DE102021101374A1 - Lever arrangement for a valve drive of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem ersten Hebel (3) und zumindest einem zweiten Hebel (4), wobei die Hebel (3, 4) auf einer gemeinsamen Schwenkachse (2) nebeneinander angeordnet und zueinander verschwenkbar gelagert und zum Schalten koppelbar sind, wobei zumindest ein Anschlag (1) zur Begrenzung einer Schwenkbewegung der Hebel (3, 4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (1) im Bereich der Schwenklagerflächen (5, 6) der Hebel (3, 4) angeordnet ist. The invention relates to a lever arrangement for a valve drive of an internal combustion engine, having at least one first lever (3) and at least one second lever (4), the levers (3, 4) being arranged next to one another on a common pivot axis (2) and being pivoted relative to one another and can be coupled for switching, at least one stop (1) being provided for limiting a pivoting movement of the levers (3, 4), characterized in that the stop (1) in the region of the pivot bearing surfaces (5, 6) of the levers (3, 4 ) is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art.The invention relates to a lever arrangement for a valve drive of an internal combustion engine according to the type defined in more detail in the preamble of
Beispielsweise ist aus
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hebelanordnung der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Herstellung zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.The invention is therefore based on the object of simplifying a lever arrangement of the aforementioned type with regard to its construction and its production and of making it inexpensive.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte und beanspruchte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The object is solved by the features of
Somit wird eine Hebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem ersten Hebel und zumindest einem zweiten Hebel vorgeschlagen, wobei die Hebel auf einer gemeinsamen Schwenkachse nebeneinander angeordnet und zueinander verschwenkbar gelagert und zum Schalten koppelbar sind. Zur Begrenzung einer Schwenkbewegung der Hebel ist zumindest ein Anschlag vorgesehen. Um die Bauteiltoleranzkette am Anschlag bezogen auf die Lagerachse möglichst klein zu halten, ist der Anschlag im Bereich der Schwenklagerflächen der Hebel angeordnet. Dadurch wird ein einfach aufgebauter Anschlag ermöglicht, der bei reduzierter Bauteiltoleranzkette kostengünstig mit hoher Genauigkeit herstellbar ist. Thus, a lever arrangement for a valve train of an internal combustion engine is proposed with at least one first lever and at least one second lever, the levers being arranged next to one another on a common pivot axis and pivoted to one another and coupled for shifting. At least one stop is provided to limit a pivoting movement of the levers. In order to keep the component tolerance chain at the stop as small as possible in relation to the bearing axis, the stop is arranged in the area of the pivot bearing surfaces of the lever. This enables a stop of simple construction which can be produced cost-effectively with a high degree of accuracy with a reduced component tolerance chain.
Demzufolge wird eine genaue Positionierung der Hebel und eine genaue und störungsfreie Schaltung der Hebel in einer am Anschlag genau definierten Endlage in einem Grundzustand der Hebel gewährleistet.As a result, precise positioning of the levers and precise and trouble-free switching of the levers in an end position that is precisely defined at the stop in a basic state of the levers is ensured.
Auf besonders einfache und bauraumsparende Weise kann der Anschlag durch einen Vorsprung an einem ersten Hebel und eine Aussparung an einem zweiten Hebel gebildet werden, derart, dass der Vorsprung in die Aussparung schwenkbeweglich eingreift und in der Aussparung am zweiten Hebel anlegbar ist.The stop can be formed in a particularly simple and space-saving manner by a projection on a first lever and a recess on a second lever, such that the projection engages in the recess in a pivotable manner and can be placed in the recess on the second lever.
In besonders vorteilhafter Weise können dabei der Vorsprung und die Aussparung an den Schwenklagerflächen der Hebel ausgeführt sein.In a particularly advantageous manner, the projection and the recess can be embodied on the pivot bearing surfaces of the levers.
Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn der Vorsprung eine Verlängerung einer Schwenklagerfläche am ersten Hebel bildet. Auf diese Weise ist durch die Anordnung des Vorsprungs die Krafteinleitung in die Schwenklagerung der Hebel steuerbar und die Schwenklagerfläche am ersten Hebel vergrößerbar, wodurch die Flächenpressungen reduzierbar sind. Der Anschlag ist so an beliebiger Stelle auf dem Lagerdurchmesser anordenbar und dadurch insbesondere an die Einbau- und Betriebsverhältnisse einfach anpassbar. Zugleich wird eine optimale Reduzierung der Bauteiltoleranzkette am Anschlag bezogen auf die Schwenk- bzw. Lagerachse ermöglicht. Zudem ist der Anschlag in besonders bauraumsparender und kompakter Weise in die Schwenklagerungen der Hebel integrierbar.It is also particularly advantageous if the projection forms an extension of a pivot bearing surface on the first lever. In this way, the introduction of force into the pivot bearing of the lever can be controlled by the arrangement of the projection and the pivot bearing surface on the first lever can be enlarged, as a result of which the surface pressures can be reduced. The stop can thus be arranged at any point on the bearing diameter and can therefore be easily adapted in particular to the installation and operating conditions. At the same time, an optimal reduction of the component tolerance chain at the stop in relation to the swivel or bearing axis is made possible. In addition, the stop can be integrated into the pivot bearings of the levers in a particularly space-saving and compact manner.
Eine weitere vereinfachte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch erreichbar, dass der Vorsprung am ersten Hebel vorstehend in Form eines Ringsegments ausgeführt ist und am Innendurchmesser die Verlängerung der Schwenklagerfläche am ersten Hebel bildet. Der Vorsprung kann so am ersten Hebel klauenartig zum Eingriff am zweiten Hebel ausgeführt sein. Vorzugsweise bildet der Vorsprung zugleich an zumindest einer in Schwenkrichtung ausgerichteten Stirnseite eine erste Anschlagfläche zur Anlage am zweiten Hebel. Es ist auch möglich, zur Begrenzung der Schwenkbewegung in beiden Schwenkrichtungen an zwei jeweils in einer Schwenkrichtung ausgerichteten Stirnseiten des Vorsprungs eine Anschlagfläche vorzusehen.A further simplified embodiment of the invention can be achieved in that the projection on the first lever is in the form of a ring segment and forms the extension of the pivot bearing surface on the first lever on the inside diameter. The projection can be designed like a claw on the first lever for engagement on the second lever. At the same time, the projection preferably forms a first stop face for contact with the second lever on at least one end face oriented in the pivoting direction. It is also possible to provide a stop surface on two end faces of the projection, each aligned in one pivoting direction, to limit the pivoting movement in both pivoting directions.
Die Aussparung kann auf einfache Weise als Nut an der Schwenklagerfläche am zweiten Hebel ausgeführt sein und in zumindest einer Schwenkrichtung an zumindest einem ihrer Enden zumindest eine zweite Anschlagfläche zur Anlage des Vorsprungs bilden. Denkbar ist auch, zur Begrenzung der Schwenkbewegung in beiden Schwenkrichtungen jeweils an beiden Enden der Aussparung eine entsprechend ausgerichtete Anschlagfläche vorzusehen.The recess can be designed in a simple manner as a groove on the pivot bearing surface on the second lever and can form at least one second stop surface on at least one of its ends in at least one pivot direction for the projection to rest against. It is also conceivable to provide a correspondingly aligned stop surface at both ends of the recess in order to limit the pivoting movement in both pivoting directions.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung sind der erste Hebel mit der Schwenklagerfläche und der am Vorsprung gebildeten Verlängerung derselben sowie der zweite Hebel mit der Schwenklagerfläche jeweils auf dem Außendurchmesser der Schwenklagerachse gleitgelagert. Dadurch ist am Anschlag die Bauteiltoleranzkette bezogen auf die Lagerachse und somit der Herstellungsaufwand minimier- und die Genauigkeit weiter erhöhbar.In a further particularly preferred embodiment of the invention, the first lever with the pivot bearing surface and the extension thereof formed on the projection and the second lever with the pivot bearing surface are each slide-mounted on the outer diameter of the pivot bearing axis. As a result, the component tolerance chain at the stop in relation to the bearing axis and thus the manufacturing effort can be minimized and the accuracy can be further increased.
Bevorzugt ist der Vorsprung einteilig mit dem ersten Hebel ausgebildet, so dass sich die durch den Vorsprung gebildete Verlängerung der Schwenklagerfläche nahtlos an letztere anschließt.The projection is preferably formed in one piece with the first lever, so that the extension of the pivot bearing surface formed by the projection is seamlessly connected to the latter.
