylindrical switching pin 9b and the guide bores 10, 13 with the relatively long lever arm b of the force twin, simply because of the shorter lever a between the force twin F a F b .
  • the contact surfaces 46, 47 of the switching pin 9 in the form of two barrel jacket sections are more favorable in terms of wear than the contact surfaces 48, 49 in the region of the peripheral edges of the switching pin 9b.
  • FIG. 5 shows, in a second exemplary embodiment, a section of a device for actuating intake and exhaust valves analogous to FIG. 2, but with three rocker arms 24, 25 and 26 for opening and closing the valves, the rocker arms 24, 25 and 26 can be mutually coupled and uncoupled by means of two switching bolts 27 and 28 and an actuating device 29.
  • the switching pin 27 is guided in a guide bore 30 which is open in the direction of the second rocker arm 25 and extends parallel to a rocker arm axis 31.
  • the second rocker arm 25 has a guide bore 32 in which the barrel-shaped switching pin 28 is guided, which likewise extends parallel to the rocker arm axis 31 and which is in alignment with the guide bore 30 in the position shown.
  • the actuating device 29 comprises an actuating piston 34 which is pressed against the switching pin 28 by a spring 35.
  • an oil space 36 together with the control opening 37 is formed on the side of the actuating piston 34 facing away from the switching pin 28.
  • a second oil chamber 38 together with control opening 39 is located on the side of the switching bolt 27 facing away from the switching pin 28.
  • the switching pin 27 has an end face 40 facing the switching pin 28, to which is connected a switching pin section 41 which, viewed from the center of the switching pin of the switching pin 27, tapers towards the front side 40.
  • the switching pin 28 has an end face 42 facing the actuating piston 34, to which is connected a switching pin section 43 which, viewed from the center of the switching pin of the switching pin 28, tapers towards the end face 42.
  • the switching pin 27 has, for better guidance and sealing, a cylindrical switching pin section 44.
  • the surface 45 of the switching pin 28 is convex (barrel-shaped).
  • the switching pins 27 and 28 are displaced such that the switching pins 27, 28 are located in their associated, mutually facing end regions of adjacent guide bores 30, 32 and 32, 33 ( analogous to Fig. 3).
  • FIG. 6 shows, in a third exemplary embodiment, a barrel-shaped switching pin 9a and a guide bore 50 with a section 51 converging in the immersion direction of the switching pin 9a, on which the switching pin 9a can be struck when the transmission elements are connected.
  • the guide bore 50 converges over its entire length and has the shape of a truncated cone surface.
  • To the right of the switching pin 9a there is a hydraulic piston 52 which presses the switching pin 9a to the left against the force of the spring 11 'when the rocker arm 5 and the coupling lever 6 are decoupled.
  • the switching pin 9a has a spring receptacle 53 for receiving the spring 11 ', which, unlike described in FIG. 1, but known in principle, presses the switching pin 9a in the direction of the coupling lever 6 when the rocker arm 5 and the coupling lever 6 are coupled.
  • the same components from FIGS. 1 to 5 are designated with the same reference numerals.
  • the switching pin 9a touches the convergent guide bore 50 in FIG. 6 along a circle, which is indicated by the points L 1 .
  • FIG. 7 shows the switching pin 9a from FIG. 6 during power transmission between the rocker arm 5 and the coupling lever 6 via the switching pin 9a.
  • the same components from FIGS. 1 to 6 are designated with the same reference numerals. It can be seen that, despite slight twisting of the switching pin 9a, there is a line contact along an ellipse in the frustoconical guide hole 50, as a result of which the surface pressure, as already explained above, is substantially reduced. The ellipse is indicated by the points L 2 .
  • the switching pin according to the invention can of course also be used for designs in which the switching pin can be immersed with an end face in each case in an adjacent guide bore.
  • a truncated cone-shaped switching pin forms a non-self-locking pair of cones with the guide holes.
  • the truncated cone-shaped switching pin is actuated, for example, with an actuating device analogous to FIG. 6.
  • the surface pressure between the switching pin and the associated guide hole is very low due to the large supporting surface of the truncated-cone-shaped switching pin. Due to the lack of play, the noise development of the valve train is also significantly reduced in this embodiment.
  • a non-self-locking cone pairing is used in order to enable the coupling of rocker arm 5 / coupling lever 6 to be released easily at any time given the short switching times available.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betreiben von Ventilen einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for operating valves of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 0 343 931 A1 ist eine Vorrichtung zum Betreiben von Ein -und Auslaßventilen einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Vorrichtung mehrere Übertragungsglieder zum Öffnen und Schließen der Ventile und Nocken zum Antrieb der Übertragungsglieder aufweist, in denen wechselseitig in Flucht zu bringende Führungsbohrungen angeordnet sind. In den Führungsbohrungen sind parallel zu einer Schaltbolzenlängsachse verschiebliche Schaltbolzen mit zwei Stirnseiten eintauchbar, wobei die Schaltbolzen zur Trennung oder Verbindung der Übertragungsglieder mittels einer Betätigungseinrichtung selektiv zwischen benachbarten Führungsbohrungen bewegbar sind.EP 0 343 931 A1 discloses a device for operating intake and exhaust valves of an internal combustion engine, the device having a plurality of transmission elements for opening and closing the valves and cams for driving the transmission elements, in which guide bores are arranged which are mutually aligned . Shifting pins with two end faces, which are displaceable parallel to a shifting pin longitudinal axis, can be immersed in the guide holes, the shifting pins being able to be moved selectively between adjacent guide holes by means of an actuating device in order to separate or connect the transmission members.

Zum allgemeinen Hintergrund wird noch auf die Druckschriften DE 42 21 134 C1, EP 0 265 281 B1 und EP 0 293 209 B1 verwiesen.For general background, reference is also made to the publications DE 42 21 134 C1, EP 0 265 281 B1 and EP 0 293 209 B1.

