CN219754618U - 内燃机的配气机构的摇杆装置和复位弹簧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于重负载的内燃机的配气机构的摇杆装置，所述摇杆装置具有至少一个可枢转地设置的摇杆(1)，其特征在于，设有至少一个板簧(10)用于预紧摇杆(1)，使得根据摇杆(1)的枢转，所述摇杆可被加载逐渐增加的复位弹簧力以复位到未枢转的起始位置中。本实用新型还涉及一种用于这种摇杆装置的复位弹簧装置。

Description

内燃机的配气机构的摇杆装置和复位弹簧装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于重负载的内燃机的配气机构的摇杆装置和用于这种摇杆装置的复位弹簧装置。

背景技术

从WO 2021 047 77 96中已知一种用于内燃发动机的配气机构，所述配气机构具有摇杆组件，所述摇杆组件具有可枢转地安装在摇杆轴线上的第一摇杆臂。复位弹簧定位在第一摇杆臂和第二摇杆臂之间，所述第二摇杆臂经由销钉可枢转地与第一摇杆臂连接并且与凸轮轴的凸轮接触。在第二摇杆臂枢转时，复位弹簧被压缩，并且第二摇杆臂通过复位弹簧复位。

实用新型内容

因此，本实用新型基于如下目的，提出一种摇杆装置和一种上述类型的复位弹簧装置，所述摇杆装置和复位弹簧装置实现内燃机的节省结构空间的设置和安全且有效的运行。

该目的由本实用新型的特征实现。从相应的说明书和附图中得出其他有利的和要求保护的设计方案。

因此，提出一种用于重负载的内燃机的配气机构的摇杆装置，所述摇杆装置具有至少一个可枢转地设置的摇杆。因为设有用于预紧摇杆的至少一个板簧，使得根据摇杆的枢转可给该摇杆加载逐渐增加的复位弹簧力以使所述摇杆复位到未枢转的起始位置中，所以在偏转小的情况下，初始弹簧力，尤其摇杆的初始预紧力能够保持得小并且能够防止在配气机构中尤其在进行驱动的凸轮轴处的不必要的摩擦损失。此外，可靠地尤其在大的气门升程下避免复位弹簧的过载。同时，板簧可以节省结构空间的方式设置。此外，配气机构的动力学能够得到改善，并且在运行时所述配气机构能够经过更陡峭的升程曲线，由此能够进一步提高内燃机的效率。上述优点在重负载内燃机(heavy-duty)中尤其有利地起作用，尤其在卡车的内燃发动机中，因为在该处待传输的力特别大。

在本实用新型的一个特别优选的设计方案中，摇杆构成为是可切换的，并且具有至少一个初级的摇杆臂和相对于所述初级的摇杆臂可枢转地设置的并且可与所述初级的摇杆臂耦联以进行接合的次级的摇杆臂。优选地，板簧在此作用在次级的摇杆臂上以进行预紧，其中在脱联状态下，初级的摇杆臂可经由端部止挡件沿着枢转方向贴靠在次级的摇杆臂上从而可通过经由次级的摇杆臂起作用的板簧进行预紧。因此，以特别有利的方式可行的是，通过板簧使两个相对于彼此可枢转地设置的摇杆预紧。

通过次级的摇杆臂，另一气门升程，例如作为所谓的发动机制动或用作用于加热动力总成的废气再循环的另一气门升程，可次级地接合。这种设置尤其有利地可在用于重负载应用尤其卡车的可变的配气机构中使用，所述卡车由于其质量大而需要大的制动力和大量能量来加热动力总成。

在本实用新型的另一尤其优选特别简单地构造的设计方案中，作为板簧设有至少一个弹簧片，所述弹簧片可根据摇杆的枢转以缩短有效的弹簧长度的方式贴靠在弹簧支撑面上。因此，能够以简单的方式实现具有渐进的特征曲线特性的板簧，所述板簧能够任意地匹配于使用和运行条件。弹簧片此外能够以特别节省空间的方式设置。

