CN101265819A - 内燃机气门机构的摇臂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机气门机构的摇臂,包括一个用板材制成的摇臂体(1),摇臂体有两个通过横梁(4)连接的侧壁(2、3),所述侧壁在中部(5)具有两个互相对齐的孔(6、7),用于可摆动地装在一根轴上。为了在成本低的同时实现摇臂在轴上更可靠的导引,在横梁(4)中组合一个与孔(6、7)对齐的、构造为半轴瓦(8)的轴支承。

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,包括一个用板材制成的摇臂体,它具有两个通过横梁连接的侧壁,所述侧壁在中部具有两个互相对齐的孔,用于可摆动地装在一根轴上。
背景技术
用板材制成的摇臂作为凸轮随动机构已知用于汽车内燃机的气门控制。它们尤其适用于小型发动机,例如双轮车或小型设备中的发动机。与传统的由铸件或锻件制成的摇臂相比,它们主要的优点在于其较低的生产成本、加工费用和重量。此外,它们能比较容易地适应狭窄或重叠交错的结构空间条件。
按一种传统的结构方式,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。在其一端,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。另一端具有一个接触面,用于间接或直接给换气阀加载。在它们之间的中部,摇臂可摆动地支承在一根位置固定的摇臂轴上。为此,设有两个互相对齐的孔,用于将摇臂可摆动地装在轴上。
DE19950990A1公开了这种摇臂,它优选用一种板材例如用薄钢板制成。其中,在侧壁内的孔被套筒状轴瓦围绕,轴瓦从侧壁向外伸出。这两个轴瓦用于导引在摇臂轴上的摇臂。优选地,这两个轴瓦与摇臂连接成一体,并例如用深冲法成形在侧壁上,由此取消了附加的用以固定轴瓦的工序。在轴瓦内可以装设滚动轴承,例如滚针轴承,摇臂可通过它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的作用。在轴瓦的区域内,横梁具有一个空隙,必要时用于安装轴承支架,摇臂可通过回转轴固定在此轴承支架上。
对于这种摇臂特别重要的是,在摇臂的一端,为要加载的换气阀端部支承面提供有效润滑。为此,在横梁上侧固定一个单独的桥式构件,其中设计润滑剂通道,从摇臂另一端供入的润滑剂通过该润滑剂通道有目的地导向支承面。就这方面而言,已知的摇臂能够全面完成其基本任务。
已知薄板摇臂的缺点是,由于轴瓦伸出而增大了摇臂的结构宽度,由此在不利的情况下会产生安装困难。此外导致不利效果的是,通过组合在轴瓦内的滚动轴承,虽然能实现摩擦小和准确地导引摇臂轴,然而这样做成本比较高。而在取消滚动轴承的情况下,轴支承提供一种并不足够的导引精度,由此不能完全排除摇臂在支承部位歪斜和/或过早磨损的可能性。此外,轴在支承部位的充分润滑也不能毫无问题地保证。
按照本申请人未在先公开的DE102005046897.7,为了支承薄板摇臂的摇臂轴,同样建议如在DE19950990A1中那样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。该管段又可以与滚动轴承组合。为了充分润滑轴的支承部位,管段可以有相应的孔。这种管段可独立装入,例如通过压入,并且不一定非要从侧壁向外伸出。
此文献的重点是,借助于侧壁的至少在一些区段内不对称的延伸形状和端侧尽可能小的结构宽度,无需明显改变内燃机本身,就可以将这种摇臂组合在相应给定的狭窄的结构空间内,并且可以避让内燃机的尤其是突伸的构件。因此已知的摇臂能够全面完成其基本任务。
