DE102019124986A1

DE102019124986A1 - Balkenartige Brücke für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102019124986A1
Application number: DE102019124986.4A
Authority: DE
Inventors: Oliver Witter; David Lang
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2020-10-08

Abstract

Vorgeschlagen ist eine balkenartige Brücke (1) für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile, welche Brücke (1) im Abschnitt ihrer Längsmitte, an einer Oberseite (2) ihrer deren Seitenwände (3) verbindenden Querwand (4), eine Kontaktfläche (5) für einen hebelartigen Nockenfolger oder einen Hubnocken sowie an einer Unterseite (6) der Querwand (4), bei jedem ihrer Längsenden (7), eine Ventilkontaktfläche (8) hat, welche Brücke (1) ein stanz-biegetechnisch aus Stahlblech gebildeter, umgekehrt napfartiger Hohlkörper ist, wobei deren Seitenwände (3) bei jedem Längsende (7) durch eine halbringähnlich ausgewölbte oder plane Querplatte (9, 10) einteilig verbunden sind und wobei Innenseiten der jeweiligen Querplatte (9, 10), gemeinsam mit angrenzenden Innenseitenbereichen der Seitenwände (3), zur Führung der Brücke (1) auf den zwei Gaswechselventilen dienen.

Description

Die Erfindung betrifft eine balkenartige Brücke für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile, welche Brücke im Abschnitt ihrer Längsmitte, an einer Oberseite ihrer deren Seitenwände verbindenden Querwand, eine Kontaktfläche für einen hebelartigen Nockenfolger oder einen Hubnocken sowie an einer Unterseite der Querwand, bei jedem ihrer Längsenden, eine Ventilkontaktfläche hat.
Eine gattungsgemäße Brücke geht aus der DE 10 2010 011 455 A1 hervor. Diese ist als Massivteil in Guss- oder Schmiedetechnik ausgebildet.
Eine weitere Brücke, hier mit hydraulischen Spielausgleichselementen, offenbart die DE 102015211 124 A1 .
Unter „Heavy-Duty-Brennkraftmaschine“ ist dabei eine Maschine zu verstehen, wie sie insbesondere zum Antrieb eines Lkw, Transporters, Leichttransporters, landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts, Schiffs, Bergbau- oder Baustellengeräts etc. verwendet wird.
Aufgabe ist es, eine Brücke wie vorgenannt zu kreieren, die kostengünstig ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die balkenartige Brücke ein stanz-biegetechnisch aus Stahlblech gebildeter, umgekehrt napfartiger Hohlkörper ist, wobei deren Seitenwände bei jedem Längsende durch eine halbringähnlich ausgewölbte oder plane Querplatte einteilig verbunden sind und wobei Innenseiten der jeweiligen Querplatte, gemeinsam mit angrenzenden Innenseitenbereichen der Seitenwände, zur Führung der Brücke auf den zwei Gaswechselventilen dienen.
Somit liegt eine preiswert herstellbare Brücke, speziell für eine Applikation in einem Ventiltrieb einer Nutzkraftfahrzeug-Brennkraftmaschine oder einer anderen schwerbauenden Arbeitsmaschine, vor, der die erforderliche Steifigkeit immanent ist.
Die erfindungsgemäß umgekehrt napfartige Struktur der Brücke, welche im Querschnitt somit ein umgekehrtes U-Profil hat, verleiht dieser die notwendige Steifigkeit bei vergleichsweise geringem Materialeinsatz. Über Innenseiten der einteilig angebundenen Seiten- und Querwände bei den Längsenden der Brücke erfährt diese im Betrieb eine exzellente Führung an Enden der Ventilschäfte. Die nunmehr im Hinblick auf deren konkrete Verwendung vergleichsweise filigrane Brücke selbst, und dies ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, liegt ohne weitere Bauteile „frei“ auf den Ventilschäften im Verbau auf. Traversen zu deren Führung oder Ähnliches sind nicht vorgesehen.
Gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung soll die Brücke eine Wandstärke von 2 - 10 mm aufweisen, wobei der bevorzugte Bereich etwa bei 3 - 6 mm oder geringfügig darüber / darunter liegt. Die Brücke kann alternativ auch durch einen Kaltumformvorgang wie Fließpressen oder Präge-Fließpressen hergestellt sein.
Im Vergleich zu gegossenen oder geschmiedeten Varianten nach dem Stand der Technik fällt zudem die notwendige Nacharbeit der Kontaktfläche an der Oberseite und den Ventilkontaktflächen an der Unterseite weg oder verringert sich spürbar.
Die kaltumgeformte Brücke kann, wie gesagt, ohne weitere mechanische Nachbearbeitung verbaut werden. Alternativ kann wenigstens eine ihrer o. g. Funktionsflächen geprägt sein, so dass hier die Oberflächengüte verbessert ist und / oder eine dieser Flächen kann geringfügig ausgewölbt vorliegen, so dass im Einsatz Kantenträger oder dergleichen vermieden sind.
Die Variante mit den beiden halbringähnlichen Querplatten lässt sich fertigungstechnisch besonders einfach bewältigen. Gleichermaßen kommen auch „gerade“, also weitestgehend orthogonal an die Seitenwände angebundene Querplatten infrage.
Die „hohlbauende“ Brücke kann als einfacher Rechteck- oder Langlochnapf vorliegen. Alternativ kann deren Mittelabschnitt dachartig abgehoben sein, was unter Umständen mehr Steifigkeit verleiht und / oder ein Tribut an die notwendigen, zu überbrückenden Einbaubedingungen ist.
Eine vereinfachte Geometrie der Brücke liegt dann vor, wenn deren „unterer“, umlaufender Rand komplett plan ist. Dies erleichtert auch deren Handling und Transport.
Zur Zeichnung:

• 1 zeigt eine räumliche Ansicht auf die Brücke von oben;
• 2 zeigt die Brücke wie vorgenannt, jedoch in Unteransicht und
• 3 zeigt eine alternative Variante der Brücke in räumlicher Darstellung schräg von oben.

