DE102019110530A1

DE102019110530A1 - Bar-like solid bridge for a valve train of a heavy-duty internal combustion engine

Info

Publication number: DE102019110530A1
Application number: DE102019110530.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Grötsch; Hannes Wagner; Steffen Gumbrecht
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2020-10-29

Abstract

Vorgeschlagen ist eine balkenartige Massiv-Brücke (1) für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile (2a, 2b), mit einer Kontaktfläche (3) für einen Kipphebel (19) an einer Ober- sowie zwei Ventilkontaktflächen (4, 5) und einer Führungssäule (6) an einer Unterseite (21, 7) der Brücke (1), welche Ventilkontaktflächen (4, 5) bei je einem Längsende (8, 9) der Brücke (1) liegen und hierzwischen die von der Unterseite (7) abstehende Führungssäule (6) einfassen, wobei die Führungssäule (6) ein separat mit der Brücke (1) im jeweils endbearbeiteten Zustand gefügtes Bauteil ist.A bar-like solid bridge (1) for a valve drive of a heavy-duty internal combustion engine is proposed for the transmission of a cam lift to two gas exchange valves (2a, 2b) with the same effect, with a contact surface (3) for a rocker arm (19) on an upper as well as two valve contact surfaces (4, 5) and a guide column (6) on an underside (21, 7) of the bridge (1), which valve contact surfaces (4, 5) are each at a longitudinal end (8, 9) of the bridge (1) and in between enclose the guide column (6) protruding from the underside (7), the guide column (6) being a component that is joined separately to the bridge (1) in the respectively finished state.

Description

Die Erfindung betrifft eine balkenartige Massiv-Brücke für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile, mit einer Hebelkontaktfläche an einer Ober- sowie zwei Ventilkontaktflächen und einer Führungssäule an einer Unterseite der Brücke, welche Ventilkontaktflächen bei je einem Längsende der Brücke liegen und hierzwischen die von der Unterseite abstehende Führungssäule einfassen.The invention relates to a bar-like solid bridge for a valve drive of a heavy-duty internal combustion engine for the transmission of a cam lift to two gas exchange valves with the same effect, with a lever contact surface on an upper and two valve contact surfaces and a guide column on an underside of the bridge, which valve contact surfaces in each case Longitudinal end of the bridge and enclose the guide column protruding from the underside between them.

Unter „Heavy-Duty-Brennkraftmaschine“ ist eine Maschine zu verstehen, wie sie insbesondere zum Antrieb eines Lkw, Busses, Transporters, Leichttransporters, landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts, Schiffs, Bergbau- oder Baustellengeräts etc. verwendet wird.“Heavy-duty internal combustion engine” is to be understood as a machine such as is used in particular to drive a truck, bus, van, light transporter, agricultural implement, ship, mining or construction site equipment, etc.

Gattungsgemäße Ventiltriebsbrücken, speziell für großvolumige qualitätsgesteuerte Brennkraftmaschinen, sind von der italienischen Firma „Gnutti Carlo SPA“ am Markt. Link auf Webseite: http://www.gnutticarlo.com/en/products/valve-bridges.Generic valve train bridges, especially for large-volume quality-controlled internal combustion engines, are on the market from the Italian company "Gnutti Carlo SPA". Link on website: http://www.gnutticarlo.com/en/products/valve-bridges .

Hervorstehend ist hierbei, dass die Führungssäule der jeweils geschmiedeten oder gegossenen Brücke einteilig mit dem Brückengrundkörper ausgebildet ist. Eine Bohrung der Führungssäule zur oszillierenden Anordnung dieser auf einem Zylinderkopfstift muss nachträglich gespant werden und wird einem Finish durch Härten, Beschichten, Polieren etc. am Gesamtteil zu unterzogen. Gleichfalls müssen die Hebel- und Ventilkontaktflächen einer Nachbearbeitung unterzogen werden.It should be noted here that the guide column of the respectively forged or cast bridge is formed in one piece with the bridge base body. A hole in the guide column for the oscillating arrangement of this on a cylinder head pin must be machined afterwards and is subjected to a finish by hardening, coating, polishing etc. on the entire part. The lever and valve contact surfaces also have to be reworked.

Eine weitere für Ventiltriebe von Heavy-Duty-Brennkraftmaschinen vorgesehene Brücke, allerdings nicht teleskopisch gegenüber dem Zylinderkopf geführt, offenbart die DE 10 2010 011 455 A1 . Diese liegt wiederum als Massivteil in Guss- oder Schmiedetechnik vor.Another bridge provided for valve trains of heavy-duty internal combustion engines, but not guided telescopically with respect to the cylinder head, is disclosed in the DE 10 2010 011 455 A1 . This is in turn available as a solid part in casting or forging technology.

