KR20100015364A - Switchable valve train part - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품에 관한 것으로, 상기 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품은 중공 원통형 하우징을 구비하며, 상기 하우징의 보어 (bore) 안에는 이에 대해 축방향으로 움직일 수 있는 내부 요소가 그의 외부 피복과 함께 연장되고, 이때 부품들 중 하나에는 [내부 요소 또는 하우징] 적어도 하나의 보어가 언커플링 경우 상기 보어 안에서 연장되는 적어도 하나의 커플링 피스톤 (coupling piston) 과 함께 내재되어 있으며, 상기 보어는 다른 부품쪽 방향으로 이어지고, 상기 부품들 사이의 환형면 (annular surface) 으로 통하며, 상기 커플링 피스톤은 커플링 경우를 위해 다른 부품의 드라이버 표면 (driver surface) 과 부분별로 맞물릴 수 있고, 그리고 이때 로스트모션 스프링 (Lost-Motion-spring) 수단이 제공되어 있으며, 상기 로스트모션 스프링 수단은 상기 부품들을 서로 멀리 밀어내는 방향으로 가압한다.The present invention relates to a switchable valve train part, the switchable valve train part having a hollow cylindrical housing, in which a bore of the housing is axially movable with respect to its inner element, together with its outer sheath. Wherein at least one bore [inner element or housing] is embedded with at least one coupling piston extending in the bore when uncoupled, the bore being in another component. Running in a lateral direction, leading to an annular surface between the parts, the coupling piston can engage partly with the driver surface of another part for the coupling case, and then the lost Lost-Motion-spring means are provided, the lost motion spring number Is urged in the direction away from each other that push said parts.
이러한 유형의 밸브 트레인 부품 (여기에서는 버킷 태핏으로 형성되어 있다) 은 동종의 DE 44 92 633 C1 에서 시작된다. 상기 밸브 트레인 부품의 커플링 메커니즘은 바닥 영역의 바로 아래에 배치되어 있다. 미리 공지된 태핏이 비교적 복잡하게 구성되어 있고, 그러므로 그의 제조는 불필요하게 비용이 많이 드는 것으로 밝혀졌음을 당업자는 알고 있다. 예컨대, 바닥 영역 안의 외부 부품은 대칭적으로 형성되어 있지 않은데, 왜냐하면 링 모양 바닥의 아래에는 커플링 피스톤들을 위한 안내 보어들이 제공되어 있기 때문이다. 또한, 내부 부품도 불필요하게 육중하고 복잡하게 되어 있다. 상기 언급된 육중한 형태로 인한 단점은 진동하는 밸브 트레인 치수들이 커진다는 것이다. 식별될 수 있는 피스톤 커플링은 커플링 영역에서의 비교적 큰 표면압력 (surface pressure) 을 야기하며, 또한 커플링 피스톤들의 진입 영역에서는 불필요한 모서리 마모가 생길 수 있다.Valve train parts of this type (formed here as bucket tappets) start with the homogeneous DE 44 92 633 C1. The coupling mechanism of the valve train part is arranged just below the floor area. The skilled person knows that the tappets known in advance are relatively complicated and therefore their manufacture has been found to be unnecessarily expensive. For example, the outer parts in the bottom region are not formed symmetrically, because guide bores for the coupling pistons are provided below the ring-shaped bottom. In addition, internal parts are unnecessarily heavy and complicated. The disadvantage due to the heavy shape mentioned above is that the vibrating valve train dimensions are large. Piston couplings that can be identified result in a relatively large surface pressure in the coupling region, and also unwanted edge wear can occur in the entry region of the coupling pistons.
또한, 커플링 피스톤들이 커플링 경우 각각 다른 부품의 정면쪽에 인접하는, 모두 둘러싸는 환형 그루브 (annular groove) 안으로 진입하는 것이 보다 오래된 선행기술로부터 미리 공지되어 있다. 상기 환형 그루브는 한편으로는 재료를 약하게 하며, 따라서 경우에 따라서는 이 영역에서 보다 강하게 치수화되어야만 한다. 다른 한편으로는, 유압매체를 정면쪽에서 커플링 피스톤(들)의 앞으로 안내하는 환형 그루브로 인해 비교적 긴 유압매체 경로가 존재한다. 이는 제공된 타임 윈도우 (기본원) 의 내부에서의 원치 않는 긴 스위칭 시간 또는 잘못된 스위칭을 야기할 수 있다.It is also known from the prior art that the coupling pistons enter into an all-rounding annular groove, each adjacent to the front side of the other part in the case of a coupling. The annular grooves weaken the material on the one hand and therefore in some cases have to be dimensioned more strongly in this area. On the other hand, there is a relatively long hydraulic medium path due to the annular groove which guides the hydraulic medium in front of the coupling piston (s) from the front side. This may cause unwanted long switching times or false switching inside the provided time window (base circle).
