DE4329590B4 - Valve train with plunger device for variable valve lift control, in particular for a gas exchange valve of an internal combustion engine - Google Patents

Valve train with plunger device for variable valve lift control, in particular for a gas exchange valve of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Ventiltrieb mit Stößelvorrichtung zur variablen Ventilhubsteuerung, insbesondere für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine,
– mit einem von zwei gleichen, beabstandeten Steuernocken (5) einer Steuerwelle (6) betätigbaren Außenstößel (7) und
– einem relativ zu diesem mittels eines gesonderten Steuernockens (8) bewegbaren Innenstößel (9) , wobei
– der maschinenseitig geführte Außenstößel (7) zur Verriegelung mit mit dem Innenstößel (9) ein beaufschlagtes Riegelelement (11) umfasst, das
– mit einem im Maschinengehäuse (10) der Außenstößel-Führung (12) benachbart angeordneten Steuerkolben (13) quer zur Verriegelungsrichtung (= Ventilhubrichtung) in gleitbeweglicher Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
– dass das Riegelelement (11) einen den Außenstößel (7) mit dem Innenstößel (9) verriegelnden Scherbolzen (14) von relativ kleinem Durchmesser umfasst, dem
– ein im Innenstößel (9) fluchtend angeordneter zweiter Scherbolzen (15) von gleichem Durchmesser für eine zusätzliche Verriegelung des Innenstößels (9) mit dem Außenstößel (7) zugeordnet ist, wobei
– der zweite Scherbolzen (15) vom ersten,...Valve drive with plunger device for variable valve lift control, in particular for a gas exchange valve of an internal combustion engine,
- With one of two equal, spaced control cam (5) of a control shaft (6) operable outer tappet (7) and
- A relative to this by means of a separate control cam (8) movable inner tappet (9), wherein
- The outer side ram (7), guided on the machine side, for locking with the inner ram (9) comprises an acted on locking element (11), which
- with a in the machine housing (10) of the outer tappet guide (12) adjacently disposed control piston (13) transversely to the locking direction (= valve lift direction) in slidable connection,
characterized,
- That the locking element (11) comprises a the outer plunger (7) with the inner plunger (9) locking shear bolt (14) of relatively small diameter, the
- A in the inner plunger (9) arranged in alignment second shear pin (15) of the same diameter for an additional locking of the inner plunger (9) with the outer plunger (7) is associated, wherein
- the second shear bolt (15) from the first, ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 von der Patentanmeldung P 42 06 898 aus.The Invention is according to the preamble of Claim 1 of the patent application P 42 06 898.

Der darin vorgeschlagene Ventiltrieb umfaßt eine Stößelvorrichtung zur variablen Ventilhubsteuerung mit bei einer ersten Hubsteuerung relativ zueinander beweglichen Außen- und Innenstößeln. Bei der zweiten Hubsteuerung sind einander zugeordnete Außen- und Innenstößel jeweils über ein gemeinsames Riegelelement verblockbar, wobei das Riegelelement über einen im Maschinengehäuse hydraulisch betätigbar angeordneten Steuerkolben gesteuert ist. Dieses Riegelelement ist zur kostengünstigen Fertigung durch relativ große Toleranzen als ein bei verblockten Stößeln auf Biegung beanspruchter Riegel gestaltet.Of the therein proposed valve train comprises a plunger device for variable Ventilhubsteuerung with at a first stroke control relative to each other movable exterior and inner tappets. In the second stroke control are associated with each other outside and Inner tappets each over one common locking element blockable, wherein the locking element via a in the machine housing hydraulically actuated arranged control piston is controlled. This locking element is for cost-effective production through relatively large Tolerances as a stressed in bended rams on bending Designed latch.

Weiter ist aus der DE-A 42 10 567 ein gattungsgleicher Ventiltrieb bekannt mit einer Stößelvorrichtung, bei der zum Verblocken von Außen- und Innenstößel eine quer zur Hubrichtung in eine Umfangsnut des Innenstößels über einen maschinengehäuseseitig angeordneten Steuerkolben verlagerbare Sperrscheibe als Riegelelement dient.Further is known from DE-A 42 10 567 a generic same valve train with a plunger device, in the blocking of foreign and inner tappets one transverse to the stroke direction in a circumferential groove of the inner tappet via a machine housing side arranged control piston displaceable locking disc as a locking element serves.

