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DE102018113803A1 - Variable valve train of a combustion piston engine - Google Patents

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DE102018113803A1
DE102018113803A1 DE102018113803.2A DE102018113803A DE102018113803A1 DE 102018113803 A1 DE102018113803 A1 DE 102018113803A1 DE 102018113803 A DE102018113803 A DE 102018113803A DE 102018113803 A1 DE102018113803 A1 DE 102018113803A1
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DE
Germany
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switching
pin
axially
camshaft
connecting element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102018113803.2A
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German (de)
Inventor
Matthias Ammann
Andreas Biermann
Kilian Dummer
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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.)
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Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb (2) eines Verbrennungskolbenmotors, mit mindestens zwei Gaswechselventilen gleicher Funktion pro Zylinder, deren Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben und mittels eines schaltbaren Schlepphebels (4, 4') durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung desselben geführten sowie mit einem äußeren Abschnitt (14, 14') aus dieser Querbohrung hervorstehenden Schaltbolzens (12, 12') selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen (12, 12') der Schlepphebel über Verbindungselemente (28) mit einem Schaltmittel in Stellverbindung sind, welches parallel zur Nockenwelle angeordnet und mittels eines Aktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelements aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist. Zur Realisierung einer platzsparenden Stellverbindung zwischen Schaltmittel und Schaltbolzen (12, 12') ist vorgesehen, dass die Schaltbolzen von mindestens zwei unmittelbar benachbarten Schlepphebeln (4, 4') auf einander zugewandten Seiten mit axial beabstandeten äußeren Stirnwänden (18, 18') aus den Schlepphebeln herausragen, und dass diese Schaltbolzen (12, 12') an ihren axial äußeren Enden (16, 16') über ein biegesteifes Verbindungselement (28) axial formschlüssig miteinander verbunden sind.The invention relates to a variable valve train (2) of a combustion piston engine, with at least two gas exchange valves the same function per cylinder, the valve lift each predetermined by at least one cam of a camshaft and by means of a switchable cam follower (4, 4 ') by an axial displacement of the same in a transverse bore guided and with an outer portion (14, 14 ') protruding from this transverse bore switching pin (12, 12') selectively switched off or switchable to another Hubverlauf, the shift pin (12, 12 ') of the cam follower via connecting elements (28) a switching means are in actuating connection, which is arranged parallel to the camshaft and by means of an actuator against the restoring force of a spring element from a rest position into a switching position is longitudinally displaceable. To realize a space-saving actuating connection between the switching means and switching pin (12, 12 ') is provided that the switching pin of at least two immediately adjacent rocker arms (4, 4') on mutually facing sides with axially spaced outer end walls (18, 18 ') from the Stick levers protrude, and that these switching pins (12, 12 ') at its axially outer ends (16, 16') via a rigid connecting element (28) are axially positively connected to each other.

Description

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors, mit mindestens zwei Gaswechselventilen gleicher Funktion pro Zylinder, deren Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben und mittels eines schaltbaren Schlepphebels durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung desselben geführten sowie mit einem äußeren Abschnitt aus dieser Querbohrung hervorstehenden Schaltbolzens selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist. Die Schaltbolzen der Schlepphebel sind über Verbindungselemente mit einem langgestreckten Schaltmittel in Stellverbindung, welches parallel zu der Nockenwelle angeordnet und mittels eines Aktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelements aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist.The invention relates to a variable valve train of a Verbrennenkolbenmotors, with at least two gas exchange valves the same function per cylinder, the valve arranged in each case by at least one cam of a camshaft and by means of a switchable rocker arm by an axial displacement of a guided in a transverse bore and with an outer portion of this transverse bore protruding shift pin selectively switched off or switchable to another Hubverlauf. The switching pin of the rocker arms are via connecting elements with an elongate switching means in actuating connection, which is arranged parallel to the camshaft and by means of an actuator against the restoring force of a spring element from a rest position into a switching position is longitudinally displaceable.

Unter dem langgestreckten Schaltmittel ist vorzugsweise eine zum Beispiel durch Ausstanzen oder Laserschneiden aus einem Stahlblech herausgetrennte ebene Blechschiene zu verstehen, die längsbeweglich in schlitzförmigen Führungsöffnungen des Zylinderkopfes geführt ist.Under the elongated switching means is preferably a, for example, by punching or laser cutting out of a steel plate separated flat sheet metal rail to be longitudinally movably guided in slot-shaped guide openings of the cylinder head.

Soll der Ventilhub von Gaswechselventilen eines Verbrennungskolbenmotors über schaltbare Schlepphebel gruppenweise selektiv abgeschaltet oder umgeschaltet werden, so sind bei einer hydraulischen Verstellung der hebelinternen Koppelelemente getrennte Schaltdruckleitungen mit jeweils einem zugeordneten Schaltventil und bei einer elektromagnetischen Verstellung der hebelinternen Koppelelemente getrennte elektrische Schaltleitungen erforderlich, deren Leitungszweige jeweils bis in die Schlepphebel geführt sind.If the valve lift of gas exchange valves of a Verbrennungskolbenmotors are selectively switched off or switched over switchable drag lever groupwise, so separate switching pressure lines with a respective switching valve and in an electromagnetic adjustment of the lever-internal coupling elements separate electrical switching lines are required for their hydraulic adjustment of the lever-internal coupling elements, the line branches each to are guided in the drag levers.

