CN102345478A - 气门压杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气门压杆(2)，用于操作内燃机的气门，所述气门压杆具有长形的、由金属板材成型的杆体(3)，该杆体具有底部(12)和弯曲约90°地在两侧一体成型于底部上的侧壁(11)，杆体的第一末端部分具有在侧壁之间形成于底部中的活节窝(13)，该活节窝用于将气门压杆可摆动运动地支承在活节头上，该活节头静止地支承在内燃机中，杆体的中间部分设有凸轮接合面(9)，并且杆体的第二末端部分具有在底部上延伸的接触面，该接触面用于操作气门，并且杆体在通过活节窝(13)的横截面中和在通过中间部分的横截面中基本上等宽地设计尺寸，侧壁的弯曲从杆体的第一末端部分(4)出发连续增大直至约90°。

Description

气门压杆
技术领域
本发明涉及一种用于操作内燃机气门的气门压杆。气门压杆具有长形的、由金属板材成型的杆体，杆体具有底部和弯曲约90°地在底部两侧一体成型的侧壁。杆体的第一末端部分具有在侧壁之间形成于底部中的活节窝，该活节窝用于将气门压杆可摆动运动地支承在静止地支承在内燃机中的活节头上。杆体的中间部分设有凸轮接合面，并且杆体的第二末端部分具有在底部上延伸的接触面，接触面用于操作气门。杆体在通过活节窝的横截面中和通过中间部分的横截面中基本上等宽地设计尺寸。
背景技术
在第一末端部分的区域中，这种气门压杆的宽度分别通过活节窝的大小和其壁厚以及与活结窝不同程度地隔开距离的侧壁的壁厚来决定。活节窝的大小又由支撑元件的通常为球形的活节头的直径得出并且在下面被称为活节窝的额定直径。
例如US 5,535,641和EP 1 157 193 B1中公开同类气门压杆。与DE 198 10 462 A1所公开的气门压杆相比——该气门压杆的杆体在活节窝区域中具有明显的扩宽，US 5,535,641中提出的气门压杆通过在延伸于侧壁之间的活节窝区域中局部减小侧壁的壁厚而显著变窄。
EP 1 157 193 B1中公开的气门压杆构造得非常窄，与活节窝的额定直径相关。这在该文献的图3、4和7中公开，其中，活节窝和侧壁看让去彼此融合。但该文献中并未具体说明杆体的活节窝区域中的这种构造的成型过程。
本申请人在对构造得较窄的、具有与活节窝距离较近地隔开的侧壁的气门压杆的试验中发现，由于底部部分与侧壁的连接部位上局部较高的变形度可能导致活节窝材料变薄，这有时会引起裂纹和折痕。这种在制造杆体时通常并不明显的、只有借助昂贵的并非不具破坏性的质量监控才能可靠地检测出的部件缺陷可以大大降低气门压杆的疲劳强度。众所周知，气门压杆由于断裂而提前失效在最坏的情况下能够导致整个内燃机的损坏。借助现今普遍的杆体成型过程可实际达到的压杆宽度B至少是：B＝D+1.2＊2S，其中D表示活节窝的额定直径，S表示杆体的壁厚，系数1.2得自于活节窝和一个侧壁之间无裂纹成型所需的距离。
发明内容
本发明任务在于进一步构造开头所述类型的气门压杆，使得气门压杆在活节窝的额定直径方面构造得尽可能窄。同时杆体应能够过程安全地、即无材料缺陷地并且以所要求的形状精度尽可能不增加成本地成型。
该任务的解决方案从权利要求1的特征部分的特征得出，本发明有利的进一步扩展和方案由从属权利要求得出。因此，从杆体的第一末端部分出发，侧壁的弯曲应连续增大直至约90°。换句话说，侧壁并非在其整个长度上均匀地从底部弯曲，而是在纵向方向上在一定程度上扭转或扭曲，其在活节窝区域中的弯曲较小并且在那里优选为0°。通过这种方式大大减小了杆体在活节窝区域中的变形度并且因此大大降低了开头所提的、不利于气门压杆所要求的疲劳强度的材料损坏的危险。
优选活节窝应突起到侧壁之间。在这种结构下，杆体以底部和侧壁构成这样一个横截面轮廓，该横截面轮廓在远离气门的方向上开口并且在侧壁角度为90°的区域中基本上是U形的。但与所引用的现有技术相比值得注意的是，侧壁在活节窝区域中较小的或完全缺少的弯曲减小了轴向抗弯截面模量，也就是说引起杆体围绕其摆动轴线的刚度损失。必要时这种刚度损失可通过使底部在凸轮接合面的侧面以一个在活节窝突起方向上拱曲的横截面邻接活节窝来补偿。这种造型允许(与传统成型的杆体相比)在不改变可来回摆动的杆体相对于支撑元件的自由通道的情况下增大侧壁的轮廓高度并且因此最小化由轮廓引起的轴向抗弯截面模量的减小。
在一种替换方案中也可规定：气门压杆在结合扭转的侧壁的情况下可具有所谓的倒置U形横截面轮廓，该横截面轮廓朝向气门开口并且在其中活节窝并未突起到两个侧壁之间，而是向相反的方向突起。
附图说明
本发明其它特征从后续说明和附图中给出，附图示出本发明的气门压杆。附图如下：
图1显示气门压杆的侧视图；
图2显示气门压杆的俯视图；
图3显示气门压杆的朝向活节窝的前视图；
图4显示气门压杆的透视图；
图5显示已知的气门压杆式气门机构的局部图。
具体实施方式
本发明的出发点是图5所示的已知的内燃机1的气门压杆式气门机构的局部图。在该纵向剖面图中所示的气门压杆2′具有长形的杆体3′，杆体在其第一末端部分4上可摆动运动地支承在支撑元件的静止地支承在内燃机1中的活节头5上，并且以其第二末端部分6操作在关闭方向上被加载弹簧力的气门7。杆体3′的中间部分8设置有滚轮形式的凸轮接合面9，该凸轮接合面被凸轮轴10的凸轮升程操作。
由金属板材冷成型的杆体3′具有两个彼此隔开地延伸的侧壁11′和一个连接这两个侧壁的底部12′，底部在滚轮9的区域中中断。底部12′和弯曲90°地一体成型于底部上的两个侧壁11′构成基本上U形的横截面轮廓，该横截面轮廓在远离气门的方向上开口。在底部12′的在杆体3′第一末端部分4上延伸的部分中形成有球冠形的活节窝13，该活节窝突起到侧壁11′之间并且与支撑元件的活节头5构成球节。在底部12′的在杆体3′的第二末端部分6上延伸的部分上形成有接触面14用于气门7的杆末端，以及形成有在接触面14两侧延伸的气门导向板条15。滚轮9借助滚针轴承16支承在跨越两个侧壁11′的轴销17上。
图1至4所示的本发明气门压杆2的杆体3与已知的气门压杆2′的区别在于侧壁的构造。侧壁并非始终以90°角从底部12弯曲，而是在杆体3的纵向方向上扭转变形。在第一末端部分4的区域中，即在活节窝13的区域中，侧壁角为0°。从这里出发，侧壁角连续增大并且在杆体3的中间部分8、即在用于滚轮9端面18的轴向止推区域中达到90°。该角度直至杆体3的第二末端部分6保持不变。在图1至3并且尤其在图4中可看出侧壁11的扭转，侧壁11的上棱边19在活节窝13的区域中垂直于底部12，相反，在杆体3的中间部分中和第二末端部分6上平行于底部12地定向。
尤其是从图3可清楚地看出，各侧壁11基于其与底部12的形成有活节窝13的那一部分成0°角而处在一条直线上。这种在活节窝13区域中在成型技术上有利的构造允许杆体3在通过活节窝13的横截面中和通过中间部分8的横截面中基本上等宽，或更准确地说，设计成一样窄的。
根据图2所示的横截面Q，底部12的在滚轮9侧面在杆体3的第一末端部分4上延伸的部分在活节窝13的突起方向上拱曲。该底部拱曲邻接活节窝13的入口，使得在气门压杆2摆动运动期间确保底部12相对于支撑元件(见图5)的足够的自由空间。与该位置上未拱曲的底部相比，该底部拱曲使得侧壁11(见图1)的下棱边20更深地朝向气门7(见图5)的方向。通过侧壁11的相应增大的高度，杆体3的轴向的抗弯截面模量和由此气门压杆2在其摆动方向上的刚度增大。通过这种方式补偿气门压杆2的由于侧壁11按本发明的弯曲延伸而引起的刚度损失。
附图标记列表
1   内燃机
2   气门压杆
3   杆体
4   杆体的第一末端部分
5   活节头
6   杆体的第二末端部分
7   气门
8   杆体的中间部分
9   滚轮/凸轮接合面
10  凸轮轴
11  侧壁
12  底部部分
13  活节窝
14  接触面
15  气门导向板条
16  滚针轴承
17  轴销
18  滚轮的端面
19  侧壁的上棱边
20  侧壁的下棱边