Die Aussparung am zweiten Hebel kann in weiterhin vorteilhafter Weise in einem Bereich der Schwenklagerfläche angeordnet sein, in dem im Betrieb geringere Flächenpressungen auftreten.The recess on the second lever can be arranged in a further advantageous manner in a region of the pivot bearing surface in which lower surface pressures occur during operation.
Bevorzugt sind an den Hebeln zur Lagerung derselben auf der Schwenkachse Schwenklagerbohrungen und zur Ausbildung eines Koppelmechanismus zum Koppeln der Hebel Verriegelungsbohrungen vorgesehen. Dabei wird eine weitere Reduzierung der Bauteiltoleranzkette am Anschlag und damit eine weitere Vereinfachung der Herstellung und Erhöhung der Genauigkeit desselben ermöglicht, wenn der Anschlag zumindest eine erste Anschlagfläche am ersten Hebel und zumindest eine zweite Anschlagfläche am zweiten Hebel bildet, derart, dass die Anschlagflächen jeweils in einer Ebene mit der Mittelachse der Schwenklagerbohrungen und mit der jeweiligen Mittelachse der Verriegelungsbohrungen liegen.Pivot bearing bores are preferably provided on the levers for mounting them on the pivot axis and locking bores are provided to form a coupling mechanism for coupling the levers. A further reduction in the component tolerance chain on the stop and thus a further simplification of the production and increase in the accuracy of the same is made possible if the stop forms at least one first stop surface on the first lever and at least one second stop surface on the second lever in such a way that the stop surfaces are each in lie in a plane with the central axis of the pivot bearing bores and with the respective central axis of the locking bores.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung bildet der erste Hebel einen ventilseitigen Kipphebelarm mit zumindest einem Ventilkontaktabschnitt zur Betätigung zumindest eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine und der zweite Hebel einen nockenseitigen Kipphebelarm mit zumindest einem Abgriffselement zum Abgriff einer Nockenhubbewegung von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine. Auf diese Weise können durch die Anordnung des Vorsprungs an der Schwenklagerfläche des ventilseitigen Kipphebelarms die in der Schwenklagerung desselben auftretenden höheren Belastungen bei der Ventilbetätigung besser aufgenommen werden. Zugleich wird damit die Ausbildung der Aussparung an der Schwenklagerfläche des im Betrieb weniger belasteten nockenseitigen Kipphebelarms ermöglicht. Dadurch ist ein kostengünstiger und bauraumsparender Anschlag mit hoher Genauigkeit in einer von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine antreibbaren schaltbaren Kipphebelanordnung mit zumindest zwei auf einer gemeinsamen Schwenkachse zueinander verschwenkbar gelagerten Kipphebelarmen für einen Ventiltrieb der Brennkraftmaschine realisierbar, wobei die Kipphebelanordnung nur eine Schwenkachse aufweist.In a further particularly preferred embodiment of the invention, the first lever forms a valve-side rocker arm with at least one valve contact section for actuating at least one gas exchange valve of the internal combustion engine, and the second lever forms a cam-side rocker arm with at least one pickup element for pickup of a cam lift movement of a camshaft of the internal combustion engine. In this way, the higher loads occurring in the pivot bearing of the rocker arm during valve actuation can be better absorbed by the arrangement of the projection on the pivot bearing surface of the valve-side rocker arm. At the same time, this enables the recess to be formed on the pivot bearing surface of the rocker arm on the cam side, which is subjected to less stress during operation. As a result, a cost-effective and space-saving stop with high accuracy can be implemented in a switchable rocker arm arrangement that can be driven by a camshaft of the internal combustion engine and has at least two rocker arm arms that are mounted pivotably relative to one another on a common pivot axis for a valve drive of the internal combustion engine, with the rocker arm arrangement having only one pivot axis.
Die Hebelanordnung kann auch mehrere auf einer gemeinsamen Schwenkachse angeordnete Gruppen mit jeweils zumindest einem ersten Hebel und zumindest einem zweiten Hebel umfassen, wobei die Hebel jeder Gruppe auf der Schwenkachse nebeneinander angeordnet und zueinander verschwenkbar gelagert sind.The lever arrangement can also include several groups arranged on a common pivot axis, each with at least one first lever and at least one second lever, the levers of each group being arranged next to one another on the pivot axis and pivoted relative to one another.
