DE102019133517A1

DE102019133517A1 - Ventilbrücke für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102019133517A1
Application number: DE102019133517.5A
Authority: DE
Inventors: David Lang
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-06-10
Also published as: CN113027559B; CN113027559A

Abstract

Für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine ist eine Ventilbrücke (25) vorgesehen, welche in ihrem mittleren Bereich an der Oberseite eine Kontaktfläche (30) für ein Übertragungselement aufweist und sich an der Unterseite über zwei Ventilkontaktflächen mit Gaswechselventilen im Kontakt befinden kann. Erfindungsgemäß ist die Ventilbrücke (25) als Blechteil mit einer durch Tiefziehen erzeugten pfannenförmigen Form ausgeführt, wonach anschließend ihre Kontaktfläche (30) durch Stauchen oder Anprägen des Bleches vergrößert ist. Auf diese Weise können an der Oberseite der Ventilbrücke (25) bei der Einwirkung des Übertragungselementes Flächenpressungen und Materialverschleiß geringgehalten werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbrücke für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher ein Übertragungselement in der Form eines Kipphebels oder eines Schwenkhebels aufweist, das einerseits von dem Nocken einer Nockenwelle betätigbar ist und andererseits unter Zwischenschaltung der Ventilbrücke mit zwei Gaswechselventilen in Wirkverbindung steht, wobei die Ventilbrücke in ihrem mittleren Bereich an der Oberseite eine Kontaktfläche für das Übertragungselement aufweist und sich an der Unterseite mit den beiden Gaswechselventilen im Kontakt befindet.
Hintergrund der Erfindung
Gegenwärtig wird eine Ventilbrücke zum Beispiel als Gussteil oder als Schmiedeteil hergestellt. Unter Berücksichtigung der bei der Herstellung entstehenden Kosten ergibt sich häufig an der Oberseite der Ventilbrücke eine zu geringe Kontaktfläche für den als Übertragungselement verwendeten Kipphebel. Die Folge ist eine erhöhte mechanische Beanspruchung der Brücke.
Aus den Dokumenten DE 10 2010 011 455 A1 und DE 10 2015 211 124 A1 sind Ventilbrücken der eingangs genannten Art bekannt. Über ihre Herstellung ist den Texten dieser Dokumente nichts zu entnehmen. Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, können die dargestellten Ventilbrücken offenbar als Massivbauteile in Guss- oder Schmiedetechnik hergestellt sein.
In der weiteren, noch nicht veröffentlichten Anmeldung DE 10 2019 124 986.4 ist eine balkenartige Ventilbrücke mit umgekehrt napfartiger Geometrie für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine beschrieben und dargestellt. Diese Ventilbrücke ist aus Stahlblech hergestellt. Sie weist ebenfalls im Abschnitt ihrer Längsmitte an der Oberseite eine Kontaktfläche für einen hebelartigen Nockenfolger sowie an ihrer Unterseite Ventilkontaktflächen für zwei Gaswechselventile auf. Die Ventilbrücke ist als ein durch Tiefziehen erzeugtes Bauteil ausgeführt und kann ohne weitere mechanische Nachbehandlung verbaut werden.
Um an der Oberseite der Ventilbrücke Flächenpressungen und Materialverschleiß gering zu halten, ist dort eine entsprechend große Auflagefläche für den Kontakt mit z. B. einem Kipphebel als Übertragungselement erforderlich. Beim Tiefziehen der Ventilbrücke entsteht an deren oberem Rand ein großer Außenradius, wodurch die Auflagefläche reduziert wird. Im Einbaubereich für die Ventilbrücke ist deren mögliche Breite aufgrund geringer Platzverhältnisse aber sehr begrenzt.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an der Ventilbrücke die obere Auflagefläche zu vergrößern, ohne dabei die Gesamtbreite der Ventilbrücke zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Ventilbrücke als Blechteil eine durch Tiefziehen erzeugte pfannenförmige Form aufweist, wonach anschließend in ihrem oberen Kontaktbereich die Kontaktfläche für das Übertragungselement durch Stauchen oder Anprägen des Bleches vergrößert ist.
Durch das Stauchen oder Anprägen des Bleches im oberen Kontaktbereich der Ventilbrücke ist es möglich, das Blechmaterial zum Fließen zu bringen. Das Material wird dabei an die Außenseiten der Ventilbrücke verdrängt, sodass die Auflagefläche der Ventilbrücke vergrößert wird. Gleichzeitig wird die Blechstärke in diesem Bereich geringfügig verringert.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Vergleich mit vorbekannten Ventilbrücken im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 eine erfindungsgemäße, vollständig bearbeitete Ventilbrücke in perspektivischer Ansicht;
2 eine noch nicht vollständig bearbeitete Ventilbrücke in perspektivischer Ansicht;
3 eine der Brücke in 2 ähnliche Ventilbrücke in perspektivischer Unteransicht;
4 den Teilbereich eines vorbekannten Ventiltriebes mit Ventilbrücke in perspektivischer Ansicht;
5 den Teilbereich des Ventiltriebes gemäß 4 mit einem Längsschnitt durch die Ventilbrücke.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 4 und 5 stellen die Anordnung einer Ventilbrücke 4 in einem Ventiltrieb dar. Als Übertragungselement ist ein Kipphebel 1 verwendet, an dessen Ende ein Kugelkopfstößel 2 in einer Bohrung eingesetzt ist, der mit einer Kugelkalotte 3 in Wirkverbindung steht. Die Kugelkalotte 3 befindet sich im Kontakt mit der Ventilbrücke 4, die an jedem ihrer Längsenden über ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement 5 bzw. 6 auf ein Gaswechselventil 7 bzw. 8 einwirken kann. Ausgehend von einem Schwenklager 9 des Kipphebels 1 ist eine Druckmittelleitung 10 vorgesehen. Diese führt zu einer Druckmittelbohrung 11 im Kugelkopfstößel 2 und von dort zu einer Öffnung 12 in der Kugelkalotte 3. Die Öffnung 12 ist mit einer in der Ventilbrücke 4 angeordneten Erweiterung 13 verbunden. Von dieser führen Druckmittelkanäle 14 und 15 zu den Ausgleichselementen 5 und 6.
Wie die 4 und 5 zeigen, steht der Kipphebel 1 als Übertragungselement unter Zwischenschaltung der Ventilbrücke 4 mit den beiden Gaswechselventilen 7 und 8 in Wirkverbindung. Im mittleren Bereich der Ventilbrücke 4 befindet sich an der Oberseite, von welcher die Erweiterung 13 ausgeht, eine Kontaktfläche für den Kipphebel 1.
Die 2 und 3 zeigen jeweils eine balkenartige Ventilbrücke 16 aus Stahlblech mit umgekehrt napfartiger Geometrie für die Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile. Die Ventilbrücke 16 besteht als einstückiges Bauteil aus zwei parallelen Seitenwänden 17, die an ihren Längsenden 18 durch zwei halbringähnliche Querwände 19 (2) bzw. durch zwei Querplatten 20 (3) miteinander verbunden sind, sowie einer oberen Querwand 21 mit einer Kontaktfläche 22 für einen Kipphebel. An der Unterseite der Querwand 21 befindet sich bei jedem Längsende 18 eine Ventilkontaktfläche 23. Im Bereich des oberen umlaufenden Randes 24 weist die Ventilbrücke 16 einen im Querschnitt großen Außenradius auf.
Die erfindungsgemäße, in 1 dargestellte Ventilbrücke 25 ist nahezu ebenso ausgebildet, wie die Ventilbrücke 16 in 2. In Übereinstimmung mit dieser ist die Ventilbrücke 25 also eine balkenartige Brücke aus Stahlblech mit umgekehrt napfartiger Geometrie für die Übertragung eines Nockenhubes auf zwei gleichwirkende Gaswechselventile. Sie besteht als einstückiges Bauteil aus zwei parallelen Seitenwänden 26, die an ihren Längsenden 27 durch zwei halbringähnliche Querwände 28 miteinander verbunden sind, sowie aus einer oberen Querwand 29 mit einer Kontaktfläche 30 für einen Kipphebel.
Im Gegensatz zu der Ventilbrücke 16 in 2 ist bei der Ventilbrücke 25 in 1 die als Anlagefläche für das Übertragungselement vorgesehene Kontaktfläche 30 an der Oberseite erfindungsgemäß durch Stauchen oder Anprägen des Bleches vergrößert. Bei dieser Behandlung ist das Blechmaterial an der oberen Querwand 29 zum Fließen gebracht und an die Außenseiten der Ventilbrücke 25 verdrängt worden, so dass die Auflagefläche vergrößert und die Blechstärke in diesem Bereich geringfügig reduziert ist Dabei verringerte sich jedoch im Bereich der Kontaktfläche 30 an dem oberen umlaufenden Rand 31 der vorher im Querschnitt große Außenradius
Bezugszeichenliste

