EP2208868A2

EP2208868A2 - Switchable tappet

Info

Publication number: EP2208868A2
Application number: EP09178953A
Authority: EP
Inventors: Michael Haas; Norbert Nitz
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: DE102009004746A1; EP2208868A3; CN101813011B; EP2208868B1; CN101813011A

Abstract

The switchable cup tappet (1) is provided with an outer body (2), a ring-like bottom (3), and a hollow cylindrical skirt (5) that protrudes from the inner edge (6). A hollow-cylindrical projection (7) protrudes with a hole (8), in which an inner part (9) extends which is moved axially relative to the outer body and to which a bottom (11) is immanent. The bottom is provided with two diametrically opposite inner parts.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen schaltbarer Tassenstößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenkörper, der einen ringähnlichen, für einen Großhubnockenkontakt ausgebildeten Boden hat, von dessen Außenrand ein hohlzylindrisches Hemd absteht, wobei von einem Innenrand des Bodens ein hohlzylindrischer Ansatz wegführt, in dessen Bohrung ein zu dem Außenkörper relativ axial bewegliches Innenteil mit seinem Außenmantel geführt ist, dessen Boden einem Anlauf eines Niedrighubnockens sowie dessen bodenabgewandte Seite als Anlage für ein Gaswechselventil dient, wobei im Tassenstößel Koppelmittel verlaufen, die für einen vollen Ventilhub [Schaltung auf den oder die Großhubnocken], aus einer Aufnahme eines der Bauteile heraus, abschnittsweise in oder auf eine Mitnehmerfläche des jeweils anderen Bauteils verlagerbar sind, wobei die Koppelmittel für einen demgegenüber kleineren Ventilhub [Schaltung auf den Niedrighubnocken] in der Aufnahme verlaufen, wobei der Außenkörper durch eine Lost-Motion-Feder in Nockenrichtung beaufschlagt ist und wobei vom Außenmantel des Hemdes eine Verdrehsicherung absteht.The invention relates to a switchable bucket tappets for a valve train of an internal combustion engine, with an outer body having a ring-like, designed for a Großhubnockenkontakt floor, protruding from the outer edge of a hollow cylindrical shirt, wherein leads away from an inner edge of the bottom a hollow cylindrical approach, in the bore is guided to the outer body relatively axially movable inner part with its outer jacket, the bottom of a start of a low-lift cam and the bottom side remote serves as a plant for a gas exchange valve, wherein run in the tappet coupling means for a full valve lift [circuit on the or the Großhubnocken], out of a receptacle of one of the components, sections in or on a driver surface of the respective other component can be displaced, wherein the coupling means for a contrast smaller valve lift [circuit on the low lift cam] run in the receptacle, wherein the outer body is acted upon by a lost-motion spring in the cam direction and wherein the outer jacket of the shirt protrudes an anti-rotation.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein gattungsgemäßer Tassenstößel ist aus der DE 44 92 633 C1 vorbekannt. Nachteilig ist bei diesem, dass ein Boden dessen Innenteils aufgrund seines geringen Durchmessers nur eine relativ kleine Fläche für eine Auswanderung eines Niedrighubnockens bei Kontakt bietet. Aufgrund dessen können nur relativ kleine Hübe im Abschaltmodus gefahren werden.A generic bucket tappet is from the DE 44 92 633 C1 previously known. A disadvantage of this is that a bottom whose inner part offers only a relatively small area for emigration of a low-lift cam on contact due to its small diameter. Because of this, only relatively small strokes can be driven in the shutdown mode.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schaltbaren Tassenstößel der vorgenannten Art zu schaffen, durch den bei gleichen Abmessungen im entkoppelten Zustand ein größerer Teilhub realisierbar ist.The object of the invention is therefore to provide a switchable bucket tappet of the aforementioned type, by the same dimensions in the decoupled state, a larger partial stroke can be realized.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Boden des Innenelements zwei sich diametral gegenüberliegende, direkt am bodenseitigen Randbereich dessen Außenmantels angebundene Segmente zur Bildung einer in Draufsicht rechteckähnlich vergrößerten Anlauffläche für den Niedrighubnocken aufweist, wobei die Segmente in einer komplementären Tasche im Boden des Außenkörpers versenkt verlaufen und wobei bei Kopplung entweder die Böden zumindest in etwa bündig zueinander verlaufen oder lediglich geringfügig der eine Boden über den jeweils anderen Boden hinaussteht.According to the invention, this object is achieved in that the bottom of the inner member has two diametrically opposite, directly on the bottom edge region of the outer sheath tethered segments to form a rectangular in plan view increased contact surface for the low lift cams, wherein the segments sunk in a complementary pocket in the bottom of the outer body extend and wherein in coupling either the floors at least approximately flush with each other or only slightly protrudes from one floor over the other bottom.