그러므로, 본 발명의 목적은 상기 언급된 단점들이 간단한 수단들로 제거되는, 상기 언급된 유형의 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a switchable valve train component of the type mentioned above, wherein the above mentioned disadvantages are eliminated by simple means.
상기 목적은, 본 발명에 따르면, 각각의 커플링 피스톤에는 (드라이버 표면 을 향한 상기 커플링 피스톤의 정면에서 시작하여) 축방향쪽에서 부분별 평평부가 제공되며, 이때 다른 부품에는 (한 부품 안의 커플링 피스톤을 가진 인접한 보어의 둘레 섹션에서만, 그의 보어 안에서/그의 외부 피복에서) 초승달 모양의 재료 간극만이 제공되고, 상기 재료 간극의 평평한 축방향 정면에는 드라이버 표면이 커플링 경우를 위한 커플링 피스톤의 평평부의 맞물림을 위해 제공되며, 그리고 이때 한편으로는 커플링 피스톤에는 그의 보어에 대해, 다른 한편으로는 부품들 간에는 각각의 회전 방지장치가 제공됨으로써 달성된다.The object is, according to the invention, that each coupling piston is provided with a partial flat in the axial direction (starting from the front of the coupling piston towards the driver surface), with the other part (coupling in one part). Only in the circumferential section of the adjacent bore with the piston, in its bore / in its outer sheath) is provided only the crescent-shaped material gap, the flat axial front of the material gap having a coupling surface for the coupling case of the driver surface. It is provided for the engagement of the flats, whereby on the one hand the coupling piston is provided with its respective bore, on the other hand between the parts.
그러므로, 상기 언급된 단점들이 효과적으로 제거되는 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품이 얻어진다. 본 발명의 보호범위는 특히 버킷 태핏과 같은 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품들에 관한 것이나, 이에 제한되지는 않는다. 같은 정도로, 보호범위에는 스위칭 가능한 롤러 태핏 또는 평면 태핏 및 스위칭 가능한 지지 요소가 포함된다. 전체 요소들에는 유압식 또는 기계식 유극 보상 (compensation of play) 이 제공될 수 있다.Therefore, a switchable valve train part is obtained in which the above mentioned disadvantages are effectively eliminated. The scope of protection of the present invention relates in particular to, but not limited to, switchable valve train components such as bucket tappets. To the same extent, the scope of protection includes switchable roller tappets or planar tappets and switchable support elements. The whole elements can be provided with hydraulic or mechanical compensation of play.
본 발명의 사상은 적어도 하나의 커플링 피스톤을 가진 해결책에 관한 것이나, 바람직하게는 정반대로 (diametrically) 마주하고 있는 2 개의 커플링 피스톤이 제공되어야만 한다. 하지만, 커플링 피스톤 수가 2 개보다 많은 해결책도 가능하다 (별 모양의 배치).The idea of the invention relates to a solution with at least one coupling piston, but preferably two coupling pistons facing diametrically should be provided. However, solutions with more than two coupling pistons are also possible (star-shaped arrangement).
언커플링 (uncoupling) 경우에는 커플링 피스톤들은 하우징 안에 안착할 수 있고, 커플링 (coupling) 경우에는 (큰 캠 리프트) 방사상 안쪽으로 내부 부품의 외부 피복에서의 그들의 각각의 초승달 모양의 재료 간극 안으로 이동될 수 있다. 이 이외에, 내부 부품 안의 커플링 피스톤들은 예컨대 레이디얼 보어 (radial bore) 안에서 연장될 수 있고, 커플링 경우를 위해 방사상 바깥쪽으로 하우징의 보어의 인접하는 초승달 모양의 재료 간극 안으로 이동될 수 있다. 커플링 피스톤들의 상응하는 축방향쪽에 (커플링 영역) 평평부가 제공되면 목적에 부합한다 (하지만 이는 전제 조건은 아니다).In the case of uncoupling the coupling pistons can be seated in the housing, in the case of coupling (large cam lift) radially inward into their respective crescent-shaped material gaps in the outer sheath of the inner part. Can be moved. In addition, the coupling pistons in the inner part can extend, for example, in a radial bore and can be moved radially outwards into the adjacent crescent-shaped material gap of the bore of the housing for the coupling case. The provision of a flat part (coupling region) on the corresponding axial side of the coupling pistons serves the purpose (but this is not a prerequisite).