Aus den Figuren geht eine balkenartige Brücke 1 aus tiefgezogenem Stahlblech mit umgekehrt napfartiger Geometrie für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine hervor. Die Brücke 1 dient einer Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile.
Die Brücke 1 hat im Abschnitt ihrer Längsmitte sowie an einer Oberseite 2 ihrer deren Seitenwände 3 verbindenden Querwand 4 eine Kontaktfläche 5 für einen Kipphebel. An einer Unterseite 6 der Querwand 4, bei jedem ihrer Längsenden 7, ist eine Ventilkontaktfläche 8 gebildet. Weitere Elemente besitzt die Brücke 1 nicht. Deren Wandstärke ist gegenüber den Wandstärken von Brücken oder Nockenfolgerhebeln für Ventiltriebe von PKW-Brennkraftmaschinen in etwa verdoppelt und zumindest weitgehend gleich dick gehalten.
Wie in 2 dargestellt, sind die Seitenwände 3 der Brücke 1 bei jedem Längsende 7 durch eine plane Querplatte 10 verbunden. In Draufsicht (s. a. 1) hat die Brücke 1 einen leicht ausgebauchten Verlauf. Ein der Querwand 4 abgewandter Rand 15 der Seitenwände 3 und der Querplatten 9 ist als geschlossen umlaufende Planfläche ausgebildet.
Aus 3 geht hervor, dass die Seitenwände 3 der Brücke 1 bei jedem der Längsenden 7 durch eine halbringähnlich ausgewölbte Querplatte 9 verbunden sind. Zudem zeigt 3, dass die Kontaktfläche 5 an der Oberseite 2 für den Kipphebel eine Nachprägung 14 aufweist, welche eben ist. Sie kann jedoch auch sphärisch ausgewölbt (ballig) sein.
Außerdem geht aus den 1, 2 hervor, dass die Brücke 1, in Seitenansicht gesehen und ausgehend von beiden Längsenden 7, aus je einem Plateau 11 an der Querwand 4 besteht, an dessen jeweiliger Unterseite 6 die Ventilkontaktfläche 8 liegt. An diese Plateaus 11 schließt sich in Richtung zur Längsmitte je ein dachartig ansteigender Abschnitt 12 an. Diese Abschnitte 12 sind über ein die Kontaktfläche 5 aufweisendes Flachstück 13 verbunden.
Bezugszeichenliste

1): Brücke
2): Oberseite
3): Seitenwand
4): Querwand
5): Kontaktfläche
6): Unterseite
7): Längsende
8): Ventilkontaktfläche
9): Querplatte
10): Querplatte
11): Plateau
12): Abschnitt
13): Flachstück
14): Nachprägung
15): Rand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010011455 A1 [0002]
DE 102015211124 A1 [0003]

Claims

Balkenartige Brücke (1) für einen Ventiltrieb einer Heavy-Duty-Brennkraftmaschine zur Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile, welche Brücke (1) im Abschnitt ihrer Längsmitte, an einer Oberseite (2) ihrer deren Seitenwände (3) verbindenden Querwand (4), eine Kontaktfläche (5) für einen hebelartigen Nockenfolger oder einen Hubnocken sowie an einer Unterseite (6) der Querwand (4), bei jedem ihrer Längsenden (7), eine Ventilkontaktfläche (8) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die balkenartige Brücke (1) ein stanz-biegetechnisch aus Stahlblech gebildeter, umgekehrt napfartiger Hohlkörper ist, wobei deren Seitenwände (3) bei jedem Längsende (7) durch eine halbringähnlich ausgewölbte oder plane Querplatte (9, 10) einteilig verbunden sind und wobei Innenseiten der jeweiligen Querplatte (9, 10), gemeinsam mit angrenzenden Innenseitenbereichen der Seitenwände (3), zur Führung der Brücke (1) auf den zwei Gaswechselventilen dienen.
Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (1) eine Wandstärke von 2 - 10 mm hat.
Brücke nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (1), in Seitenansicht gesehen und ausgehend von beiden Längsenden (7), aus je einem Plateau (11) an der Querwand (4) besteht, an dessen jeweiliger Unterseite (6) die Ventilkontaktfläche (8) liegt, wobei die Plateaus (11) in Richtung zur Längsmitte in je einem dachartig ansteigenden Abschnitt (12) fortlaufen, welche Abschnitte (12) vor der Längsmitte enden und über ein die Kontaktfläche (5) an der Oberseite (2) aufweisendes Flachstück (13) verbunden sind.
Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Elemente a) Kontaktfläche (5) an der Oberseite (2) oder b) Ventilkontaktflächen (8) an der Unterseite (6) der Querwand (4) als Nachprägung (14) vorliegen.
Brücke nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Elemente a) Kontaktfläche (5) an der Oberseite (2) oder b) Ventilkontaktflächen (8) an der Unterseite (6) der Querwand (4) sphärisch ausgewölbt sind.
Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Querwand (4) abgewandter Rand (15) der Seitenwände (3) und Querplatten (9) als geschlossen umlaufende Planfläche vorliegt.