DE102021113992A1 - Bridge for a valve drive of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen ist eine balkenartige Brücke (1) aus Stahlblech für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welche Brücke (1) ein einteiliger, umgekehrt U-ähnlicher Hohlkörper mit einer Bodenwand (2) ist, von deren Längsrändern (3) zwei Seitenwände (4) abhängen, wobei die Brücke (1) an ihrer Innenseite (5) bei jedem ihrer Längsenden (6) eine Anlagefläche (7) für ein Gaswechselventil und die Bodenwand (2) an ihrer durchgehend planen Außenseite (8) zumindest eine Betätigungsfläche (9) haben, wobei jede Seitenwand (4), ausgehend von ihrem Längsrand (3) an der Bodenwand (2) sowie von jedem Längsende (6) der Brücke (1), eine in Richtung zur Längsmittelebene der Brücke (1) weisende, stufenartige Materialeindrückung (10) mit einem innen- und außenmantelseitigen Plateauabschnitt (11, 12) hat, wobei die innenmantelseitigen Plateauabschnitte (11) jedes Paares der längsendseitigen Materialeindrückungen (10) die jeweilige Anlagefläche (7) für das Gaswechselventil bilden.Proposed is a beam-like bridge (1) made of sheet steel for a valve train of an internal combustion engine, which bridge (1) is a one-piece, inverted U-like hollow body with a bottom wall (2), from whose longitudinal edges (3) two side walls (4) depend, the bridge (1) on its inside (5) at each of its longitudinal ends (6) having a contact surface (7) for a gas exchange valve and the bottom wall (2) on its continuously planar outside (8) having at least one actuating surface (9), wherein each side wall (4), starting from its longitudinal edge (3) on the bottom wall (2) and from each longitudinal end (6) of the bridge (1), has a step-like material indentation (10) pointing in the direction of the longitudinal center plane of the bridge (1). has a plateau section (11, 12) on the inner and outer shell, the plateau sections (11) on the inner shell of each pair of material indentations (10) on the longitudinal end forming the respective contact surface (7) for the gas exchange valve.

Description

Die Erfindung betrifft eine balkenartige Brücke aus Stahlblech für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welche Brücke ein einteiliger, umgekehrt U-ähnlicher Hohlkörper mit einer Bodenwand ist, von deren Längsrändern zwei Seitenwände abhängen, wobei die Brücke an ihrer Innenseite bei jedem ihrer Längsenden eine Anlagefläche für ein Gaswechselventil und die Bodenwand an ihrer durchgehend planen Außenseite zumindest eine Betätigungsfläche haben.The invention relates to a beam-like bridge made of sheet steel for a valve train of an internal combustion engine, which bridge is a one-piece, inverted U-like hollow body with a bottom wall, from the longitudinal edges of which two side walls depend, with the bridge on its inside at each of its longitudinal ends a contact surface for a Gas exchange valve and the bottom wall have at least one actuating surface on its continuously planar outside.

Aus der DE 10 2020 115 399.6 geht eine Brücke zur gleichzeitigen Betätigung zweier Gaswechselventile hervor. Die Brücke besteht aus Stahlblech. Sie hat eine plane Bodenwand, von welcher Seitenwände abhängen. Eine Außenseite der Bodenwand weist zumindest eine Betätigungsfläche auf, hier für einen Kontaktfuß eines nockengetriebenen Kipphebels. Endstirnseitig besitzt die Brücke auf eine Unterseite der Bodenwand gebogene Laschen als Gaswechselventilkontaktflächen. Die Brücke ist für einen Einsatz in einem Ventiltrieb einer Schwerlastbrennkraftmaschine vorgesehen.From the DE 10 2020 115 399.6 shows a bridge for the simultaneous actuation of two gas exchange valves. The bridge is made of sheet steel. It has a flat bottom wall from which side walls depend. An outer side of the bottom wall has at least one actuating surface, here for a contact foot of a cam-driven rocker arm. At the end face, the bridge has lugs bent onto an underside of the base wall as gas exchange valve contact surfaces. The bridge is intended for use in a valve train of a heavy-duty internal combustion engine.

Die EP 2 305 967 B1 zeigt in 1 eine Brücke in Massivbauweise, welche auf ihrer Querwand noch eine erhabene Kontaktzone für einen Hydraulikkolben eines Gegenhalters einer Motorbremseinrichtung aufweist.the EP 2 305 967 B1 shows in 1 a bridge in solid construction, which still has a raised contact zone for a hydraulic piston of a counter-holder of an engine braking device on its transverse wall.

