CN101265818A - 内燃机气门机构的摇臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机气门机构的摇臂，包括一个主要由两个通过横梁(4、4′)连接的侧壁(2、3)构成的用板材制成的摇臂体(1、1′)，其中一个摇臂端部(12)的凸轮下滚面运动可以通过另一个摇臂端部(15)间接或直接传给换气阀，以及，侧壁(2、3)在中部(5)具有两个互相对齐的孔(6、7)，用于将摇臂体(1)可摆动地装在一根轴上。为了使摇臂在成本低和结构简单的同时有可靠的轴支承及足够的刚度，为了摇臂体(1、1′)的轴支承，在横梁(4、4′)中组合一个与孔(6、7)对齐的半壳状轴瓦(8、8′)。此外，在横梁(4、4′)上设有与轴瓦(8、8′)连接的增强装置(10、14)。

Description

内燃机气门机构的摇臂

技术领域

本发明涉及一种内燃机气门机构的摇臂，包括一个主要由两个通过横梁连接的侧壁构成的用板材制成的摇臂体，其中一个摇臂端部的凸轮下滚面运动可以通过另一个摇臂端部间接或直接传给换气阀，以及，侧壁在中部具有两个互相对齐的孔，用于将摇臂体可摆动地装在一根轴上。

背景技术

用板材制成的摇臂作为便宜的凸轮随动机构已知用于汽车内燃机的气门控制。其结构主要包括两个通过横梁连接的侧部，从而形成一种U形或H形横断面，其中在一端，依据控制装置结构类型，设一个用于凸轮的分接面或用于推杆的支座，而在另一端设一个接触面，用于间接或直接给换气阀加载。摇臂可以在中部可摆动地固定在一个位置固定的旋转中心上。为此，大多在侧部中设两个互相对齐的孔，用于将摇臂可摆动地装在回转轴上。这种摇臂需要轴支承装置用来导引摇臂轴。

对此，在由DE19950990A1已知的薄板摇臂中，在侧壁中的孔被套筒状轴瓦围绕，轴瓦从侧壁向外伸出。在轴瓦内可以装设滚动轴承，例如滚针轴承，摇臂可通过它摩擦力特别小地可摆动地固定在回转轴上。没有此滚动轴承时，轴瓦起简单的轴支承作用。

按照未在先公开的DE102005046897.7，为了支承薄板摇臂的摇臂轴，同样建议这种带有或没有滚动轴承的整体轴承衬套(Lagerauge)，在这里整体轴承衬套也可以是向内成形的，从而不会不利地增大结构宽度。与之不同，还提出了一种用以导引摇臂轴的管段，它连接侧壁的两个孔。这种管段可独立装入，例如通过压入，不一定非要超过侧壁向外伸出，以及，必要时可以安装滚动轴承。

已知薄板摇臂的缺点是，其轴支承的成本很高和/或导引作用不够。所述带有滚动轴承的整体轴承衬套或管段，尽管为这类摇臂提供了可靠的轴支承，然而，对于管段的情况，需要附加的加工和材料耗费。

在取消昂贵的滚动轴承的情况下，简单的侧向整体轴承衬套在磨损、充分的支承润滑及导引准确度方面还不能满足要求。

另一方面，尤其是在大批生产摩托车和内燃机驱动的小型设备时，寻求对于薄板摇臂尽可能简单和节省费用的结构设计及加工方法。

此外，与传统的铸件或锻件相比，薄板摇臂的刚性较差。尤其对于为了适应狭窄的结构空间在凸轮侧与气门侧摇臂端部之间沿轴向有比较大的折弯或错置的结构设计和/或对于连接侧壁的横梁留出空隙的那些区域，摇臂的稳定性可成为关键问题。虽然用于轴支承的连接侧壁的管段可以提高刚度，但是这样做又会导致已提及的增加成本和加工耗费。而在侧壁上简单的整体轴承衬套对于摇臂体在长期使用时的稳定性几乎不能有什么贡献。

发明内容

因此本发明的目的是，创造一种轻型结构的摇臂，它尤其是在对置的摇臂端部之间有较大折弯的情况下仍有可靠的轴支承和足够的刚度，而且尽管如此仍然能结构简单和经济地生产。

本发明基于以下认识：在用板材一体式制成的摇臂中，两个侧壁仅通过一个优选在侧壁下部区内的横梁连接，并且除此之外必要时还在两个摇臂端部之间可能被强烈地折弯，对于这种用板材一体式制成的摇臂，可以实现一种简单的轴支承，同时摇臂体借助于摇臂体横梁的恰当设计得以稳定化。

因此本发明是从这样一种用于内燃机气门机构的摇臂出发，它包括一个主要由两个通过横梁连接的侧壁构成的用板材制成的摇臂体，其中，一个摇臂端部的凸轮下滚面运动可以通过另一个摇臂端部间接或直接传给换气阀，以及，侧壁在中部具有两个互相对齐的孔，用于将摇臂体可摆动地装在一根轴上。

