DE102005023201A1

DE102005023201A1 - Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005023201A1
Application number: DE200510023201
Authority: DE
Inventors: Van Hau Dipl.-Ing. Nguyen (FH)
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2006-11-23
Also published as: WO2006122629A1; CN101180454B; CN101180454A

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine mit zwei durch einen Querbalken (2) verbundenen Seitenwänden (3). An einer Unterseite (4) des Querbalkens (2) verläuft an einem Ende (5) ein Schwenklager (6) für ein Abstützelement und am anderen Ende (7) eine Anlage (8) für ein Gaswechselventil. Zwischen den Enden (5, 7) ist ein Anlaufmittel (9) für zumindest einen Hubnocken vorgesehen. Die Unterseite (2) besitzt in der Nähe des Endes (7) eine sich längs erstreckende Versteifungssicke (10a). Ein derartiger Schlepphebel (1) hat eine hervorragende Steifigkeit und kann in seiner Wandstärke (d) reduziert werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken verbundenen Seitenwänden, wobei an einer Unterseite des Querbalkens an einem Ende ein Schwenklager für ein Abstützelement und am anderen Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil verläuft und wobei zwischen den Enden ein Anlaufmittel für zumindest einen Hubnocken vorgesehen ist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Schlepphebel, insbesondere aus tiefgezogenem Stahlblech und mit U-förmigem Querschnitt, sind der Fachwelt hinreichend bekannt und müssen an dieser Stelle nicht näher erläutert werden. Um die für den Betrieb geforderte Steifigkeit zu erzielen, werden in der Praxis recht hohe Blechstärken von bei spielsweise 3,5 mm oder mehr realisiert. Somit besitzt der Schlepphebel eine unnötig hohe Masse und ein zu hohes Massenträgheitsmoment. Während des Betriebes des Ventiltriebs treten hierdurch hohe Bauteilbelastungen auf. Auch liegt auf der Hand, dass aufgrund der relativ hohen Blechstärken mit einem unnötig hohen Materialbedarf zu rechnen ist. Dies erhöht die Kosten des Schlepphebels, was insbesondere in der Massenfertigung stark zutage tritt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Unterseite des Querbalkens, ausgehend von einem oder beiden Enden oder zumindest in der Nähe eines oder beider Enden, eine sich längs erstreckende Versteifungssicke oder -rippe besitzt.

Somit liegt ein Schlepphebel vor, bei dem die eingangs zitierten Nachteile beseitigt sind. Aufgrund der erfindungsgemäß wenigstens einen Versteifungssicke oder -rippe aus der Unterseite des Querbalkens heraus kann die Steifigkeit bedeutend erhöht werden, so dass eine Verringerung der Blechstärken möglich ist. Berechnungen bei der Anmelderin haben ergeben, dass bei einer Applikation wenigstens einer erfindungsgemäßen Versteifungssicke oder – rippe eine Reduktion der Blechdicke von 3,5 mm auf 3 mm bei in etwa gleicher Steifigkeit erzielt werden kann. Aufgrund der verringerten Masse nimmt die Belastung der miteinander in Kontakt befindlichen Bauteile ab.

Anstelle der von einer Innenseite des Querbalkens nach außen gedrückten wenigstens einen Versteifungssicke, kann auch eine Rippe oder ein ähnliches Element an der Unterseite des Querbalkens verlaufen. Ggf. kann diese Rippe auch als separates Bauteil ausgebildet und nachträglich an der Unterseite befestigt werden.

Es ergeben sich eine Vielzahl von Kombinations- und Ausgestaltungsmöglichkeiten. So kann der Querbalken im Bereich nur eines Endes oder beider Enden mit einer Versteifungssicke oder -rippe versehen sein. Sollte der Querbalken im Bereich des vorzugsweise als Rolle ausgebildeten Anlaufmittels geschlossen ausgebildet sein, so ergibt sich auch die Möglichkeit, die Versteifungssicke oder -rippe bis in den Bereich einer Ausbauchung des Schlepphebels im Abschnitt der Rolle hineinzuziehen.