Somit liegt ein Tassenstößel der eingangs genannten Art vor, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Aufgrund der lappenartigen, an den Boden des Innenelements angebundenen Segmente, welche diesem Boden in Draufsicht eine rechteckähnliche Geometrie verleihen, ist die Auswanderungsfläche des Nockens bei Kontakt deutlich vergrößert. Somit können im Entkoppelmodus größere Teilhübe als bis dato ausgeführt gefahren werden.Thus, there is a bucket tappet of the type mentioned, in which the cited disadvantages are eliminated. Due to the flap-like, attached to the bottom of the inner member segments, which give this ground in plan view a rectangular-like geometry, the emigration surface of the cam is significantly increased in contact. Thus, in the decoupling mode, larger partial strokes can be carried out than up to now.

Der vorgeschlagene Tassenstößel ist zur Hubumschaltung bei qualitäts- oder quantitätsgeregelten Brennkraftmaschinen denkbar und vorgesehen. Ein Einsatz bezieht sich auch auf Brennkraftmaschinen mit HCCI-Brennverfahren.The proposed tappet is conceivable and provided for Hubumschaltung in quality or quantity controlled internal combustion engines. An application also relates to internal combustion engines with HCCI combustion process.

Besonders vorteilhaft ist es in diesem Kontext, wenn der erfindungsgemäß vergrößerte Boden des Innenteils in etwa oder vollständig bündig zu dem Boden des Außenkörpers bei Kopplung (Nockengrundkreis) verläuft. Somit liegt bspw. eine "glatte" Fläche für eine Schleifbearbeitung in einem Arbeitsgang vor. Ggf. können für den Schleifvorgang die Bodenflächen zueinander fluchtend gehalten werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass der Tassenstößel bei vergrößertem Hub im Entkoppelmodus eine gleiche Bauhöhe wie bisher ausgeführte Tassenstößel hat. Es ist jedoch auch möglich und vorgesehen, dass bspw. der Boden des Innenteils bei Nockengrundkreisdurchlauf ganz geringfügig über den Boden des Außenkörpers hinaussteht. Dieser Überstand ist vorteilhafterweise jedoch deutlich geringer als eine halbe Bodendicke.It is particularly advantageous in this context if the inventively enlarged bottom of the inner part in approximately or completely flush with the bottom of the outer body in coupling (cam base circle) runs. Thus, for example, there is a "smooth" surface for grinding in one operation. Possibly. For example, the bottom surfaces can be kept aligned with each other for the grinding process. Another advantage of the solution according to the invention is that the bucket tappet with an increased stroke in Entkoppelmodus has a same height as previously executed bucket tappets. However, it is also possible and provided that, for example, the bottom of the inner part protrudes very slightly beyond the bottom of the outer body at Nockengrundkreisdurchlauf. This supernatant is advantageously, however, significantly less than half the floor thickness.