有利的是，板簧在此优选固定在弹簧支撑面上。因此，所述板簧可预先组装并且可同时定向，由此简化了安装。

以进一步有利的方式，板簧优选以自由端贴靠在摇杆上以进行预紧。可避免附加的尤其用于进行引导的中间元件。

在本实用新型的一个改进形式的范围内提出，弹簧支撑面弧形弯曲地构成。由此，可以尤其简单的方式实现：弹簧力随着摇杆的增加的枢转或板簧或弹簧片的增加的偏转始终渐进式增加。

也有利的是，弹簧片形成贴靠面，通过所述贴靠面，所述弹簧片在摇杆枢转时可面状地贴靠在弹簧支撑面上。在此，弹簧片可随着摇杆的偏转在一定程度上在弹簧支撑面上滚动，由此实现均匀的力导入和低摩擦以及低磨损的运行。

弹簧片优选以在俯视图中为矩形的条的形式优选由弹簧金属板构成，由此所述弹簧片可特别简单地以匹配摇杆的方式制造并且可简单地安装，并且可特别好地贴靠在摇杆和弹簧支撑面上。

在本实用新型的下一改进形式中提出，弹簧片形成弯拱的接触面，通过所述接触面，所述弹簧片贴靠在摇杆上以进行预紧。以这种方式，在摇杆枢转时，弹簧片可通过接触面尤其低摩擦地在摇杆上滚动。

摇杆装置优选构成有下面将描述的复位弹簧装置，所述复位弹簧装置具有至少一个板簧。由此产生下面列出的优点。

在本实用新型的另一方面的范围中，提出一种复位弹簧装置，所述复位弹簧装置用于使用于重负载的内燃机的配气机构的摇杆装置的至少一个可枢转地设置的摇杆复位。在此设有至少一个板簧，所述板簧具有至少一个弹簧片，所述弹簧片固定在弹簧保持体上并且具有用于贴靠在摇杆上并且将所述摇杆预紧到未枢转的起始位置中的自由端，使得弹簧片可根据摇杆的枢转以缩短有效的弹簧长度的方式贴靠在形成于弹簧保持体上的弹簧支撑面上。通过这种方式，板簧可固定在弹簧保持体上并且同时在运行时可贴靠在所述弹簧保持体上以缩短有效的弹簧长度。所述板簧可与弹簧保持体预先组装成结构单元并且可特别容易地安装在内燃机上。此外，还可实现在上文中描述的优点。

优选地，在此，用于预紧至少一个可枢转地设置的摇杆的复位弹簧装置在上述摇杆装置中实施。

在本实用新型的另一优选的、特别简单并且节省结构空间的设计方案中，设有弹簧支撑板作为弹簧保持体，所述弹簧支撑板为了构成弹簧支撑面至少在所述弹簧支撑面的区域中弧形弯曲。弹簧支撑板可与弹簧支撑面一起尤其由金属板特别简单且低成本地制造。所述弹簧支撑板此外可特别节省结构空间地设置。

也特别有利的是，在弹簧支撑板上设有优选与所述弹簧支撑板一件式地构成的、侧向突出的固定连接板。固定连接板实现：在内燃机的地点固定的构件处的特别简单的固定，优选通过螺纹连接件。所述固定连接板可以简单的方式匹配于安装情况，尤其通过弯曲。

也可考虑的是，弹簧保持体或弹簧支撑板弯曲弹性地构成，使得板簧在完全贴靠在弹簧支撑面上之后能够与弹簧支撑件一起进一步偏转，并且通过这种方式，弹簧特征曲线和复位特性可进一步调整。

另一可行的设计方案也设有多个，优选两个板簧，其中具有较弱弹簧力的第一板簧在摇杆的枢转的初始区域中与该摇杆共同作用，并且具有较强的弹簧力的第二板簧仅在摇杆的枢转的结束区域中与该摇杆共同作用。

