DE10155825A1

DE10155825A1 - Rocker arm used in a valve gear of an internal combustion engine comprises an outer lever having an inner lever positioned between its arms which pivot relative to each other

Info

Publication number: DE10155825A1
Application number: DE10155825A
Authority: DE
Inventors: Jens Artmann
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2003-05-22
Also published as: US20040206324A1

Abstract

Rocker arm (1) comprises an outer lever (2) having an inner lever (4) positioned between its arms (3a, 3b) which pivot relative to each other. Both levers (2, 4) are coupled together using a coupling unit (15). A rotating roller is applied only on the lever which transfers the cam pitch to a gas exchange valve. Preferred Features: The outer lever is configured for transmission of a large cam pitch and the inner lever is configured for transmission of a smaller cam pitch. A sliding caliper is provided on each arm of the outer lever. The outer lever has its pivoting center (16) in the region of a complementary surface (9).

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel eines Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Ventilhübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbar ist, mit einem Außenhebel, zwischen dessen Armen ein zu diesem relativ verschwenkbeweglicher Innenhebel positioniert ist und beide Hebel über Koppelmittel derartig miteinander koppelbar sind, dass bei Kopplung ein großer und bei Entkopplung ein kleinerer Ventilhub generiert ist, wobei der Schlepphebel an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil, am gegenüberliegenden Ende eine Komplementärfläche für ein Abstützelement sowie zumindest an einem der Hebel eine Anlauffläche für einen Nocken aufweist. The invention relates to a rocker arm of a valve train Internal combustion engine based on different valve strokes for at least one Gas exchange valve is switchable, with an outer lever, one between the arms this relatively pivotable inner lever is positioned and both Levers can be coupled to one another via coupling means such that at Coupling a large and a smaller valve stroke is generated, where the rocker arm at one end a system for a gas exchange valve, on opposite end a complementary surface for a support element and at least on one of the levers a contact surface for a cam having.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Ein gattungsgemäßer Schlepphebel ist aus der DE-OS 27 53 197 vorbekannt. Dabei kommuniziert dessen Innenhebel mit einem Nocken großen Hubes und dessen Außenhebel mit einem Nockenpaar kleinen Hubes. Als Nockenabgriffe sind Gleitabgriffe vorgesehen. Nachteilig ist es bei diesem Stand der Technik, dass die Gleitabgriffe die Ventiltriebsreibung unnötig erhöhen. A generic rocker arm is previously known from DE-OS 27 53 197. The inner lever communicates with a large stroke cam and the outer lever with a pair of cams small strokes. As cam taps sliding taps are provided. The disadvantage of this prior art is that that the sliding taps unnecessarily increase the valve train friction.

Allgemein ist es bei gattungsgemäßen Schlepphebeln üblich, lediglich den Innenhebel mit einer Rolle als Nockengegenläufer zu versehen und an den Armen des Außenhebels einen Gleitabgriff zu applizieren. Dabei kommuniziert der Innenhebel üblicherweise mit einem Nocken großen Hubes und der Außenhebel hat, beispielsweise aus Bauraumgründen, nur Gleitabgriffe an den Armen und ist von Nocken kleineren Hubes kontaktiert. Da jedoch der schaltbare Schlepphebel empirisch bzw. statistisch gesehen 80 bis 90% der Zeit während einer Befeuerung der Brennkraftmaschine auf den kleinen Hub geschaltet und somit der Außenhebel aktiviert ist, liegt der relativ reibungsarme Rollenabgriff nur für eine geringe Betriebsdauer vor. Der mit der Rolle als Nockengegenläufer versehene Innenhebel vollzieht somit über einen Großteil der Betriebszeit eine Lost-Motion-Bewegung, wobei die Rolle als vergleichsweise massereiches Bauteil unnötigerweise im Ventiltrieb oszilliert. In general, it is common for rocker arms of the generic type, only the To provide the inner lever with a roller as a cam counter-runner and to the Apply a sliding tap to the arms of the outer lever. It communicates the inner lever usually with a large stroke cam and the The outer lever has, for example for reasons of installation space, only sliding taps on the Poor and is contacted by cams of smaller stroke. However, since the switchable rocker arms empirically or statistically seen 80 to 90% of the time during firing of the internal combustion engine on the small stroke switched and thus the outer lever is activated, the relatively low friction Roll tap only for a short period of operation. The one with the role as Internal lever provided with cam opponents thus executes over a large part of the Uptime is a lost motion movement, with the role being comparative massive component unnecessarily oscillates in the valve train.