Eine weitere Brücke in Massivbauweise für eine Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung des letztgenannten Typs geht aus dem Fachbuch „Grundlagen der Nutzfahrzeugtechnik“ (2016), ISBN 978-3-7812-1959-5, S. 286, hervor.Another bridge in solid construction for an internal combustion engine with an engine braking device of the latter type can be found in the reference book "Fundamentals of Commercial Vehicle Technology" (2016), ISBN 978-3-7812-1959-5, p. 286.

Aufgabe ist es, eine einfach aufgebaute und leicht tiefziehbare Brücke zu schaffen, die für einer Überbrückung von große Abständen zwischen ihrem Betätiger und den Gaswechselventilen taugt.The task is to create a bridge of simple construction and easy to deep-draw, which is suitable for bridging large distances between its actuator and the gas exchange valves.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Seitenwand, ausgehend von ihrem Längsrand an der Bodenwand sowie von jedem Längsende der Brücke, eine in Richtung zur Längsmittelebene der Brücke weisende, stufenartige Materialeindrückung mit einem innen- und außenmantelseitigen Plateauabschnitt hat, wobei die innenmantelseitigen Plateauabschnitte jedes Paares der längsendseitigen Materialeindrückungen die jeweilige Anlagefläche für das Gaswechselventil bilden.According to the invention, this object is achieved in that each side wall, starting from its longitudinal edge on the bottom wall and from each longitudinal end of the bridge, has a step-like material indentation pointing in the direction of the longitudinal center plane of the bridge with a plateau section on the inner and outer shell, the plateau sections on the inner shell each Pair of material indentations on the longitudinal end form the respective contact surface for the gas exchange valve.

Gemäß einer ersten, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Brücke für einen Einsatz speziell in einem Ventiltrieb einer Schwerlastbrennkraftmaschine vorgesehen. Unter „Schwerlast-Brennkraftmaschine“ ist hierbei eine Maschine zu verstehen, wie sie insbesondere zum Antrieb eines LKWs, Transporters, Leichttransporters, landwirtschaftlichen Arbeitsgeräts, Schiffs, Bergbau- oder Baustellengeräts etc. verwendet wird. Die Brücke kann jedoch auch in einer „Standard“-Brennkraftmaschine, wie sie bspw. in PKWs zu finden ist, eingesetzt werden.According to a first, particularly preferred embodiment of the invention, the bridge is intended for use specifically in a valve train of a heavy-duty internal combustion engine. A “heavy-duty internal combustion engine” is to be understood here as a machine such as is used in particular to drive a truck, van, light commercial vehicle, agricultural implement, ship, mining or construction site equipment, etc. However, the bridge can also be used in a "standard" internal combustion engine, such as that found in passenger cars.

Somit liegt eine sehr einfach herstellbare und aufgebaute Brücke vor, die besonders gut hohe „vertikale“ Einbauabstände zwischen ihrem Betätiger, bspw. einem nockengetriebenen Kipphebel, und den Gaswechselventilen überbrücken kann und zugleich, optional, an der planen Außenseite ihrer Bodenwand eine simple weitere Angriffsfläche für ein Betätigungsglied bspw. einer Motorbremseinrichtung bietet. Auf eine ansonsten notwendige, tiefgezogene mittige Auswulstung der Bodenwand zur Darstellung der Angriffsfläche für den Kipphebel bspw. kann verzichtet werden. Dem Fachmann ist klar, dass der Höhe der Auswulstung tiefziehtechnisch Grenzen gesetzt sind.This results in a bridge that is very easy to manufacture and set up, which can bridge particularly well high "vertical" installation distances between its actuator, e.g an actuator, e.g. an engine braking device. An otherwise necessary, deep-drawn central bulge in the bottom wall to represent the contact surface for the rocker arm, for example, can be dispensed with. It is clear to the person skilled in the art that the height of the bulge is subject to limits in terms of deep-drawing technology.

Besonderer Clou der Erfindung ist somit, dass die Gaswechselventile nicht mehr an einer Innenseite der Bodenwand anstehen.A special highlight of the invention is therefore that the gas exchange valves are no longer present on an inside of the bottom wall.