通过进一步特别有利的方式也可行的是，将多个板簧固定和支撑在弹簧支撑板上以预紧多个摇杆。在此，可切换的和不可切换的摇杆都能够通过复位弹簧装置预紧以进行复位。

在本实用新型的另一特别有利的改进形式的范围中，为了将至少一个弹簧片固定在弹簧支撑板上，至少一个具有内螺纹并且在一端处具有固定凸缘的套筒被插入弹簧片和弹簧支撑板处的至少各一个对齐的通孔中。优选地，在此通过在弹簧片处在具有固定凸缘的套筒的内螺纹处旋入螺丝以形状配合和力配合地作用到弹簧支撑板上的方式将弹簧片预紧。由此，实现弹簧片的简单的形状配合和力配合的固定，其中在相应的固定凸缘处通过法向力实现在弹簧片上的均匀的力导入。

替选地，弹簧片的固定也能够尤其通过咬合连接或咬口连接(Durchsetzfügen)、焊接、填塞和铆接来实现。

附图说明

从下面的描述和附图中产生本实用新型的其他要求保护的特征，在所述附图中简化地示出本实用新型的一个实施例。附图示出：

图1和图2示出在第一运行状态中的用于内燃机的配气机构的根据本实用新型的摇杆装置与根据本实用新型的复位弹簧装置，

图3在剖视图中示出摇杆装置和复位弹簧装置，

图4和图5示出第二运行状态中的摇杆装置和复位弹簧装置，

图6在剖视图中示出图4和图5中的摇杆装置和复位弹簧装置，

图7和图8在单一视图中示出复位弹簧装置的复位弹簧单元，

图9在剖视图中示出图7和图8中的复位弹簧单元。

具体实施方式

在图1至图6中示出的用于重负载的内燃机的配气机构的摇杆装置示例性地具有可切换的摇杆1，具有气门侧的摇杆臂2和初级的、驱动侧的摇杆臂3的所述摇杆以可围绕摇杆轴4枢转的方式支承在其上。初级的、驱动侧的摇杆臂3构成有凸轮滚子6，所述凸轮滚子用于捕获来自内燃机的未示出的凸轮轴的气门升程运动。在初级的、驱动侧的摇杆臂3处由凸轮轴捕获的气门升程运动可在气门侧的摇杆臂2处经由气门接触件5传输以操作内燃机的至少一个未示出的换气门。

除了用于传输初级的气门升程的初级的、驱动侧的摇杆臂3之外，还设有相对于所述摇杆臂可枢转地设置在摇杆轴4上的另一驱动侧的摇杆臂8，所述另一驱动侧的摇杆臂具有另一凸轮滚子7以捕获来自凸轮轴的另一气门升程运动。该驱动侧的摇杆臂8可经由锁定机构9与初级的驱动侧的摇杆臂3耦联以传输另一次级的气门升程，例如作为所谓的发动机制动或用于加热动力总成的废气再循环，并且可以这种方式次级地接合。这样的摇杆装置可尤其有利地在用于重负载应用(heavy duty)、尤其用于卡车中的内燃发动机的可变的配气机构中，所述配气机构优选由上级的凸轮轴操控。

为了在进行驱动的凸轮的所谓的基圆阶段(其在图1至图3中示出)中将摇杆1预紧并且使其复位到未枢转的初始位置中，设有具有板簧10的复位弹簧装置，所述板簧给次级的、驱动侧的摇杆臂8加载预定的复位弹簧力以进行预紧。因此次级的、驱动侧的摇杆臂8可与初级的、驱动侧的摇杆臂3耦联以进行接合，所以初级的、驱动侧的摇杆臂在其枢转时在耦联状态中带动次级的、驱动侧的摇杆臂8。在此，板簧10经由次级的、驱动侧的摇杆臂8将初级的、驱动侧的摇杆臂3从而将摇杆1预紧到未枢转的初始位置中。