Da die Anordnung separater hydraulischer Schaltdruckleitungen oder elektrischer Schaltleitungen in einem Zylinderkopf eines Verbrennungskolbenmotors aufgrund beengter Platzverhältnisse relativ schwierig und aufwendig ist, wurden in den nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen DE 10 2017 101 792 A1 und DE 10 2017 129 422 A1 bereits mehrere Ausführungsformen eines variablen Ventiltriebs vorgeschlagen, bei denen der übertragbare Ventilhub mehrerer funktionsgleicher Gaswechselventile mittels eines einzigen Aktuators abschaltbar oder umschaltbar ist. Bei diesen variablen Ventiltrieben weisen die schaltbaren Schlepphebel eine rein mechanische Schaltbetätigung auf und sind jeweils durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung desselben geführten sowie mit einem äußeren Abschnitt aus dieser hervorstehenden Schaltbolzens umschaltbar. Die Schaltbolzen der Schlepphebel stehen über als Federbleche ausgebildete Verbindungselemente mit einem langgestreckten Schaltmittel in Stellverbindung, das parallel zu der Nockenwelle angeordnet und über einen vorzugsweise als Elektromagnet ausgebildeten Linearaktuator gegen die Rückstellkraft eines Federelementes aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist.Since the arrangement of separate hydraulic switching pressure lines or electrical switching lines in a cylinder head of a combustion piston engine due to cramped space is relatively difficult and expensive, were in the unpublished patent applications DE 10 2017 101 792 A1 and DE 10 2017 129 422 A1 already proposed several embodiments of a variable valve train in which the transferable valve lift of several functionally identical gas exchange valves can be switched off or switched by means of a single actuator. In these variable valve drives, the switchable drag lever on a purely mechanical switching operation and are each switched by an axial displacement of a guided in a transverse bore thereof and with an outer portion of this projecting switching pin. The switching pins of the finger follower are formed as spring plates connecting elements with an elongated switching means in actuating connection, which is arranged parallel to the camshaft and longitudinally displaceable via a preferably designed as an electromagnet linear actuator against the restoring force of a spring element from a rest position to a switching position.

Bei den genannten Ventiltrieben ist zwischen dem langgestreckten Schaltmittel und den Schaltbolzen aller schaltbaren Schlepphebel jeweils ein Verbindungselement vorgesehen, deren Anordnung aufgrund beengter Platzverhältnisse jedoch schwierig und in Einzelfällen sogar unmöglich sein kann.In the case of the valve drives mentioned above, a connecting element is provided between the elongate switching means and the switching pins of all the switchable rocker arms, the arrangement of which, however, being difficult and in some cases even impossible due to confined space conditions.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, für einen variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors der eingangs genannten Bauart eine platzsparende Stellverbindung zwischen dem Schaltmittel und den Schaltbolzen der schaltbaren Schlepphebel vorzustellen.The invention therefore an object of the invention to present a space-saving actuating connection between the switching means and the shift pin of the switchable rocker arm for a variable valve train of a combustion piston engine of the type mentioned.

Diese Aufgabe ist in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Schaltbolzen von mindestens zwei unmittelbar benachbarten Schlepphebeln, die Gaswechselventilen gleicher Funktion desselben Zylinders zugeordnet sind, auf einander zugewandten Seiten mit axial beabstandeten äußeren Stirnwänden aus den Schlepphebeln herausragen, und dass diese Schaltbolzen an ihren axial äußeren Enden über ein biegesteifes Verbindungselement axial formschlüssig miteinander verbunden sind.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the switching pin of at least two immediately adjacent follower levers, the gas exchange valves the same function of the same cylinder are assigned to protrude on sides facing each other with axially spaced outer end walls of the rocker arms, and that these shift pins are axially positively connected to each other at their axially outer ends via a rigid connecting element.

Die Erfindung geht demnach aus von einem variablen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors mit mindestens zwei funktionsgleichen Gaswechselventilen pro Zylinder, deren Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben und mittels eines schaltbaren Schlepphebels durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung desselben geführten sowie mit einem äußeren Abschnitt aus dieser hervorstehenden Schaltbolzens selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist. Die Schaltbolzen der Schlepphebel sind über Verbindungselemente mit einem langgestreckten Schaltmittel in Stellverbindung, welches parallel zu der Nockenwelle angeordnet und mittels eines Aktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelements aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist.Accordingly, the invention is based on a variable valve train of a combustion piston engine with at least two functionally identical gas exchange valves per cylinder whose valve lift is predetermined by at least one cam of a camshaft and by means of a switchable cam follower by an axial displacement of a guided in a transverse bore and with an outer portion of this protruding shift pin selectively switched off or switchable to another Hubverlauf. The switching pin of the rocker arms are via connecting elements with an elongate switching means in actuating connection, which is arranged parallel to the camshaft and by means of an actuator against the restoring force of a spring element from a rest position into a switching position is longitudinally displaceable.