Ein Nachteil von Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art liegt darin, daß wegen der kurzen Schaltzeiten ein relativ großes Spiel zwischen den Tragflächen von Schaltbolzen und Führungsbohrung benötigt wird, um die sichere Schaltung des Schaltbolzens bei fluchtenden Führungsbohrungen zu gewährleisten. Aus dem großen Spiel resultiert das Problem, daß sich die Schaltbolzen bei zusammengekoppelten Übertragungsgliedern in den Führungsbohrungen verkanten, wodurch der Traganteil des Schaltbolzens erheblich verringert und durch die höhere Flächenpressung der Verschleiß der Paarung Schaltbolzen/Führungsbohrung wesentlich erhöht wird. Ferner ist u.a. das relativ große Spiel der Schaltbolzen in den Führungsbohrungen Ursache für störende Arbeitsgeräusche des Ventiltriebs.A disadvantage of devices of the generic type is that because of the short switching times, a relatively large clearance between the wings of the switching pin and the guide bore is required in order to ensure the safe switching of the switching pin when the guide holes are aligned. The big game results in the problem that the switching pins become jammed in the guide bores when the transmission links are coupled, whereby the load-bearing component of the switching pin is considerably reduced and the wear of the pairing of switching pin / guide bore is increased considerably due to the higher surface pressure becomes. Furthermore, the relatively large play of the switching pins in the guide bores is the cause of disturbing working noises of the valve train.

Ein weiterer Nachteil von gattungsgemäßen Vorrichtungen liegt darin, daß aufgrund des großen Spieles die Ventilüberschneidung verhältnismäßig groß sein muß, was zu einem unerwünscht hohen Anteil von im Zylinder verbleibendem, verbranntem Arbeitsgas am Ende des Auslaßtaktes (Restgasanteil) führt.Another disadvantage of generic devices is that due to the large play, the valve overlap must be relatively large, which leads to an undesirably high proportion of burned working gas remaining in the cylinder at the end of the exhaust stroke (residual gas proportion).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß bei einer weiterhin zuverlässigen Schaltung des Schaltbolzens bei fluchtenden Führungsbohrungen eine Verringerung der Ventilüberschneidung und damit eine Verringerung des am Ende des Auslaßtaktes im Zylinder verbleibenden, verbrannten Arbeitsgases erreichbar ist.The invention has for its object to provide a generic device so that a continued reliable switching of the switching pin with aligned guide holes a reduction in valve overlap and thus a reduction in the remaining combustion gas at the end of the exhaust stroke in the cylinder can be achieved.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Durch die sehr kurzen zur Verfügung stehenden Schaltzeiten im Bereich von wenigen Millisekunden liegt ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß durch den tonnenförmigen Schaltbolzen die zur Verfügung stehende Schaltzeit für den Schaltbolzen etwas verlängert wird, da dessen Schaltung bereits kurz vor dem exakten Fluchten der Führungsbohrungen beginnen kann.Due to the very short switching times available in the range of a few milliseconds, one advantage of the device according to the invention is that the available switching time for the switching pin is lengthened somewhat by the barrel-shaped switching pin, since its switching begins shortly before the guide bores are exactly aligned can.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß bei tonnenförmiger Ausführung des Schaltbolzens ein geringeres Spiel bei gleichbleibend hoher Zuverlässigkeit der Schaltung des Schaltbolzens zwischen Schaltbolzen und Führungsbohrung möglich ist, als bei zylinderförmiger Ausführung des Schaltbolzens. Durch das geringere Spiel und die kürzeren benötigten Schaltzeiten kann die Ventilüberschneidung verringert werden, wodurch die am Ende des Auslaßtaktes im Zylinder verbleibende Menge verbrannten Arbeitsgases reduziert wird.Another advantage of the device according to the invention is that with barrel-shaped design of the switching pin, less play with a consistently high reliability of switching the switching pin between switching pin and guide bore is possible than with cylindrical design of the switching pin. Due to the reduced play and the shorter switching times required, the valve overlap can be reduced, as a result of which the amount of combustion gas remaining in the cylinder at the end of the exhaust stroke is reduced.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß bei nicht fluchtenden Führungslöchern deren Versatz durch Schrägstellung des tonnenförmigen Bolzens ausgeglichen wird.A major advantage of the device according to the invention is that in the case of guide holes which are not aligned, their offset is compensated for by inclining the barrel-shaped bolt.

Desweiteren wird durch den erfindungsgemäßen Schaltbolzen die Flächenpressung sowohl durch dessen Tonnenform als auch durch dessen geringes Spiel wesentlich verringert, wodurch ein geringerer Verschleiß der Paarung Schaltbolzen/Führungsbohrung erfolgt. Ferner wird mit dem erfindungsgemäßen Schaltbolzen eine Reduzierung des Arbeitsgeräusches des Ventiltriebes erreicht.Furthermore, the contact pressure according to the invention is significantly reduced both by its barrel shape and by its small play, which results in less wear of the switching pin / guide bore pairing. Furthermore, a reduction in the working noise of the valve train is achieved with the switching pin according to the invention.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach Anspruch 2 liegt darin, daß durch den konvergenten Abschnitt der Führungsbohrung noch kürzere Schaltzeiten möglich sind, wobei die Flächenpressung des Schaltbolzens durch dessen Anschlag an dem konvergenten Abschnitt im Verhältnis zu zylinderförmigen Schaltbolzen relativ gering bleibt und das Spiel zwischen Schaltbolzen und konvergentem Abschnitt der Führungsbohrung eliminiert wird.An advantage of the configuration according to the invention according to claim 2 is that even shorter switching times are possible due to the convergent section of the guide bore, the surface pressure of the switching pin remaining relatively small due to its abutment on the convergent section in relation to cylindrical switching pins and the play between switching pin and convergent portion of the pilot hole is eliminated.