Object of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die beschriebenen Nachteile beseitigt sind. The object of the invention is therefore to provide a rocker arm of the aforementioned type to create, in which the disadvantages described are eliminated.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass lediglich an dem Hebel, welcher beim Betrieb der Brennkraftmaschine empirisch bzw. statistisch gesehen überwiegend den Nockenhub auf das Gaswechselventil überträgt, eine drehbare Rolle als Anlauffläche appliziert ist bzw. wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 2 gelöst, wonach der Außenhebel zur Übertragung eines großen Nockenhubes und der Innenhebel zur Übertragung eines kleineren Nockenhubes ausgebildet ist, wobei lediglich der Innenhebel eine drehbare Rolle als Anlauffläche hat und an jedem der Arme des Außenhebels ein Gleitabgriff als Anlauffläche vorgesehen ist. According to the invention, this object is achieved through the features of characterizing part of claim 1 solved in that only on the lever, which is seen empirically or statistically when operating the internal combustion engine predominantly transmits the cam stroke to the gas exchange valve, a rotatable one Roll is applied as a contact surface or this task by the Features of the characterizing part of claim 2 solved, according to which Outer lever for transmission of a large cam stroke and the inner lever for Transmission of a smaller cam stroke is formed, only the Inner lever has a rotatable roller as a contact surface and on each of the arms a sliding tap is provided as a contact surface of the outer lever.

Somit sind die vorbeschriebenen Nachteile wirkungsvoll eliminiert. Selbstverständlich können die Unteransprüche auch Rückbezüge auf Anspruch 1 besitzen. Auch ist es denkbar, dass über den Innenhebel lediglich ein Null-Hub realisiert ist, so dass eine Ventilabschaltung vorliegt bzw. ist auch ein Minimalhub denkbar. The disadvantages described above are thus effectively eliminated. Of course, the subclaims can also refer back to claim 1 have. It is also conceivable that only a zero stroke via the inner lever is realized so that there is a valve shutdown or is also a minimum stroke conceivable.

Somit hat nur der Hebel, welcher beim normalen Betrieb der Brennkraftmaschine überwiegend den Nockenhub überträgt, die Rolle als Nockengegenlauffläche. Vorzugsweise ist dies der Innenhebel und vorzugsweise ist die Rolle über eine Wälzlagerung wie eine Nadellagerung auf einem Bolzen gelagert. Gleitabgriffe sind an den Anlaufflächen der Arme des Außenhebels für den Großhubnocken vorgesehen. Hierdurch ist in den überwiegenden Betriebspunkten der Brennkraftmaschine (niedrige Last bist Teillast), bei welchen nur ein geringer Ventilhub gewünscht ist, ein reibungsarmer Nockenabgriff appliziert. Thus, only the lever, which is in normal operation of the internal combustion engine predominantly transmits the cam stroke, the role as a cam counter running surface. This is preferably the inner lever and preferably the roller is over a roller bearing like a needle bearing on a bolt. Sliding taps are on the contact surfaces of the arms of the outer lever for the Large lift cams are provided. This is in the main operating points the internal combustion engine (low load is part load), in which only one low valve lift is desired, a low-friction cam tap is applied.

Der Innenhebel hat erfindungsgemäß an einem Ende die Anlage für das Gaswechselventil und am gegenüberliegenden Ende eine Komplementärfläche zur Lagerung auf einem vorzugsweise hydraulischen Abstützelement. Als Komplementärfläche ist insbesondere an eine kalottenförmige Einformung am Innenhebel gedacht. Dies ermöglicht eine einfache Verschwenkbewegung des Schlepphebels auf dem Abstützelement. The inner lever according to the invention has at one end the system for the Gas exchange valve and a complementary surface at the opposite end Storage on a preferably hydraulic support element. As Complementary surface is in particular a dome-shaped indentation on Inside lever thought. This enables a simple pivoting movement of the Rocker arm on the support element.

