BR112016022999B1

BR112016022999B1 - Módulo

Info

Publication number: BR112016022999B1
Application number: BR112016022999-1A
Authority: BR
Inventors: Heiko Schmid; Ulrich Schatton; Hans-Jürgen Schmidt
Original assignee: Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2023-04-11
Also published as: JP6498694B2; DE102014104995A1; BR112016022999A2; EP3129615B1; EP3129615A1; KR20160140711A; WO2015155050A1; MX2016012987A; JP2017510750A; CN106164421B; US20170122252A1; KR102295413B1; US10260455B2; CN106164421A

Abstract

MÓDULO. A presente invenção se trata de módulo, que apresenta um elemento de admissão (1), em particular na forma de um quadro do mancal ou de um capa de revestimento, para disposição em uma cabeça de cilindro de um motor de combustão interna e que apresenta pelo menos um eixo do comando de válvulas colocado de forma giratória no elemento de admissão (1), que se projeta para a fixação de uma engrenagem do eixo do comando de válvulas (3) a partir de um lado frontal do elemento de admissão (1) e sendo que o módulo pré-montado para a montagem direta na cabeça de cilindro, sendo que para a pré-montagem, o eixo do comando de válvulas é bloqueado contra torção em uma posição correta do ângulo para o acionamento das válvulas por uma peça de segurança (5) acessível externamente, sendo que a peça de segurança (5) engata um primeiro recorte (7) na engrenagem do eixo do comando de válvulas (3) e está disposta em união positiva, contra torção, com uma admissão (9) prevista no elemento de admissão (1), sendo que a peça de segurança (5) pode ser removida da posição bloqueada após a montagem do módulo na cabeça de cilindro.

Description

DESCRIÇÃO

[001] A invenção se refere a um módulo que apresenta um elemento de admissão, em particular, na forma de um quadro do mancal ou de uma capa de revestimento, para a disposição em uma cabeça de cilindro de um motor de combustão interna. O módulo apresenta ainda pelo menos um eixo do comando de válvulas colocado de forma giratória no elemento de admissão, que se projeta para a fixação de uma engrenagem do eixo do comando de válvulas a partir de um lado frontal do elemento de admissão. O módulo é pré-montado para a montagem direta na cabeça de cilindro.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] A diversidade tecnológica crescente no grupo motorpropulsor de um veículo exige dos fabricantes de motores uma flexibilidade elevada na cadeia de processos e uma redução dos custos de produção associados aos mesmos. Por isso, o desenvolvimento parte para uma produção em módulos dos componentes e para uma integração de funcionais adicionais nos componentes. Em função desse desenvolvimento, foram concebidos, por exemplo, módulos do eixo do comando de válvulas, nos quais um ou dois eixos do comando de válvulas são pré-montados no quadro do mancal como parte da cabeça de cilindro ou em uma capa de revestimento como cabeça de cilindro completa. Tais módulos do eixo do comando de válvulas, na montagem do motor de combustão, precisam ser assentados sozinhos no bloco de cilindro. A única etapa de fabricação que permanece é a montagem de mecanismos de tração, em particular, da correia dentada ou da cadeia de comando, na engrenagem do eixo do comando de válvulas.

[003] Para que a relação de comando dada pela posição do ângulo entre eixos do comando de válvulas e virabrequim corresponda à medida especificada, na montagem do mecanismo de tração na engrenagem do eixo do comando de válvulas, deve-se prestar atenção à posição exata do ângulo comando de válvulas que se aplica às válvulas na relação de ambos os eixos do comando de válvulas com as válvulas, por um lado e, em relação ao virabrequim, por outro lado. O ajuste do ângulo correto entre os componentes envolvidos que giram é demorado e influência os custos de produção de modo negativo.

[004] A fim de poder fixar a posição do ângulo dos eixos do comando de válvulas para a montagem, em motores de combustão, é conhecido, a partir do documento W02004/106716 A 1, fixar um eixo do comando de válvulas com um pino que atravessa de cima abaixo a cabeça de cilindro, que engata um diâmetro ou um entalhe no eixo do comando de válvulas e é fixado no bloco de cilindro. O pino também pode assumir a função de um auxílio de montagem na montagem conjunta do motor. Contudo, as medidas construtivas no eixo do comando de válvulas são grandes e atuam de forma negativa na estabilidade do eixo do comando de válvulas. Além disso, a operação do pino é, em certa medida, desconfortável, uma vez que o diâmetro ou entalhe não é visível por fora, no eixo do comando de válvulas.

