DE102008046186A1

DE102008046186A1 - Verfahren zur Herstellung eines Schlepphebels

Info

Publication number: DE102008046186A1
Application number: DE102008046186A
Authority: DE
Inventors: Van Hau Nguyen
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-09-06
Filing date: 2008-09-06
Publication date: 2010-03-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer napfförmigen Kalottenaufnahme (6) an einem Ende und einer gebogenen Fläche (7) an einem anderen Ende seiner Erstreckung in Längsrichtung, wobei die Kalottenaufnahme (6) und die gebogene Fläche (7) über Seitenwände (10a, 10b) miteinander verbunden sind, welche ein in ihrer Mitte liegendes und zwischen Kalottenaufnahme (6) und gebogener Fläche (7) platziertes Kontaktelement tragen, wobei ferner die Seitenwände (10a, 10b) an ihren Außenseiten im Bereich der Kalottenaufnahme (6) in Längsrichtung verlaufende Anschrägungen (11a, 11b) aufweisen, welche sich von außen nach innen erstrecken und sich in Richtung des auf Seiten der Kalottenaufnahme (6) liegenden Endes verjüngen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer napfförmigen Kalottenaufnahme an einem Ende und einer gebogenen Fläche an einem anderen Ende seiner Erstreckung in Längsrichtung, wobei die Kalottenaufnahme und die gebogene Fläche über Seitenwände miteinander verbunden sind, welche ein in ihrer Mitte liegendes und zwischen Kalottenaufnahme und gebogener Fläche platziertes Kontaktelement tragen.
Hintergrund der Erfindung
Bei nach dem Viertraktprinzip arbeitenden Brennkraftmaschinen finden üblicherweise Einlass- und Auslassventile Anwendung, um den zum Betrieb der Brennkraftmaschine nötigen Ladungswechsel durchführen zu können. Dabei werden Öffnungs- und Schließbewegungen der jeweiligen Ladungswechselventile über Nocken einer zugeordneten Ventilnockenwelle und zwischengeschaltete Übertragungsglieder eingeleitet. Hierbei stellt ein häufig zur Anwendung kommendes Übertragungsglied der so genannte Schlepphebelmechanismus dar, welcher sich an einem Ende mittels eines Abstützelements im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abstützt und an seinem anderen Ende mit dem Schaftende des jeweiligen Ladungswechselventils in Kontakt steht. Dazwischen ist üblicherweise in Seitenwänden des Schlepphebels eine Laufrolle rotierbar gelagert, die mit dem zugeordneten Nocken der Ventilnockenwelle permanent in Kontakt steht. Entsprechend dieses Kontaktes wird eine Nockenerhebung des Nockens in die gewünschte Öffnungs- und Schließbewegung des Ladungswechselventils durch eine Nickbewegung des Schlepphebels umgesetzt.
Aufgrund der immer kompakter bauenden Brennkraftmaschinen werden die Platzverhältnisse im Bereich des Zylinderkopfes und damit der Bauraum für den Ventiltrieb knapper. Um trotzdem eine hinreichende Freigängigkeit des Ventiltriebes zu garantieren, müssen häufig auch Anpassungen an den Übertragungsgliedern vorgenommen werden.
Stand der Technik
Aus der JP 07229407 A ist ein Schlepphebel bekannt, welcher über eine in Seitenwänden rotierbar geführte Laufrolle verfügt, über welche er mit einem Nocken einer zugeordneten Ventilnockenwelle in Kontakt steht. Des Weiteren ist der Schlepphebel an einer Seite über eine Kugelkalotte eines Abstützelements in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine kippbar gelagert und führt somit entsprechend des Kontakts der Laufrolle mit der Erhebungskontur des Nockens die zum Einleiten der Öffnungs- und Schließbewegung des zugeordneten Ladungswechselventils nötige Nickbewegung aus. Um einen zusätzlichen Kontakt des Schlepphebels mit dem Zylinderkopf neben dem Kontakt über die Kugelkalotte zu vermeiden und somit die nötige Freigängigkeit des Ventiltriebes zu garantieren, erstrecken sich die Seitenwände zur Aufnahme der Laufrolle in Richtung der Längsmittelachse des Schlepphebels auf Seiten der Kugelkalotte nur bis zu der hierfür nötigen Kalottenaufnahme. Dadurch wird in diesem Bereich eine geringere Erstreckung des Schlepphebels in Querrichtung erreicht und somit der Platzbedarf im Zylinderkopf verringert.
Daneben sind dem Fachmann allerdings auch Schlepphebel aus Guss bekannt, bei denen im Bereich der Kalottenaufnahme Anschrägungen der Außenseiten der Seitenwände vorgesehen sind, um die Erstreckung in Querrichtung zu vermindern.
Nachteilhaft an den bekannten Systemen des Standes der Technik ist, dass bei einer Verkürzung der Seitenwände in Längsrichtung die Steifigkeit des Schlepphebels im Bereich der Kalottenaufnahme verschlechtert wird, was in höheren Durchbiegungen in diesem Bereich bei einer Betätigung des Ladungswechselventils resultiert. Gusschlepphebel zeichnen sich dagegen durch einen deutlich höheren Herstellungsaufwand aus.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schlepphebel zu schaffen, der eine hohe Steifigkeit aufweist und zugleich mit niedrigem Aufwand herstellbar ist.
Aus vorrichtungstechnischer Sicht wird diese Aufgabe gemäß des nebengeordneten Anspruchs 1, ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus verfahrenstechnischer Sicht findet eine Lösung der Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 7 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen statt. Die darauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Seitenwände an ihren Außenseiten im Bereich der Kalottenaufnahme in Längsrichtung verlaufende Anschrägungen aufweisen, welche sich von außen nach innen erstrecken und sich in Richtung des auf Seiten der Kalottenaufnahme liegenden Endes verjüngen. Diese Anschrägungen werden den Seitenwänden bei der Fertigung des Schlepphebels mittels eines Prägewerkzeuges umformend aufgeprägt. Da durch verlaufen die Seitenwände auch auf der Seite der Kalottenaufnahme durchgehend, was die Festigkeit in diesem Bereich dementsprechend verbessert. Zudem ist der Herstellungsaufwand des erfindungsgemäßen Schlepphebels gegenüber einem Gussschlepphebel deutlich vermindert.