Die Tasche im Boden des Außenkörpers kann gemäß einem zweckmäßigen Unteranspruch als diametral durchgehende Einformung dargestellt sein, die lediglich durch parallel zur Nockenauswanderungsrichtung verlaufende Seitenwände begrenzt ist. Diese Variante ist fertigungstechnisch besonders einfach und es kommt, beispielsweise bei einer Blechausbildung, nicht zu unnötigen Materialvertiefungen bzw. -anhäufungen. Ggf. können auch die radial außen liegenden Stirnseiten der Segmente von der Tasche umfasst sein.The bag in the bottom of the outer body may be shown according to an appropriate subclaim as diametrically continuous indentation, which is limited only by extending parallel to the Nockenauswanderungsrichtung sidewalls. This variant is particularly easy to manufacture and it comes, for example, in a sheet metal training, not to unnecessary material recesses or accumulations. Possibly. The radially outer end faces of the segments can also be covered by the pocket.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn beide Böden des Tassenstößels in Nockenauswanderungsrichtung zylindrisch ausgewölbt sind. Somit ist ein weiterer Beitrag in Richtung Vergrößerung der Nockenaufstandsfläche geleistet.It is particularly advantageous if both bottoms of the cup tappet are cylindrically bulged in the direction of cam migration. Thus, another contribution is made in the direction of increasing the cam contact patch.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, die Aufnahme/Mitnehmerfläche für das wenigstens eine Koppelmittel unmittelbar unterhalb der Böden zu applizieren. Als Koppelmittel ist beispielsweise an wenigstens einen Kolben gedacht, wobei es jedoch zweckmäßiger ist, insgesamt zwei Kolben anzuordnen, die beispielsweise als Schieberpaket vorliegen können. Alternativ hierzu können die Aufnahme/Mitnehmerfläche auch auf einem deutlich vom Boden beabstandeten Axialabschnitt des Tassenstößels verlaufen. Auch ist es denkbar und vorgesehen, dass eine Axiallinie der Aufnahme/Mitnehmerfläche nicht radial, sondern sekantenartig oder windschief im Tassenstößel verläuft. Gleichfalls sind an dieser Stelle auch andere Koppelmittel denkbar und vorgesehen, so beispielsweise auch Kugeln, Keile, Rollen etc.In a further development of the invention, it is proposed to apply the receiving / driving surface for the at least one coupling agent immediately below the trays. As a coupling agent, for example, thought of at least one piston, but it is more convenient, a total of two To arrange pistons, which may be present as a slide package, for example. Alternatively, the receiving / driving surface can also extend on a well spaced from the bottom axial portion of the tappet. It is also conceivable and envisaged that an axial line of the receiving / driving surface is not radial but secant-like or skewed in the bucket tappet. Likewise, other coupling means are conceivable and provided at this point, for example, balls, wedges, rollers, etc.

Das oder die Koppelmittel können im drucklosen Zustand verriegelt vorliegen und erst bei anliegendem Hydraulikmitteldruck ihren Entkoppelzustand einnehmen. Gleichfalls ist es vorgesehen, im drucklosen Zustand eine Entriegelung darzustellen, wobei dann bei anliegendem Hydraulikmitteldruck eine Verriegelung realisiert ist.The one or more coupling means may be locked in the pressureless state and occupy their Entkoppelzustand only with applied hydraulic fluid pressure. Likewise, it is provided to represent an unlocking in the pressureless state, in which case a locking is realized at applied hydraulic fluid pressure.

Schließlich ist es vorgeschlagen, als Lost-Motion-Feder wenigstens eine das Innenteil konzentrisch umfassende Schraubendruckfeder vorzusehen. Gegebenenfalls kann sich diese Schraubendruckfeder auch direkt auf einem zylinderkopfseitigen Bauteil abstützen.Finally, it is proposed to provide, as a lost-motion spring, at least one helical compression spring which concentrically surrounds the inner part. Optionally, this helical compression spring can also be supported directly on a cylinder head side component.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Tassenstößel mit Koppel kolben;
Figur 2 eine Draufsicht auf den Tassenstößel nach Figur 1 und die
Figur 3 den Schnitt nach Figur 1, jedoch um 90° gedreht.