Claims (3)

1.气门压杆(2)，用于操作内燃机(1)的气门(7)，所述气门压杆具有长形的、由金属板材成型的杆体(3)，该杆体具有底部(12)和弯曲约90°地在两侧一体成型于底部上的两个侧壁(11)，杆体(3)的第一末端部分(4)具有在侧壁(11)之间形成于底部(12)中的活节窝(13)，该活节窝用于将气门压杆(2)可摆动运动地支承在活节头(5)上，该活节头静止地支承在内燃机(1)中，杆体(3)的中间部分(8)设有凸轮接合面(9)，并且杆体(3)的第二末端部分(6)具有在底部(12)上延伸的接触面(14)，该接触面用于操作气门(7)，并且杆体(3)在通过活节窝(13)的横截面中和在通过中间部分(8)的横截面中基本上等宽地设计尺寸，其特征在于，各侧壁(11)的弯曲从杆体(3)的第一末端部分(4)出发连续增大直至约90°。
2.根据权利要求1的气门压杆，其特征在于，各侧壁(11)的弯曲从约0°开始增大。
3.根据权利要求1的气门压杆，其特征在于，所述活节窝(13)突起到侧壁(11)之间，并且所述底部(12)在凸轮接合面的侧面以在活节窝(13)的突起方向上拱曲的横截面邻接活节窝(13)。
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