[005] A partir do documento DE 10 2007 056 608 A1 é conhecida uma ferramenta, que encontra utilidade apenas em manutenções, para fixar a curto prazo, antes da desmontagem de correias em V ou cadeias de comando, a posição existente dos eixos do comando de válvulas. Essa ferramenta engata nos dentes da roda dentada e é pré-tensionada por meio de um parafuso contra o bloco do motor. Com essa ferramenta é possível, contudo, apenas uma fixação de curto-prazo e provisória dos eixos do comando de válvulas. Também o engate da ferramenta na superfície da função da roda dentada pode levar a um dano ou a desgaste permanente da engrenagem do eixo do comando de válvulas.

[006] O objetivo da presente invenção é, portanto, desenvolver um módulo de fácil montagem e econômico que compreende um elemento de admissão e um ou mais eixos do comando de válvulas, que deve ser montado na estrutura de montagem do motor de combustão interna em poucas etapas, que assegure, de forma confiável, a fixação do(s) eixo(s) do comando de válvulas na posição do ângulo predeterminada até a montagem de um mecanismo de tração na engrenagem do eixo do comando de válvulas e que permite o cancelamento da fixação após a montagem.

[007] Esse objetivo é solucionado por um módulo de acordo com a reivindicação de patente 1. Modalidades vantajosas do módulo de acordo com a invenção são descritas nas reivindicações dependentes.

[008] Um aspecto essencial da invenção que corresponde à reivindicação, reside em assegurar, com a peça de segurança que engata na engrenagem do eixo do comando de válvulas, uma montagem particularmente simples e rápida para o módulo produzido a partir do elemento de admissão e eixo (s) do comando de válvulas. Nesse caso, a particularidade se encontra em que a peça de segurança engata engrenagem do eixo do comando de válvulas acessível externamente sob proteção de sua coroa dentada e fixa a mesma de forma particularmente confiável, contra o elemento de admissão, apesar da configuração mecânica favorável. Com isso, a posição do ângulo dos eixos do comando de válvulas predeterminada para a montagem do módulo é fixada de forma segura.

[009] Nesse caso, o módulo para a montagem direta na cabeça de cilindro de um motor de combustão é pré- montada de acordo com a reivindicação pelo fato de que o comando de válvulas do eixo do comando de válvulas se encontra, primeiramente, na posição do ângulo predeterminada pela correta relação de comando para a aplicação das válvulas. Nessa posição do ângulo, o eixo do comando de válvulas é bloqueado pela peça de segurança acessível externamente para uma operação contra rotação, sendo que a peça de segurança engata um recorte na engrenagem do eixo do comando de válvulas e está em união positiva com uma admissão do elemento de admissão prevista contra a torção, pelo que a engrenagem do eixo do comando de válvulas é bloqueada contra o elemento de admissão. Após a montagem do módulo no motor de combustão interna a peça de segurança é removida da posição bloqueada com um simples manípulo.

[010] Com a peça de segurança concebida de tal modo é possível equipar quaisquer módulos pré-fabricados que compreendem um elemento de admissão e eixos do comando de válvulas pré-montados. De uma aplicação particularmente adequada são, contudo, aqueles módulos nos quais os eixos do comando de válvulas sob utilização de processos de dilatação e retração térmica foram inseridos em diâmetros de passagem dispostos coaxialmente de forma correspondente no elemento de admissão. Nesse processo de junção, o corpo do eixo do comando de válvulas é primeiramente arrefecido, até um ponto, e com isso, retraído, de modo que o mesmo possa ser inserido nos diâmetros de passagem por comutação de mancal. Na inserção, os comandos de válvulas são “rosqueados” ao mesmo tempo. Com o aquecimento e dilatação correspondente, o corpo do eixo do comando de válvulas é comprimido nas posições previstas nos mancais e nos comandos de válvulas.

[011] A vantagem essencial de um tal módulo pré-fabricado e pré-posicionado é que o mesmo pode ser montado diretamente na montagem do motor e que, devido à fixação segura dos eixos do comando de válvulas, é evitada uma etapa de produção dispendiosa. Nesse caso, o uso da peça de segurança é responsável por uma fixação particularmente cuidadosa, visto que não se aplica na coroa dentada, entretanto, robusta e precisa dos eixos do comando de válvulas no elemento de admissão. Além disso, a peça de segurança de acordo com a invenção é particularmente simples de se operar na montagem e remoção.