The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

FIG. 1 a longitudinal section through a tappet with coupling piston;
FIG. 2 a plan view of the bucket tappet behind FIG. 1 and the
FIG. 3 the cut after FIG. 1 , but rotated by 90 °.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Dargestellt ist ein schaltbarer Tassenstößel 1. Dieser besteht aus einem Außenkörper 2, der nockenseitig einen ringähnlichen Boden 3 hat. Von einem Außenrand 4 des Bodens 3 steht ein dünnwandiges Hemd 5 ab, das eine aus Figur 2 ersichtliche Verdrehsicherung 20 besitzt.Shown is a switchable tappets 1. This consists of an outer body 2, the cam side has a ring-like bottom 3. Of a Outer edge 4 of the bottom 3 is a thin-walled shirt 5 from, the one off FIG. 2 has apparent rotation 20 has.

Von einem Innenrandes 6 des Bodens 3 führt in nockenferne Richtung ein hohlzylindrischer Ansatz 7 mit einer Bohrung 8. In Letztgenannter ist ein hierzu relativ axial bewegliches Innenteil 9 mit seinem Außenmantel 10 aufgenommen. Das Innenteil 9 hat einen Boden 11, der bei Nockengrundkreisdurchlauf und im Koppelzustand in etwa bündig mit dem vorgenannten Boden 3 abschließt (siehe nachfolgende Erläuterungen).From an inner edge 6 of the bottom 3 leads in cam-distant direction a hollow cylindrical projection 7 with a bore 8. In the latter a relatively axially movable inner part 9 is taken with its outer shell 10. The inner part 9 has a bottom 11 which terminates in the cam base circle passage and in the coupling state approximately flush with the aforementioned bottom 3 (see the following explanations).

Der Boden 3 des Außenkörpers 2 ist von zwei beabstandeten Großhubnocken kontaktierbar, die zwischen sich einen Niedrighubnocken einschließen, welcher auf den Boden 11 des Innenteils 9 einwirkt. Die Pfeilangabe in Figur 2 (AN) steht für eine Auswanderungsrichtung der Nocken auf den Böden 3, 11.The bottom 3 of the outer body 2 is contacted by two spaced Großhubnocken that include a low-lift cam between them, which acts on the bottom 11 of the inner part 9. The arrow in FIG. 2 (AN) stands for an emigration direction of the cams on the bottoms 3, 11.

Des Weiteren geht aus Figur 1 hervor, dass unmittelbar unterhalb der Böden 3, 11 Aufnahmen 14, 15 und Mitnehmerflächen 16, 17 für Koppelmittel 13 verlaufen. Es sind genau zwei Kolben (13a, 13b) vorgesehen. Der Kolben 13a sitzt in der Aufnahme 14 des Außenkörpers 2 (linke Seite) und liegt bei Nockengrundkreisdurchlauf unmittelbar mit seiner Innenseite 24 einer ersten Außenstirn 25 des zweiten Kolbens 13b gegenüber. Letztgenannter erstreckt sich nahezu oder vollständig über eine gesamte Breite des Innenteils 9. Eine zweite Außenstirn 28 des zweiten Kolbens 13b wird im Koppelfall abschnittsweise in eine Mitnehmerfläche 17 im Außenkörper 2 verlagert, wobei hierzu der erste Kolben 13a abschnittsweise in die Mitnehmerfläche 16 des Innenteils 9 greift und dabei gleichzeitig den zweiten Kolben 13b verlagert.Furthermore goes out FIG. 1 that immediately below the bottoms 3, 11 recordings 14, 15 and driving surfaces 16, 17 extend for coupling means 13. There are exactly two pistons (13a, 13b) are provided. The piston 13a is seated in the receptacle 14 of the outer body 2 (left side) and, in the case of a cam base circle passage, lies directly opposite its inner side 24 to a first outer end 25 of the second piston 13b. The latter extends almost or completely over an entire width of the inner part 9. A second outer end 28 of the second piston 13b is displaced in the coupling case in sections in a driver surface 17 in the outer body 2, for which purpose the first piston 13a engages in sections in the driver surface 16 of the inner part 9 while simultaneously displacing the second piston 13b.