在这里存在的缺点是由于附加的管段及其在摇臂上的固定而产生的高成本和加工费用。若没有管段,亦即利用所说明的整体轴承衬套,则至少在取消滚动轴承时,如已经提及的那样,会在磨损尽可能小的同时产生导引精度的问题。
发明内容
本发明的目的是,创造一种轻型结构的摇臂,它有可靠的轴支承,能尽可能灵活地适应不同的安装条件,长寿命,并且还能经济地制造。
本发明基于以下认识:在薄板摇臂的薄板变形(成型加工)时,可以比较简单地将摇臂轴的一个有效的支承部位一起成形在侧面连接部分内。
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,它包括一个用板材制成的摇臂体,摇臂体有两个通过横梁连接的侧壁,所述侧壁在中部具有两个互相对齐的孔,用于可摆动地装在一根轴上。对此规定,在横梁中组合一个与孔对齐的、构造为半轴瓦的轴支承。
所说的半轴瓦应理解为一种基本上半壳状的轴瓦,在这里,包角或延伸角不是强制性地必须等于180°,而是根据需要也可以采取不同的设计。因此既可能是较小的也可能是较大的包角。
按本发明摇臂的摇臂体优选采用成型加工方法成一体地由冲压的薄钢板制成,例如采用弯曲法或深冲法,从而可以将它作为特别经济、可大批量生产的气门机构构件,提供给双轮车和小型设备的市场。
这种摇臂体一方面提供了基于薄板变形技术的灵活的造型设计可能性,以适应例如小型摩托车的内燃机上复杂和/或狭窄的安装条件,从而有比较低的材料和加工成本,以及除此之外具有轻型结构的重量方面的优点。另一方面,此摇臂体通过摇臂轴在横梁上半壳状支承面,保证了可靠的轴支承和导引,无需那些引起附加成本的构件或没有大的结构宽度。
横梁有利地构成摇臂体的下侧,从而形成一种类似U字形的横断面。半轴瓦在孔或钻孔的区域内一体地成形在横梁上,从而在装配状态,亦即摇臂通过侧壁中的孔套在摇臂轴上,当摇臂在摇臂轴上摇动时半轴瓦能可靠地导引摇臂。
在最简单的情下,半轴瓦具有统一的、与侧壁内的孔相配的半径。然而也可以规定,半轴瓦设计有两个彼此错开的半径。由此形成半轴瓦的纵侧扩展。这对于下述的这种半轴瓦是特别有利的,该半轴瓦在朝向一个设置于摇臂端侧的分接面(所述分接面用于通过一凸轮间接或直接加载)那侧构成横梁的一个端部或终端。在这里,半轴瓦可以在其与分接面相邻的纵侧具有一个隆突。此隆突可以特别有利地用作润滑剂辅助供给装置,用于有效地润滑支承部位。
横梁可以在侧壁的一个接着半轴瓦的端部区域留出空隙,例如为了借助于横穿侧壁的轴销可旋转地安装作为分接面的凸轮上滚面滚轮。
附图说明
下面借助附图表示的实施形式详细说明本发明。其中:
图1带有半轴瓦轴支承的薄板摇臂的透视图;
图2摇臂从上面看的视图;以及
图3摇臂从下面看的视图。
具体实施方式
图1表示了内燃机气门机构的摇臂。摇臂体1有利地采用恰当的成型加工方法成一体地由薄钢板制成。它主要有两个通过一横梁4互相连接的侧壁2、3。横梁4在侧壁下侧连接这些侧壁2、3,所以摇臂体1构成一种类似U形的横断面。侧壁2、3在中部5具有两个互相对齐的设计为钻孔的孔6、7,用于将摇臂安装在一根没有表示的轴上或相当的旋转中心上。
在横梁4上,在孔6、7所在区域成形有一个与它们对齐的半轴瓦8。此半轴瓦8用于导引轴或用于导引轴上的摇臂。半轴瓦8具有一个第一半径9和一个与之错开的第二半径10,其中,第二半径10通入一隆突11内,隆突11构成横梁4的终端。因此,在与之相接的区域,在摇臂端部12,横梁4留出空隙。