Schließlich ist aus der DE-A 40 32 291 ein gattungsfremder Ventiltrieb bekannt, bei dem als Riegelelemente für zu verblockende Teile zur Ventilhubsteuerung Scherbolzen dienen.Finally is from DE-A 40 32 291 a generic foreign valve train known in which as locking elements for to serve blocking parts for valve lift control Scherbolzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer kleinbauenden Stößelvorrichtung eine in den steuernockenseitigen Endbereichen von Außen- und Innenstößel anordbare Verriegelungseinrichtung aufzuzeigen.Of the Invention is based on the object in a small-sized ram device one in the control cam-side end portions of outdoor and Interior tappet can be arranged Show locking device.

Diese Aufgabe ist nach Anspruch 1 durch eine aufgrund der Beanspruchungsart vorteilhaft kleinbauende Verriegelungseinrichtung mit einem Riegelelement gelöst, das einen den Außenstößel mit dem Innenstößel verriegelnden Scherbolzen umfaßt.These Task is according to claim 1 by a due to the type of stress advantageously small-sized locking device with a locking element solved, the one with the outer ram with the inner ram locking Shear bolt included.

Die Erfindung ist in der Kombination einer von der Stößelvorrichtung extern im Maschinengehäuse angeordneten Steuereinrichtung für das Riegelelement und der Verwendung eines auf Scherung beanspruchten Riegelelementes zu sehen.The Invention is in the combination of one of the ram device externally in the machine housing arranged control device for the locking element and the use of a shear stressed To see locking element.

Wegen geringen Bauaufwandes bevorzugt ist im Innenstößel ein vom außenstößelseitigen Scherbolzen antreibbarer, weiterer Scherbolzen vorgesehen. Damit sind beide Stößel gleichmäßig belastet verblockbar.Because of Low construction cost is preferred in the inner plunger from the outer plunger side shear bolt drivable, further shear bolt provided. Both are Tappet evenly loaded into blocks.

Der innenstößelseitige Scherbolzen ist zur sicheren entriegelten Positionierung gegen die Verriegelungsrichtung be aufschlagt an einem Anschlag des Innenstößels anschlagend angeordnet. Vorzugsweise sind beide Scherbolzen einer Stößelvorrichtung federbeaufschlagt.Of the inside plunger side Shear bolt is for secure unlocked positioning against the Locking direction be aufschlagt striking a stop of the inner tappet arranged. Preferably, both shear pins of a plunger device spring-loaded.

Diese durch Federn bewirkte Rückstellung in die entriegelte Position der fluchtend in den Stößeln einer Stößelvorrichtung angeordneten Scherbolzen kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise hydraulisch unterstützt werden, wobei eine den innenstößelseitigen Scherbolzen aufnehmende Verriegelungsbohrung im Außenstößel mit einer steuerbaren Druckleitung verbindbar ist.These spring reset in the unlocked position of the aligned in the rams of a plunger device arranged shear pin can in a further embodiment of the invention preferably hydraulically assisted be one with the inner tappet side Shear bolt receiving locking hole in outer ram with a controllable pressure line is connectable.

Die erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung mit extern über einen im Maschinengehäuse angeordneten Steuerkolben betätigbare Scherbolzen wird durch den vorteilhaft geringen Bauraumbedarf dieser Scherbolzen bevorzugt für eine mit einem einzigen Gaswechselventil zusammenwirkende Stößelvorrichtung mit einem dem Innenstößel zugeordneten Ventilspiel-Ausgleichselement verwendet.The Locking device according to the invention with externally over one in the machine housing arranged control piston operable Scherbolzen is due to the advantageously low space requirement of this Shear bolts preferred for a cooperating with a single gas exchange valve plunger device with an inner tappet associated Valve clearance compensating element used.

Die Erfindung ist anhand einer Prinzipdarstellung beschrieben.The The invention is described with reference to a schematic diagram.