본 제안에 따른 각각의 초승달 모양의 재료 간극은, 하우징의 보어 안에서 상기 재료 간극이 형성되는 경우에는 간단한 사이드 밀링 (side milling) 공정을 통해 생길 수 있다. 하지만, 보링 (boring) 과 같은 다른 절삭 공정 또는 엠보싱, 압출성형 또는 비딩 (beading) 과 같은 비절삭 공정도 가능하다.Each crescent-shaped material gap according to the present proposal may be generated through a simple side milling process when the material gap is formed in the bore of the housing. However, other cutting processes such as boring or non-cutting processes such as embossing, extrusion or beading are also possible.
언급한 바와 같이 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품이 스위칭 오프 가능한 또는 전환 가능한 버킷 태핏으로서 형성되면 특히 바람직하다. 바람직하게는 2 개의 커플링 피스톤을 위한 보어로 특히 레이디얼 보어가 제공되고, 상기 레이디얼 보어는 하나의 공정에서 간단하게 제공될 수 있다. 하지만, 각각의 커플링 피스톤을 위해 블라인드 홀 (blind hole) 등을 제공하는 것도 가능하다.As mentioned, it is particularly advantageous if the switchable valve train part is formed as a switchable or switchable bucket tappet. Preferably a bore for two coupling pistons is provided, in particular a radial bore, which can be simply provided in one process. However, it is also possible to provide blind holes or the like for each coupling piston.
커플링 방향으로, 커플링 피스톤들은 바람직하게는 압축 스프링력을 통해 방사상 바깥쪽으로 (상기 커플링 피스톤들이 내부 부품 안에 배치될 경우) 가압된다. 언커플링 방향으로의 복귀 운동은 초승달 모양의 재료 간극 안으로 각각 안내될 수 있는 유압매체를 통해 가능해진다.In the coupling direction, the coupling pistons are preferably pressed radially outwards (if the coupling pistons are arranged in the inner part) via compression spring forces. The return movement in the uncoupling direction is made possible by means of hydraulic media which can each be guided into the crescent shaped material gap.
각각의 초승달 모양의 재료 간극은 벽 강도를 약간만 약하게 하고, 따라서 선행기술에서의 환형 그루브 커플링에서와 같은 필요 보강조치들이 없어도 된다. 환형 그루브가 생략됨으로써 짧아진 유압매체 경로가 얻어지는 것을 당업자는 알고 있다.Each crescent-shaped material gap slightly weakens the wall strength, thus eliminating the necessary reinforcement measures as in annular groove couplings in the prior art. The skilled person knows that a shortened hydraulic medium path is obtained by omitting the annular groove.
버킷 태핏에서 초승달 모양의 재료 간극 안으로의 유압매체의 특히 간단한 안내를 보장하기 위해, 본 발명의 구체화에서는 하우징의 내부에 박벽의 (thin-walled) 박판 부품을 설치하는 것이 제안되며, 상기 박판 부품 안에는 상응하는 채널들이 (스커트 (skirt) 안의 하나 또는 다수의 통과부에서 시작하여) 만들어져 있다. 경우에 따라서는, 채널들은 하우징의 내벽에도 제공될 수 있으며, 따라서 박벽의 박판 부품은 경우에 따라서는 평탄한 면으로 제공될 수도 있다.In order to ensure a particularly simple guiding of the hydraulic medium into the crescent shaped material gap in the bucket tappet, in the embodiment of the present invention it is proposed to install a thin-walled sheet metal part inside the housing. Corresponding channels are made (starting at one or more passes in the skirt). In some cases, the channels may also be provided on the inner wall of the housing, so that the thin walled parts of the thin wall may in some cases be provided with flat surfaces.
초승달 모양의 재료 간극들에 대해 커플링 피스톤들의 둘레와 관련된 위치 할당을 위해, 밸브 트레인의 두 부품들 사이의 환형 틈 안에 핀, 구 (sphere) 등과 같은 간단한 회전 방지장치를 제공하는 것이 제안된다.It is proposed to provide a simple anti-rotation device such as a pin, sphere, etc. in the annular gap between the two parts of the valve train, for the position assignment associated with the circumference of the coupling pistons with respect to the crescent shaped material gaps.