Eine Verschiebung des Koppelmittelpaket 13a, 13b in die vorgenannte Koppelrichtung erfolgt über Beaufschlagung einer Druckkammer 26, die radial außen vor einer Außenseite 27 des ersten Kolbens 13a liegt. Eine Rückstellung [Entkopplung] ist über die Kraft wenigstens einer Druckfeder 29 vorgesehen, die abschnittsweise einen Außenmantel 30 des zweiten Kolbens 13b umfasst und sich mit ihrem einen Ende an einem dem ersten Kolben 13a zugewandten Ringkragen 31 des zweiten Kolbens 13b und mit ihrem anderen Ende an einem Ringabsatz 32 der Aufnahme 15 abstützt.A displacement of the coupling agent packet 13a, 13b in the aforementioned coupling direction takes place by acting on a pressure chamber 26, which lies radially outwardly in front of an outer side 27 of the first piston 13a. A provision [decoupling] is provided by the force of at least one compression spring 29, which in sections comprises an outer jacket 30 of the second piston 13b and facing with its one end to a first piston 13a Ring collar 31 of the second piston 13b and with its other end to an annular shoulder 32 of the receptacle 15 is supported.

Des weiteren offenbaren die Figuren 1, 3 eine das Innenteil 9 konzentrisch umfassende Lost-Motion-Feder 18. Diese ist als Schraubendruckfeder ausgebildet und wirkt mit ihrem einen Ende auf einen Teller 33 ein, der am Außenmantel 10 des Innenteils 9 nockenfern befestigt ist. Mit ihrem anderen Ende agiert sie mittelbar gegen eine Unterseite 34 des Außenkörpers 2.Furthermore, the reveal FIGS. 1, 3 This is designed as a helical compression spring and acts with its one end on a plate 33 which is fixed to the outer jacket 10 of the inner part 9 cam remote. With its other end, it acts indirectly against a bottom 34 of the outer body. 2

Der Boden 11 des Innenelements 9 hat zwei sich diametral gegenüberliegende, direkt am bodenseitigen Randbereich 21 des Außenmantels 10 angebundene Segmente 22. Letztgenannte sitzen in einer komplementären Tasche 23b des Außenkörpers 2. Die Tasche 23b ist diametral durchgehend gezeichnet, wobei somit der Boden 11 mit den Segmenten 22 zwischen parallel zur Nockenauswanderungsrichtung liegenden Seitenwänden 35 verläuft. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Böden 3, 11 im Nockengrundkreis in etwa bündig zueinander sind, so dass hier eine Schleifbearbeitung beispielsweise in einem Arbeitsgang ermöglicht ist.The bottom 11 of the inner member 9 has two diametrically opposite, directly on the bottom-side edge portion 21 of the outer shell 10 tethered segments 22. The latter sit in a complementary pocket 23 b of the outer body 2. The pocket 23 b is drawn diametrically throughout, thus the bottom 11 with the Segments 22 extends between lying parallel to the direction of cam-out sidewalls 35. Furthermore, it can be seen that the bottoms 3, 11 in the cam base circle are approximately flush with one another, so that grinding is possible here, for example in one operation.

Aufgrund der über die bündigen Segmente 22 erzielten Verlängerung der Auswanderungsfläche für den Niedrighubnocken auf dem Boden 11 kann ein größerer Ventilhub/Gaswechselquerschnitt im Entkoppelmodus [Niedrighubnocken aktiv] erzielt werden.Due to the extension of the emigration surface for the low lift cam on the floor 11 achieved via the flush segments 22, a larger valve lift / gas exchange cross section can be achieved in the decoupling mode [low lift cam active].

Wie Figur 3 offenbart, sind beide Böden 3, 11 zudem in Nockenauswanderungsrichtung AN zylindrisch ausgewölbt, was ein weiterer Beitrag in Richtung Vergrößerung der Nockenaufstandsfläche ist.As FIG. 3 In addition, both bottoms 3, 11 are cylindrically bulged in the cam migration direction AN, which is a further contribution towards increasing the cam contact surface.