在脱联状态中，次级的驱动侧的摇杆臂8在其进行驱动的凸轮的凸轮升程阶段中相对于初级的、驱动侧的摇杆臂3完成差动升程作为空升程，即所谓的空转(图4和6)，并且通过板簧10的偏转而被预紧到未枢转的初始位置中。在此，初级的、驱动侧的摇杆臂3可经由端部止挡件11在枢转方向上贴靠在次级的、驱动侧的摇杆臂8上(图1和图4)，并且可经由所述次级的、驱动侧的摇杆臂通过板簧10预紧。由此，避免了次级的、驱动侧的摇杆臂8在脱联状态中的不受控制的运动。同时，以这种方式，通过板簧10可使两个相对于彼此可枢转地设置的摇杆臂3、8预紧。

端部止挡件11设置在杆上侧上并且通过止挡隆起部形成，所述止挡隆起部在侧面横向于杆纵轴线在次级的、驱动侧的摇杆臂8处突出。所述止挡隆起部可沿着枢转方向贴靠在相对应地在初级的、驱动侧的摇杆臂3的杆上侧上构成的、沿着枢转方向定向的带动和贴靠面上。端部止挡件11同时用于精确地定位初级、次级的摇杆臂8以进行锁定。

作为板簧10优选设置弹簧片，所述弹簧片与次级的驱动侧的摇杆臂8直接接触并且可根据所述摇杆臂的枢转以可变的弹簧长度L贴靠在弹簧支撑面12上。有效的弹簧长度L在此是在摇杆臂8枢转时弹簧片10在弹簧支撑面12上的触点和次级的摇杆臂8上的触点之间的可偏转的自由长度。

弹簧片10以长形的、在俯视图中为矩形的条的形式优选由金属板构成，所述条具有矩形的横截面轮廓。所述弹簧片以气门侧的端部13固定在弹簧支撑面12上并且以自由端14以预紧的方式贴靠在次级的、驱动侧的摇杆臂8的背离气门的平坦的杆上侧上并且直接作用在其上以进行复位。弹簧片10通过其自由端14在纵向方向上弯拱地构成并且在该处形成倒圆的接触面15，通过所述接触面，所述弹簧片贴靠在次级的、驱动侧的摇杆臂8的杆上侧上并且在所述摇杆臂枢转时能够低摩擦地滚动。因为弹簧片10在杆纵向方向上延伸并且薄壁地构成，所以所述弹簧片能够特别节省空间地沿着枢转方向设置在摇杆1的杆上侧上。

弹簧支撑面12在弹簧片10的纵向方向上弧形地弯曲，使得弹簧片10在与弹簧支撑面12的接触中可根据次级的、驱动侧的摇杆臂8的枢转以将在初始位置中的有效的弹簧长度L₁(图3)缩短到在枢转位置中的有效的弹簧长度L₂(图6)的方式贴靠在弹簧支撑面12上。在此，弹簧片10形成贴靠面37，通过所述贴靠面，所述弹簧片在通过次级的、驱动侧的摇杆臂8的枢转而偏转的情况下面状地贴靠在弹簧支撑面12上并且在一定程度上低摩擦地滚动。以这种方式，弧形弯曲的弹簧支撑面12实现：连续地缩短有效的弹簧长度L并且由此引起弹簧片10的复位弹簧力随着弹簧片10的增加的偏转或随着次级的、驱动侧的摇杆臂8的增加的枢转而始终渐进的提高。

由此可行的是，摇杆1的初始预紧力在未旋转的起始位置中保持得相对小，并且在大的偏转中可靠地避免超过弹簧片10中所允许的应力。因此，尤其在进行驱动的凸轮轴上降低配气机构中不必要的摩擦力矩并且也改善配气机构的动力学特性。此外，弹簧片10不仅在摇杆的耦联状态下起作用，而且在摇杆的脱联状态下也起作用。此外，弹簧片10显著地辅助内燃机的换气门的气门弹簧，因为所述弹簧片与气门弹簧并联。由此能够有利于配气机构的更加陡峭的气门升程曲线并且提高内燃机的效率。

