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DE102004060433A1 - Cam follower for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine - Google Patents

Cam follower for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine Download PDF

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DE102004060433A1
DE102004060433A1 DE102004060433A DE102004060433A DE102004060433A1 DE 102004060433 A1 DE102004060433 A1 DE 102004060433A1 DE 102004060433 A DE102004060433 A DE 102004060433A DE 102004060433 A DE102004060433 A DE 102004060433A DE 102004060433 A1 DE102004060433 A1 DE 102004060433A1
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gas exchange
combustion engine
internal combustion
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Christoph Dipl.-Ing. Reckzügel
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Mercedes Benz Group AG
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DaimlerChrysler AG
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nockenfolger (1) zur Betätigung eines Gaswechselventils (2) einer Brennkraftmaschine, der sich an einem ersten Ende (5) über ein Gelenkelement (6) auf dem Gaswechselventil (2) und an einem zweiten Ende (7) auf einem Gehäuse der Brennkraftmaschine abstützt. DOLLAR A Um einen Nockenfolger (1) zur Betätigung eines Gaswechselventils (2) einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welcher bei gleichzeitiger Verminderung der Flächenpressung zwischen Ventilschaftendfläche (10) und Nockenfolgerkontaktfläche (11) und vereinfachter Herstellung des Nockenfolgers (1) das Gaswechselventil (2) mit mindestens zwei unterschiedlichen Betriebsmodi beaufschlagen kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sich der Nockenfolger (1) über ein schaltbares Abstützelement (12) auf dem Gehäuse der Brennkraftmaschine abstützt.The invention relates to a cam follower (1) for actuating a gas exchange valve (2) of an internal combustion engine, which at a first end (5) via a joint element (6) on the gas exchange valve (2) and at a second end (7) a housing of the internal combustion engine is supported. To a cam follower (1) for actuating a gas exchange valve (2) to provide an internal combustion engine, which while reducing the surface pressure between Ventilschaftendfläche (10) and cam follower contact surface (11) and simplified production of the cam follower (1) the gas exchange valve (2) According to the invention, it is proposed that the cam follower (1) is supported on the housing of the internal combustion engine via a switchable support element (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenfolger zur Betätigung eines Gaswechselventiles einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a cam follower for actuating a gas exchange valve an internal combustion engine according to the preamble of claim 1

Aus der DE 198 50 404 A1 ist ein gattungsgemäßer Nockenfolger zur Betätigung eines Gaswechselventiles einer Brennkraftmaschine bekannt. Der Nockenfolger stützt sich an einem ersten Ende über eine Kontaktfläche eines Gelenkelementes auf einer Ventilschaftendfläche des Gaswechselventils und an einem zweiten Ende auf einem Gehäuse der Brennkraftmaschine ab. Der Nockenfolger ist als Blechhebel ausgebildet, bei welchem die Integration des Gelenkelementes in den Nockenfolger nur über aufwändige Verbindungselemente erfolgen kann. Ferner besteht keine Möglichkeit der Beaufschlagung des Gaswechselventils mit unterschiedlichen Betriebsmodi, wie beispielsweise eines Nullhubs.From the DE 198 50 404 A1 a generic cam follower for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine is known. The cam follower is supported at a first end via a contact surface of a joint element on a valve stem end surface of the gas exchange valve and at a second end on a housing of the internal combustion engine. The cam follower is designed as a plate lever, in which the integration of the joint element in the cam follower can only be done by means of complex connecting elements. Furthermore, there is no possibility of acting on the gas exchange valve with different operating modes, such as a zero stroke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenfolger zur Betätigung eines Gaswechselventiles einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welcher bei gleichzeitiger Verminderung der Auslenkung zwischen Mittelpunkt der Ventilschaftendfläche sowie Mittelpunkt der Nockenfolgerkontaktfläche und vereinfachter Herstellung des Nockenfolgers das Gaswechselventil mit mindestens zwei unterschiedlichen Betriebsmodi beaufschlagen kann.Of the Invention is based on the object, a cam follower for actuating a Gas exchange valve to provide an internal combustion engine, which while reducing the deflection between center the valve stem end surface as well as the center of the cam follower contact surface and simplified manufacture the cam follower the gas exchange valve with at least two different operating modes can apply.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gegebenen Merkmale gelöst.These The object is achieved by the dissolved in the characterizing part of claim 1 given characteristics.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich der Nockenfolger über ein schaltbares Abstützelement auf einem Gehäuse der Brennkraftmaschine abstützt und somit eine Betätigung des Gaswechselventiles in unterschiedlichen Betriebsmodi möglich ist.One An essential advantage of the invention is that the Cam follower over a switchable support element on a housing the internal combustion engine is supported and thus an operation the gas exchange valve in different operating modes is possible.