Durch die axial formschlüssige Verbindung der Schaltbolzen der beiden unmittelbar benachbarten Schlepphebel über das erwähnte biegesteife Verbindungselement erfolgt die Schaltbetätigung der beiden Schlepphebel nur noch über ein einziges Verbindungselement, wodurch die Anzahl der Bauteile reduziert und Bauraum eingespart ist. Da die Schlepphebel mit den paarweise gekoppelten Schaltbolzen jeweils funktionsgleichen Gaswechselventilen eines Zylinders zugeordnet sind, führen die betreffenden Schaltbolzen beim Betrieb des Verbrennungskolbenmotors jeweils simultane Bewegungen aus, so dass die Stellverbindungen zwischen den jeweils zwei Schaltbolzen und dem zugeordneten Verbindungselement vergleichsweise einfach und kostengünstig ausgeführt werden können.Due to the axially positive connection of the switching pin of the two immediately adjacent rocker arms on the mentioned rigid connecting element, the switching operation of the two rocker arms takes place only via a single connecting element, whereby the number of components is reduced and space is saved. Since the drag levers are associated with the pairwise coupled shift pin each functionally identical gas exchange valves of a cylinder, lead the respective switching pin during operation of the internal combustion piston engine from each simultaneous movements, so that the adjusting connections between the two switching pin and the associated connecting element can be performed relatively easily and inexpensively.

Die Verbindung des Verbindungselementes an dem als Blechschiene ausgebildeten langgestreckten Schaltmittel kann starr oder federelastisch ausgebildet sein. Wenn zur Umschaltung der Schlepphebel für die funktionsgleichen Gaswechselventile jedes Zylinders jeweils ein separates langgestrecktes Schaltmittel mit zugeordnetem Linearaktuator zur Verfügung steht, ist eine starre Verbindung zwischen dem jeweiligen Verbindungselement und dem langgestreckten Schaltmittel vorteilhaft, da der Schaltzustand der betreffenden Schlepphebel dann mittels eines dem langgestreckten Schaltmittel zugeordneten Positionssensors erfasst werden kann. Wenn jedoch die Schlepphebel für die funktionsgleichen Gaswechselventile mehrerer Zylinder über ein gemeinsames langgestrecktes Schaltmittel gruppenweise umgeschaltet werden sollen, ist eine federelastische Verbindung zwischen den Verbindungselementen und dem langgestreckten Schaltmittel zweckmäßig. Dies deshalb, weil die funktionsgleichen Gaswechselventile mehrerer Zylinder phasenverschoben geöffnet werden, und sich die Schalt- und Koppelbolzen der Schlepphebel bei starrer Verbindung der Verbindungselemente mit den langgestreckten Schaltmittel gegenseitig blockieren können.The connection of the connecting element to the elongate switching means designed as a sheet metal rail may be rigid or resilient. If a separate elongated switching means with associated linear actuator is available for switching the drag lever for the functionally identical gas exchange valves of each cylinder, a rigid connection between the respective connecting element and the elongate switching means is advantageous because the switching state of the respective rocker arm then assigned by means of the elongated switching means Position sensor can be detected. However, if the drag levers for the functionally identical gas exchange valves of several cylinders to be switched in groups by a common elongated switching means, a resilient connection between the connecting elements and the elongated switching means is appropriate. This is because the functionally identical gas exchange valves of several cylinders are opened out of phase, and the switching and coupling bolts of the rocker arms can block each other with rigid connection of the connecting elements with the elongate switching means.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventiltriebs kann vorgesehen sein, dass das erwähnte Verbindungselement als ein Profilblech mit einer U-förmigen Querschnittsgeometrie ausgebildet ist, welches eine Basiswand aufweist, an die zwei zueinander parallele Seitenwände anschließen, und dass in einem unteren Endabschnitt des Verbindungselements in jeder der beiden Seitenwände jeweils eine Führungsöffnung zur axial formschlüssigen Aufnahme des äußeren Endes jeweils eines der Schaltbolzen ausgebildet ist.According to a development of the valve drive according to the invention can be provided that the mentioned connection element is formed as a profiled sheet with a U-shaped cross-sectional geometry having a base wall, connect to the two parallel side walls, and that in a lower end portion of the connecting element in each of two side walls each have a guide opening for axially positive reception of the outer end of each of the shift pin is formed.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Stellverbindung ist vorgesehen, dass die Schaltbolzen an ihrem axial äußeren Ende jeweils mit einer nahe derer äußeren Stirnseite angeordneten Ringnut versehen sind, und dass die Führungsöffnungen des Verbindungselements jeweils als ein längsgerichteter Führungsschlitz ausgebildet sind, deren beidseitig benachbarte Randstege im montierten Zustand in die Ringnut des jeweils unmittelbar benachbarten Schaltbolzens eingreifen.In a preferred embodiment of the actuating connection is provided that the switching pins are each provided at its axially outer end with a near outer end face arranged annular groove, and that the guide openings of the connecting element are each formed as a longitudinal guide slot, the two adjacent edge webs in the mounted state engage in the annular groove of the immediately adjacent switching pin.