Aufgabe ist es, eine Brücke wie vorgenannt zu kreieren, die kostengünstig ist.The task is to create a bridge as mentioned above that is inexpensive.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Führungssäule ein separat mit der Brücke im jeweils endbearbeiteten Zustand gefügtes Bauteil ist.According to the invention, this object is achieved in that the guide column is a component that is joined separately to the bridge in the respectively finished state.

Somit liegt eine Massiv-Brücke als Gesamtbaugruppe vor, die sich preiswert herstellen lässt. Der zu schmiedende oder zu gießende Grundkörper, also die Brücke ohne die Führungssäule nunmehr, wobei auch Fließpressen in Betracht zu ziehen ist, hat eine deutlich vereinfachte Geometrie, was die Werkzeugkosten senkt. Ein Handling des Grundkörpers während der Fertigung erweist sich zudem als vergleichsweise einfach.Thus, a solid bridge is available as an overall assembly that can be manufactured inexpensively. The base body to be forged or cast, that is to say the bridge without the guide column now, whereby extrusion is also to be taken into account, has a significantly simplified geometry, which lowers the tool costs. Handling of the base body during production also proves to be comparatively easy.

Die nunmehr separate Führungssäule kann nach einer besonders bevorzugten Fortbildung der Erfindung als simples Rohrstück vorliegen, was ggf. als standardisiertes Massenteil bezogen werden kann. Eine Endbearbeitung deren Führungsflächen (Bohrung) erweist sich als vergleichsweise einfach. Sollte die Führungssäule alternativ in einer Bohrung des Zylinderkopfes geführt werden, so kann diese auch als Zylinderstück ausgebildet sein, dessen Außenmantel einem entsprechenden Finish unterzogen wird.According to a particularly preferred development of the invention, the now separate guide column can be present as a simple pipe piece, which can optionally be obtained as a standardized mass part. Finishing their guide surfaces (bore) proves to be comparatively easy. If the guide column should alternatively be guided in a bore in the cylinder head, this can also be designed as a cylinder piece, the outer jacket of which is given a corresponding finish.

Gemäß einer Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, die mit dem Brückengrundkörper zu fügende Führungssäule an einer ihrer Endstirnen mit einem im Durchmesser verringerten Ansatz zu versehen. Letztgenannter ist entweder mit einem Gewinde oder einem glattwandigen Außenmantel versehen. Im Fall des Gewindes wird die Führungssäule mit einem respektiven Innengewinde einer Bohrung in der Unterseite der Brücke verschraubt. Im Fall des glattwandigen Außenmantels ist an eine Presspassung gedacht. Alternativ können der Außenmantel des Ansatzes und / oder die Bohrung des Brückengrundkörpers auch mit geringfügig vorstehenden Vorsprüngen / Nasen oder dergleichen versehen sein, über welche ein guter Presssitz mit der entsprechenden Gegenkontur erreicht wird. Gleichfalls ist an Keilflächen oder Schnappverbindungen gedacht. Alternativ kommt auch eine Schweißverbindung infrage.According to a specification of the invention, it is proposed to provide the guide column to be joined with the bridge base body on one of its end faces with a shoulder of reduced diameter. The latter is provided either with a thread or a smooth-walled outer jacket. In the case of the thread, the guide column is screwed to a respective internal thread of a bore in the underside of the bridge. In the case of the smooth-walled outer jacket, a press fit is intended. Alternatively, the outer jacket of the attachment and / or the bore of the bridge base body can also be provided with slightly protruding projections / lugs or the like, via which a good press fit with the corresponding counter-contour is achieved. Wedge surfaces or snap connections are also considered. Alternatively, a welded connection can also be used.

Aufgrund der vorschlagsgemäßen Anlage der Führungssäule über ihre Endstirn an der Unterseite des Brückengrundkörpers erfolgt eine kippfreie Verbindung der Führungssäule mit dem Brückengrundkörper.Due to the proposed contact of the guide column via its end face on the underside of the bridge base body, the guide column is connected to the bridge base body without tilting.

Eine weitere vorteilhafte Fortbildung der Erfindung beschreibt eine einfache Maßnahme einer Verdrehsicherung der Brücke gegenüber dem Zylinderkopf. Demnach liegt eine ihrer Ventilkontaktflächen als Bohrung zur Aufnahme eines Endes eines Ventilschaftes eines der beiden Gaswechselventile vor. Somit ergibt sich im Zusammenwirken mit der Längsführung der Brücke über deren Führungssäule die Verdrehsicherung. Die weitere Ventilkontaktfläche an der Unterseite der Brücke ist zweckmäßigerweise eine Planfläche. Die o. g. Bohrung umfasst hierbei mit vergleichsweise großem Spiel den Ventilschaft, um die bei Großmotoren auftretenden vergleichsweise großen Toleranzen auffangen zu können.Another advantageous development of the invention describes a simple measure of securing the bridge against rotation with respect to the cylinder head. Accordingly, one of its valve contact surfaces is present as a bore for receiving one end of a valve stem of one of the two gas exchange valves. Thus, in cooperation with the longitudinal guidance of the bridge via its guide column, the anti-twist protection results. The further valve contact surface on the underside of the bridge is expediently a flat surface. The above The bore here encompasses the valve stem with a comparatively large clearance in order to be able to absorb the comparatively large tolerances that occur in large engines.