Vorteilhafterweise ist durch die Integration eines Gelenkelementes in den Nockenfolger und die Ausbildung des Gelenkelementes ein großer Verfahrweg zwischen Ventilschaftendfläche und Kontaktfläche des Nockenfolgers möglich, ohne dass die Fläche, in welcher sich der Nockenfolger und das Ventilschaftende berühren, im Betrieb zu klein wird.advantageously, is due to the integration of a hinge element in the cam follower and the formation of the joint member a large travel between valve stem end face and contact area the cam follower possible, without the area, in which the cam follower and the valve stem end touch, in Operation becomes too small.

Vorteilhafterweise ist der Nockenfolger als einstückiger, gegossener Hebel ausgebildet, in welchen das einfach gestaltete Gelenkelement ohne weitere Verbindungselemente integrierbar ist. Hierdurch wird eine optimale Steifigkeit des Systems erreicht. Vorteilhafterweise kann als Gelenkelement der Körper eines konventionellen hydraulischen Spielausgleichselementes (Serienelement) verwendet werden, ohne die Mittel zur Ausführung der Ausgleichsfunktion.advantageously, is the cam follower as one piece, cast lever formed in which the simply designed Joint element can be integrated without further connecting elements. As a result, an optimal rigidity of the system is achieved. advantageously, can be used as a joint element of the body a conventional hydraulic clearance compensation element (serial element) be used without the means for performing the compensation function.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.Further Embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other dependent claims and the description.

In den Zeichnungen ist im folgenden ein Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.In The drawings below is an embodiment of the invention with more details explained.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit einem Nockenfolger zur Betätigung eines Gaswechselventiles der Brennkraftmaschine, der sich an einem ersten Ende über ein Gelenkelement auf dem Gaswechselventil und an einem zweiten Ende erfindungsgemäß auf einem schaltbaren Abstützelement abstützt, 1 a detail of an internal combustion engine with a cam follower for actuating a gas exchange valve of the internal combustion engine, which is supported on a first end via a joint element on the gas exchange valve and at a second end according to the invention on a switchable support element,

2 den Nockenfolger gemäß 1, wobei das Abstützelement auf Abschaltbetrieb geschaltet ist, in welchem das Gaswechselventil keinen Hub ausführt, und 2 the cam follower according to 1 , wherein the support element is switched to shut-off, in which the gas exchange valve performs no stroke, and

3 den Nockenfolger gemäß 1, wobei das Abstützelement auf Normalbetrieb geschaltet ist, in welchem das Gaswechselventil einen Hub ausführt. 3 the cam follower according to 1 , wherein the support element is switched to normal operation, in which the gas exchange valve executes a stroke.