Durch den Eingriff der Randstege des Profilblechs in die Ringnuten der Schaltbolzen sind die Schaltbolzen der Schlepphebel axial formschlüssig miteinander verbunden. Zudem ist dadurch das Profilblech axial fest und längsverschiebbar sowie gelenkig an den Schaltbolzen der Schlepphebel befestigt, wodurch die beim Betrieb des Verbrennungskolbenmotors auftretenden Hub- und Drehbewegungen der Schaltbolzen problemlos ausgeglichen werden können.By the engagement of the edge webs of the profiled sheet in the annular grooves of the switching pin, the switching pin of the rocker arms are axially positively connected with each other. In addition, this is the profile sheet axially fixed and longitudinally displaceable and hinged to the shift pin of the drag lever, whereby the occurring during operation of the internal combustion piston engine lifting and rotating movements of the shift pin can be easily compensated.

Zur Montageerleichterung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Führungsschlitze des Profilblechs an ihrem unteren Ende jeweils mit einer runden Montageöffnung versehen sind, welche einen im Vergleich zu der Breite der Führungsschlitze vergrößerten Durchmesser aufweisen. Hierdurch kann das Profilblech bei der Montage zum Beispiel mit dem zugeordneten Führungsschlitz zunächst axial über die betreffende Ringnut hinaus auf den Schaltbolzen des ersten Schlepphebels aufgeschoben und nach der Montage des zweiten Schlepphebels bis zum Einrasten in die Ringnuten beider Schaltbolzen zurückgezogen werden.For ease of assembly is preferably provided that the guide slots of the profile sheet are each provided at its lower end with a round mounting hole, which have an enlarged compared to the width of the guide slots diameter. In this way, the profile sheet can be pushed in the assembly, for example, with the associated guide slot initially axially beyond the respective annular groove out on the shift pin of the first drag lever and retracted after the assembly of the second drag lever until it engages in the annular grooves of both switching pin.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt

  • 1 einen Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors mit einer erfindungsgemäßen Stellverbindung in einer ausschnittsweisen perspektivischen Ansicht, und
  • 2 die Stellverbindung gemäß 1 in einer ausschnittsweisen perspektivischen Einzelteilansicht.
To further illustrate the invention, the description is accompanied by a drawing of an embodiment. In this shows
  • 1 a valve train of a combustion piston engine with a control connection according to the invention in a fragmentary perspective view, and
  • 2 the actuator connection according to 1 in a fragmentary perspective item view.

In der perspektivischen Darstellung der 1 ist ein variabler Ventiltrieb 2 eines Verbrennungskolbenmotors mit mehreren in Reihe angeordneten Zylindern und mindestens zwei Gaswechselventilen gleicher Funktion pro Zylinder ausschnittsweise abgebildet, soweit es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist.In the perspective view of 1 is a variable valve train 2 a combustion piston engine with a plurality of cylinders arranged in series and at least two gas exchange valves the same function per cylinder in sections, as far as it is necessary to explain the invention.

Die in 1 nicht abgebildeten zwei Gaswechselventile sind einem Zylinder des Verbrennungskolbenmotors zugeordnet und funktionsgleich, so dass es sich wahlweise um Einlassventile oder um Auslassventile handeln kann. Die beiden Gaswechselventile sind zusammen mit funktionsgleichen Gaswechselventilen weiterer Zylinder über zugeordnete schaltbare Schlepphebel 4, 4' vorliegend beispielhaft gruppenweise abschaltbar. Eine zugeordnete, in 1 nicht dargestellte Nockenwelle weist für die funktionsgleichen Gaswechselventile der betreffenden Zylinder jeweils einen Nocken auf, die identische Hubhöhen und Hubverläufe haben.In the 1 not shown two gas exchange valves are associated with a cylinder of the internal combustion piston engine and functionally the same, so that it may be either intake valves or exhaust valves. The two gas exchange valves are together with functionally identical gas exchange valves further cylinder over associated switchable drag lever 4 . 4 ' in the present example, groups can be switched off. An assigned, in 1 not shown camshaft has for each of the functionally identical gas exchange valves of the respective cylinder on a cam, which have identical lifting heights and Hubverläufe.

Bei einer Drehung der Nockenwelle werden die Hubverläufe der Nocken über die schaltbaren Schlepphebel 4, 4' auf die Gaswechselventile übertragen. Die schaltbaren Schlepphebel 4, 4' sind weitgehend baugleich ausgeführt und weisen jeweils einen rahmenförmigen Außenhebel 6 sowie einen in diesem schwenkbar gelagert angeordneten Innenhebel 8 auf. Die Außenhebel 6 haben jeweils an einem Ende eine Gleitfläche für den Kontakt mit dem Ventilschaft des zugeordneten Gaswechselventils und an ihrem anderen Ende eine Aufnahme für den Kopf eines gehäuseseitig gelagerten Abstützelementes mit integriertem hydraulischem Ventilspielausgleichselement. Die Innenhebel 8 sind zum Abgriff des zugeordneten Nockens der Nockenwelle jeweils mit einem als eine drehbar gelagerte Abgriffrolle ausgebildeten Abgriffelement 22 versehen und über zwei als Schenkelfedern ausgebildete Anpressfedern 24, 24' in Richtung zu der Nockenwelle mit einer Federkraft belastet.With a rotation of the camshaft, the stroke characteristics of the cam on the switchable cam follower 4 . 4 ' transferred to the gas exchange valves. The switchable drag levers 4 . 4 ' are largely identical and have each a frame-shaped outer lever 6 and a pivotally mounted in this arranged inner lever 8th on. The outside levers 6 each have at one end a sliding surface for contact with the valve stem of the associated gas exchange valve and at its other end a receptacle for the head of a housing side mounted support element with integrated hydraulic lash adjuster. The inner levers 8th are for tapping the associated cam of the camshaft each with a designed as a rotatably mounted Abgriff tapping element 22 provided and two trained as a torsion springs pressure springs 24 . 24 ' loaded in the direction of the camshaft with a spring force.