Unter dem Begriff „Anschrägungen” sind hierbei sowohl gerade als auch gewölbt verlaufende Verjüngungen der Seitenwände zu verstehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktelement nach Art einer Laufrolle ausgebildet, welche in Aufnahmebohrungen der Seitenwände rotierbar gelagert ist. Dies hat den Vorteil, dass somit die Reibung zwischen Schlepphebel und dem mit ihm im Kontakt stehenden Nocken bei der Abrollbewegung des Nockens erheblich reduziert wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist im unteren Bereich der Kalottenaufnahme eine Halteklammer vorgesehen. Diese Halteklammer schnappt beim Aufsetzen des Schlepphebels auf dem Abstützelement über eine Kugelkalotte des Abstützelements über, wodurch eine Platzierung des Schlepphebels bei der Montage des Ventiltriebs im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine erleichtert wird.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verfügt der Schlepphebel im Bereich der gebogenen Fläche über stirnseitig als Verlängerungen der Oberseite ausgebildete und um 180° in Richtung der Kalottenaufnahme umgebogene Führungen. Dadurch wird eine seitliche Ausweichbewegung des Ladungswechselventils bei einer Betätigung über den Schlepphebel verhindert und somit die Nickbewegung des Schlepphebels vollständig in eine translatorische Bewegung des Ladungswechselventils umgesetzt.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Schlepphebel als Stanzbiegeteil aus Stahl ausgebildet. Hierdurch wird eine ausreichende Festigkeit des Schlepphebels erreicht, während gleichzeitig der Herstellungsaufwand niedrig gehalten werden kann.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigt:
1 eine perspektivische Detailansicht eines Ventiltriebes mit einem erfindungsgemäßen Schlepphebel;
2 eine perspektivische Einzelansicht des Schlepphebels aus 1;
3 eine Draufsicht des Schlepphebels aus 2; und
4 ein detaillierter Ausschnitt einer Draufsicht auf den Ventiltrieb aus 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist eine perspektivische Detailansicht eines Ventiltriebes dargestellt, bei welchem ein erfindungsgemäßer Schlepphebel 1 Anwendung findet. Dieser Schlepphebel 1 stützt sich hierbei zur Betätigung eines zugeordneten Ladungswechselventils 2 mit seinem einen Ende an einem Abstützelement 3 ab, welches in einer entsprechenden Ausnehmung eines Zylinderkopfs 4 der Brennkraftmaschine platziert ist, und steht über eine in seiner Mitte vorgesehene Laufrolle 5 mit einem – hier nicht dargestellten – Nocken einer Ventilnockenwelle permanent in Kontakt. Entsprechend der Erhebungskontur dieses Nockens wird über die Laufrolle 5 eine Nickbewegung des Schlepphebels 1 eingeleitet, welche zu einem Öffnen und anschließendem Schließen des Ladungswechselventils 2 führt.
In 2 ist des Weiteren eines perspektivische Einzelansicht des Schlepphebels 1 aus 1 zur besseren Erkennbarkeit von Details dargestellt. Dabei ist an einem Ende des Schlepphebels 1 eine Kalottenaufnahme 6 zu erkennen, mit welcher er im montierten Zustand des Ventiltriebes auf eine Kugelkalotte des Abstützelement 3 aufgesetzt ist. An seinem anderen Ende verfügt der Schlepphebel 1 über eine gebogene Fläche 7 für einen Kontakt mit einem Schaftende des zugehörigen Ladungswechselventils 2, über welche die Nickbewegung des Schlepphebels in die entsprechende translatorische Bewegung des Ladungswechselventils 2 umgesetzt wird. Um dabei eine seitliche Ausweichbewegung des Ladungswechselventils 2 zu verhindern, sind in diesem Bereich zudem Führungen 8a und 8b vorgesehen, die jeweils seitlich zu dem Kontakt mit dem Ladungswechselventil 2 angeordnet sind und somit eine Bewegung des letztgenannten in diese Richtung unterbinden. Des Weiteren weisen die Laufrolle 5 in Aufnahmebohrungen 9 tragende Seitenwände 10a und 10b des Schlepphebels 1 im Bereich der Kalottenaufnahme 6 Anschrägungen 11a und 11b auf, um im montierten Zustand in diesem Bereich nicht mit dem Zylinderkopf 4 der Brennkraftmaschine zum Anliegen zu kommen und dadurch die Freigängigkeit des Ventiltriebes zu gefährden. Diese Anschrägungen 11a und 11b werden bei der Herstellung des Schlepphebels 1 den Seitenwänden 10a und 10b mittels eines Prägewerkzeuges umformend aufgeprägt. Wie aus 3 ersichtlich ist, bilden diese Anschrägungen 11a und 11b dabei eine kontinuierliche Verjüngung der jeweiligen Seitenwand 10a oder 10b in Richtung des die Kalottenaufnahme 6 tragenden Endes des Schlepphebels 1. Um bei der Montage des Ventiltriebes die Positionierung des Schlepphebels 1 auf dem Abstützelement 3 des Zylinderkopfs 4 zu erleichtern, ist am unteren Ende der Kalottenaufnahme 6 ferner eine Halteklammer 12 vorgesehen, welche beim Aufsetzen des Schlepphebels 1 über die Kugelkalotte des Abstützelements 3 überschnappt.
Um die Platzverhältnisse im Zylinderkopf 4 bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schlepphebels 1 zu verdeutlichen, ist in 4 des Weiteren ein detaillierter Ausschnitt einer Draufsicht auf den Ventiltrieb dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, dass durch die Anschrägungen 11a und 11b ein größerer Abstand zwischen dem Zylinderkopf 4 und dem Schlepphebel 1 im Bereich der Kalottenaufnahme 6 erreicht werden kann.
Mittels eines derartigen Schlepphebels 1 kann somit eine ausreichende Freigängigkeit des Ventiltriebs bei gleichzeitig niedrigem Herstellungsaufwand garantiert werden.