Die 1 bis 3 zeigen einen Nockenfolger 1 zur Beaufschlagung eines Gaswechselventiles 2 einer Brennkraftmaschine. Der Nockenfolger 1 ist von Nocken 3 einer Nockenwelle 4 der hier nur teilweise dargestellten Brennkraftmaschine beaufschlagbar und stützt sich an einem ersten Ende 5 über ein Gelenkelement 6 auf dem Gaswechselventil 2 sowie an einem zweiten Ende 7 auf einem hier nicht sichtbaren Gehäuse der Brennkraftmaschine ab. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Nockenfolger 1 um einen Schwinghebel, wobei auch andere Hebelarten denkbar wären. Vorzugsweise ist der Nockenfolger 1 aus Stabilitätsgründen als einstückiges, gegossenes Bauteil ausgebildet.The 1 to 3 show a cam follower 1 for acting on a gas exchange valve 2 an internal combustion engine. The cam follower 1 is from cam 3 a camshaft 4 the internal combustion engine shown here only partially acted upon and relies on a first end 5 via a joint element 6 on the gas exchange valve 2 as well as at a second end 7 on a not visible here housing of the internal combustion engine. In the present embodiment, the cam follower 1 to a rocker arm, although other types of levers would be conceivable. Preferably, the cam follower 1 formed for stability reasons as a one-piece, molded component.

Das Gaswechselventil 2 weist einen Ventilteller 8 und einen Ventilschaft 9 mit einer Ventilschaftendfläche 10 auf, welche über eine Kontaktfläche 11 des Nockenfolgers 1 beaufschlagbar ist.The gas exchange valve 2 has a valve plate 8th and a valve stem 9 with a valve stem end face 10 on which over a contact surface 11 of the cam follower 1 can be acted upon.

Um bei gleichzeitiger Verminderung der Auslenkung zwischen Mittelpunkt der Ventilschaftendfläche 10 sowie Mittelpunkt der Nockenfolgerkontaktfläche 11 das Gaswechselventil 2 mit mindestens zwei unterschiedlichen Betriebsmodi beaufschlagen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sich der Nockenfolger 1 an seinem zweiten Ende 7 über ein schaltbares Abstützelement 12 auf dem Gehäuse der Brennkraftmaschine abstützt.At while reducing the deflection between the center of the Ventilschaftendfläche 10 as well as the center of the cam follower contact surface 11 the gas exchange valve 2 with at least two To be able to act on different operating modes, the invention proposes that the cam follower 1 at its second end 7 via a switchable support element 12 supported on the housing of the internal combustion engine.

Hierbei handelt es sich um ein konventionelles schaltbares Abstützelement 12, so wie es von seinem prinzipiellen Aufbau und der Wirkungsweise her der Fachwelt hinreichend bekannt ist, d.h. das schaltbare Abstützelement 12 weist ein Außengehäuse 13 und ein zum Außengehäuse 13 verschiebbares Innenelement 14 auf, wobei das Außengehäuse 13 und das Innenelement 14 in wenigstens einer Verschiebestellung über hier nicht sichtbare Koppelmittel miteinander koppelbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stützt sich der Nockenfolger 1 über das Innenelement 14 am Außengehäuse 13 und somit mittelbar am hier nicht sichtbaren Gehäuse der Brennkraftmaschine ab.This is a conventional switchable support element 12 , as it is sufficiently known from its basic structure and the mode of action of the experts, ie the switchable support element 12 has an outer casing 13 and one to the outer housing 13 movable inner element 14 on, with the outer case 13 and the interior element 14 can be coupled to each other in at least one shift position via coupling means not visible here. In the present embodiment, the cam follower is supported 1 over the interior element 14 on the outer housing 13 and thus indirectly on the case of the internal combustion engine not visible here.