Als Koppelmittel sind nicht näher erläuterte Schieber vorgesehen, die beispielsweise hydraulisch oder elektromagnetisch bzw. über Druckfederkraft in wenigstens eine Axialrichtung verlagert werden können. Dabei ist es in Konkretisierung der Erfindung vorgeschlagen, eine Axiallinie der Schieber mit einer Axiallinie für die Rolle im Innenhebel zusammenzulegen. Selbstverständlich können die Schieber auch außerhalb einer Axiallinie für die Rolle verlaufen. Anstelle der Schieber sind auch weitere Koppelmittel wie klinken- und kugelartige und ähnliche denkbar. Sliders, not explained in more detail, are provided as coupling means for example, hydraulically or electromagnetically or via compression spring force at least one axial direction can be shifted. It is in Specification of the invention proposed an axial line of the slide with a Fold the axial line for the roller in the inner lever. Of course the slides can also run outside of an axial line for the roller. Instead of the slider, there are also other coupling means such as jack and spherical and similar conceivable.

Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung soll der Innenhebel auf der Seite des einen Endes mit seiner Anlage deutlich eine Stirnseite des Außenhebels in diesem Bereich überragen. Somit ist der Außenhebel nur so lang wie unbedingt nötig ausgeführt. Dies verringert die Masse und den Bauaufwand am Schlepphebel insgesamt. According to a further development of the invention, the inner lever on the Side of one end with its attachment clearly a front of the Extend the outer lever in this area. So the outer lever is only as long as absolutely necessary. This reduces the mass and construction costs Total rocker arms.

Eine einfache Verbindung des Innenhebels mit dem Außenhebel ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach ist der Innenhebel im Bereich des gegenüberliegenden Endes von einem Bolzen oder einem ähnlichen Bauteil durchragt, auf welchem der Außenhebel verschwenkbeweglich mit seinen Armen gelagert ist. Zweckmäßigerweise ist auch im Bereich dieses Bolzens zumindest eine Drehfeder als Lost-Motion-Feder positioniert. Diese stützt sich einenends an einem die Arme des Außenhebels verbindenden Querbalken ab und wirkt anderenends auf einen Anschlag des Innenhebels, der beispielsweise als Pin ausgebildet ist, welcher sich an einer Außenwand des Innenhebels befindet. Gegebenenfalls sind auch andere Lost-Motion-Federn wie Schraubenfedern und ähnliche applizierbar. Auch kann der Außenhebel anderweitig auf dem Innenhebel gelagert sein. Hier ist beispielsweise an kalottenförmige Auflagen bzw. gabelartige Eingriffe gedacht. A simple connection of the inner lever to the outer lever is Subject of a further subclaim. Accordingly, the inner lever is in the area the opposite end by a bolt or the like Projecting through component, on which the outer lever with its Poor is stored. It is also expedient in the area of this bolt at least one torsion spring positioned as a lost motion spring. This is supported at one end on a crossbar connecting the arms of the outer lever and acts on the other hand on a stop of the inner lever, for example is designed as a pin, which is located on an outer wall of the inner lever located. If necessary, other lost motion springs are also like Coil springs and the like can be applied. The outer lever can also be used otherwise be stored on the inner lever. Here is, for example, dome-shaped Cushions or fork-like interventions intended.

Wird wenigstens eines der Hebelteile aus einem Leichtbauwerkstoff wie Blech bzw. faserverstärktem Kunststoff gefertigt, ist ein weiterer Beitrag hinsichtlich Leichtbau und Verringerung der oszillierenden Ventiltriebsmassen geleistet. At least one of the lever parts made of a lightweight material such as sheet metal or fiber-reinforced plastic, is another contribution regarding Lightweight construction and reduction of the oscillating valve train masses.

Brief description of the drawing

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine räumliche Ansicht des erfindungsgemäßen Schlepphebels; Figure 1 is a spatial view of the rocker arm according to the invention.

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schlepphebel nach Fig. 1; Fig. 2 is a plan view of the rocker arm of Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III der Fig. 2; sowie Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2. Fig. 3 is a section along the section line III-III of Fig. 2; and FIG. 4 shows a section along the section line IV-IV of FIG. 2.