1: Schlepphebel
2: Ladungswechselventil
3: Abstützelement
4: Zylinderkopf
5: Laufrolle
6: Kalottenaufnahme
7: gewölbte Fläche
8a, 8b: Führungen
9: Aufnahmebohrung
10a, 10b: Seitenwände
11a, 11b: Anschrägungen
12: Halteklammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 07229407 A [0004]

Claims

Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer napfförmigen Kalottenaufnahme (6) an einem Ende und einer gebogenen Fläche (7) an einem anderen Ende seiner Erstreckung in Längsrichtung, wobei die Kalottenaufnahme (6) und die gebogene Fläche (7) über Seitenwände (10a, 10b) miteinander verbunden sind, welche ein in ihrer Mitte liegendes und zwischen Kalottenaufnahme (6) und gebogener Fläche (7) platziertes Kontaktelement tragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (10a, 10b) an ihren Außenseiten im Bereich der Kalottenaufnahme (6) in Längsrichtung verlaufende Anschrägungen (11a, 11b) aufweisen, welche sich von außen nach innen erstrecken und sich in Richtung des auf Seiten der Kalottenaufnahme (6) liegenden Endes verjüngen.
Schlepphebel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement nach Art einer Laufrolle (5) ausgebildet ist, welche in Aufnahmebohrungen (9) der Seitenwände (10a, 10b) rotierbar gelagert ist.
Schlepphebel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich der Kalottenaufnahme (6) eine Halteklammer (12) vorgesehen ist.
Schlepphebel (1) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel (1) im Bereich der gebogenen Fläche (7) über stirnseitig als Verlängerungen der Oberseite ausgebildete und um 180° in Richtung der Kalottenaufnahme (6) umgebogene Führungen (8a, 8b) verfügt.
Schlepphebel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Stanzbiegeteil aus Stahl ausgebildet ist.
Ventiltrieb zum Steuern des Ladungswechsels einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens einen Schlepphebel (1) nach einem der Ansprüche 1–5.
Verfahren zur Herstellung eines Schlepphebels (1) aus Blech für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend die Fertigung einer Kalottenaufnahme (6) mittels eines Tiefziehvorganges an einem Ende und umformendes Ausbilden einer gewölbten Fläche (7) für den Kontakt mit einem Schaftende eines zugeordneten Ladungswechselventils (2) an einem anderen Ende des Schlepphebels (1), sowie eine umformende Herstellung von Seitenwänden (10a, 10b), welche zum Verbinden der Kalottenaufnahme (6) und der gewölbten Fläche (7) sowie zur Aufnahme eines Kontaktelements vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass den Seitenwänden (10a, 10b) an ihren Außenseiten im Bereich der Kalottenaufnahme (6) von außen nach innen verlaufende, und sich in Richtung des Endes auf Seiten der Kalottenaufnahme (6) verjüngende Anschrägungen (11a, 11b) umformend aufgeprägt werden.