Klar ist, dass die Erfindung auch für vergleichsweise niedrige zu überbrückende Einbauabstände taugt. Die erfindungsgemäßen seitlichen Eindrückungen der Brücke versteifen zudem deren Aufbau und werden durch seitlichen Werkzeugeingriff im Gesenk vorzugsweise nach einer primärem Napfformgebung der Brücke realisiert. Die so gebildeten innenmantelseitigen Plateauabschnitte, welche auch als Dachabschnitte bezeichnet werden können, bieten den Gaswechselventilen eine steife und sichere Anlage. Ggf. können zumindest die außenmantelseitigen Plateauabschnitte auch einen schrägen Verlauf aufweisen und der Bodenabschnitt muss nicht vollständig plan sein.It is clear that the invention is also suitable for relatively small installation distances to be bridged. The lateral indentations of the bridge according to the invention also stiffen its structure and are realized by lateral tool engagement in the die, preferably after primary cup-shaping of the bridge. The plateau sections formed in this way on the inner shell side, which can also be referred to as roof sections, provide the gas exchange valves with a rigid and secure system. Optionally, at least the plateau sections on the outer jacket side can also have an inclined course and the bottom section does not have to be completely flat.

Gemäß einer zweckmäßigen Konkretisierung der Erfindung laufen die Eindrückungen der Seitenwände nicht längs durch. Dies garantiert bspw. eine breite mittige Kontaktfläche für den Betätiger der Brücke auf der Bodenwand. Zudem sollen die sich an jedem Längsende gegenüberliegenden Eindrückungen nicht aneinander liegen, so, dass sich der Ziehaufwand hierbei in Grenzen hält. Unter Umständen können die Eindrückungen je Längsende auch „vereint“ sein bzw. nahezu oder vollständig an der Quermittelebene aneinander liegen.According to an expedient embodiment of the invention, the indentations of the side walls do not run longitudinally. This guarantees, for example, a wide central contact surface for the bridge actuator on the bottom wall. In addition, the indentations located opposite one another at each longitudinal end should not lie against one another, so that the drawing effort is kept within limits. Under certain circumstances, the indentations at each longitudinal end can also be "united" or lie almost or completely on one another in the transverse median plane.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, die Eindrückungen an den Seitenwänden durchlaufend zu gestalten. Dies kann ggf. Spannungsspitzen im Übergangsbereich zum ansonsten uneingedrückten Mittenbereich vermeiden.An alternative embodiment provides for the indentations on the side walls to be designed to be continuous. This can possibly avoid voltage peaks in the transition area to the otherwise unindented middle area.

Die Brücke kann, je nach Anforderung, eine Blechstärke von 1,5 bis 10 mm aufweisen, bevorzugt liegt die Blechstärke im Bereich von 2 - 4 mm.Depending on the requirement, the bridge can have a sheet metal thickness of 1.5 to 10 mm; the sheet metal thickness is preferably in the range of 2-4 mm.

Der Schutzumfang sieht eine Brücke mit beidendig offenen Stirnen vor. Alternativ kann die Brücke auch an wenigstens einem Längsende durch einen ausgebauchten oder planen Querbalken verschlossen oder zumindest begrenzt sein. Der Querbalken kann, gemeinsam mit Innenseiten der Brücke, das jeweilige Gaswechselventil führen. The scope of protection provides for a bridge with ends open at both ends. Alternatively, the bridge can also be closed or at least delimited on at least one longitudinal end by a bulging or flat crossbar. Together with the insides of the bridge, the crossbeam can guide the respective gas exchange valve.

Ggf. können auf die inneren Plateauabschnitte auch noch separate Distanzplättchen aufgelegt sein. Diese können bspw. einer Überbrückung noch höherer Einbauabstände oder einem Spiel- bzw. Toleranzausgleich im Ventiltrieb dienen.Optionally, separate spacer plates can also be placed on the inner plateau sections. These can be used, for example, to bridge even greater installation distances or to compensate for play or tolerances in the valve train.

Eine besonders preiswerte Variante der Brücke liegt dann vor, wenn die Außenseite deren Bodenwand für den Kontakt des wenigstens einen Betätigers nicht gesondert hergerichtet wird. Alternativ kann auch eine Verschleißschutzschicht wie eine DLC-Schicht aufgetragen sein.A particularly inexpensive variant of the bridge is when the outside of its bottom wall is not specially prepared for contact with the at least one actuator. Alternatively, a wear protection layer such as a DLC layer can also be applied.

Zur Zeichnung:

  • • 1 zeigt die Brücke in einer räumlichen Ansicht von oben und
  • • 2 zeigt die Brücke in einer räumlichen Ansicht von unten.
About the drawing:
  • • 1 shows the bridge in a spatial view from above and
  • • 2 shows the bridge in a three-dimensional view from below.