对此规定，为了摇臂体的轴支承，在横梁中组合一个与孔对齐的半壳状轴瓦；以及，在横梁上设有与轴瓦连接的增强装置。

所述半壳状轴瓦在下文中也简称为半轴瓦。半轴瓦的角度(包角)不必强制性地等于180°，而是也可以根据需要采取不同的设计。此外，半轴瓦也不必强制性地具有统一的半径，而是可以有错开的半径，如同它们例如在牵引杆或摆动杆的帽罩中用于可摆动地支承时设计的那样。

通过这种结构，有利地将横梁利用于导引在回转轴上的摇臂并且与此同时利用于增强薄板件的刚性。由此，如同可以取消成形在侧壁上的整体轴承衬套那样，也可以取消附加的用于轴支承的管段。尤其是不需要用以赋予摇臂体足够刚度的单独的支撑加固件。因此可以实现一种特别简单和能经济地生产的薄板摇臂，它在基本上可自由设计摇臂体造型的情况下(例如设计为有一种强烈折弯的造型)，满足工作可靠性及使用寿命的要求。

按一种优选的实施形式，摇臂体采用冲压弯曲法由冲压的薄钢板制成，在这里，摇臂体具有折弯的侧壁延伸形状，使两个摇臂端部相对于摇臂体中部缩窄，并且相对于一条对称分割半轴瓦的假想纵轴线错开或反向错开地布置。这种结构形状特别有利地适用于相应给定的狭窄的安装状况。不过，为获得按本发明的摇臂的优点，使摇臂端部缩窄并不是无条件地必须实现的。

在凸轮侧的摇臂端部上可以设一个用于凸轮的分接面，例如凸轮上滚面滚轮，而在气门侧的摇臂端部上可以设气门接触件，例如带有气门侧的平面或球形接触面的螺钉。分接面也可以设计为用于OHV机构的帽罩，其中可以按已知的方式嵌置一根杆。

半轴瓦导引在回转轴上的摇臂，此时，其中一个摇臂端部直接或间接地支承在凸轮上，而另一个摇臂端部直接或间接地在换气阀的一端支承在气门机构上。半轴瓦的半径在这里有利地与回转轴的外径相匹配。

为了改善凸轮侧摇臂端部的刚性，可以在轴瓦上设计一接板，作为第一增强装置，它与凸轮侧的摇臂端部连接。接板例如成形在半轴瓦的一个高耸的扩展部分上，其中，此隆突构成横梁的一个凸轮侧端部，并且，其余摇臂体朝着凸轮上滚面滚轮方向，横梁是留出空隙的。接板朝凸轮侧的摇臂端部方向可以固定在摇臂体的一个折弯的侧壁段上，其中，该连接可借助于适用的在成本和加工技术方面有利的形状锁合或材料接合的连接法实现。

此外，为了增强气门侧摇臂端部的刚性，设计一个在轴瓦朝气门侧摇臂端部方向的延伸段内成形在横梁中的凹槽，作为第二增强装置，其中，横梁优选构成摇臂体的下侧，从而使摇臂体具有一种类似U字形的横断面，以及，凹槽构成横梁的槽状的底部隆起。

通过将与半轴瓦连接的接板连接到折弯的摇臂上，以及通过在耸起的半轴瓦的延伸段内延续的凹槽，达到了摇臂高的刚度。原则上也可以使用其他附加的接板和/或边缘增强措施或者其他适用的经济的增强件，其单独使用或与所说明的增强措施相结合。

附图说明

下面借助附图表示的两种实施形式详细说明本发明。其中：

图1a  带有组合在内的半轴瓦及增强刚性的接板的薄板摇臂的侧视图，按照图1b的剖面A-A；

图1b  图1a所示摇臂的从上面看的视图；

图1c  图1a所示摇臂的前视图；

图2a  带有半轴瓦及增强刚性的凹槽的薄板摇臂的侧视图，按照图2b的剖面B-B；

图2b  图2a所示摇臂的从下面看的视图；以及

图2c  摇臂在图2a的剖面A-A中的前视图。

具体实施方式

图1a至1c表示了内燃机气门机构的摇臂，其包括一个用冲压的薄钢板成一体制得的摇臂体1。摇臂体1主要包括两个侧壁2和3，它们在下侧壁区域内通过一个横梁4互相连接，从而形成类似于U字形的横断面。

在侧壁2、3摇臂体1的中部5设有两个彼此对齐并设计为钻孔的孔6、7，用于将摇臂安装在一根未示出的轴上或相当的旋转中心上。

摇臂体1具有折弯的造型形状，或者说摇臂具有沿轴向的错置，其中，朝凸轮侧摇臂端部12的方向，侧壁2在这里作为举例仅略向内折弯，而对置的侧壁3向内基本上直角形折角，从而使侧壁2和3在凸轮侧摇臂端部12重新互相平行地延伸，并且，它们的距离与摇臂体1中部5相比小得多。在端部12上可以可旋转地支承例如一个作为凸轮分接面的凸轮上滚面滚轮(未示出)。