Detailed description of the drawing

Fig. 1 offenbart in einer räumlichen Darstellung den erfindungsgemäßen Schlepphebel 1. Dieser besteht aus einem Außenhebel 2 mit zwei Armen 3a, 3b. Diese sind im Bereich eines (gegenüberliegenden) Endes 4 des Schlepphebels 1 durch einen nockenseitigen Querbalken 5 verbunden. Zwischen den Armen 3a, 3b verläuft verschwenkbeweglich zum Außenhebel 2 ein Innenhebel 6. Dieser hat im Bereich eines Endes 7 eine Anlage 8 für ein Gaswechselventil (s. a. weitere Figuren). Im Bereich des Endes 4 besitzt der Innenhebel 6 an einer Unterseite eine Komplementärfläche 9 zur Anlage auf einem Kopf eines vorzugsweise hydraulischen Abstützelements. Fig. 1 discloses in a spatial representation of the drag lever 1 according to the invention. This consists of an outer lever 2 with two arms 3 a, 3 b. These are connected in the area of an (opposite) end 4 of the rocker arm 1 by a crossbar 5 on the cam side. An inner lever 6 runs between the arms 3 a, 3 b so as to be pivotable relative to the outer lever 2 . This has in the area of an end 7 a system 8 for a gas exchange valve (see further figures). In the area of the end 4 , the inner lever 6 has a complementary surface 9 on an underside for contacting a head of a preferably hydraulic support element.

Wie des weiteren zu erkennen ist, ist der Innenhebel 6 im Bereich des Endes 4 von einem Querbolzen 10 durchragt. Der Außenhebel 2 hat auf der Seite des Endes 4 je eine Bohrung 11, in welche Enden 12 des Querbolzens 10 ragen. As can also be seen, the inner lever 6 is penetrated by a transverse bolt 10 in the region of the end 4 . The outer lever 2 has a bore 11 on each side of the end 4 , into which ends 12 of the cross bolt 10 protrude.

In Querrichtung gesehen verlaufen zwischen dem Innenhebel 6 und dem Außenhebel 2 insgesamt zwei Drehfedern 13 als Lost-Motion-Federn. Diese umschließen den Querbolzen 10 beidseitig vom Innenhebel 6 und wirken einenends gegen den Querbalken 5 und anderenends gegen einen Anschlag 14a, der seitlich vom Innenhebel 6 ausgeht. Somit ist im abgeschalteten Zustand des Schlepphebels 1 (Niedrighub) eine permanente Nockenanlage des Außenhebels 10 gewährleistet. Seen in the transverse direction, a total of two torsion springs 13 run as lost motion springs between the inner lever 6 and the outer lever 2 . These enclose the cross pin 10 on both sides of the inner lever 6 and act at one end against the cross bar 5 and at the other end against a stop 14 a which extends laterally from the inner lever 6 . A permanent cam system of the outer lever 10 is thus ensured when the rocker arm 1 is switched off (low lift).

In etwa im Bereich einer Quermittelebene hat der Innenhebel 6 eine drehbare Rolle als Anlauffläche 14 für einen Niedrighubnocken. Eine Axiallinie dieser Rolle kongruiert mit einer Axiallinie von Koppelmitteln 15 (siehe insbesondere Fig. 4) zum wahlweisen Verbinden bzw. Trennen von Außen- und Innenhebel 2, 6. Der Außenhebel 2 hingegen hat an seiner Nockenseite an den Armen 3a, 3b je eine Gleitfläche als Nockengegenlauffläche. Da während einer Befeuerung der Brennkraftmaschine der Schlepphebel 1 überwiegend im Niedrighubmodus betrieben wird und somit entkoppelt vorliegt, hat nur der mit dem Niedrighubnocken kommunizierende Innenhebel 6 eine wälzgelagerte Rolle als Anlauffläche 14. Zu den weiteren Vorteilen der Erfindung wird an dieser Stelle auf die Beschreibungseinleitung verwiesen. Bezugszeichen 1 Schlepphebel
2 Außenhebel
3a Arm
3b Arm
4 Ende
5 Querbalken
6 Innenhebel
7 Ende
8 Anlage
9 Komplementärfläche
10 Querbolzen
11 Bohrung
12 Ende
13 Drehfeder
14 Anlauffläche
14a Anschlag
15 Koppelmittel
16 Schwenkzentrum
17 Stirnseite
Approximately in the area of a transverse center plane, the inner lever 6 has a rotatable roller as a contact surface 14 for a low-lift cam. An axial line of this roller is congruent with an axial line of coupling means 15 (see in particular FIG. 4) for the optional connection or disconnection of outer and inner levers 2 , 6 . The outer lever 2, however, has on its cam side on the arms 3 a, 3 b each a sliding surface as a cam counter-running surface. Since, during firing of the internal combustion engine, the rocker arm 1 is operated predominantly in the low-lift mode and is therefore decoupled, only the inner lever 6 communicating with the low-lift cam has a roller-mounted roller as a contact surface 14 . For further advantages of the invention, reference is made to the introduction to the description at this point. Reference number 1 rocker arm
2 outer levers
3 a arm
3 b arm
4 end
5 crossbars
6 inner levers
7 end
8 Appendix
9 complementary area
10 cross bolts
11 hole
12 end
13 torsion spring
14 contact surface
14 a stop
15 coupling means
16 swivel center
17 end face