弹簧支撑面12在弹簧保持体16上构成，弹簧片10在所述弹簧保持体上固定并且同时在运行时可贴靠在其上。弹簧保持体16优选构成为弹簧支撑板，所述弹簧支撑板薄壁地优选以金属板构成。弹簧支撑板16至少在弹簧支撑面12的区域中弧形地弯曲，由此后者可特别容易制造。所述弹簧支撑板在气门侧的摇杆臂2和初级的以及次级的摇杆臂3、8的杆上侧上与它们间隔开地设置并且部分地覆盖它们。因为弹簧支撑板16薄壁地构成，所述弹簧支撑板可特别节省空间地沿着枢转方向集成在该处。

为了将弹簧支撑板16固定在内燃机上，设有两个固定连接板17、18，所述固定连接板与所述内燃机一件式地构成并且在侧面在所述内燃机处平行于摇杆轴4突出。所述固定连接板可特别简单地尤其通过弯曲匹配于安装情况，例如，固定连接板17、18能够如所示出的那样相对于弹簧支撑板16略微成锐角地设置。

经由固定连接板17、18，分别借助螺纹连接件19、20，弹簧支撑板16固定在各一个支架21、22上，所述支架在两个支承点上支撑在摇杆轴4上。根据安装情况，支架21、22如所示出的那样也能够分别经由衬套33、34支撑在摇杆轴4上，在所述衬套处，摇杆轴4相应地引导穿过。

在图7至9中示出板簧10和弹簧保持体16作为预组装的复位弹簧单元40。形成板簧10的弹簧片通过一端面状地贴靠和固定在形成弹簧保持体16的弹簧支撑板的朝向杆的下侧上(也参见图3和6)。弹簧支撑板16在其下侧处形成的弹簧支撑面12的区域内沿着弹簧片10的纵向方向弧形地弯曲，使得弹簧支撑板16在该处以距弹簧片10的距离增加的方式伸展。在此，弹簧片10以其自由的弹簧端14和接触面15在弹簧支撑板16的驱动侧的端部处在所述下侧上伸出。

为了将弹簧片10固定在弹簧支撑板16上，设有两个套筒25、26，所述套筒分别具有内螺纹35、36和在一端处的固定凸缘29、30。套筒25、26分别插入两个分别在弹簧片10的气门侧的端部13和在弹簧支撑板16的气门侧的端部处彼此对齐的通孔23、27和24、28中，使得套筒25、26通过相应的固定凸缘29、30贴靠在弹簧片10上。通过借助于固定凸缘29、30在弹簧片10上力配合地作用的套筒25、26，弹簧片10在弹簧支撑板16上夹紧。借助于在相应的内螺纹35、36处旋入的各一个螺丝31、32，拧紧套筒25、26并且相应的螺丝头在弹簧支撑板16上夹紧以及相应的固定凸缘29、30在弹簧片10上夹紧从而所述弹簧片在弹簧支撑板16上形状配合和力配合地夹紧。在这种情况下，在相应的固定凸缘29、30处，通过法向力实现在弹簧片10处的均匀的力导入。

为了将弹簧支撑板16固定在支架21、22上(图1、2和3、4)，在前者的侧面设有与所述弹簧支撑板一件式地构成的固定连接板17、18，所述固定连接板分别具有用于螺纹连接件19、20的通孔。

以这种方式，由弹簧支撑板16和至少一个固定在其上并且经定向的弹簧片10构成的复位弹簧单元40可作为可预先组装的结构单元在一个工作步骤中以支撑在摇杆轴4上的方式固定在内燃机中。

在弹簧支撑板16处仍可以类似的方式固定和贴靠有其他弹簧片10，所述其他弹簧片用于预紧至少一个另外的未示出的摇杆。为此，在弹簧支撑板16上示出两个另外的通孔38、39，所述通孔用于固定另一弹簧片以预紧和复位未示出的另一摇杆。在此，复位弹簧单元40可用于对可切换和不可切换的摇杆进行预紧和复位。