[012] De forma vantajosa, a engrenagem do eixo do comando de válvulas, que em particular é uma engrenagem dentada ou de coroa, é concebida, em primeiro lugar, especialmente para o uso de uma peça de segurança particularmente simples de se operar. Para isso, a superfície de disco da engrenagem é rompida pelo menos em uma posição que se ajusta a um elemento da peça de segurança que aperta por um primeiro recorte, sendo que, de forma construtiva, é particularmente simples se esse primeiro recorte for formado como um diâmetro cilíndrico que é penetrado por um moente cilíndrico da peça de segurança formado de forma complementar. O moente se estende então dentro de uma outra admissão prevista no elemento de admissão na forma de um diâmetro, que na correta posição do ângulo se alinha com o diâmetro na engrenagem do eixo do comando de válvulas. Nesse caso, deve-se prestar atenção respectivamente um ajuste que permita o deslize do moente, apesar de uma união positiva radial possivelmente maior.

[013] Além disso, é vantajoso prever na superfície de disco pelo menos um segundo recorte para a fixação da peça de segurança, sendo que a peça de segurança é equipada com um meio de retenção que atua em conjunto com o segundo recorte. Desse modo, o meio de retenção fixa a peça de segurança montada na engrenagem do eixo do comando de válvulas e impede, nesse caso, o deslocamento axial do moente.

[014] Em uma modalidade particularmente vantajosa, o meio de retenção é equipado com pelo menos um braço de grampo flexível, em cuja extremidade se encontra uma trava. O braço de grampo engata por dentro, no segundo recorte, sendo que a trava engata por trás, na borda do recorte, quando o meio de retenção, por outro lado, está em contato com a superfície externa da engrenagem do eixo do comando de válvulas.

[015] De forma ideal, o meio de retenção tem dois braços de grampos, que estão unidos por uma articulação basculante e engatam de forma travada os dois recortes. Nesse caso, deve ser previsto - como um grampo de roupa - uma atuação por mola, a qual fecha os dois braços de grampo. As duas extremidades do braço de grampo equipadas com as travas formam, assim, uma cabeça de grampo e as outras extremidades do braço de grampo formam manípulos acessíveis externamente. Devido à articulação basculante, um manípulo pressionado em conjunto produz uma abertura e, com isso, um destravamento da cabeça de grampo.

[016] É particularmente vantajoso produzir a peça de segurança, que particularmente é equipada com o moente e os dois braços de grampo unidos por mola pela articulação basculante, como peça de plástico moldada por injeção, em uma só peça. Uma tal peça de segurança em primeiro lugar pode ser produzida de forma simples e econômica e pode ser processada como artigo descartável. Além disso, em peso menor, é de elevada estabilidade. Uma vantagem essencial é que o moente pode ser produzido com elevada precisão de ajuste e pode ser facilmente inserido no diâmetro devido à diferença de material. Em relação ao fácil deslizamento nos diâmetros, entretanto, em precisões de ajuste mais elevadas e, em compensação, eventuais tolerâncias de produção, é particularmente vantajoso equipar as paredes do moente com sulcos axiais, que produzem uma flexibilidade radial limitada.

[017] Em uma outra modalidade vantajosa, a peça de segurança é prevista com uma proteção de autenticidade, por exemplo, um lacre, que se quebra na primeira remoção da peça de seguranças da posição de bloqueio e, assim, torna a manipulação visível. Com uma tal proteção de autenticidade pode ser assegurado na montagem do módulo que se trata de um módulo em estado original, no qual é garantida a correta posição do ângulo.

EXEMPLO DE MODALIDADE PREFERIDO DA INVENÇÃO

[018] Uma modalidade do módulo de acordo com a invenção é esclarecida em mais detalhes, a seguir, com base nas Figuras, que mostram:

[019] Figura 1 uma capa de revestimento para a admissão de eixos duplos do comando de válvulas,

[020] Figura 2 uma engrenagem do eixo do comando de válvulas com rupturas,

[021] Figura 3 peça de segurança produzida a partir de plástico, em uma só peça,

[022] Figura 4 peça de segurança montada em uma engrenagem do eixo do comando de válvulas e

[023] Figura 5 módulo de capa de revestimento e eixos do comando de válvulas montados.

[024] Na Figura 1 é mostrado, primeiramente como parte de um módulo equipado de acordo com a invenção, um elemento de admissão na forma de uma capa de revestimento 1 pré-fabricada que é adequado para o assentamento em uma cabeça de cilindro de um motor de combustão interna. Dois diâmetros 2 são introduzidos em um lado frontal da capa de revestimento 1, a partir dos quais se projetam de forma correspondente dois eixos do comando de válvulas 16 (ver Figura 5) a serem montados de forma giratória na capa de revestimento 1. Acima de cada diâmetro 2, respectivamente uma admissão 9 na forma de um diâmetro de segurança é introduzida no lado frontal da capa de revestimento 1, que recebe a peça de segurança.