Eine weitere, hinsichtlich der Flächenpressung vorteilhafte und baulich einfache Ausgestaltung der Vorrichtung erfolgt erfindungsgemäß nach Anspruch 3. Eine Linienberührung zwischen Schaltbolzenabschnitt und dem konvergenten Abschnitt der Führungsbohrung wird beispielsweise gemäß Anspruch 3 und 4 erreicht, wenn der Schaltbolzen tonnenförmig und der konvergente Abschnitt der Führungsbohrung, an den der Schaltbolzen bei der Verbindung der Übertragungsglieder anschlägt, eine Kegelstumpfmantelfläche aufweist. Der Schaltbolzen berührt dann im lastfreien, geschalteten Zustand die Führungsbohrung in einem Kreis und im geschalteten Zustand unter Last, bei leicht verkantetem Schaltbolzen, die Führungsbohrung in einer Ellipse.A further, structurally simple embodiment of the device which is advantageous in terms of surface pressure and is simple according to the invention. A line contact between the switching pin section and the convergent section of the guide bore is achieved, for example, according to Claims 3 and 4 when the switching pin is barrel-shaped and the convergent section of the guide bore which the switching pin strikes when connecting the transmission members has a truncated cone surface. The switching pin then touches the guide bore in a circle in the load-free, switched state and in the switched state under load, in the case of a slightly tilted switching pin, the guide bore in an ellipse.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bei allen Ventiltrieben mit koppelbaren Übertragungsgliedern verwendbar, deren Kopplung und Entkopplung mittels eines verschieblichen Schaltbolzens erfolgt, so beispielsweise auch bei Ventiltrieben mit Ventilabschaltung.The device according to the invention can be used in all valve trains with couplable transmission elements, the coupling and decoupling of which is carried out by means of a displaceable switching bolt, for example also for valve trains with valve shutdown.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor.Further advantages and refinements of the invention emerge from the description.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand dreier Ausführungsbeispiele dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
in einem ersten Ausführungsbeispiel eine Draufsicht eines Zylinderkopfes einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit Einlaß -und Auslaßventilen und mit einer Nockenwelle nebst als Kipphebel und Koppelhebel ausgebildeten Übertragungsgliedern zum Öffnen und Schließen der Ventile, wobei eine Kopplung oder Entkopplung der Übertragungsglieder über eine Betätigungseinrichtung mit Hilfe eines verschiebbaren tonnenförmigen Schaltbolzens erfolgt,
Fig. 2
einen vergrößerten Ausschnitt des tonnenförmigen Schaltbolzens nebst Führungsbohrungen aus Fig. 1 in einer Stellung des Schaltbolzens für entkoppelten Kipphebel und Koppelhebel,
Fig. 3
einen vergrößerten Ausschnitt des Schaltbolzens nebst Führungsbohrungen aus Fig. 1 in einer Stellung des tonnenförmigen Schaltbolzens für zusammengekoppelten Kipphebel und Koppelhebel ohne Kraftübertragung über den Schaltbolzen,
Fig. 4
den Schaltbolzen aus Fig. 3 bei Kraftübertragung zwischen dem Kipphebel und dem Koppelhebel über den Schaltbolzen,
Fig. 5
in einem zweiten Ausführungsbeispiel einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zur Betätigung von Ein -und Auslaßventilen analog zum ersten Ausführungsbeispiel, jedoch mit drei Kipphebeln zum Öffnen und Schließen der Ventile, wodie Kipphebel wechselseitig mittels zweier Schaltbolzen und einer Betätigungseinrichtung koppelbar und entkoppelbar sind,
Fig. 6
in einem dritten Ausführungsbeispiel einen tonnenförmigen Schaltbolzen und eine Führungsbohrung mit einem in Eintauchrichtung des Schaltbolzens konvergenten Abschnitt, an dem der Schaltbolzen bei der Verbindung der Übertragungsglieder anschlagbar ist, ohne Kraftübertragung zwischen Kipphebel und Koppelhebel über den Schaltbolzen und
Fig. 7
den Schaltbolzen aus Fig. 6 bei Kraftübertragung zwischen dem Kipphebel und dem Koppelhebel über den Schaltbolzen.
The invention is illustrated in the drawings using three exemplary embodiments and is explained in more detail below. Show it:
Fig. 1
In a first embodiment, a top view of a cylinder head of a multi-cylinder internal combustion engine with intake and exhaust valves and with a camshaft together with rocker arms and coupling levers designed to open and close the valves, with a coupling or decoupling of the transmission members via an actuating device with the aid of a displaceable barrel-shaped Switching pin takes place,
Fig. 2
2 shows an enlarged section of the barrel-shaped switching pin and guide bores from FIG. 1 in a position of the switching pin for decoupled rocker arm and coupling lever,
Fig. 3
2 shows an enlarged section of the shift pin and guide bores from FIG. 1 in a position of the barrel-shaped shift pin for coupled rocker arms and coupling levers without power transmission via the shift pin,
Fig. 4
3 in the case of power transmission between the rocker arm and the coupling lever via the switching bolt,
Fig. 5
in a second exemplary embodiment, a section of a device for actuating inlet and outlet valves analogous to the first exemplary embodiment, but with three rocker arms for opening and closing the valves Rocker arms can be mutually coupled and uncoupled by means of two switching bolts and an actuating device,
Fig. 6
In a third embodiment, a barrel-shaped switching pin and a guide bore with a convergent in the immersion direction of the switching pin, on which the switching pin can be struck when connecting the transmission members, without power transmission between the rocker arm and coupling lever via the switching pin and
Fig. 7
the shift pin of Fig. 6 in power transmission between the rocker arm and the coupling lever on the shift pin.

Fig. 1 zeigt in prinzipiell bekannter Weise eine Draufsicht eines einlaßventilseitigen Teiles eines Zylinderkopfes 1 einer nicht näher dargestellten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, wobei in dem Zylinderkopf 1 pro Zylinder zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile gelagert sind, die von einer zwischen ihnen angeordneten Nockenwelle 2 angetrieben werden.Fig. 1 shows in a known manner a plan view of an intake valve-side part of a cylinder head 1 of a multi-cylinder internal combustion engine, not shown, wherein in the cylinder head 1, two intake valves and two exhaust valves are mounted per cylinder, which are driven by a camshaft 2 arranged between them.