横梁4从对置端部18起朝中部5方向成波状上升,大体上一直上升到一个与孔6、7的二分之一高度对应的高度,从而使所形成的半轴瓦8纵侧与孔6、7的边缘对齐,接着相应于半径9、10半圆形下沉,以构成半壳状凹陷,并在对置侧重新上升。
图2(从上方看)和图3(从下方看)表示了摇臂侧壁2、3的延伸形状。其中示出摇臂体1一种冲压折弯的造型形状,所以,在此视图中看,它相对于中部5变窄的端部区是彼此错开地布置的。
在摇臂的一个与半轴瓦8相邻的端部12,侧壁2、3超过横梁4端部继续延伸,在这里它们的延伸形状缩窄,从而减小了它们的距离并因而减小摇臂体1的宽度。所述的缩窄设计为,使其中一个侧壁2相对而言直线延伸,而另一个侧壁3向内,亦即朝侧壁2方向折角。所述的折弯例如当在内燃机上安装时可能是有利的,用以避让伸入此区域内的构件。
在端侧,在横梁4留出空隙的区域内,销轴15上有着一个设计为凸轮上滚面滚轮13的分接面14,用于从凸轮轴的凸轮(未表示)给摇臂加载,其中,销轴15支承在侧壁2、3的两个对齐的孔16、17中(图1)。
在对置的另一摇臂端部18,在摇臂体1上装有一螺钉19(图2),它在摇臂下侧具有一个接触面20(图3),用于直接地或者通过中间连接的气门构件间接地给内燃机换气阀加载。侧壁2、3在该端部18区域内的延伸走向设计为相对于对置端部12错开。
侧壁2、3的处于它们之间的中部5(在侧视图中看)具有一种向下鼓突的侧面轮廓(图1)。中部5的上侧略微呈弧形弯曲地延伸,朝端部12、18的方向不同程度地斜降。
最后还应指出,对于本发明所提出的作为轴支承的半轴瓦8,摇臂的那种在俯视图中看呈现特殊折弯的造型没有重要意义,只应理解为示例性的实施形式。
附图标记表
1   摇臂体
2   侧壁
3   侧壁
4   横梁
5   中部
6   孔
7   孔
8   半轴瓦
9   半径
10  半径
11  隆突
12  摇臂端部
13  凸轮上滚面滚轮
14  分接面
15  销轴
16  孔
17  孔
18  摇臂端部
19  螺钉
20  接触面

Claims (9)

1.内燃机气门机构的摇臂,包括一个用板材制成的摇臂体(1),摇臂体具有两个通过横梁(4)连接的侧壁(2、3),所述侧壁在中部(5)具有两个互相对齐的孔(6、7),用于可摆动地装在一根轴上,其特征为:在横梁(4)中组合一个与孔(6、7)对齐的、构造为半轴瓦(8)的轴支承。
2.按照权利要求1所述的摇臂,其特征为,所述半轴瓦(8)成一体地由横梁(4)成形出来。
3.按照权利要求1或2所述的摇臂,其特征为,所述半轴瓦(8)具有统一的半径,该半径至少近似等于所述孔(6、7)的半径。
4.按照权利要求1或2所述的摇臂,其特征为,所述半轴瓦(8)设计有两个彼此错开的半径(9、10)。
5.按照权利要求1至4中至少一项所述的摇臂,其特征为,所述半轴瓦(8)在朝向一个设置于端侧的分接面(14)那侧构成横梁(4)的一个端部,所述分接面(14)用于通过一凸轮至少间接加载。
6.按照权利要求1至5中至少一项所述的摇臂,其特征为,所述半轴瓦(8)在其与分接面(14)相邻的纵侧具有一个隆突(11)。
7.按照权利要求1至6中至少一项所述的摇臂,其特征为,横梁(4)构成一个下侧,从而形成一种类似U字形的横断面。
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)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,用在双轮车和/或小型设备的小容积内燃机的气门机构中。
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