[025] A Figura 2 mostra uma engrenagem do eixo do comando de válvulas 3 equipada de acordo com a invenção, na forma de uma roda dentada, como a mesma é montada no lado frontal, por meio de um diâmetro 4 central, em extremidades dos eixos do comando de válvulas 16 que se projetam a partir de diâmetros 2 da capa de revestimento 1. O módulo da capa de revestimento 1, dos dois eixos do comando de válvulas 16 e das engrenagens dos eixos do comando de válvulas 3, mostrado na Figura 5, é pré-montado para a montagem direta na cabeça de cilindro de um motor de combustão interna.

[026] Para a montagem, cada um dos eixos do comando de válvulas é bloqueado na posição correta do ângulo para o acionamento das válvulas, por uma peça de segurança 5 de plástico acessível externamente e representada na Figura 3, contra uma torção involuntária antes ou depois da montagem. Para o bloqueio, a peça de segurança 5 montada na engrenagem do eixo do comando de válvulas 3 penetra, com um moente 6, primeiramente, um recorte 7 introduzido no disco interno da engrenagem do eixo do comando de válvulas 3 que se assenta no eixo do comando de válvulas 16 na forma de um diâmetro de passagem. Nesse caso, o moente 6 se estende para dentro atravessando o diâmetro de passagem e com uma ponta 8 se estende para dentro na admissão 9 (Figura 1) configurada como diâmetro de segurança na capa de revestimento 1.

[027] A ponta 8 da peça de segurança 5 se encontra em união positiva radial com a admissão 9 e fixa o eixo do comando de válvulas 16 contra uma torção. Nesse caso, o diâmetro de passagem 7 e a admissão 9 são medidas em seu diâmetro de tal modo que os mesmos formem um ajuste com capacidade de deslize para o moente 6. A peça de segurança 5 é formada, no todo, de tal modo que a mesma, após a montagem do módulo na cabeça de cilindro, com um simples manípulo, possa ser removida a partir de sua posição bloqueada. No presente caso, a peça de segurança 5 é completamente removida e pode ser descartada ou novamente utilizada.

[028] Para a manutenção da peça de segurança 5 na engrenagem do eixo do comando de válvulas 3 (ver também Figura 4) são previstos nas superfícies da engrenagem do eixo do comando de válvulas 3 dois segundos recortes 10 dispostos simetricamente em torno do diâmetro de passagem 7. Em cada um desses segundos recortes 10 se engata, respectivamente, um braço de grampo 11 flexível, com os quais é equipada a peça de segurança 5. Cada braço de grampo 11 apresenta uma trava 12 que engata, por trás, a borda do respectivo recorte 10. Na borda anterior do recorte 10 e, com isso, na superfície da engrenagem do eixo do comando de válvulas, a peça de segurança 5 entra em contato com uma superfície de contato 13. A peça de segurança 5 com o moente 6 e os dois braços de grampo 11 é injetada por plástico, em uma só peça, sendo que os dois braços de grampo 11 são moldados de tal modo em uma peça em ponte 14 que forma a superfície de contato 13, que a junção forma uma articulação basculante flexível.

[029] A força de mola gerada pela propriedade de uma só peça fecha o braço de grampo 11, de modo que as travas 12 travam na peça de segurança 5 montada. As extremidades do braço de grampo 11 equipadas com as travas 12 formam quase uma cabeça de grampo. As outras extremidades do braço de grampo formam, por sua vez, dois manípulos 15 acessíveis externamente, que, por atuação conjunta no sentido da seta A, abrem a cabeça de grampo (seta B).

[030] A Figura 5 mostra, a partir de agora, o módulo com a capa de revestimento 1 e dois eixos do comando de válvulas 16 colocados no mesmo, cujas extremidades se projetam a partir do lado frontal 17 da capa de revestimento 1 e suportam as engrenagens dos eixos do comando de válvulas 3. O módulo é pré-montado na medida em que os eixos do comando de válvulas 16 são assegurados contra torção por meio das peças de segurança 5 inseridas na posição do ângulo predeterminada. Esse módulo pode ser montado diretamente na cabeça de cilindro de um motor de combustão interna. NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1 elemento de admissão na forma de uma capa de revestimento 2 diâmetros na capa de revestimento 3 engrenagem do eixo do comando de válvulas 4 diâmetro central 5 peça de segurança 6 moente 7 primeiro recorte na forma de um diâmetro de passagem 8 ponta do moente 9 admissão na forma de um diâmetro de segurança 10 segundo recorte 11 braço de grampo 12 trava 13 superfície de contato 14 peça em ponte 15 manípulos 16 eixo do comando de válvulas 17 lado frontal da capa de revestimento