Jedem Einlaßventil 2 sind Nocken 3 und 4 auf der Nockenwelle 2 zugeordnet, wobei die eine Nocke 3 einen Kipphebel 5 betätigt, der unmittelbar das Einlaßventil 2 antreibt, während die andere Nocke 4 einen mit dem Kipphebel 5 koppelbaren Koppelhebel 6 betätigt. Im Kipphebel 5 bzw. dem Koppelhebel 6 sind den Nocken 3 bzw. 4 zugeordnete Rollen R drehbar gelagert.Each inlet valve 2 is associated with cams 3 and 4 on the camshaft 2, one cam 3 actuating a rocker arm 5 which directly drives the inlet valve 2, while the other cam 4 actuates a coupling lever 6 which can be coupled to the rocker arm 5. Rollers R assigned to the cams 3 and 4 are rotatably mounted in the rocker arm 5 and the coupling lever 6.

Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 dienen als Übertragungsglieder zum Öffnen und Schließen der Einlaßventile 2 und sind auf einer gemeinsamen Hebelachse 7 drehbar gelagert. Ein Federteller sichert die Anlage des Koppelhebels 6 am Nocken 4 auch im vom Kipphebel 5 entkoppelten Zustand.Rocker arm 5 and coupling lever 6 serve as transmission elements for opening and closing the inlet valves 2 and are rotatably mounted on a common lever axis 7. A spring plate secures the contact of the coupling lever 6 on the cam 4 even in the state decoupled from the rocker arm 5.

Die Kopplung von Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 erfolgt mittels einer Betätigungseinrichtung 8, die einen als Koppelelement wirkenden tonnenförmigen Schaltbolzen 9 betätigt, der in einer zur Hebelachse 7 parallelen Führungsbohrung 10 im Koppelhebel 6 längsverschieblich geführt ist. Die Betätigungseinrichtung 8 umfaßt einer Feder 11, die den tonnenförmigen Schaltbolzen 9 über eine Führungstasse 12 belastet, die in einer Führungsbohrung 13 im Kipphebel 5 längsverschieblich geführt ist. Die Führungsbohrung 13 fluchtet bei Anlage der beiden Hebel 5 und 6 am jeweiligen Grundkreis der Nocken 3, 4 mit der Führungsbohrung 10.The coupling of rocker arm 5 and coupling lever 6 takes place by means of an actuating device 8, which acts as a coupling element barrel-shaped switching pin 9 is actuated, which is guided in a longitudinally displaceable manner in a guide bore 10 parallel to the lever axis 7 in the coupling lever 6. The actuating device 8 comprises a spring 11 which loads the barrel-shaped switching pin 9 via a guide cup 12 which is guided in a longitudinally displaceable manner in a guide bore 13 in the rocker arm 5. The guide bore 13 is in alignment with the two levers 5 and 6 on the respective base circle of the cams 3, 4 with the guide bore 10.

Zur Trennung oder Verbindung der Übertragungsglieder (Kipphebel 5, Koppelhebel 6) mittels der Betätigungseinrichtung 8 ist der Schaltbolzen 9 selektiv zwischen den benachbarten Führungsbohrungen 10 und 13 bewegbar.To separate or connect the transmission elements (rocker arm 5, coupling lever 6) by means of the actuating device 8, the switching pin 9 can be moved selectively between the adjacent guide bores 10 and 13.

Im entkoppelten Zustand von Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 drückt die Feder 11 den Schaltbolzen 9 gegen einen Anschlag 14 auf seiner dem Betätigungshebel 5 abgewandten Seite, so daß er mit der Berührungsebene zwischen Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 abschließt und nicht in die Führungsbohrung 13 hineinragt. Zur Kopplung von Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 wird in einem Druckraum 15 auf der dem Betätigungshebel 5 abgewandten Seite des Schaltbolzens 9 ein Öldruck erzeugt, der den Schaltbolzen 9 gegen die Kraft der Feder 11 teilweise in die Führungsbohrung 13 des Betätigungshebels 5 schiebt und so die beiden Hebel 5 und 6 drehfest miteinander koppelt. Da die Nockenerhebung der dem Koppelhebel 6 zugeordneten Nocke 4 größer ist als die Nockenerhebung der dem Kipphebel 5 zugeordneten Nocke 7, wird die Ventilerhebungskurve des Einlaßventiles nunmehr durch die Nocke 4 bestimmt.In the decoupled state of rocker arm 5 and coupling lever 6, the spring 11 presses the switching pin 9 against a stop 14 on its side facing away from the actuating lever 5, so that it closes with the plane of contact between rocker arm 5 and coupling lever 6 and does not protrude into the guide bore 13. For coupling the rocker arm 5 and the coupling lever 6, an oil pressure is generated in a pressure chamber 15 on the side of the switching bolt 9 facing away from the actuating lever 5, which pushes the switching bolt 9 partially into the guide bore 13 of the actuating lever 5 against the force of the spring 11, and thus the two Levers 5 and 6 are non-rotatably coupled. Since the cam elevation of the cam 4 assigned to the coupling lever 6 is greater than the cam elevation of the cam 7 assigned to the rocker arm 5, the valve lift curve of the intake valve is now determined by the cam 4.

Die Drucksteuerung im Druckraum 15 erfolgt in bekannter Weise über eine Längsbohrung 16 in der Hebelachse 11, die über eine Querbohrung 17 im Koppelhebel 6 mit dem Druckraum 15 verbunden ist. Die Längsbohrung 16 wird von einer Ölpumpe über eine Leitung nebst Steuerventil mit Öl versorgt.The pressure control in the pressure chamber 15 takes place in a known manner via a longitudinal bore 16 in the lever axis 11, which is connected to the pressure chamber 15 via a transverse bore 17 in the coupling lever 6. The longitudinal bore 16 is supplied with oil by an oil pump via a line together with a control valve.