Die Figuren zeigen eine balkenartige Brücke 1 aus Stahlblech, hier für einen Ventiltrieb einer Schwerlast-Brennkraftmaschine. Die Brücke 1 ist ein einteiliger, umgekehrt U-ähnlicher Hohlkörper mit einer obenliegenden, planen Bodenwand 2 mit einer mittigen Betätigungsfläche 9 für einen Gelenkfuß eines nockengetriebenen Kipphebels. Die Betätigungsfläche 9 ist durch das eingezeichnete „X“ symbolisiert. Von Längsrändern 3 der Brücke 1 hängen Seitenwände 4 ab. Eines der Längsenden 6 der Brücke 1 ist durch eine ausgewölbte Querwand 14 verschlossen, wohingegen die Brücke 1 am anderen (rechts gezeichneten) Längsende 6 offen endet. Eine Innenseite 15 der vorgenannten Querwand 14 fungiert, gemeinsam mit uneingedrückten Innenmantelbereichen 16 der beiden Seitenwände 4 unterhalb der Plateauabschnitte 11 (s. a. unten), als Gaswechselventilführungsfläche. Am offenen Längsende der Brücke 1 erfolgt lediglich eine laterale Umfassung der Gaswechselventile. Hierüber kann die Brücke 1 in der Endmontage bspw. auf die Gaswechselventile geschoben werden oder es kann ein Toleranzausgleich erfolgen.The figures show a beam-like bridge 1 made of sheet steel, here for a valve train of a heavy-duty internal combustion engine. The bridge 1 is a one-piece inverted U-like hollow body having an overhead planar bottom wall 2 with a central actuating surface 9 for a pivot foot of a cam-driven rocker arm. The actuating surface 9 is symbolized by the “X” drawn in. Side walls 4 depend on the longitudinal edges 3 of the bridge 1 . One of the longitudinal ends 6 of the bridge 1 is closed by a bulging transverse wall 14, whereas the bridge 1 ends openly at the other longitudinal end 6 (shown on the right). An inner side 15 of the aforementioned transverse wall 14 functions, together with unindented inner jacket regions 16 of the two side walls 4 below the plateau sections 11 (see below), as a gas exchange valve guide surface. At the open longitudinal end of the bridge 1 there is only a lateral enclosing of the gas exchange valves. The bridge 1 can be pushed onto the gas exchange valves during final assembly, for example, or tolerances can be compensated for.

Die tiefgezogene Brücke 1 hat an ihrer Innenseite 5, bei jedem ihrer Längsenden 6, eine speziell hergerichtet Anlagefläche 7 für ein Gaswechselventil. Dabei weist jede Seitenwand 4, ausgehend von ihrem Längsrand 3 an der Bodenwand 2 sowie von jedem Längsende 6 der Brücke 1, eine in Richtung zur Längsmittelebene der Brücke 1 weisende, stufenartige Materialeindrückung 10 mit einem innen- und außenmantelseitigen Plateauabschnitt 11, 12 auf. Die innenmantelseitigen Plateauabschnitte 11 (s. 2) jedes Paares der längsendseitigen Materialeindrückungen 10 bilden die jeweilige Anlagefläche 7 für das Gaswechselventil, genauer gesagt dessen Schaftende. Die Materialeindrückungen 10 werden im Tiefziehgesenk in einem finalen Schritt eingebracht. Ggf. können die Materialeindrückungen auch zumindest teilweise fließgepresst oder geprägt sein.The deep-drawn bridge 1 has on its inside 5, at each of its longitudinal ends 6, a specially prepared contact surface 7 for a gas exchange valve. Starting from its longitudinal edge 3 on the bottom wall 2 and from each longitudinal end 6 of the bridge 1, each side wall 4 has a step-like material indentation 10 pointing in the direction of the longitudinal center plane of the bridge 1 with a plateau section 11, 12 on the inner and outer shell. The plateau sections 11 on the inner shell side (see 2 ) of each pair of material indentations 10 on the longitudinal end form the respective contact surface 7 for the gas exchange valve, more precisely its shaft end. The material indentations 10 are introduced in a final step in the deep-drawing die. If necessary, the material indentations can also be at least partially extruded or embossed.

Zu erkennen ist, dass die Materialeindrückungen 10 in Längsrichtung der Brücke 1 nicht durchlaufen. Zudem liegen diese sich unter Bildung eines Längskanals 13 an der Innenseite 5 der Brücke 1 beabstandet gegenüber.It can be seen that the material indentations 10 do not run through the bridge 1 in the longitudinal direction. In addition, these lie opposite one another at a distance from one another, forming a longitudinal channel 13 on the inside 5 of the bridge 1 .