与凸轮侧端部12对置的摇臂端部15在相反的方向上但相比而言较小量地折弯。在该摇臂端部15上可以安装一个气门接触件，例如带有用于换气阀端部的接触面的螺钉(同样没有示出)。为了安装螺钉而存在一个孔9。

在横梁4上，在孔6、7所在区域内成形有一个与孔对齐的半壳状轴瓦8，作为轴支承。在这里，横梁4的形状从气门侧的端部15出发，起先是依随侧壁2、3波形的侧面轮廓，大体在孔6、7的气门侧边缘的高度设计一个棱边16，构成为半轴瓦8的纵侧，接着描绘半圆形的半轴瓦8(图1a)。朝凸轮侧端部12的方向，半轴瓦8通过隆突11扩展，亦即半轴瓦8的底部相对于横梁耸起。

该隆突11构成了横梁4的终端。为了安装凸轮上滚面滚轮，横梁4在凸轮侧的端部12留出空隙。

在半轴瓦8隆突11的边缘，设置或构造一个设计为接板的增强装置10。接板10有利地与半轴瓦8的隆突11连接成一体，此外它还固定在折弯的侧壁3的一个折角段13上。

在图2a至2c中所示的类似摇臂及摇臂体1′中，半轴瓦8′成形在横梁4′上。在半轴瓦8′的气门侧的延伸段内设有一个设计为凹槽的增强装置14。如尤其图2c所示，凹槽14构成横梁4′的槽状的底部隆起。

接板10主要是增强在图1a至1c所示的摇臂体1的凸轮侧摇臂端部12的刚度，而凹槽14则主要是提高按图2a至2c所示的摇臂体1′的气门侧摇臂端部15的刚度。当然，为了进一步增强摇臂的刚度，也可以按恰当的方式，在摇臂体相应设计的情况下，组合地利用这两个增强装置10、14。

附图标记表

1、1′摇臂体

2     侧壁

3     侧壁

4、4′横梁

5     中部

6     孔

7     孔

8、8′轴瓦/半轴瓦

9     孔

10    增强装置/接板

11    隆突

12    凸轮侧的摇臂端部

13    侧壁段

14    增强装置/凹槽

15    气门侧的摇臂端部

16    棱边

Claims (10)

1.内燃机气门机构的摇臂，包括一个主要由两个通过横梁(4、4′)连接的侧壁(2、3)构成的用板材制成的摇臂体(1、1′)，其中一个摇臂端部(12)的凸轮下滚面运动可以通过另一个摇臂端部(15)间接或直接传给换气阀，以及，侧壁(2、3)在中部(5)具有两个互相对齐的孔(6、7)，用于将摇臂体(1)可摆动地装在一根轴上，其特征为：为了摇臂体(1、1′)的轴支承，在横梁(4、4′)中组合一个与所述孔(6、7)对齐的半壳状轴瓦(8、8′)；并且，在横梁(4、4′)上设有与所述轴瓦(8、8′)连接的增强装置(10、14)。

2.按照权利要求1所述的摇臂，其特征为，第一增强装置设计为一个设置在轴瓦(8)上的接板(10)，该接板与凸轮侧的摇臂端部(12)连接。

3.按照权利要求2所述的摇臂，其特征为，所述接板(10)与一个成形在轴瓦(8)的在凸轮侧的纵侧上的隆突(11)连接成一体，所述隆突构成横梁(4)的一个端部。

4.按照权利要求2或3所述的摇臂，其特征为，所述接板(10)朝凸轮侧的摇臂端部(12)方向固定在摇臂体(1)的一个折弯的侧壁段(13)上。

5.按照权利要求1至4中至少一项所述的摇臂，其特征为，第二增强装置(14)设计为一个在轴瓦(8′)朝气门侧的摇臂端部(15)方向的延伸段内成形在横梁(4′)中的凹槽。

6.按照权利要求5所述的摇臂，其特征为，横梁(4′)构成摇臂体(1′)的下侧，从而使摇臂体(1′)有一种类似U字形的横断面，其中，所述凹槽(14)构成横梁(4′)的槽状的底部隆起。

7.按照权利要求1至6中至少一项所述的摇臂，其特征为，增强装置(10、14)与横梁(4、4′)连接成一体。

8.按照权利要求1至7中至少一项所述的摇臂，其特征为，摇臂体(1、1′)采用成型加工方法成一体地由冲压的薄钢板制成。

9.按照权利要求1至8中至少一项所述的摇臂，其特征为，摇臂体(1、1′)具有一种折弯的侧壁延伸形状，使各摇臂端部(12、15)相对于摇臂体(1、1′)的中部(5)缩窄，并相对于一条通过摇臂体(1、1′)对称分割轴瓦(8、8′)的假想纵轴线错开。

10.按照权利要求1至9中至少一项所述的摇臂，其特征为，在凸轮侧的摇臂端部(12)上设置凸轮上滚面滚轮，而在气门侧的摇臂端部(15)上设置气门接触件。

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