Der ebenfalls in bekannter Weise erfolgende Ankoppelvorgang zwischen Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 erfolgt nur bei einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine und nur dann, wenn die beiden Führungsbohrungen 10 und 13 exakt fluchten.The coupling process between rocker arm 5 and coupling lever 6, which also takes place in a known manner, takes place only at a specific speed of the internal combustion engine and only when the two guide bores 10 and 13 are exactly aligned.

Der Schaltbolzen 9 besitzt zwei Stirnseiten 18 und 19, wobei sich an die Stirnseite 18 ein Schaltbolzenabschnitt 20 und an die Stirnseite 19 ein Schaltbolzenabschnitt 21 anschließt. Von der Schaltbolzenmitte aus betrachtet verjüngt sich der Schaltbolzenabschnitt 21 zur Stirnseite 19 hin.The switching pin 9 has two end faces 18 and 19, a switching pin section 20 being connected to the front side 18 and a switching pin section 21 being connected to the front side 19. When viewed from the center of the switching pin, the switching pin section 21 tapers towards the end face 19.

Durch die oben beschriebene Verjüngung des Schaltbolzenabschnittes 21 wird ein zuverlässiger und leichtgängiger Ein -und Auskuppelvorgang des Schaltbolzens 9 sichergestellt.The tapering of the switching pin section 21 described above ensures a reliable and smooth coupling and uncoupling process of the switching pin 9.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen einen vergrößerten Ausschnitt des Schaltbolzens 9 nebst Führungsbohrungen 10 und 13 aus Fig. 1 in einer Stellung des Schaltbolzens 9 für entkoppelten Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 (Fig. 2), für lastfrei zusammengekoppelten Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 (Fig. 3) und für zusammengekoppelten Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 unter Last (Fig. 4). Gleiche Bauteile aus den Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.2 to 4 show an enlarged section of the switching pin 9 together with guide bores 10 and 13 from FIG. 1 in a position of the switching pin 9 for decoupled rocker arm 5 and coupling lever 6 (FIG. 2), for rocker arm 5 and coupling lever 6 coupled together without load. Fig. 3) and for coupled rocker arm 5 and coupling lever 6 under load (Fig. 4). Identical components from FIG. 1 are identified by the same reference symbols.

Zwischen den Schaltbolzenabschnitten 20 und 21 befindet sich ein Schaltbolzenabschnitt 22 mit einem Durchmesser D, der gleichzeitig maximaler Schaltbolzendurchmesser ist. Die Krümmung des Schaltbolzenabschnittes 22 ist flacher als die der Schaltbolzenabschnitte 21 und/oder 20. Ein Übergang 23 zwischen den Schaltbolzenabschnitten 21 und 22 bzw. 20 und 22 erfolgt kontinuierlich in Form einer konvexen Außenkontur des Übergangs 23.Between the switching pin sections 20 and 21 there is a switching pin section 22 with a diameter D, which is at the same time the maximum switching pin diameter. The curvature of the switching pin section 22 is flatter than that of the switching pin sections 21 and / or 20. A transition 23 between the switching pin sections 21 and 22 or 20 and 22 takes place continuously in the form of a convex outer contour of the transition 23.

Der Schaltbolzenabschnitt 22 bildet mit den Führungsbohrungen 10 und 13 eine Rundpassung mit sehr geringem Spiel, so daß bei zusammengekoppeltem Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 trotz der hohen übertragenen Kräfte nur ein sehr geringes Verkanten des Schaltbolzens 9 in den Führungsbohrungen 10 und 13 stattfindet.The switching pin section 22 forms with the guide bores 10 and 13 a round fit with very little play, so that when the rocker arm 5 and coupling lever 6 are coupled together, only a very slight tilting of the switching pin 9 in the guide bores 10 and 13 takes place despite the high transmitted forces.

Der Durchmesser der Stirnseite ist um ca. 80 - 100 µm kleiner als der Durchmesser der Führungsbohrungen 10, 13. Der größte Durchmesser des Schaltbolzenabschnittes 22, der die Rundpassung zu den Führungsbohrungen 10, 13 bildet, ist um 1 - 60 µm kleiner als der Durchmesser der Führungsbohrungen 10, 13. Zur optimalen Festlegung der Rundpassung in bezug auf den Schaltvorgang des Schaltbolzens 9 erfolgt eine Abstimmung des Spieles zwischen Schaltbolzen 9 und Führungsbohrungen 10, 13.The diameter of the end face is approximately 80-100 μm smaller than the diameter of the guide bores 10, 13. The largest diameter of the switching pin section 22, which forms the round fit to the guide bores 10, 13, is 1-60 μm smaller than the diameter of the guide bores 10, 13. In order to optimally define the round fit in relation to the switching process of the switching pin 9, the play between the switching pin 9 and the guide bores 10, 13 is coordinated.

Zur besseren Veranschaulichung der Erfindung ist in Fig. 3 und 4 in strichpunktierter Darstellung ein zylinderförmiger Schaltbolzen 9b der bekannten Art eingezeichnet.For a better illustration of the invention, a cylindrical switching pin 9b of the known type is shown in broken lines in FIGS. 3 and 4.

Fig. 3 zeigt den tonnenförmigen Schaltbolzen für zusammengekoppelte Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 noch ohne Kraftübertragung über den Schaltbolzen 9 (9b), also im Moment unmittelbar nach dem Einkoppeln. Der Schaltbolzen 9 (9b) ist noch parallel zu seiner Längsachse in den Führungsbohrungen 10, 13 ausgerichtet.Fig. 3 shows the barrel-shaped switching pin for coupled rocker arm 5 and coupling lever 6 without power transmission via the switching pin 9 (9b), that is, immediately after coupling. The switching pin 9 (9b) is still aligned parallel to its longitudinal axis in the guide bores 10, 13.