Claims

1. rocker arm ( 1 ) of a valve train of an internal combustion engine, which can be switched to different valve strokes for at least one gas exchange valve, with an outer lever ( 2 ), between the arms ( 3 a, 3 b) of which an inner lever ( 6 ) which is relatively pivotable is positioned and both levers ( 2 , 6 ) can be coupled to one another via coupling means ( 15 ) in such a way that a large valve stroke is generated when coupling and a smaller valve stroke is generated when decoupling, the rocker arm ( 1 ) having a system ( 8 ) for one end ( 7 ) a gas exchange valve, at the opposite end ( 4 ) a complementary surface ( 9 ) for a support element and at least on one of the levers ( 2 , 6 ) a contact surface ( 14 ) for a cam, characterized in that only on the lever ( 2 , 6 ), which mainly transfers the cam stroke to the gas exchange valve empirically or statistically when the internal combustion engine is operating, a rotatable roller as a starting surface surface ( 14 ) is applied.

2. rocker arm according to the preamble of claim 1, characterized in that the outer lever ( 2 ) is designed to transmit a large cam stroke and the inner lever ( 6 ) to transmit a smaller cam stroke, only the inner lever ( 6 ) having a rotatable roller as a contact surface ( 14 ) and on each of the arms ( 3 a, 3 b) of the outer lever ( 2 ) a sliding tap is provided as a contact surface.

3. rocker arm according to claim 2, characterized in that the inner lever ( 6 ) at one end ( 7 ) the system ( 8 ) for the gas exchange valve and at the opposite end ( 4 ) has the complementary surface ( 9 ) for the support element, wherein the outer lever ( 2 ) has its pivot center ( 16 ) in the area of the complementary surface ( 9 ).

4. rocker arm according to claim 3, characterized in that the coupling means ( 15 ) are one or more transverse slide, the axial line with an axial line for the role as a contact surface ( 14 ) in the inner lever ( 6 ) congruent.

5. rocker arm according to one of claims 2 to 4, characterized in that the inner lever ( 6 ) on the side of one end ( 7 ) with its system ( 8 ) clearly projects beyond an end face ( 17 ) of the outer lever ( 2 ) in this area , The roller being positioned as a contact surface ( 14 ) approximately in the area of a transverse central plane of the inner lever ( 6 ).

6. rocker arm according to claim 3, characterized in that the complementary surface ( 9 ) of the inner lever ( 6 ) is made as a dome-shaped indentation.

7. rocker arm according to claim 3, characterized in that the inner lever ( 6 ) at the opposite end ( 4 ) of ends ( 12 ) of a cross bolt ( 10 ) is exceeded, on which ends ( 12 ) the arms ( 3 a, 3 b) of the outer lever ( 2 ) with their pivot center ( 16 ) are each mounted as a hole ( 11 ).

8. rocker arm according to claim 7, characterized in that the arms ( 3 a, 3 b) of the outer lever ( 2 ) on the side of the opposite end ( 4 ) are connected on the cam side by a cross bar ( 5 ), the cross bolt ( 10 ) , at least on one side between the outer and inner lever ( 2 , 6 ), is enclosed by at least one torsion spring ( 13 ) as a lost-motion spring, which at one end against the crossbeam ( 5 ) and at the other end against a stop ( 14 a) of the Inner lever ( 6 ) acts.