1: Kipphebel
2: Kugelkopfstößel
3: Kugelkalotte
4: Ventilbrücke
5: Ventilspiel-Ausgleichselement
6: Ventilspiel-Ausgleichselement
7: Gaswechselventil
8: Gaswechselventil
9: Schwenklager
10: Druckmittelleitung
11: Druckmittelbohrung
12: Öffnung
13: Erweiterung
14: Druckmittelkanal
15: Druckmittelkanal
16: Ventilbrücke
17: Seitenwand
18: Längsende
19: Querwand
20: Querplatte
21: Querwand
22: Kontaktfläche
23: Ventilkontaktfläche
24: umlaufender Rand
25: Ventilbrücke
26: Seitenwand
27: Längsende
28: Querwand
29: Querwand
30: Kontaktfläche
31: umlaufender Rand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010011455 A1 [0003]
DE 102015211124 A1 [0003]
DE 102019124986 [0004]

Claims

Ventilbrücke für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher ein Übertragungselement in der Form eines Kipphebels oder eines Schwenkhebels aufweist, das einerseits von dem Nocken einer Nockenwelle betätigbar ist und andererseits unter Zwischenschaltung der Ventilbrücke (25) mit zwei Gaswechselventilen in Wirkverbindung steht, wobei die Ventilbrücke (25) in ihrem mittleren Bereich an der Oberseite eine Kontaktfläche (30) für das Übertragungselement aufweist und sich an der Unterseite mit den beiden Gaswechselventilen im Kontakt befindet, dadurch gekennzeichtet, dass die Ventilbrücke (25) als Blechteil eine durch Tiefziehen erzeugte pfannenförmige Form aufweist, wonach anschließend in ihrem oberen Kontaktbereich die Kontaktfläche (30) für das Übertragungselement durch Stauchen oder Anprägen des Bleches vergrößert ist.
Ventilbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil eine langgestreckte Form aufweist, wobei sich in den Bereichen der beiden Längsenden (27) des Blechteils die Ventilkontaktflächen für die Gaswechselventile befinden.
Ventilbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (30) an der Oberseite infolge einer Nachprägung ausgebaucht ist.