Fig. 4 zeigt den tonnenförmigen Schaltbolzen analog Fig. 3, jedoch für eine Verbindung der Übertragungsglieder unter Last. Es ist zu erkennen, daß der Schaltbolzen 9 (9b) in den Führungsbohrungen 10, 13 verkantet ist und die Kraftübertragung über Anpreßflächen 46, 47 des Schaltbolzens 9, bzw. Anpreßflächen 48, 49 des Schaltbolzens 9b erfolgt. Zur Veranschaulichung des Sachverhaltes ist das Spiel zwischen Schaltbolzen 9 und den Führungsbohrungen 10, 13 größer gezeichnet, als es dem Maßstab entspricht. Für gleiche Bauteile aus Fig. 2 und 3 werden gleiche Bezugszeichen verwendet.Fig. 4 shows the barrel-shaped switching pin analogous to Fig. 3, but for a connection of the transmission elements under load. It can be seen that the switching pin 9 (9b) is tilted in the guide bores 10, 13 and the force transmission takes place via contact surfaces 46, 47 of the switching pin 9, or contact surfaces 48, 49 of the switching pin 9b. To illustrate the facts, the game between the switching pin 9 and the guide bores 10, 13 is drawn larger than it corresponds to the scale. The same reference numerals are used for the same components from FIGS. 2 and 3.

Die Krafteinleitung am tonnenförmigen Schaltbolzen 9 ist mit durchgezogenen Pfeilen für die Kraft Fa mit Hebelarm a und die Krafteinleitung am zylinderförmigen Schaltbolzen 9b ist mit strichlierten Pfeilen für die Kraft Fb mit Hebelarm b angedeutet.The introduction of force to the barrel-shaped switching pin 9 is indicated by solid arrows for the force F a with lever arm a and the introduction of force to the cylindrical switching pin 9b is indicated by dashed arrows for the force F b with lever arm b.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Spiel zwischen Führungsbohrungen 10, 13 und zylinderförmigem Schaltbolzen 9b über dessen gesamte Länge gleich, wohingegen das Spiel des tonnenförmigen Schaltbolzens 9 nur im Bereich der Umlaufkanten seiner beiden Stirnseiten 18, 19 in der Größenordnung des Spiels des zylinderförmigen Schaltbolzens 9b liegt und in Richtung Schaltbolzenmitte abnimmt. Deshalb kann sich der zylinderförmige Schaltbolzen 9b wesentlich stärker verkanten als der tonnenförmige Schaltbolzen 9. In der Schaltbolzenmitte hat der Schaltbolzen 9 einen größten Durchmesser D, dessen Spiel zu den Führungsbohrungen 10, 13 im Bereich von etwa 1 - 30 µm liegt gegenüber ca. 80 - 100 µm für den zylinderförmigen Schaltbolzen 9b.As can be seen from FIG. 3, the play between guide bores 10, 13 and cylindrical switching pin 9b is the same over its entire length, whereas the play of barrel-shaped switching pin 9 is only in the region of the circumferential edges of its two end faces 18, 19 in the order of magnitude of the play of cylindrical Shift pin 9b is located and decreases towards the middle of the shift pin. Therefore, the cylindrical switching pin 9b can tilt much more than the barrel-shaped switching pin 9. In the middle of the switching pin, the switching pin 9 has a largest diameter D, the play of which to the guide bores 10, 13 is in the range of about 1 - 30 µm compared to about 80 - 100 µm for the cylindrical switching pin 9b.

Die Flächenpressung zwischen dem tonnenförmigen Schaltbolzen 9 und den Führungsbohrungen 10, 13 ist allein schon wegen des kürzeren Hebels a zwischen dem Kräftezwilling Fa wesentlich geringer als die Flächenpressung zwischen dem zylinderförmigen Schaltbolzen 9b und den Führungsbohrungen 10, 13 mit dem relativ langen Hebelarm b des Kräftezwillings Fb. Desweiteren sind die Anpreßflächen 46, 47 des Schaltbolzens 9 in der Form zweier Tonnenmantelabschnitte hinsichtlich des Verschleißes günstiger als die Anpreßflächen 48, 49 im Bereich der Umlaufkanten des Schaltbolzens 9b.The surface pressure between the barrel-shaped switching pin 9 and the guide bores 10, 13 is much lower than the surface pressure between the cylindrical switching pin 9b and the guide bores 10, 13 with the relatively long lever arm b of the force twin, simply because of the shorter lever a between the force twin F a F b . Furthermore, the contact surfaces 46, 47 of the switching pin 9 in the form of two barrel jacket sections are more favorable in terms of wear than the contact surfaces 48, 49 in the region of the peripheral edges of the switching pin 9b.

Fig. 5 zeigt in einem zweiten Ausführungsbeispiel einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zur Betätigung von Ein -und Auslaßventilen analog zu Fig. 2, jedoch mit drei Kipphebeln 24, 25 und 26 zum Öffnen und Schließen der Ventile, wobei die Kipphebel 24, 25 und 26 wechselseitig mittels zweier Schaltbolzen 27 und 28 und einer Betätigungseinrichtung 29 koppelbar und entkoppelbar sind. Der Schaltbolzen 27 ist in einer Führungsbohrung 30 geführt, die in Richtung des zweiten Kipphebels 25 geöffnet ist und sich parallel zu einer Kipphebelachse 31 erstreckt. Der zweite Kipphebel 25 besitzt eine Führungsbohrung 32, in der der tonnenförmige Schaltbolzen 28 geführt ist, die sich ebenfalls parallel zur Kipphebelachse 31 erstreckt und die sich mit der Führungsbohrung 30 in der gezeigten Stellung in Flucht befindet.5 shows, in a second exemplary embodiment, a section of a device for actuating intake and exhaust valves analogous to FIG. 2, but with three rocker arms 24, 25 and 26 for opening and closing the valves, the rocker arms 24, 25 and 26 can be mutually coupled and uncoupled by means of two switching bolts 27 and 28 and an actuating device 29. The switching pin 27 is guided in a guide bore 30 which is open in the direction of the second rocker arm 25 and extends parallel to a rocker arm axis 31. The second rocker arm 25 has a guide bore 32 in which the barrel-shaped switching pin 28 is guided, which likewise extends parallel to the rocker arm axis 31 and which is in alignment with the guide bore 30 in the position shown.