Das schaltbare Abstützelement 12 ermöglicht mindestens zwei Betriebsmodi, bei denen es sich zum einen um den Normalbetrieb und zum anderen um den Abschaltbetrieb handelt. Im Normalbetrieb gemäß 3 sind das Außengehäuse 13 und das Innenelement 14 des Abstützelementes 12 miteinander gekoppelt und die Beaufschlagung des Nockenfolgers 1 von den Nocken 3 der Nockenwelle 4 wird auf das Gaswechselventil 2 übertragen, wodurch das Gaswechselventil 2 einen Hub (3) ausführt. Im Abschaltbetrieb gemäß 2 sind das Außengehäuse 13 und das Innenelement 14 des Abstützelementes 12 gegeneinander verschiebbar und bei Beaufschlagung des Nockenfolgers 1 von den Nocken 3 der Nockenwelle 4 sinkt das Innenelement 14 im Außengehäuse 13 ab, wodurch das Gaswechselventil 2 keinen Hub (2) ausführt. Ferner sind auch weitere Modi mit Teil- und/oder Mehrfachhüben denkbar, d.h. das Gaswechselventil 2 wird in den unterschiedlichen Betriebsmodi mit unterschiedlichen Hüben und/oder Steuerzeiten beaufschlagt.The switchable support element 12 allows at least two operating modes, which are both normal operation and shutdown operation. In normal operation according to 3 are the outer casing 13 and the interior element 14 of the support element 12 coupled together and the application of the cam follower 1 from the cams 3 the camshaft 4 gets to the gas exchange valve 2 transferred, causing the gas exchange valve 2 a hub ( 3 ). In shutdown mode according to 2 are the outer casing 13 and the interior element 14 of the support element 12 mutually displaceable and when loading the cam follower 1 from the cams 3 the camshaft 4 the interior element sinks 14 in the outer housing 13 off, causing the gas exchange valve 2 no hub 2 ). Furthermore, other modes with partial and / or Mehrfachhüben are conceivable, ie, the gas exchange valve 2 is acted upon in the different operating modes with different strokes and / or timing.

Wie bereits erwähnt stützt sich der Nockenfolger 1 an seinem ersten Ende 5 über ein Gelenkelement 6 auf dem Gaswechselventil 2 ab. Das Gelenkelement 6 besteht aus einem Außenkörper 15 sowie einem gegenüber dem Außenkörper 15 verschwenkbaren, mit dem Außenkörper 15 verbundenen Innenkörper 16, wobei der Außenkörper 15 in einer im Nockenfolger 1 eingebrachten, hier nicht sichtbaren Aufnahmebohrung angeordnet ist. Das Gelenkelement 6 ist fest mit dem Nockenfolger 1 verbunden, indem der Außenkörper 15 des Gelenkelementes 6 in den Nockenfolger 1 eingeschraubt, eingepresst oder eingeklebt ist. Der Innenkörper 16 des Gelenkelementes 6 weist zur Beaufschlagung der Ventilschaftendfläche 10 des Gaswechselventils 2 die Kontaktfläche 11 auf, wobei sowohl Kontaktfläche 11 als auch Ventilschaftendfläche 10 vorzugsweise im wesentlichen plan ausgebildet sind. Allerdings sind auch alle weiteren Geometrien denkbar, wie beispielsweise eine ballige Fläche, die mit einer kalottenförmigen Fläche zusammenwirkt.As already mentioned, the cam follower is supported 1 at its first end 5 via a joint element 6 on the gas exchange valve 2 from. The joint element 6 consists of an outer body 15 and one opposite the outer body 15 pivotable, with the outer body 15 connected inner body 16 , where the outer body 15 in one in the cam follower 1 introduced, not visible here receiving bore is arranged. The joint element 6 is fixed to the cam follower 1 connected by the outer body 15 of the joint element 6 in the cam follower 1 screwed in, pressed or glued. The inner body 16 of the joint element 6 indicates for loading the valve stem end surface 10 of the gas exchange valve 2 the contact surface 11 on, with both contact surface 11 as well as valve stem end face 10 are preferably formed substantially flat. However, all other geometries are conceivable, such as a spherical surface, which cooperates with a dome-shaped surface.

Der Nockenfolger 1 ist derart ausgestaltet, dass die beiden Flächen 10 und 11 in jedem Betriebsmodus der Brennkraftmaschine stets mindestens teilweise aneinanderliegen, d.h. die Kontaktfläche 11 des Nockenfolgers 1 ist verliersicher auf der Ventilschaftendfläche 10 des Gaswechselventils 2 angeordnet.The cam follower 1 is designed such that the two surfaces 10 and 11 always abut each other at least partially in each operating mode of the internal combustion engine, ie the contact surface 11 of the cam follower 1 is captive on the valve stem end face 10 of the gas exchange valve 2 arranged.