Über einen in einer Längsbohrung 10 des Außenhebels 6 gelagerten, federbelasteten Koppelbolzen ist der Innenhebel 8 jeweils formschlüssig mit dem zugeordneten Außenhebel 6 gekoppelt. Im gekoppelten Zustand der schaltbaren Schlepphebel 4, 4' wird der Hubverlauf der Nocken der Nockenwelle auf die Gaswechselventile übertragen, so dass diese zyklisch geöffnet werden.About one in a longitudinal bore 10 of the outer lever 6 mounted, spring-loaded coupling pin is the inner lever 8th each form-fitting with the associated outer lever 6 coupled. In the coupled state of the switchable rocker arms 4 . 4 ' the stroke profile of the cam of the camshaft is transmitted to the gas exchange valves, so that they are opened cyclically.

Durch eine Axialverschiebung jeweils eines in einer Querbohrung des Außenhebels 6 geführten sowie mit einem äußeren Abschnitt 14, 14' aus dieser Querbohrung hervorstehenden Schaltbolzens 12, 12' nach innen oder außen wird der betreffende Koppelbolzen in eine Entkopplungsstellung gedrückt, in welcher der betreffende Innenhebel 8 von dem Außenhebel 6 entkoppelt ist und beim Abgriff des zugeordneten Nockens in Bezug zum Außenhebel 6 einfedert. Im entkoppelten Zustand der Schlepphebel 4, 4' wird der Hubverlauf der Nocken der Nockenwelle somit nicht auf die Gaswechselventile übertragen, so dass diese geschlossen bleiben. In der nicht vorveröffentlichten DE 10 2017 129 423 A1 ist ein solcher schaltbarer Schlepphebel dargestellt und beschrieben.By an axial displacement in each case one in a transverse bore of the outer lever 6 guided as well as with an outer section 14 . 14 ' from this transverse bore protruding shift pin 12 . 12 ' inwardly or outwardly, the respective coupling pin is pressed into a decoupling position, in which the respective inner lever 8th from the outside lever 6 is decoupled and the tapping of the associated cam with respect to the outer lever 6 compressed. In the decoupled state of the rocker arms 4 . 4 ' the stroke profile of the cam of the camshaft is thus not transferred to the gas exchange valves, so that they remain closed. In the not pre-published DE 10 2017 129 423 A1 Such a switchable rocker arm is shown and described.

Zur Einleitung einer Stellkraft zur Umschaltung der Schlepphebel 4, 4', durch die jeweils der Innenhebel 8 von dem Außenhebel 6 entkoppelt und damit die Hubübertragung von den zugeordneten Nocken der Nockenwelle auf die Gaswechselventile unterbrochen wird, ragen die Schaltbolzen 12, 12' auf einander zugewandten Seiten mit axial beabstandeten äußeren Stirnwänden 18, 18' aus den Schlepphebeln 4, 4' heraus.To initiate a force for switching the rocker arms 4 . 4 ' , by each of the inner lever 8th from the outside lever 6 decoupled and thus the stroke transmission is interrupted by the associated cam of the camshaft on the gas exchange valves, the shift pins protrude 12 . 12 ' on mutually facing sides with axially spaced outer end walls 18 . 18 ' from the rocker arms 4 . 4 ' out.

Die Schaltbolzen 12, 12' sind an ihren axial äußeren Enden 16, 16' über eine Stellverbindung 26 über ein gemeinsames biegesteifes Verbindungselement 28 axial formschlüssig miteinander verbunden, welches seinerseits starr oder federelastisch mit einem hier nicht abgebildeten langgestreckten Schaltelement in Stellverbindung ist. Bei dem langgestreckten Schaltelement handelt es sich vorzugsweise um eine zum Beispiel durch Ausstanzen oder Laserschneiden aus einem Stahlblech herausgetrennte ebene Blechschiene, die längsbeweglich in schlitzförmigen Führungsöffnungen des Zylinderkopfes geführt ist.The shift bolts 12 . 12 ' are at their axially outer ends 16 . 16 ' via a positioning connection 26 via a common rigid connecting element 28 axially positively connected with each other, which in turn is rigidly or resiliently connected to an unillustrated here elongate switching element in actuating connection. The elongate switching element is preferably a flat sheet metal rail which is separated out of a steel sheet, for example by punching or laser cutting, and which is guided longitudinally movably in slot-shaped guide openings of the cylinder head.