In dem dritten Kipphebel befindet sich eine Führungsbohrung 33, die ebenfalls mit den Führungsbohrungen 30 und 32 fluchtet und in der sich die Betätigungseinrichtung 29 befindet.In the third rocker arm there is a guide bore 33 which is also aligned with the guide bores 30 and 32 and in which the actuating device 29 is located.

In der gezeigten Stellung der Schaltbolzen 27 und 28 sind die Kipphebel 24 bis 26 entkoppelt (analog Fig. 2). Die Betätigungseinrichtung 29 umfaßt einen Betätigungskolben 34, der von einer Feder 35 gegen den Schaltbolzen 28 gedrückt wird. Auf der dem Schaltbolzen 28 abgewandten Seite des Betätigungskolbens 34 ist ein Ölraum 36 nebst Steueröffnung 37 gebildet. Somit ist der Betätigungskolben 34 neben der Beaufschlagung durch die Feder 35 auch vom Öldruck gesteuert beaufschlagbar. Eine zweiter Ölraum 38 nebst Steueröffnung 39 befindet sich auf der dem Schaltbolzen 28 abgewandten Seite des Schaltbolzens 27. Durch die Betätigungseinrichtung 29 nebst hydraulischer Ansteuerung der Schaltbolzen 27 und 28 über die Ölräume 36 und 38 erfolgt eine wahlweise Kopplung oder Entkopplung der Hebel 24, 25 und 26 über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung in prinzipiell bekannter Weise.In the position of the switching bolts 27 and 28 shown, the rocker arms 24 to 26 are decoupled (analogous to FIG. 2). The actuating device 29 comprises an actuating piston 34 which is pressed against the switching pin 28 by a spring 35. On the side of the actuating piston 34 facing away from the switching pin 28, an oil space 36 together with the control opening 37 is formed. Thus, in addition to being acted upon by the spring 35, the actuating piston 34 can also be acted upon in a controlled manner by the oil pressure. A second oil chamber 38 together with control opening 39 is located on the side of the switching bolt 27 facing away from the switching pin 28. The actuating device 29, together with hydraulic actuation of the switching bolts 27 and 28 via the oil chambers 36 and 38, results in an optional coupling or decoupling of the levers 24, 25 and 26 via a control device, not shown, in a manner known in principle.

Analog zu Fig. 2 besitzt der Schaltbolzen 27 eine dem Schaltbolzen 28 zugewandte Stirnseite 40, an die sich ein Schaltbolzenabschnitt 41 anschließt, der sich, von der Schaltbolzenmitte des Schaltbolzens 27 aus betrachtet, zur Stirnseite 40 hin verjüngt. Ebenso besitzt der Schaltbolzen 28 eine dem Betätigungskolben 34 zugewandte Stirnseite 42, an die sich ein Schaltbolzenabschnitt 43 anschließt, der sich, von der Schaltbolzenmitte des Schaltbolzens 28 aus betrachtet, zur Stirnseite 42 hin verjüngt. Der Schaltbolzen 27 besitzt, zur besseren Führung und Abdichtung, einen zylinderförmigen Schaltbolzenabschnitt 44. Die Oberfläche 45 des Schaltbolzens 28 ist konvex (tonnenförmig) gekrümmt. In der nicht dargestellten zusammengekoppelten Stellung der Kipphebel 24, 25 und 26 sind die Schaltbolzen 27 und 28 derart verschoben, daß sich die Schaltbolzen 27, 28 in den ihnen zugehörigen, jeweils einander zugewandten Endbereichen benachbarter Führungsbohrungen 30, 32 bzw. 32, 33 befinden (analog zu Fig. 3).Analogously to FIG. 2, the switching pin 27 has an end face 40 facing the switching pin 28, to which is connected a switching pin section 41 which, viewed from the center of the switching pin of the switching pin 27, tapers towards the front side 40. Likewise, the switching pin 28 has an end face 42 facing the actuating piston 34, to which is connected a switching pin section 43 which, viewed from the center of the switching pin of the switching pin 28, tapers towards the end face 42. The switching pin 27 has, for better guidance and sealing, a cylindrical switching pin section 44. The surface 45 of the switching pin 28 is convex (barrel-shaped). In the coupled position (not shown) of the rocker arms 24, 25 and 26, the switching pins 27 and 28 are displaced such that the switching pins 27, 28 are located in their associated, mutually facing end regions of adjacent guide bores 30, 32 and 32, 33 ( analogous to Fig. 3).

Fig. 6 zeigt in einem dritten Ausführungsbeispiel einen tonnenförmigen Schaltbolzen 9a und eine Führungsbohrung 50 mit einem in Eintauchrichtung des Schaltbolzens 9a konvergenten Abschnitt 51, an dem der Schaltbolzen 9a bei der Verbindung der Übertragungsglieder anschlagbar ist. Im gezeigten Beispiel konvergiert die Führungsbohrung 50 auf ihrer gesamten Länge und weist die Form einer Kegelstumpfmantelfläche auf. In der Zeichnung gemäß Fig. 6 findet noch keine Kraftübertragung zwischen Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 über den Schaltbolzen statt. Rechts vom Schaltbolzen 9a ist ein Hydraulikkolben 52 angeordnet, der den Schaltbolzen 9a bei gewünschter Entkopplung von Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 nach links gegen die Kraft der Feder 11' preßt. Der Schaltbolzen 9a besitzt eine Federaufnahme 53 zur Aufnahme der Feder 11', die anders als in Fig. 1 beschrieben, jedoch prinzipiell bekannt, den Schaltbolzen 9a bei gewünschter Kopplung von Kipphebel 5 und Koppelhebel 6 in Richtung des Koppelhebels 6 drückt. Gleiche Bauteile aus den Fig. 1 bis 5 werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Schaltbolzen 9a berührt die konvergente Führungsbohrung 50 in Fig. 6 entlang eines Kreises, der durch die Punkte L1 angedeutet ist.6 shows, in a third exemplary embodiment, a barrel-shaped switching pin 9a and a guide bore 50 with a section 51 converging in the immersion direction of the switching pin 9a, on which the switching pin 9a can be struck when the transmission elements are connected. In the example shown, the guide bore 50 converges over its entire length and has the shape of a truncated cone surface. In the drawing according to FIG. 6, there is still no transmission of force between the rocker arm 5 and the coupling lever 6 via the shifting pin. To the right of the switching pin 9a there is a hydraulic piston 52 which presses the switching pin 9a to the left against the force of the spring 11 'when the rocker arm 5 and the coupling lever 6 are decoupled. The switching pin 9a has a spring receptacle 53 for receiving the spring 11 ', which, unlike described in FIG. 1, but known in principle, presses the switching pin 9a in the direction of the coupling lever 6 when the rocker arm 5 and the coupling lever 6 are coupled. The same components from FIGS. 1 to 5 are designated with the same reference numerals. The switching pin 9a touches the convergent guide bore 50 in FIG. 6 along a circle, which is indicated by the points L 1 .