Ein Ventiltrieb 1 umfaßt eine Stößelvorrichtung 2 zur variablen Ventilhubsteuerung eines Gaswechselventils 3 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine 4. Die Stößelvorrichtung 2 ist im wesentlichen aus einem von zwei gleichen, beabstandeten Steuernocken 5 einer Steuerwelle 6 betätigbaren Außenstößel 7 und einem relativ zu diesem mittels eines gesonderten Steuernockens 8 bewegbaren Innenstößel 9 gebildet. Der im Maschinengehäuse 10 geführte Außenstößel 7 ist zur Verriegelung mit dem Innenstößel 9 mit einem federbeaufschlagten Riegelelement 11 ausgerüstet, das mit einem im Maschinengehäuse 10 der Außenstößelführung 12 benachbart angeordneten Steuer kolben 13 quer zur Verriegelungsrichtung und damit in Ventilhubrichtung in gleitbeweglicher Verbindung steht.A valve train 1 includes a ram device 2 for the variable valve lift control of a gas exchange valve 3 a non-illustrated internal combustion engine 4 , The ram device 2 is essentially one of two equal spaced control cams 5 a control shaft 6 operable outer tappets 7 and a relative thereto by means of a separate control cam 8th movable inner tappets 9 educated. The in the machine housing 10 guided outer rams 7 is for locking with the inner tappet 9 with a spring-loaded locking element 11 equipped with one in the machine housing 10 the outer tappet guide 12 adjacently arranged control piston 13 is transverse to the locking direction and thus in the valve lift in slidable connection.

Zur Erzielung einer Verriegelungseinrichtung von kleinem Bauraum im steuerwellenseitigen Endbereich der Stößelvorrichtung 2 umfaßt das Riegelelement 11 einen den Außenstößel 7 mit dem Innenstößel 9 verriegelnden Scherbolzen 14.To achieve a locking device of small space in the control shaft end portion of the plunger device 2 includes the locking element 11 one the outer ram 7 with the inner tappet 9 locking shear bolt 14 ,

Um die Scherbelastung in der Stößelvorrichtung 2 zu vergleichmäßigen, können zwei diametral angeordnete Riegelelemente 11 vorgesehen sein. Eine demgegenüber im Aufbau einfachere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch erreicht, daß einem einzigen Riegelelement 11 ein den Innenstößel 9 mit dem Außenstößel 7 verriegelnder, weiterer Scherbolzen 15 zugeordnet ist, der aus Gründen einer einfachen Steuerung zur Verriegelung vom ersten, außenstößelseitigen Scherbolzen 14 angetrieben ist. Zur sicheren Positionierung des innenstößelseitigen Scherbolzens 15 ist dieser gegen die Verriegelungsrichtung federbeaufschlagt an einem Anschlag 16 des Innenstößels 9 anliegend angeordnet.To the shear load in the ram device 2 To even, two diametrically arranged locking elements 11 be provided. A contrast in construction simpler embodiment of the invention is achieved in that a single locking element 11 an inner tappet 9 with the outer tappet 7 locking, another shear bolt 15 is assigned, for the sake of simple control to lock the first, outer ram side shear bolt 14 is driven. For safe positioning of the inner tappet side shear bolt 15 this is spring-loaded against the locking direction at a stop 16 of the inner tappet 9 arranged adjacent.

Die in den beiden Stößeln 7 und 9 der Stößelvorrichtung 2 miteinander fluchtend angeordneten, federbeaufschlagten Scherbolzen 14 und 15 können zur raschen Entriegelung in der Grundkreis-Phase der Steuernocken 5 und 8 zusätzlich hydraulisch beaufschlagt sein. Hierfür ist eine den innenstößelseitigen Scherbolzen 15 zur Verblockung der beiden Stößel 7 und 9 aufnehmende Verriegelungsbohrung 17 im Außenstößel 7 mit einer steuerbaren Druckleitung 18 im Maschinengehäuse 10 verbindbar. Die Verbindung zur hydraulischen Beaufschlagung des innenstößelseitigen Scherbolzens 15 zur Entriegelung ist durch ein Steuerventil 19 in der Druckleitung 18 während der Grundkreis-Phase der Steuernocken 5 und 8 sichergestellt.The in the two pestles 7 and 9 the plunger device 2 aligned with each other, spring-loaded shear bolt 14 and 15 can be used for rapid unlocking in the base circle phase of the control cam 5 and 8th be additionally acted upon hydraulically. For this purpose, a shear bolt is the inner tappet side 15 for blocking the two rams 7 and 9 receiving locking hole 17 in the outer tappet 7 with a controllable pressure line 18 in the machine housing 10 connectable. The connection to the hydraulic loading of the inner tappet side shear pin 15 for unlocking is by a control valve 19 in the pressure line 18 during the base circle phase of the control cams 5 and 8th ensured.