Auch ist es vorgesehen, die wenigstens eine Versteifungssicke oder -rippe in Richtung zu dem jeweiligen Ende des Schlepphebels pultdachartig ansteigen zu lassen oder umgekehrt.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, die Versteifungssicke oder -rippe durch einen spanlosen Fertigungsprozess wie Tiefziehen, Prägen, Fließpressen oder dgl. darzustellen. Dabei kann die Versteifungssicke oder -rippe eine Wandstärke besitzen, die gleich, größer oder kleiner der Wandstärke des sonstigen Blechhebels ist. Gleichfalls wird der Fachmann eine Tiefe der Eindrückung optimal wählen. Diese kann beispielsweise auch eine Wandstärke des Schlepphebels im Bereich des Querbalkens übersteigen.

Selbstverständlich ist vom Schutzbereich der Erfindung auch eine Lösung mit eingeschlossen, bei welcher der Schlepphebel nicht die anspruchsgemäß aufgeführte U-Form im Querschnitt sondern eine umgekehrte U-Form bzw. eine H-Form oder eine ähnliche Gestaltung aufweist.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, als Anlaufmittel für den Nocken zwischen den Enden eine vorzugsweise wälzgelagerte Rolle zu applizieren. Denkbar ist es jedoch auch, in diesem Bereich einen Gleitabgriff für den Nocken vorzusehen.

Eine hinsichtlich Bauraum ggf. optimierte Variante liegt auch dann vor, wenn die vorgenannte Rolle in eine Aussparung des Querbalkens einragt, so wie in Konkretisierung der Erfindung vorgeschlagen.

Als Leichtbauwerkstoff für den Schlepphebel ist zwar insbesondere tiefgezogener Stahlblech vorgeschlagen, jedoch sind auch andere Werkstoffe, beispielsweise polymerer Art, die auch faser- und/oder partikelverstärkt sein können, denkbar.

Die erfindungsgemäßen Mittel können ebenfalls bei einem Schwing- oder Kipphebel angewendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die 1 bis 5 in räumlichen Ansichten den erfindungsgemäßen Schlepphebel mit verschiedenen Ausgestaltungen der wenigstens einen Versteifungssicke.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren offenbaren einen balkenförmigen Schlepphebel 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, so wie er der Fachwelt an sich bekannt ist. Dieser besitzt zwei im wesentlichen parallele Seitenwände 3, die an ihrer Unterseite 4 durch einen Querbalken 2 verbunden sind. Somit ergibt sich im Querschnitt des Schlepphebels 1 ein U-ähnliches Profil.
Im Bereich eines Endes 5 hat der Schlepphebel 1 an der Unterseite 4 seines Querbalkens 2 ein Schwenklager 6. Diesem liegt am anderen Ende 7 eine Anlage 8 für ein Ende eines Gaswechselventils gegenüber.
In etwa im Bereich einer Quermittelebene sind die Seitenwände 3 von einem Bolzen 13 durchragt. Auf diesem verläuft gemäß den hier gezeigten Varianten eine drehbare Rolle als Anlaufmittel 9 für einen Nocken.
Des weiteren kann sich der Fachmann den Figuren entnehmen, dass der Schlepphebel 1 zwischen seinen Enden 5, 7 eine sich von dessen Unterseite 4 weg erstreckende Ausbauchung 12 besitzt. Außerdem ist eine Ausnehmung 15 im Bereich des Endes 5 eingezeichnet, die ggf. einen weiteren Beitrag zur Gewichtsreduktion des Schlepphebels 1 leistet.
Nach den 1, 2 hat die Unterseite 4 des Schlepphebels 1 auf der Seite des Endes 7 eine hier pultdachartig ausgestaltete Versteifungssicke 10a. Diese ist beispielsweise während eines Stanz-Biege-Prozesses des vorzugsweise aus Stahlblech bestehenden Schlepphebels 1 durch einen entsprechenden, an einer Innenseite 11 des Querbalkens 2 angreifenden Tiefziehstempel, generiert. Außerdem ist der 2 entnehmbar, dass der Querbalken 2 im Bereich der Ausbauchung 12 geschlossen ausgebildet ist.
Aufgrund der vorgenannten Versteifungssicke 10a kann eine Wandstärke d des Schlepphebels 1 gegenüber bisherigen Ausführungsformen gesenkt werden, ohne dass es zu (wesentlichen) Steifigkeitsverlusten kommt. Versuche bei der Anmelderin haben, wie eingangs genannt, ergeben, dass beispielsweise eine Blechstärkenreduktion von 3,5 auf 3 mm möglich ist, was in der Großserie zu erheblichen Einsparungen führt.
3 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung wie die vorher genannten Figuren, jedoch ist zusätzlich im Bereich des ersten Endes 5 eine Versteifungssicke 10b appliziert.
4 offenbart einen Schlepphebel 1 wie vorgenannt, mit geschlossen ausgebildeter Ausbauchung 12, wobei sich jedoch eine Versteifungssicke 10c, ausgehend vom anderen Ende 7 mit der Anlage 8, bis über die Ausbauchung 12 hinweg erstreckt.
Schließlich offenbart 5 einen Schlepphebel, dessen als Rolle ausgebildetes Anlaufmittel 9 abschnittsweise in eine Aussparung 14 des Querbalkens 2 ragt. Trotz dieser Aussparung 14 sind beidseitige Versteifungssicken 10a, 10b vorgesehen. Selbstverständlich ist es an dieser Stelle auch denkbar, nur eine der Versteifungssicken 10a oder 10b zu applizieren. Auch kann auf die in sämtlichen Figuren gezeigte Ausnehmung 15 ggf. verzichtet werden, wobei diese auch im Bereich des anderen Endes 7 allein oder in Kombination mit einer Anordnung am einen Ende 5 denkbar ist.