마찬가지로, 커플링 피스톤들은 (초승달 형태의 상응하는 대응면과의 'face-to-face' 접촉을 위한 평평부를 가진 커플링 피스톤들을 형성하는 경우를 위해), 그들의 보어에 대해 회전에 대해 안전하게 되어야 한다. 이 경우, 간단하게 그들의 평평부들 위에 놓일 수 있는 안전링 등이 제공된다. 경우에 따라서는, 커플링 피스톤들은 상기 커플링 피스톤들의 레이디얼 보어 안으로 돌출하는 핀에 의해 비틀림에 대해 안전하게 될 수 있다.Likewise, coupling pistons (for the case of forming coupling pistons with flats for 'face-to-face' contact with the corresponding mating face of the crescent shape) must be safe against rotation against their bore. . In this case, a safety ring or the like is simply provided that can be placed on their flat parts. In some cases, the coupling pistons can be secured against twisting by a pin protruding into the radial bore of the coupling pistons.
이 이외에, 본 발명의 구체화에서는 내부 부품을 박벽으로, 관 모양으로 (tubular-shaped) 형성하고, 이때 레이디얼 보어는 커플링 피스톤과 함께 간단한 횡방향 웨브의 구성요소이다. 그러므로, 매우 적절한 비용으로 제공될 수 있는 내부 요소가 얻어진다. In addition, in the embodiment of the present invention, the inner part is formed into a thin wall, tubular-shaped, wherein the radial bore together with the coupling piston is a component of a simple transverse web. Therefore, an internal element is obtained which can be provided at a very reasonable cost.
본 발명을 목적에 부합하여 도면을 참조로 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the drawings in accordance with the purpose.
도 1 은 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품으로서의 버킷 태핏의 종방향 단면도,1 is a longitudinal sectional view of a bucket tappet as a switchable valve train part;
도 2 는 도 1 의 단면선 (A-A) 에 따른 횡단면,FIG. 2 is a cross section along section line A-A of FIG. 1,
도 3 은 도 1 에 대해 90°만큼 회전된 단면도이다.3 is a cross-sectional view rotated by 90 ° with respect to FIG. 1.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 밸브 트레인 부품 2 : 하우징1: valve train part 2: housing
3 : 하우징의 보어 4 : 내부 요소3: bore of housing 4: inner element
5 : 외부 피복 6 : 커플링 피스톤의 보어5: outer cover 6: bore of coupling piston
7 : 커플링 피스톤 8 : 환형면7: coupling piston 8: annular surface
9 : 드라이버 표면 10 : 로스트모션 스프링 수단9: driver surface 10: lost motion spring means
11 : (외부) 정면 12 : 축방향쪽11: (outer) front 12: axial direction
13 : 평평부 14 : 재료 간극13
15 : 회전 방지장치 16 : 회전 방지장치15: anti-rotation device 16: anti-rotation device
17 : (내부) 정면 18 : 스프링 수단17: (inside) front 18: spring means
19 : 바닥 20 : 외부 가장자리19: bottom 20: outer edge
21 : 스커트 22 : 내부 가장자리21: Skirt 22: Inner Edge
23 : 돌출부 24 : 윗면23: protrusion 24: top
25 : 요소 26 : 통과부25
27 : 상승 채널 28 : 방사상 통로27: rising channel 28: radial passage
29 : 바닥의 아랫면 30 : 외부 피복29: bottom of the bottom 30: outer covering
31 : 축방향 채널 32 : 환형 채널31: axial channel 32: annular channel
33 : 전달부 34 : 리세스33: transfer unit 34: recess
35 : 종방향 그루브 36 : 환형 그루브35 longitudinal groove 36 annular groove