Über wenigstens eine zur Bohrung der Führungssäule führende Spritzölbohrung im Grundkörper der Brücke wird eine simple Schmierung der Längsführung der Brücke erreicht.Via at least one spray oil hole in the leading to the hole in the guide column Basic body of the bridge, a simple lubrication of the longitudinal guide of the bridge is achieved.

Schließlich soll die Brücke in Seitenansicht gesehen über ein mittig abgehobenes Plateau verfügen. Diese Maßnahme verleiht ihr Steifigkeit. Über die Höhe das Plateaus kann ggf. eine Adaption an unterschiedliche Einbaubedingungen erfolgen.Finally, seen from the side, the bridge should have a raised plateau in the middle. This measure gives it rigidity. Adaptation to different installation conditions can be made via the height of the plateau.

Zur Zeichnung:

• 1 zeigt die Massiv-Brücke in Explosivdarstellung mit Führungssäule;
• 2 zeigt die Massiv-Brücke wie vorgenannt in Einbausituation und
• 3 zeigt eine einteilige Massiv-Brücke nach dem St. d. T.

To the drawing:

• 1 shows the massive bridge in an exploded view with guide column;
• 2 shows the solid bridge in the installation situation and as mentioned above
• 3 shows a one-piece massive bridge after St. d. T.

Aus 1 geht eine balkenartige Massiv-Brücke 1 für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine hervor. Die Brücke 1 dient einer Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile 2a, 2b (s. a. 2).Out 1 is a beam-like massive bridge 1 for a valve train of a heavy-duty internal combustion engine. The bridge 1 serves to transfer a cam lift to two gas exchange valves with the same effect 2a , 2 B (sa 2 ).

Die Brücke 1 hat an ihrer Oberseite 21 ein mittig dachartig abgehobenes Plateau 18 mit einer Hebelkontaktfläche 3. Zur Übertragung des Nockenhubes auf die Brücke 1 dient ein aus 2 ersichtlicher Kipphebel 19, wobei jedoch auch ein Schwinghebel oder dergleichen infrage kommt. An einer Unterseite 7 der Brücke 1 liegt bei ihrem einen Längsende 8 eine als Bohrung ausgebildete Ventilkontaktfläche 4 und bei ihrem anderen Längsende 9 eine als Planfläche gestaltete Ventilkontaktfläche 5. In Einbausituation (s. 2) sitzt ein Gaswechselventil 2a mit einem Ende seines Ventilschafts somit in der Bohrung der Ventilkontaktfläche 4 ein, was die Brücke 1 verdrehsichert. Das weitere Gaswechselventil 2b liegt mit einer Endstirn seines Ventilschafts an der Ventilkontaktfläche 4 seitlich ungeführt an.The bridge 1 has on their top 21st a central, roof-like raised plateau 18th with a lever contact surface 3 . To transfer the cam lift to the bridge 1 serves on off 2 visible rocker arm 19th , although a rocker arm or the like can also be used. On a bottom 7th the bridge 1 lies at one longitudinal end 8th a valve contact surface designed as a bore 4th and at its other longitudinal end 9 a valve contact surface designed as a flat surface 5 . In the installation situation (s. 2 ) there is a gas exchange valve 2a with one end of its valve stem thus in the bore of the valve contact surface 4th one what the bridge 1 secured against rotation. The other gas exchange valve 2 B lies with one end face of its valve stem on the valve contact surface 4th laterally unguided.

Von der Unterseite 7 der Brücke 1, in etwa mittig zwischen den Ventilkontaktflächen 4, 5, steht eine als Rohrstück ausgebildete separate Führungssäule 6 ab. Letztgenannte ist (s. 1) über eine Schraubverbindung 10 mit der Brücke 1 fest verbunden. Hierfür weist die Führungssäule 6 an ihrer der Brücke 1 zugewandten Endstirn 11 einen im Durchmesser verringerten Ansatz 12 mit einem Außengewinde 13 auf, über welches der Ansatz 12 mit einer Gegenkontur einer Bohrung 14 in der Unterseite 7 der Brücke 1 verschraubt ist. Zu erkennen ist zudem, dass die Führungssäule 6 über die Endstirn 11 an der Unterseite 7 der Brücke 1 fest anliegt.From the bottom 7th the bridge 1 , approximately in the middle between the valve contact surfaces 4th , 5 , is a separate guide column designed as a pipe section 6 from. The latter is (s. 1 ) via a screw connection 10 with the bridge 1 firmly connected. The guide pillar indicates this 6 at her the bridge 1 facing end forehead 11 a neck that is reduced in diameter 12 with an external thread 13 on what the approach 12 with a counter contour of a hole 14th in the bottom 7th the bridge 1 is screwed. It can also be seen that the guide pillar 6 over the forehead 11 on the bottom 7th the bridge 1 is firmly attached.