1: Schlepphebel
2: Querbalken
3: Seitenwand
4: Unterseite
5: Ende
6: Schwenklager
7: Ende
8: Anlage
9: Anlaufmittel
10: Versteifungssicke
11: Innenseite
12: Ausbauchung
13: Bolzen
14: Aussparung
15: Ausnehmung
d: Wandstärke

Claims

Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) verbundenen Seitenwänden (3), wobei an einer Unterseite (4) des Querbalkens (2) an einem Ende (5) ein Schwenklager (6) für ein Abstützelement und am anderen Ende (7) eine Anlage (8) für ein Gaswechselventil verläuft und wobei zwischen den Enden (5, 7) ein Anlaufmittel (9) für zumindest einen Hubnocken vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (4) des Querbalkens (2), ausgehend von einem oder beiden Enden (5, 7) oder zumindest in der Nähe eines oder beider Enden (5, 7), eine sich längs erstreckende Versteifungssicke oder -rippe (10a, 10b, 10c) besitzt.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungssicke (10a, 10b, 10c) von einer Innenseite (11) des Querbalkens (2) ausgeht und durch einen Fertigungsprozess wie Tiefziehen, Prägen, Fließpressen nach außen dargestellt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (1) im Querschnitt ein U-Profil bildet.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schlepphebel (1) zwischen seinen Enden (5, 7) eine sich von dessen Unterseite (4) weg erstreckende Ausbauchung (12) immanent ist.
Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungssicke oder -rippe (10c) oder bei Verwendung von zwei Versteifungssicken oder -rippen wenigstens eine von diesen zumindest abschnittsweise über die Ausbauchung (12) hinwegführt.
Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Anlaufmittel (9) für den Nocken eine Rolle eingesetzt ist, die auf einem in den Seitenwänden (3) verlaufenden Bolzen (13), wahlweise über eine Wälzlagerung, innerhalb der Ausbauchung (12) angeordnet ist.
Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (2) im Bereich eines Scheitelpunkts der Ausbauchung (12) eine Aussparung (14) hat, in welche das als Rolle ausgebildete Anlaufmittel (9) abschnittsweise einragt.
Schlepphebel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungssicke oder -rippe (10a oder 10b) oder bei Verwendung von zwei Versteifungssicken oder -rippen (10a, 10) wenigstens eine von diesen die Aussparung (14) schneidet.
Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (1) aus einem dünnwandigen Leichtbauwerkstoff wie einem tiefgezogenen/fließgepressten Stahlblech besteht.