Das langgestreckte Schaltelement ist parallel zu der Nockenwelle angeordnet und mittels eines bevorzugt als Elektromagnet ausgebildeten Linearaktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelementes durch eine Schaltbewegung in der in 1 durch einen Richtungspfeil 44 angegebenen Schaltrichtung aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar. Das Verbindungselement 28 ist vorliegend als ein Profilblech mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet. Es weist eine Basiswand 30 und zwei davon rechtwinklig abgebogene sowie zueinander parallele Seitenwände 32, 32' auf. In dem unteren Endabschnitt 34 des Profilblechs 28, der sich auf der Höhe der Schaltbolzen 12, 12' befindet, ist in jeder der beiden Seitenwände 32, 32' jeweils eine Führungsöffnung 36, 36' zur axial formschlüssigen Aufnahme des axial äußeren Endes 16, 16' jeweils eines der Schaltbolzen 12, 12' ausgebildet.The elongated switching element is arranged parallel to the camshaft and by means of a preferably designed as an electromagnet linear actuator against the restoring force of a spring element by a switching movement in the in 1 by a directional arrow 44 specified switching direction from a rest position into a switching position longitudinally displaceable. The connecting element 28 is presently designed as a profile sheet with a U-shaped cross-section. It has a base wall 30 and two of them bent at right angles and parallel to each other sidewalls 32 . 32 ' on. In the lower end section 34 of the profile sheet 28 that is at the height of the shift pin 12 . 12 ' is located in each of the two side walls 32 . 32 ' one guide opening each 36 . 36 ' for axially positive reception of the axially outer end 16 . 16 ' each one of the shift pin 12 . 12 ' educated.

Aus der ausschnittsweisen Einzelteilansicht der 2, in welche die betreffenden Bauteile 12, 12', 28 in nicht gekoppeltem Zustand abgebildet sind, gehen der Aufbau und die Funktionsweise der Stellverbindung 26 zwischen den Schaltbolzen 12, 12' der Schlepphebel 4, 4' und dem Profilblech 28 deutlich hervor. Die Schaltbolzen 12, 12' sind an ihrem äußeren Ende 16, 16' jeweils mit einer nahe der äußeren Stirnseite 18, 18' ausgebildeten Ringnut 20, 20' versehen. Die Führungsöffnungen 36, 36' des Profilblechs 28 sind jeweils als ein längsgerichteter Führungsschlitz ausgebildet, deren beidseitig benachbarte Randstege 38, 40; 38', 40' im montierten Zustand in die Ringnut 20, 20' des jeweils unmittelbar benachbarten Schaltbolzens 12, 12' eingreifen. Durch den Eingriff der Randstege 38, 40; 38', 40' des Profilblechs 28 in die Ringnuten 20, 20' der Schaltbolzen 12, 12' sind die Schaltbolzen 12, 12' der Schlepphebel 4, 4' axial formschlüssig miteinander verbunden. Außerdem ist dadurch das Profilblech 28 axial fest und längsverschiebbar sowie gelenkig an den Schaltbolzen 12, 12' der Schlepphebel 4, 4' befestigt, wodurch die beim Betrieb des Verbrennungskolbenmotors auftretenden Hub- und Drehbewegungen der Schaltbolzen 12, 12' problemlos ausgeglichen werden.From the detailed item view of the 2 into which the relevant components 12 . 12 ' . 28 are shown in uncoupled state, go the structure and operation of the actuator connection 26 between the switching pins 12 . 12 ' the rocker arm 4 . 4 ' and the profile sheet 28 clearly visible. The shift bolts 12 . 12 ' are at their outer end 16 . 16 ' each with a near the outer end face 18 . 18 ' trained annular groove 20 . 20 ' Provided. The guide openings 36 . 36 ' of the profile sheet 28 are each formed as a longitudinal guide slot whose adjacent edge bars on both sides 38 . 40 ; 38 ' . 40 ' in the mounted state in the annular groove 20 . 20 ' of the immediately adjacent switching pin 12 . 12 ' intervention. Through the engagement of the edge bars 38 . 40 ; 38 ' . 40 ' of the profile sheet 28 in the annular grooves 20 . 20 ' the shift pin 12 . 12 ' are the shift pins 12 . 12 ' the rocker arm 4 . 4 ' axially positively connected with each other. In addition, this is the profile sheet 28 axially fixed and longitudinally displaceable and articulated to the shift pin 12 . 12 ' the rocker arm 4 . 4 ' attached, whereby the occurring during operation of the internal combustion piston engine lifting and rotating movements of the shift pin 12 . 12 ' be easily balanced.

Die Führungsschlitze 36, 36' des Profilblechs 28 sind an ihrem unteren Ende jeweils mit einer runden Montageöffnung 42, 42' versehen, die einen gegenüber der Breite der Führungsschlitze 36, 36' vergrößerten Durchmesser aufweisen. Hierdurch kann das Profilblech 28 bei der Montage zum Beispiel mit dem zugeordneten Führungsschlitz 36 zunächst axial über die betreffende Ringnut 20 hinaus auf den Schaltbolzen 12 des ersten Schlepphebels 4 aufgeschoben und nach der Montage des zweiten Schlepphebels 4' bis zum Einrasten in die Ringnuten 20, 20' beider Schaltbolzen 4, 4' zurückgezogen werden.The guide slots 36 . 36 ' of the profile sheet 28 are at their lower end each with a round mounting hole 42 . 42 ' provided one opposite the width of the guide slots 36 . 36 ' have enlarged diameter. This allows the profile sheet 28 during assembly, for example, with the associated guide slot 36 initially axially over the respective annular groove 20 out on the shift pin 12 of the first rocker arm 4 deferred and after the installation of the second rocker arm 4 ' until it engages in the annular grooves 20 . 20 ' both switching pins 4 . 4 ' be withdrawn.