Claims (12)

Nockenfolger (1) zur Betätigung eines Gaswechselventiles (2) einer Brennkraftmaschine, der sich an einem ersten Ende (5) über ein Gelenkelement (6) auf dem Gaswechselventil (2) und an einem zweiten Ende (7) auf einem Gehäuse der Brennkraftmaschine abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Nockenfolger (1) über ein schaltbares Abstützelement (12) auf dem Gehäuse der Brennkraftmaschine abstützt.Cam follower ( 1 ) for actuating a gas exchange valve ( 2 ) of an internal combustion engine located at a first end ( 5 ) via a joint element ( 6 ) on the gas exchange valve ( 2 ) and at a second end ( 7 ) is supported on a housing of the internal combustion engine, characterized in that the cam follower ( 1 ) via a switchable supporting element ( 12 ) is supported on the housing of the internal combustion engine. Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkelement (6) aus einem in einer Aufnahmebohrung des Nockenfolgers (1) angeordneten Außenkörper (15) sowie einem gegenüber dem Außenkörper (15) schwenkbaren, mit diesem verbundenen Innenkörper (16) besteht.Cam follower according to claim 1, characterized in that the joint element ( 6 ) from one in a receiving bore of the cam follower ( 1 ) arranged outer body ( 15 ) and one opposite the outer body ( 15 ) pivotable, with this connected inner body ( 16 ) consists. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkelement (6) fest mit dem Nockenfolger (1) verbunden ist.Cam follower according to claim 1 or 2, characterized in that the joint element ( 6 ) fixed to the cam follower ( 1 ) connected is. Nockenfolger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (15) des Gelenkelementes (6) in den Nockenfolger (1) eingeschraubt, eingepresst oder eingeklebt ist.Cam follower according to claim 2 or 3, characterized in that the outer body ( 15 ) of the joint element ( 6 ) in the cam follower ( 1 ) is screwed in, pressed or glued. Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkelement (6) eine Kontaktfläche (11) zur Beaufschlagung einer Ventilschaftendfläche (10) des Gaswechselventiles (2) aufweist.Cam follower according to one of the preceding claims, characterized in that the joint element ( 6 ) a contact surface ( 11 ) for loading a valve stem end surface ( 10 ) of the gas exchange valve ( 2 ) having. Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (11) am Innenkörper (16) des Gelenkelementes (6) ausgebildet ist.Cam follower according to one of the preceding claims, characterized in that the contact surface ( 11 ) on the inner body ( 16 ) of the joint element ( 6 ) is trained. Nockenfolger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flächen (10 und 11) im wesentlichen plan ausgebildet sind.Cam follower according to claim 5 or 6, characterized in that the two surfaces ( 10 and 11 ) are formed substantially flat. Nockenfolger nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Fläche (10 oder 11) ballig und die andere Fläche (10 oder 11) kalottenförmig ausgebildet ist.Cam follower according to one of claims 5 to 7, characterized in that in each case one surface ( 10 or 11 ) convex and the other surface ( 10 or 11 ) is formed dome-shaped. Nockenfolger nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flächen (10 und 11) in jedem Betriebsmodus der Brennkraftmaschine stets mindestens teilweise aneinanderliegen.Cam follower according to one of claims 5 to 8, characterized in that the two surfaces ( 10 and 11 ) in each operating mode of the internal combustion engine always at least partially abut each other. Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1) als Hebel ausgebildet ist.Cam follower according to one of the preceding claims, characterized in that the cam follower ( 1 ) is designed as a lever. Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1) als Schwinghebel ausgebildet ist.Cam follower according to one of the preceding claims, characterized in that the cam follower ( 1 ) is designed as a rocker arm. Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1) als einstückiges, gegossenes Bauteil ausgebildet ist.Cam follower according to one of the preceding claims, characterized in that the cam follower ( 1 ) is formed as a one-piece, molded component.
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