Weitere beanspruchte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand, -
2 eine Seitenansicht der Hebelanordnung in einem zweiten Betriebszustand, -
3 die Hebelanordnung in einer perspektivischen Darstellung, -
4 eine perspektivische Einzelansicht eines ersten Hebels, -
5 eine perspektivische Einzelansicht eines zweiten Hebels.
-
1 a side view of a lever arrangement according to the invention for a valve train of an internal combustion engine in a first operating state, -
2 a side view of the lever arrangement in a second operating state, -
3 the lever arrangement in a perspective view, -
4 a perspective detail view of a first lever, -
5 a perspective detail view of a second lever.
Die in
Ein erster Hebel 3 ist als ventilseitiger Kipphebelarm mit einem Ventilkontaktabschnitt 11 an einem ventilseitigen Hebelende zur Betätigung zumindest eines nicht dargestellten Gaswechselventils der Brennkraftmaschine ausgebildet. Ein zweiter Hebel 4 dient als nockenseitiger Kipphebelarm und ist mit einem Abgriffselement 12, hier einer Nockenrolle, an einem nockenseitigen Hebelende zum Abgriff einer Nockenhubbewegung von einer Nockenwelle 13 der Brennkraftmaschine ausgeführt. Die Hebelanordnung bildet auf diese Weise eine schaltbare Kipphebelanordnung. In
Der Anschlag 1 ist im Bereich der Schwenklagerflächen 5, 6 der Hebel 3, 4 angeordnet und wird durch einen Vorsprung 7 am ersten Hebel 3 und eine Aussparung 8 am zweiten Hebel 4 gebildet (
Der Vorsprung 7 bildet dabei nach
Der Vorsprung 7 greift mit der Verlängerung 7a der Schwenklagerfläche 5 am ersten Hebel 3 auf gleicher Höhe in die korrespondierende Aussparung 8 an der Schwenklagerfläche 6 am zweiten Hebel 4 schwenkbeweglich ein (
Die Aussparung 8 ist gemäß
Die Aussparung 8 ist in einem Bereich der Schwenklagerfläche 6 angeordnet, der der Hebeloberseite des zweiten Hebels 4 zugewandt ist, die in Einbaulage vom Gaswechselventil bzw. vom Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abgewandt ist (
In dem in
Zum Koppeln der Hebel in der am Anschlag 1 definierten Endlage im Grundzustand der Hebel 3, 4 gelangt eine erste Verriegelungsbohrung 15 am ersten Hebel 3 einer zweiten Verriegelungsbohrung 17 am zweiten Hebel 4 fluchtend gegenüber (
Die Anordnung des Anschlags 1 ist grundsätzlich in beliebiger Position am Umfang bzw. auf dem Durchmesser der Schwenklagerflächen 5, 6 möglich. In
Die Schwenkachse 2 ist mit einem am ersten Hebel 3 vorstehenden Achsabschnitt 19 an einem Träger 20 über Schraubenverbindungen 21 befestigt (
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Anschlagattack
- 1'1'
- Anschlagattack
- 1''1''
- Anschlagattack
- 22
- Schwenkachsepivot axis
- 33
- Hebellever
- 3a3a
- Schwenklagerbohrungpivot bearing bore
- 44
- Hebellever
- 4a4a
- Schwenklagerbohrungpivot bearing bore
- 55
- Schwenklagerflächepivot bearing surface
- 66
- Schwenklagerflächepivot bearing surface
- 77
- Vorsprunghead Start
- 7a7a
- Verlängerungrenewal
- 88th
- Aussparungrecess
- 99
- Anschlagflächestop surface
- 9'9'
- Anschlagflächestop surface
- 9"9"
- Anschlagflächestop surface
- 1010
- Anschlagflächestop surface
- 10'10'
- Anschlagflächestop surface
- 10"10"
- Anschlagflächestop surface
- 1111
- Ventilkontaktabschnittvalve contact section
- 1212
- Abgriffselementpick-up element
- 1313
- Nockenwellecamshaft
- 1414
- Lagerachse, MittelachseBearing axis, central axis
- 1515
- Verriegelungsbohrunglocking hole
- 1616
- Koppelelementcoupling element
- 1717
- Verriegelungsbohrunglocking hole
- 1818
- Mittelachsecentral axis
- 1919
- Achsabschnittaxis section
- 2020
- Trägercarrier
- 2121
- Schraubenverbindungscrew connection
- 2222
- Gehäuseabschnitthousing section
- 2323
- Ebenelevel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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2022
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