Zur Umschaltung der Schlepphebel 4, 4' wird das Schaltmittel 4 mittels des erwähnten Linearaktuators in der Schaltrichtung 44 axial verschoben. Hierdurch wird die entsprechende Stellkraft und der Stellweg über das Profilblech 28 auf die Schaltbolzen 12, 12' der Schlepphebel 4, 4' übertragen. Wenn die Innenhebel 8 der Schlepphebel 4, 4' gerade weitgehend lastfrei sind, was beim Abgriff der Nocken durch die Abgriffrollen 22 im Grundkreis der Nocken der Fall ist, wird der Schaltbolzen 12 des ersten Schlepphebels 4 axial nach innen und zugleich der Schaltbolzen 12' des zweiten Schlepphebels 4' axial nach außen verschoben. Hierdurch werden die mit den Schaltbolzen 12, 12' in Stellverbindung befindlichen Koppelbolzen über eine geeignete Schaltgeometrie nach axial außen verschoben und im Ergebnis die Innenhebel 8 von den Außenhebeln 6 entkoppelt. Sofern die Innenhebel 8 der Schlepphebel 4, 4' gerade belastet sind, ist die Umschaltung der Schlepphebel 4, 4' bei einer starren Befestigung des Profilblechs 28 an dem Schaltmittel nicht möglich und kann erst erfolgen, wenn die Innenhebel 8 der Schlepphebel 4, 4' nach weiterer Drehung der Nockenwelle weitgehend lastfrei sind. Bei einer federelastischen Verbindung des Profilblechs 28 mit dem erwähnten langgestreckten Schaltmittel werden die Stellkraft und der Stellweg in diesem Fall kurzzeitig in dem entsprechenden Federelement gespeichert, und die Umschaltung der Schlepphebel 4, 4' erfolgt nach weiterer Drehung der Nockenwelle, sobald die Innenhebel 8 der Schlepphebel 4, 4' weitgehend lastfrei sind.For switching the drag levers 4 . 4 ' becomes the switching means 4 by means of the mentioned linear actuator in the switching direction 44 moved axially. As a result, the corresponding force and the travel on the profile sheet 28 on the shift pin 12 . 12 ' the rocker arm 4 . 4 ' transfer. If the inner lever 8th the rocker arm 4 . 4 ' are largely largely load-free, which is when tapping the cams through the Abgriffrollen 22 in the base circle of the cam is the case, the shift pin 12 of the first rocker arm 4 axially inward and at the same time the switching pin 12 ' of the second rocker arm 4 ' moved axially outwards. This will be the with the shift pin 12 . 12 ' in adjusting connection coupling pin via a suitable switching geometry moved axially outward and as a result, the inner lever 8th from the outer levers 6 decoupled. If the inner lever 8th the rocker arm 4 . 4 ' are currently loaded, is the switching of the drag levers 4 . 4 ' at a rigid attachment of the profile sheet 28 at the switching means not possible and can be done only when the inner lever 8th the rocker arm 4 . 4 ' after further rotation of the camshaft are largely free of load. In a resilient connection of the profile sheet 28 with the mentioned elongated switching means, the actuating force and the travel in this case are temporarily stored in the corresponding spring element, and the switching of the drag lever 4 . 4 ' takes place after further rotation of the camshaft, as soon as the inner lever 8th the rocker arm 4 . 4 ' are largely free of load.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Variabler VentiltriebVariable valve train
4, 4'4, 4 '
Schaltbarer SchlepphebelSwitchable drag lever
66
Außenhebelexternal lever
88th
Innenhebelinternal lever
1010
Längsbohrung im AußenhebelLongitudinal bore in the outer lever
12, 12'12, 12 '
Schaltbolzenswitching pin
14, 14'14, 14 '
Äußerer Abschnitt eines SchaltbolzensOuter section of a shift pin
16, 16'16, 16 '
Äußeres Ende eines SchaltbolzensOuter end of a shift pin
18, 18'18, 18 '
Äußere Stirnseite eines SchaltbolzensOuter front side of a shift pin
20, 20'20, 20 '
Führungsnut, Ringnut in einem SchaltbolzenGuide groove, annular groove in a switching pin
2222
Abgriffelement, AbgriffrolleTap element, grip roller
24, 24'24, 24 '
Anpressfeder, SchenkelfederPressure spring, leg spring
2626
Stellverbindungadjustment link
2828
Verbindungselement, ProfilblechConnecting element, profiled sheet
3030
Basiswand des VerbindungselementsBase wall of the connecting element
3232
Erste Seitenwand des VerbindungselementsFirst side wall of the connecting element
32'32 '
Zweite Seitenwand des VerbindungselementsSecond side wall of the connecting element
3434
Unterer Endabschnitt der BasiswandLower end portion of the base wall
36, 36'36, 36 '
Führungsöffnung, FührungsschlitzGuide opening, guide slot
38, 38'38, 38 '
Äußerer Randsteg einer FührungsöffnungOuter edge bar of a guide opening
40, 40'40, 40 '
Innerer Randsteg FührungsöffnungInner edge bridge guide opening
42, 42'42, 42 '
Montageöffnungmounting hole
4444
Richtungspfeil, SchaltrichtungDirectional arrow, switching direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017101792 A1 [0004]DE 102017101792 A1 [0004]
  • DE 102017129422 A1 [0004]DE 102017129422 A1 [0004]
  • DE 102017129423 A1 [0020]DE 102017129423 A1 [0020]