也能够考虑的是，将复位弹簧单元构成为板簧库，并且将其设置在内燃机的整个长度上。以这种方式，根据尤其可变的配气机构的实施方案，对每个气缸能够容纳四个弹簧片，或者对于六缸发动机而言在板簧库处能够容纳六到二十四个弹簧片。

附图标记列表

1摇杆

2摇杆臂

3摇杆臂

4摇杆轴

5气门接触件

6凸轮滚子

7凸轮滚子

8摇杆臂

9锁定机构

10板簧，弹簧片

11端部止挡件

12弹簧支撑面

13端部

14端部

15接触面

16弹簧保持体，弹簧支撑板

17固定连接板

18固定连接板

19螺纹连接件

20螺纹连接件

21支架

22支架

23通孔

24通孔

25套筒

26套筒

27通孔

28通孔

29固定凸缘

30固定凸缘

31螺丝

32螺丝

33衬套

34衬套

35内螺纹

36内螺纹

37贴靠面

38通孔

39通孔

40复位弹簧单元

L有效的弹簧长度

L₁有效的弹簧长度

L₂有效的弹簧长度

Claims (9)

1.一种用于重负载的内燃机的配气机构的摇杆装置，所述摇杆装置具有至少一个可枢转地设置的摇杆(1)，其特征在于，设有至少一个板簧(10)用于预紧所述摇杆(1)，使得根据所述摇杆(1)的枢转，所述摇杆能够被加载逐渐增加的复位弹簧力以复位到未枢转的起始位置中。

2.根据权利要求1所述的摇杆装置，其特征在于，所述摇杆(1)具有至少一个初级的摇杆臂(3)和次级的摇杆臂(8)，所述次级的摇杆臂相对于所述初级的摇杆臂可枢转地设置并且能与所述初级的摇杆臂耦联以进行接合，其中所述板簧(10)作用在所述次级的摇杆臂(8)上以进行预紧，并且在脱联状态下，所述初级的摇杆臂(3)能经由端部止挡件(11)沿着枢转方向贴靠在所述次级的摇杆臂(8)上。

3.根据权利要求1或2所述的摇杆装置，其特征在于，作为板簧(10)设有至少一个弹簧片，所述弹簧片根据所述摇杆(1)的枢转能够以缩短有效的弹簧长度(L)的方式贴靠在弹簧支撑面(12)上。

4.根据权利要求3所述的摇杆装置，其特征在于，所述板簧(10)固定在所述弹簧支撑面(12)上。

5.根据权利要求3所述的摇杆装置，其特征在于，所述弹簧支撑面(12)弧形地弯曲。

6.根据权利要求3所述的摇杆装置，其特征在于，所述弹簧片形成弯拱的接触面(15)，所述弹簧片能以所述接触面贴靠在所述摇杆(1)上以进行预紧。

7.根据权利要求3所述的摇杆装置，其特征在于，所述弹簧片以矩形的条的形式构成。

8.一种复位弹簧装置，用于使配气机构的摇杆装置的至少一个可枢转地设置的摇杆(1)复位，所述配气机构用于重负载的内燃机，其特征在于，设有至少一个板簧(10)，所述板簧具有至少一个弹簧片，所述弹簧片固定在弹簧保持体(16)上并且具有用于贴靠在所述摇杆(1)上并且将所述摇杆预紧的自由端(14)，使得所述弹簧片根据所述摇杆(1)的枢转能够以缩短有效的弹簧长度(L)的方式贴靠在弹簧支撑面(12)上，所述弹簧支撑面形成于所述弹簧保持体(16)上。

9.根据权利要求8所述的复位弹簧装置，其特征在于，作为弹簧保持体(16)设有弹簧支撑板，所述弹簧支撑板至少在弹簧支撑面(12)的区域中弧形地弯曲以构成所述弹簧支撑面。