Fig. 7 zeigt den Schaltbolzen 9a aus Fig. 6 bei Kraftübertragung zwischen dem Kipphebel 5 und dem Koppelhebel 6 über den Schaltbolzen 9a. Gleiche Bauteile aus den Fig. 1 bis 6 werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es ist zu erkennen, daß sich trotz leichter Verdrehung des Schaltbolzens 9a eine Linienberührung entlang einer Ellipse in dem kegelstumpfmantelförmigen Führungsloch 50 ergibt, wodurch die Flächenpressung, wie oben bereits ausgeführt, wesentlich verringert wird. Die Ellipse ist durch die Punkte L2 angedeutet.FIG. 7 shows the switching pin 9a from FIG. 6 during power transmission between the rocker arm 5 and the coupling lever 6 via the switching pin 9a. The same components from FIGS. 1 to 6 are designated with the same reference numerals. It can be seen that, despite slight twisting of the switching pin 9a, there is a line contact along an ellipse in the frustoconical guide hole 50, as a result of which the surface pressure, as already explained above, is substantially reduced. The ellipse is indicated by the points L 2 .

Der erfindungsgemäße Schaltbolzen ist selbstverständlich auch für Bauausführungen, in denen der Schaltbolzen mit je einer Stirnseite in je eine benachbarte Führungsbohrung eintauchbar ist, verwendbar.The switching pin according to the invention can of course also be used for designs in which the switching pin can be immersed with an end face in each case in an adjacent guide bore.

Desweiteren gilt die oben geschilderte Vorrichtung zum Betreiben von Einlaßventilen der Brennkraftmaschine selbstverständlich für Auslaßventile in analoger Weise.Furthermore, the device described above for operating intake valves of the internal combustion engine naturally applies to exhaust valves in an analogous manner.

In einer weiteren Ausgestaltung, die nicht dargestellt ist, bildet ein kegelstumpfförmiger Schaltbolzen mit den Führungslöchern eine nichtselbsthemmende Kegelpaarung. Die Betätigung des kegelstumpfförmigen Schaltbolzens erfolgt beispielsweise mit einer Betätigungseinrichtung analog Fig. 6. Bei dieser Ausführungsform ist, durch die große Tragfläche des kegelstumpfförmigen Schaltbolzens, die Flächenpressung zwischen Schaltbolzen und zugehörigem Führungsloch sehr gering. Durch das fehlende Spiel wird bei dieser Ausführung auch die Geräuschentwicklung des Ventiltriebes wesentlich reduziert. Eine nichtselbsthemmende Kegelpaarung wird verwendet, um bei den kurzen zur Verfügung stehenden Schaltzeiten jederzeit ein leichtgängiges Lösen der Kopplung Kipphebel 5 / Koppelhebel 6 zu ermöglichen.In a further embodiment, which is not shown, a truncated cone-shaped switching pin forms a non-self-locking pair of cones with the guide holes. The truncated cone-shaped switching pin is actuated, for example, with an actuating device analogous to FIG. 6. In this embodiment, the surface pressure between the switching pin and the associated guide hole is very low due to the large supporting surface of the truncated-cone-shaped switching pin. Due to the lack of play, the noise development of the valve train is also significantly reduced in this embodiment. A non-self-locking cone pairing is used in order to enable the coupling of rocker arm 5 / coupling lever 6 to be released easily at any time given the short switching times available.

Claims (4)

  1. An arrangement for operating valves in an internal combustion engine by means of several transfer elements to open and close the valves and with cams to actuate the transfer elements in which are located alignable guide bores into which can be inserted at least one indexing pin which can be moved in parallel with a longitudinal indexing pin axis, which indexing pin has two ends, whereby the indexing pin can be moved selectively ? back and forth between neighbouring guide bores in order to separate or connect the transfer elements by means of an actuation device, and whereby at least one section of the indexing pin adjacent to the end of the indexing pin which can be inserted into the neighbouring guide bore - when seen from the centre of the indexing pin - tapers towards the end, characterised in that the indexing pin (9, 9a) is shaped in the form of a barrel and the greatest diameter (D), which forms a cylindrical fit with the guide holes (10, 13, 13') with a play in the region of 1 - 60 µm, lies between the ends (18) and (19) of the indexing pin (9, 9a).
  2. An arrangement according to Claim 1, characterised in that the guide bore (50) into which the end (18) of the indexing pin (9a) can be inserted has a convergent section (51) in the direction of insertion of the indexing pin (9a) which acts as a stop against which the indexing pin (9a) comes to rest when the transfer elements connect.
  3. An arrangement according to Claim 2, characterised in that the shape of the indexing pin (9a) and the shape of the convergent section (51) of the guide bore (50) are matched in such a manner that when the indexing pin (9a) comes to rest against the convergent section (51) when the transfer elements connect under load, the edges of the indexing pin (9a) and the convergent section (51) of the guide hole are in contact with each other.
  4. An arrangement according to Claim 2 or 3 characterised in that the outer surface of the convergent section (51) of the guide bore (50) is shaped like a truncated cone.
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