Aufgrund des geringen Einbauraumes der Scherbolzen 14 und 15 können diese vorteilhaft in den steuerwellenseitigen Endbereichen von Außenstößel 7 und Innenstößel 9 angeordnet werden, so daß die Stößelvorrichtung 2 trotz niedriger Bauhöhe auf das Gaswechselventil 3 über ein im Innenstößel 9 anordbares hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement 20 einwirken kann.Due to the small installation space of the shear pins 14 and 15 These can be advantageous in the control shaft side end portions of outer tappet 7 and inner tappets 9 be arranged so that the plunger device 2 despite low height on the gas exchange valve 3 about in the inner tappet 9 Anordbares hydraulic valve clearance compensation element 20 can act.

Claims (3)

Ventiltrieb mit Stößelvorrichtung zur variablen Ventilhubsteuerung, insbesondere für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, – mit einem von zwei gleichen, beabstandeten Steuernocken (5) einer Steuerwelle (6) betätigbaren Außenstößel (7) und – einem relativ zu diesem mittels eines gesonderten Steuernockens (8) bewegbaren Innenstößel (9) , wobei – der maschinenseitig geführte Außenstößel (7) zur Verriegelung mit mit dem Innenstößel (9) ein beaufschlagtes Riegelelement (11) umfasst, das – mit einem im Maschinengehäuse (10) der Außenstößel-Führung (12) benachbart angeordneten Steuerkolben (13) quer zur Verriegelungsrichtung (= Ventilhubrichtung) in gleitbeweglicher Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, – dass das Riegelelement (11) einen den Außenstößel (7) mit dem Innenstößel (9) verriegelnden Scherbolzen (14) von relativ kleinem Durchmesser umfasst, dem – ein im Innenstößel (9) fluchtend angeordneter zweiter Scherbolzen (15) von gleichem Durchmesser für eine zusätzliche Verriegelung des Innenstößels (9) mit dem Außenstößel (7) zugeordnet ist, wobei – der zweite Scherbolzen (15) vom ersten, außerstößelseitigen Scherbolzen (14) zur Verriegelung angetrieben ist, – dass ferner beide Scherbolzen (14, 15) gegen die Verriegelungsrichtung federbeaufschlagt sind, wobei – der zweite Scherbolzen (15) gegen die Verriegelungsrichtung beaufschlagt an einem Anschlag (16) des Innenstößels (9) in entriegelter Position gehalten ist, und der – erste Scherbolzen (14) gegen den Steuerkolben (13) anliegt. Valve drive with plunger device for variable valve lift control, in particular for a gas exchange valve of an internal combustion engine, - with one of two equal, spaced control cams ( 5 ) a control shaft ( 6 ) operable outer tappets ( 7 ) and - a relative to this by means of a separate control cam ( 8th ) movable inner tappets ( 9 ), wherein - the machine-guided outside ram ( 7 ) for locking with the inner tappet ( 9 ) an applied locking element ( 11 ), which - with one in the machine housing ( 10 ) of the outer tappet guide ( 12 ) adjacently arranged control piston ( 13 ) is transversely to the locking direction (= valve lift direction) in a sliding connection, characterized in that - the locking element ( 11 ) one the outer ram ( 7 ) with the inner tappet ( 9 ) locking shear pins ( 14 ) of relatively small diameter, the - one in the inner tappet ( 9 ) aligned second shear pin ( 15 ) of the same diameter for an additional locking of the inner tappet ( 9 ) with the outer tappet ( 7 ), wherein - the second shear bolt ( 15 ) of the first shear pin ( 14 ) is driven to lock, - that also both shear pins ( 14 . 15 ) are spring-loaded against the locking direction, wherein - the second shear bolt ( 15 ) against the locking direction acted on a stop ( 16 ) of the inner tappet ( 9 ) is held in the unlocked position, and the - first shear bolt ( 14 ) against the control piston ( 13 ) is present. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine den innenstößelseitigen, zweiten Scherbolzen (15) aufnehmende Verriegelungsbohrung (17) im Außenstößel (7) mit einer steuerbaren Druckleitung (18) für ein strömungsfähiges Medium verbindbar ist.Valve gear according to claim 1, characterized in that a the inner ram-side, second shear bolt ( 15 ) receiving locking bore ( 17 ) in the outer tappet ( 7 ) with a controllable pressure line ( 18 ) is connectable to a fluid medium. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2 , gekennzeichnet durch eine jedem Gaswechselventil (3) gesondert zugeordnete Stößelvorrichtung (2) mit einem dem Innenstößel (9) zugeordneten Ventilspiel-Ausgleichselement (20).Valve gear according to claim 1 or 2, characterized by each gas exchange valve ( 3 ) separately associated plunger device ( 2 ) with an inner tappet ( 9 ) associated with valve clearance compensation element ( 20 ).
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