Über eine Bohrung 15 der im letzten Absatz genannten separaten Führungssäule 6 erfolgt eine Längsführung auf einem von der Brennkraftmaschine ausgehenden Führungsstift.About a hole 15th the separate management pillar mentioned in the last paragraph 6 longitudinal guidance takes place on a guide pin extending from the internal combustion engine.

In 2 ist mit „17“ zudem eine Spritzölzuführbohrung an einer Längswand 16 der Brücke 1 zur Bohrung 15 der Führungssäule 6 bezeichnet.In 2 With "17" there is also a spray oil feed hole on a longitudinal wall 16 the bridge 1 for drilling 15th the guide pillar 6 designated.

3 zeigt schließlich eine einteilig mit der Führungssäule ausgeführte Massiv-Brücke 20 nach dem Stand der Technik. 3 finally shows a solid bridge made in one piece with the guide column 20th According to the state of the art.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1)1): Brückebridge
2a)2a): GaswechselventilGas exchange valve
2b)2 B): GaswechselventilGas exchange valve
3)3): HebelkontaktflächeLever contact surface
4)4): VentilkontaktflächeValve contact surface
5)5): VentilkontaktflächeValve contact surface
6)6): FührungssäuleGuide pillar
7)7): Unterseitebottom
8)8th): LängsendeLongitudinal end
9)9): LängsendeLongitudinal end
10)10): Verbindung, SchraubverbindungConnection, screw connection
11)11): EndstirnForehead
12)12): Ansatzapproach
13)13): AußengewindeExternal thread
14)14): Bohrungdrilling
15)15): Bohrungdrilling
16)16): LängswandLongitudinal wall
17)17): SpritzölzuführbohrungSplash oil supply hole
18)18): Plateauplateau
19)19): Kipphebelrocker arm
20)20): Brücke (St. d. T.)Bridge (St. d. D.)
21)21): OberseiteTop

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102010011455 A1 [0005]

Claims

Bar-like solid bridge (1) for a valve train of a heavy-duty internal combustion engine for the transmission of a cam lift to two gas exchange valves (2a, 2b) with the same effect, with a lever contact surface (3) on an upper and two valve contact surfaces (4, 5) and one Guide column (6) on an underside (21, 7) of the bridge (1), which valve contact surfaces (4, 5) each lie at a longitudinal end (8, 9) of the bridge (1) and in between the one protruding from the underside (7) Enclose guide column (6), characterized in that the guide column (6) is a component which is joined separately to the bridge (1) in the respectively finished state.

Bridge after Claim 1 , characterized in that the guide column (6) is connected to the bridge (1) either via a screw connection or a press connection (10).

Bridge after Claim 2 , characterized in that, to represent the screw connection (10), the guide column (6) is provided on its end face (11) facing the bridge (1) with an extension (12) with an external thread (13) which is smaller than its diameter a counter-contour of a bore (14) is screwed into the underside (7) of the bridge (1) and the guide column (6) rests on the underside (7) of the bridge (1) via the end face (11).

Bridge after Claim 2 , characterized in that the guide column (6) on its end face (11) facing the bridge (1) is provided with a neck (12) which is reduced in diameter and which has a counter-contour of a bore (14) in the The underside (7) of the bridge (1) is pressed and the guide column (6) rests against the underside (7) of the bridge (1) via the end face (11).

Bridge according to one of the preceding claims, characterized in that the guide column (6) is a pipe section, the bore (15) of which is provided for receiving on a guide pin extending from the internal combustion engine.

Bridge after Claim 1 , characterized in that one valve contact surface (4) on the underside (7) of the bridge (1) is a bore for guiding an axial end piece of a valve stem of the gas exchange valve (2a), the further valve contact surface (5) being a flat surface for an end face of a Valve stem of the further gas exchange valve (2b) is present.

Bridge after Claim 5 , characterized in that the bridge (1) is provided on one of its longitudinal walls (16) with a spray oil supply bore (17) leading to the bore (15) of the guide column (6).

Bridge after Claim 1 , characterized in that the lever contact surface (3) of the bridge (1) lies in a roof-like plateau (18) raised from the upper side (4).