Claims

1. MÓDULO, que apresenta um elemento de admissão (1), em particular na forma de um quadro do mancal ou de uma capa de revestimento, para disposição em uma cabeça de cilindro de um motor de combustão interna e que apresenta pelo menos um eixo do comando de válvulas colocado de forma giratória no elemento de admissão (1), que é utilizado para a fixação de uma engrenagem do eixo do comando de válvulas (3) a partir de um lado frontal do elemento de admissão (1) e sendo que o módulo é pré-montado para a montagem direta na cabeça de cilindro, caracterizado por, para a pré-montagem, o eixo do comando de válvulas ser montado em um alojamento que é projetado para ser bloqueado contra torção em uma posição correta do ângulo das válvulas por meio de uma peça de segurança (5) acessível externamente, sendo que a peça de segurança (5) tem um primeiro recorte (7) na engrenagem do eixo do comando de válvulas (3) e engata em união positiva, contra torção, com uma admissão (9) prevista no elemento de admissão (1), em que o primeiro recorte (7) disposto como um diâmetro cilíndrico, formado por um moente (6) cilíndrico completamente formado da parte de bloqueio, é penetrado, através do qual o eixo do comando de válvulas (3) é uma engrenagem dentada, na superfície da qual o primeiro recorte (7) na forma de um diâmetro para a passagem de um moente é fornecido na peça de segurança (5), com um ajuste com capacidade de deslize entre o moente (6) e o diâmetro através do qual o moente (6) é inserido, em que o diâmetro de retenção é formado por uma admissão (9) no elemento de admissão (1) e em que é fornecido um segundo recorte (10) no eixo do comando de válvulas (3) que se estende para a montagem da peça de segurança (5), em que a peça de segurança (5) é fornecida com um dispositivo de retenção, cujo recorte (10) é engatado e fixa axialmente o moente (6), sendo que a peça de segurança (5) pode ser removida da posição bloqueada após a montagem do módulo na cabeça de cilindro.

2. MÓDULO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela engrenagem do eixo do comando de válvulas (3) ser uma engrenagem dentada ou de coroa, em cuja superfície é previsto um primeiro recorte (7) na forma de um diâmetro para engate de um moente (6), sendo que entre o moente (6) e o diâmetro é previsto um ajuste com capacidade de deslize e sendo que o moente (6) se estende para dentro atravessando o diâmetro se estende para dentro na admissão (9) formada como diâmetro de segurança no elemento de admissão (1).

3. MÓDULO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo meio de retenção (11,12) apresentar pelo menos um braço de grampo (11) flexível com uma trava (12), que engata no segundo recorte (10) na engrenagem do eixo do comando de válvulas (3), sendo que a trava (12) engata por trás a borda do recorte (10).

4. MÓDULO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo meio de retenção apresentar dois braços de grampo (11), que são unidos por uma articulação basculante, sendo que uma força de mola fecha os braços de grampo, sendo que as extremidades dos braços de grampo (11) equipadas com travas (12) formam uma cabeça de grampo e sendo que as outras extremidades dos braços de grampo formam manípulos (15) acessíveis externamente, que, em atuação conjunta, abrem a cabeça de grampo.

5. MÓDULO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela peça de segurança (5) com o moente (6) e o meio de retenção (11,12) ser produzida como peça única moldada por injeção de material plástico.

6. MÓDULO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo moente, (6) para a produção de uma flexibilidade radial limitada, ter uma parede com sulcos axiais.

7. MÓDULO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela peça de segurança (5) apresentar uma proteção de autenticidade, que torna visível uma primeira remoção da peça de segurança (5) da posição bloqueada.

8. MÓDULO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento de admissão (1) apresentar diâmetros para a admissão do eixo do comando de válvulas, sendo que o corpo do eixo do comando de válvulas é inserido nos diâmetros por meio de um processo de junção que necessita dilatação térmica sob comutação de mancais articulados.

9. MÓDULO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelos dois eixos do comando de válvulas serem colocados de forma giratória no elemento de admissão (1), cujo comando de válvulas se encontra respectivamente na posição correta do ângulo para o acionamento de fileiras duplas de válvulas, sendo que os eixos do comando de válvulas são bloqueados contra torção nessa posição correta do ângulo por duas peças de segurança (5) acessíveis externamente, que podem ser removidas da posição de bloqueio após a montagem.