37 : 환기 개구부 38 : 횡방향 웨브37
스위칭 가능한 밸브 트레인 부품 (1) 이 도시되어 있으며, 상기 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품은 이 경우 버킷 태핏으로 형성되어 있다.A switchable
밸브 트레인 부품 (1) 은 중공 원통형 하우징 (2) 으로 구성되며, 상기 하우징은 그의 박벽의 스커트 (21) 를 통하여 내연기관의 수용부 안에 진동하며 배치될 수 있다. 스커트 (21) 는 캠에서 먼 방향으로 링과 유사한 바닥 (19) 의 외부 가장자리 (20) 로부터 연장된다. 바닥 (19) 의 내부 가장자리 (22) 로부터 돌출부 (23) 가 시작된다. 상기 돌출부는 보어 (3) 를 가지며, 상기 보어 안에는 이에 대해 축방향으로 움직일 수 있는, 박벽으로/관 모양으로 형성된 내부 요소 (4) 가 수용되어 있다. 내부 요소 (4) 는 캠 접촉 (cam contact) 을 갖지 않으며, 따라서 스위칭 가능한 밸브 트레인 부품 (1) 은 스위칭 오프 요소로서 존재한다.The
내부 요소 (4) 의 횡방향 웨브 (38) 안에는 보어 (6) 가 연장되고, 상기 보어는 이 경우 레이디얼 보어로 형성되어 있다. 이 보어 (6) 안에는 언커플링 경우 2 개의 커플링 피스톤 (7) 이 정반대로 마주하고 있다. 방사상 바깥쪽으로 (커플링 방향), 상기 커플링 피스톤들은 그들의 내부 정면 (17) 들에 맞서 작용하는 스프링 수단 (18) 인 나선형 압축 스프링의 힘을 통해 가압된다.In the
축방향쪽 (12) 에서 (이 경우 캠쪽) 커플링 피스톤 (7) 들에는 (그들의 방사상 외부 정면 (11) 들에서 시작하여) 각각 하나의 부분별 평평부 (13) 가 제공되어 있다. 도 1 은 밸브 트레인 부품 (1) 의 커플링 상태를 나타내며, 상기 커플링 상태에서 커플링 피스톤 (7) 들은 (부분별로 방사상 바깥쪽으로 진출되어) 하우징 (2) 의 보어 (3) 안의 드라이버 표면 (9) 과 맞물려 있다. 이 드라이버 표면 (9) 은 초승달 모양의 재료 간극 (14) 의 평평한 상부 축방향 정면에 의해 제공되어 있으며, 상기 드라이버 표면에 커플링 피스톤 (7) 의 각각의 평평부 (13) 가 커플링 경우 인접한다. 재료 간극 (14) 은 예컨대 하우징 (2) 의 보어 (3) 안으로 진입 가능한 간단한 사이드 밀링 커터를 이용해 생길 수 있다 (도 2 참조).On the axial side 12 (in this case the cam side), the
도시되어 있는 바와 같이, 하우징 (2) 의 보어 (3) 는 하우징 (2) 의 바닥 (19) 의 내부 가장자리 (22) 로부터 캠에서 먼 방향으로 연장되는 중공 원통형 돌출부 (23) 의 구성요소이다.As shown, the bore 3 of the
언커플링 방향으로의 커플링 피스톤 (7) 들의 복귀 운동은, 그들의 방사상 외부 정면 (11) 들 앞으로 재료 간극 (14) 안으로 안내될 수 있는 유압매체를 통해 행해진다. 이를 위해, 하우징 (2) 은 그의 내부에, 가능한 한 밀착하는 박판 부품과 같은 박벽의 요소 (25) 를 갖는다.The return movement of the
스커트 (21) 안의 통과부 (26) 에서 시작하여 (도 3 참조), 유압매체는 계속 스커트쪽에서 요소 (25) 안에 형성된 상승 채널 (27) 을 통하여 바닥 방향으로 안내된다. 그곳에서, 전달은 방사상 안쪽으로 바닥 (19) 과 그곳에 인접하는 요소 (25) 의 섹션 사이의 적어도 하나의 방사상 통로 (28) 를 통하여 행해진다. 방사상 안쪽에서 유압매체는 계속 축방향 채널 (31) 을 통하여 안쪽으로 안내되고, 상기 축방향 채널은 돌출부 (23) 의 외부 피복 (30) 과 그곳에 위치한 요소 (25) 의 영역 사이에 연장된다. 요소 (25) 안에는 방사상으로 재료 간극 (14) 들의 앞에 환형 채널 (32) 이 만들어져 있고, 상기 환형 채널은 축방향 채널 (31) 과 연결되어 있다. 이 환형 채널 (32) 에서 시작하여, 유압매체의 전달은 각각의 전달부 (33) 를 통하여 직접 재료 간극 (14) 안으로 커플링 피스톤 (7) 들의 방사상 외부 정면 (11) 들 앞에서 행해진다.Starting at the
부품 (2, 4) 들 사이의 환형면 (8) 은 회전 방지장치 (16) 에 의해 덮힌다. 상기 회전 방지장치는 내부 요소 (4) 의 외부 피복 (5) 안의 리세스 (34) 안에 안착하고, 롤링 몸체 (rolling body) 로서 형성되어 있다. 방사상 바깥쪽에서 회전 방지장치 (16) (롤링 몸체) 는 돌출부 (23) 의 보어 (3) 의 상응하는 종방향 그루브 (35) 안에 맞물린다.The
마찬가지로 커플링 피스톤 (7) 들은 그들의 보어 (6) 에 대해 회전 방지장치 (15) 를 갖는다. 상기 회전 방지장치는 스냅 링 (snap ring) 과 같은 간단한 안전 요소로서 형성되어 있으며, 상기 스냅 링은 내부 요소 (4) 의 외부 피복 (5) 에서의 환형 그루브 (36) 안에서 연장되고, 커플링 피스톤 (7) 들의 영역에서 상기 커플링 피스톤들의 평평부 (13) 들 위에 놓여 있다.The
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