List of reference numbers and symbols

1) Cup tappets
2) outer body
3) floor
4) outer edge
5) shirt
6) inner edge
7) approach
8) bore
9) inner part
10) outer shell
11) Soil
12) side facing away from the floor
13) coupling means
13a) first piston
13b) second piston
14) Recording
15) Recording
16) camming
17) camming
18) Lost-motion spring
19) outer shell
20) anti-rotation
21) the edge area
22) Segment
23) stop face
23b) Bag
24) inside
25) first outer forehead
26) pressure chamber
27) outside
28) second outer forehead
29) compression spring
30) outer shell
31) annular collar
32) annular shoulder
33) Plate
34) Base
35) side wall

AN) Emigration direction low-lift cams

Claims

Switchable bucket tappet (1) for a valve train of an internal combustion engine, comprising an outer body (2) having a ring-like base (3) designed for a large lift cam contact, from the outer edge (4) of which protrudes a hollow cylindrical shirt (5), from an inner edge (6) of the bottom (3) leads away a hollow cylindrical projection (7), in the bore (8) to the outer body (2) relatively axially movable inner part (9) is guided with its outer casing (10) whose bottom (11) a start of a low-lift cam and its bottom side facing away from (12) serves as a system for a gas exchange valve, wherein in the tappet (1) coupling means (13) extend, for a full valve lift [circuit on the or the high-lift cam], from a receptacle (14, 15) of one of the components (2, 9) out, partially in or on a driver surface (16, 17) of the other component (9, 2) are displaceable, wherein the coupling means (13) for a contrast Ven Ven tilhub [circuit on the low lift cams] in the receptacle (14, 15) extend, wherein the outer body (2) by a Lost-motion spring (18) is acted upon in the cam direction and wherein from the outer jacket (19) of the shirt (5) a Anti-rotation lock (20) protrudes, characterized in that the bottom (11) of the inner element (9) has two diametrically opposite, directly on the bottom edge region (21) of the outer shell (10) connected segments (22) to form a rectangular in plan view enlarged contact surface (23) for the low-height cam, wherein the segments (22) in a complementary pocket (23b) in the bottom (3) of the outer body (2) [sunk] and wherein when coupled either the floors (3, 11) at least approximately flush with each other or only slightly one floor (11, 3) beyond the other bottom (3, 11) protrudes.

Cup tappet according to claim 1, characterized in that the pocket (23b) in the bottom (3) of the outer body (2) is shown as a diametrically continuous indentation.

Cup tappet according to claim 1 or 2, characterized in that the bottoms (3, 11) are bulged cylindrically in Nockenauswanderungsrichtung.

Cup tappet according to claim 1, characterized in that the receptacle (14, 15) / driving surface (16, 17) for the one or more coupling means (13) immediately below the floors (3, 11), wherein the respective coupling means (13) as Piston is shown.

Cup tappet according to claim 1 or 4, characterized in that exactly two pistons are provided as coupling means (13) in the valve package, of which a first piston (13a) in a receptacle (14) of the outer body (2) sits and a second piston (13b ) in a receptacle (15) of the inner part (9), extending over almost its entire diameter, wherein an inner side (24) of the first piston (13a) immediately a first outer end (25) of the second piston (13b) in cam base circle passage is opposite, wherein a coupling of the components (2, 10) is accomplished via hydraulic means in a pressure chamber (26) in front of an outer side (27) of the first piston (13 a) is conductive, so that the first piston (13 a), the second piston (13b) moves in sections, in the driver surface (16) of the receptacle (15) of the inner part (9) engages and the second piston (13b) with its second outer end (28) in a diametrically the receptacle (14) of the outer body (2) in which there is a decoupling of the components (2, 10) accomplished by pressure spring force off / reduced hydraulic medium pressure, which compression spring (29) comprises an outer jacket (30) of the second piston (13b) and with their the first piston (13a) facing end against an annular collar (31) of the second piston (13b) and the other end against an annular shoulder (32) in the receptacle (15) of the inner part (9).

Cup tappet according to claim 1, characterized in that as Lost-motion spring (18) at least one inner part (9) below the bottom (11) comprehensive compression coil spring is provided which between one on the outer shell (10) of the inner part (9) attached Plate (33) and at least indirectly a bottom (34) of the outer body (2) is clamped.