Claims (4)

Variabler Ventiltrieb (2) eines Verbrennungskolbenmotors, mit mindestens zwei Gaswechselventilen gleicher Funktion pro Zylinder, deren Ventilhub jeweils durch mindestens einen Nocken einer Nockenwelle vorgegeben und mittels eines schaltbaren Schlepphebels (4, 4') durch eine Axialverschiebung eines in einer Querbohrung desselben geführten sowie mit einem äußeren Abschnitt (14, 14') aus dieser Querbohrung hervorstehenden Schaltbolzens (12, 12') selektiv abschaltbar oder auf einen anderen Hubverlauf umschaltbar ist, wobei die Schaltbolzen (12, 12') der Schlepphebel (4, 4') über Verbindungselemente (28) mit einem langgestreckten Schaltmittel in Stellverbindung sind, welches parallel zu der Nockenwelle angeordnet und mittels eines Aktuators gegen die Rückstellkraft eines Federelements aus einer Ruhestellung in eine Schaltstellung längsverschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbolzen (12, 12') von mindestens zwei unmittelbar benachbarten Schlepphebeln (4, 4'), die Gaswechselventilen gleicher Funktion desselben Zylinders zugeordnet sind, auf einander zugewandten Seiten mit axial beabstandeten äußeren Stirnwänden (18, 18') aus den Schlepphebeln (4, 4') herausragen, und dass diese Schaltbolzen (12, 12') an ihren axial äußeren Enden (16, 16') über ein biegesteifes Verbindungselement (28) axial formschlüssig miteinander verbunden sind.Variable valvetrain (2) of a combustion piston engine, with at least two gas exchange valves the same function per cylinder, the valve lift each predetermined by at least one cam of a camshaft and by means of a switchable cam follower (4, 4 ') by an axial displacement of a guided in a transverse bore and with a outer section (14, 14 ') from this transverse bore projecting switching pin (12, 12') selectively switched off or to another Hubverlauf is switchable, wherein the shift pin (12, 12 ') of the drag lever (4, 4') via connecting elements (28 ) are in an actuating connection with an elongated switching means, which is arranged parallel to the camshaft and longitudinally displaceable by means of an actuator against the restoring force of a spring element from a rest position to a switching position, characterized in that the switching pin (12, 12 ') of at least two immediately adjacent Rocker arms (4, 4 '), the Gaswe are associated with the same cylinder function, on mutually facing sides with axially spaced outer end walls (18, 18 ') protrude from the finger levers (4, 4'), and that these switching pins (12, 12 ') at their axially outer ends ( 16, 16 ') via a rigid connecting element (28) are axially positively connected to each other. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (28) als ein Profilblech mit einer U-förmigen Querschnittsgeometrie ausgebildet ist, welches eine Basiswand (30) aufweist, an die zwei zueinander parallele Seitenwände (32, 32') anschließen, und dass in einem unteren Endabschnitt (34) des Verbindungselements (28) in jeder der Seitenwände (32, 32') jeweils eine Führungsöffnung (36, 36') zur axial formschlüssigen Aufnahme des äußeren Endes (16, 16') jeweils eines der Schaltbolzen (12, 12') ausgebildet ist.Variable valve train after Claim 1 , characterized in that the connecting element (28) is formed as a profiled sheet with a U-shaped cross-sectional geometry, which has a base wall (30), connect to the two parallel side walls (32, 32 '), and that in a lower end portion (34) of the connecting element (28) in each of the side walls (32, 32 ') each have a guide opening (36, 36') for axially positive reception of the outer end (16, 16 ') each one of the switching pins (12, 12') is trained. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbolzen (12, 12') an ihrem äußeren Ende (16, 16') jeweils mit einer nahe derer äußeren Stirnseite (18, 18') angeordneten Ringnut (20, 20') versehen sind, und dass die Führungsöffnungen (36, 36') des Verbindungselements (28) jeweils als ein längsgerichteter Führungsschlitz ausgebildet sind, deren beidseitig benachbarte Randstege (38, 40; 38', 40') im montierten Zustand in die Ringnut (20, 20') des jeweils unmittelbar benachbarten Schaltbolzens (12, 12') eingreifen.Variable valve train after Claim 1 , characterized in that the switching pins (12, 12 ') at their outer end (16, 16') each having a nearer outer end face (18, 18 ') arranged annular groove (20, 20') are provided, and that the Guide openings (36, 36 ') of the connecting element (28) are each formed as a longitudinally oriented guide slot whose mutually adjacent edge webs (38, 40, 38', 40 ') in the mounted state in the annular groove (20, 20') of each directly adjacent switching pin (12, 12 ') engage. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschlitze (36, 36') des Profilblechs (28) an ihrem unteren Ende jeweils mit einer runden Montageöffnung (42, 42') versehen sind, welche einen im Vergleich zu der Breite der Führungsschlitze (36, 36') vergrößerten Durchmesser aufweisen.Variable valve train after Claim 3 , characterized in that the guide slots (36, 36 ') of the profiled sheet (28) at their lower end in each case with a round mounting opening (42, 42') are provided, which in comparison to the width of the guide slots (36, 36 '. ) have increased diameter.
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