BezugszeichenlisteReference List

1)1)
BrückeBridge
2)2)
Bodenwandbottom wall
3)3)
Längsrandlong edge
4)4)
SeitenwandSide wall
5)5)
Innenseiteinside
6)6)
Längsendelongitudinal end
7)7)
Anlageflächecontact surface
8)8th)
Außenseiteoutside
9)9)
Betätigungsflächeoperating surface
10)10)
Materialeindrückungmaterial indentation
11)11)
Plateauabschnitt (innenmantelseitig)Plateau section (inner jacket side)
12)12)
Plateauabschnitt (außenmantelseitig)Plateau section (outer jacket side)
13)13)
Längskanallongitudinal channel
14)14)
Querwandbulkhead
15)15)
Inennseiteinside
16)16)
Innenmantelbereichinner shell area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102020115399 [0002]DE 102020115399 [0002]
  • EP 2305967 B1 [0003]EP 2305967 B1 [0003]

Claims (5)

Balkenartige Brücke (1) aus Stahlblech für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welche Brücke (1) ein einteiliger, umgekehrt U-ähnlicher Hohlkörper mit einer Bodenwand (2) ist, von deren Längsrändern (3) zwei Seitenwände (4) abhängen, wobei die Brücke (1) an ihrer Innenseite (5) bei jedem ihrer Längsenden (6) eine Anlagefläche (7) für ein Gaswechselventil und die Bodenwand (2) an ihrer durchgehend planen Außenseite (8) zumindest eine Betätigungsfläche (9) haben, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwand (4), ausgehend von ihrem Längsrand (3) an der Bodenwand (2) sowie von jedem Längsende (6) der Brücke (1), eine in Richtung zur Längsmittelebene der Brücke (1) weisende, stufenartige Materialeindrückung (10) mit einem innen- und außenmantelseitigen Plateauabschnitt (11, 12) hat, wobei die innenmantelseitigen Plateauabschnitte (11) jedes Paares der längsendseitigen Materialeindrückungen (10) die jeweilige Anlagefläche (7) für das Gaswechselventil bilden.Beam-like bridge (1) made of sheet steel for a valve train of an internal combustion engine, which bridge (1) is a one-piece, inverted U-like hollow body with a bottom wall (2) from whose longitudinal edges (3) two side walls (4) depend, the bridge (1) on its inside (5) at each of its longitudinal ends (6) a contact surface (7) for a gas exchange valve and the bottom wall (2) on its continuously planar outside (8) have at least one actuating surface (9), characterized in that each side wall (4), starting from its longitudinal edge (3) on the bottom wall (2) and from each longitudinal end (6) of the bridge (1), has a step-like material indentation (10) pointing in the direction of the longitudinal center plane of the bridge (1). has a plateau section (11, 12) on the inner and outer shell, the plateau sections (11) on the inner shell of each pair of material indentations (10) on the longitudinal end forming the respective contact surface (7) for the gas exchange valve. Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (1) für den Ventiltrieb einer Schwerlastbrennkraftmaschine vorgesehen ist.bridge after claim 1 , characterized in that the bridge (1) is provided for the valve train of a heavy-duty internal combustion engine. Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialeindrückungen (10) in Längsrichtung der Brücke (1) nicht durchlaufen sowie sich unter Bildung eines Längskanals (13) an der Innenseite (5) der Brücke (1) beabstandet gegenüberliegen.bridge after claim 1 , characterized in that the material indentations (10) do not run through the bridge (1) in the longitudinal direction and are spaced opposite one another to form a longitudinal channel (13) on the inside (5) of the bridge (1). Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialeindrückungen (10) in Längsrichtung der Brücke (1) durchlaufen sowie sich unter Bildung eines Längskanals (13) an der Innenseite (5) der Brücke (1) beabstandet gegenüberliegen.bridge after claim 1 , characterized in that the material indentations (10) run in the longitudinal direction of the bridge (1) and lie opposite one another at a distance from one another, forming a longitudinal channel (13) on the inside (5) of the bridge (1). Brücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (1) an zumindest einem Längsende (6) durch eine Querwand (14) geschlossen ist, wobei eine Innenseite (15) dieser Querwand (14), gemeinsam mit uneingedrückten Innenmantelbereichen (16) der Seitenwände (4) unterhalb der Plateauabschnitte (11), als Gaswechselventilführungsflächen fungieren.bridge after claim 1 , characterized in that the bridge (1) is closed at at least one longitudinal end (6) by a transverse wall (14), an inner side (15) of this transverse wall (14), together with unindented inner jacket areas (16) of the side walls (4) below the plateau sections (11), act as gas exchange valve guide surfaces.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2305967B1 (en) 2009-10-02 2015-07-08 MAN Truck & Bus AG Combustion engine with a motor brake device
DE102020115399B3 (en) 2020-06-10 2021-06-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Beam-like bridge for a heavy-duty internal combustion engine

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