DE102021123366A1 - Method of manufacturing a rocker arm for a valve train and rocker arm for a valve train - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kipphebels für einen Ventiltrieb und einen Kipphebel für einen Ventiltrieb. Der Kipphebel umfasst eine Bodenplatte und auf deren beiden Seiten gegenüberliegend angeordnete Seitenwände (3), wobei die Bodenplatte an einem Längsende des Kipphebels eine Führungsnut (1) zum Zusammenwirken mit einer Ventilstößelstange des Ventiltriebs bildet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: S1) Ausstanzen eines Blechrohlings, wobei in einem Bereich (3') des Bleichrohlings, wo die Seitenwände auszubilden sind, jeweils Aussparungen (31') ausgestanzt werden; S2) Biegen des Bleichrohlings, sodass beide Bereiche (3') der zu bildenden Seitenwände jeweils die Seitenwände (3) bilden, wobei die Aussparungen (31') einander zugewandt angeordnet sind; S3) Stanzen des Blechrohlings, um die Führungsnut (1) zu formen, wobei die Führungsnut (1) und die jeweils mit den Aussparungen (31') versehenen Abschnitte der beiden Seitenwände (3) im Wesentlichen eine W-Form bilden. Der Kipphebel wird nach dem oben erwähnten Verfahren hergestellt.The present invention relates to a method for manufacturing a rocker arm for a valve train and a rocker arm for a valve train. The rocker arm comprises a base plate and side walls (3) arranged opposite one another on both sides thereof, the base plate forming a guide groove (1) at one longitudinal end of the rocker arm for interaction with a valve push rod of the valve train, the method comprising the following steps: S1) punching a sheet metal blank, in a region (3') of the bleaching blank where the side walls are to be formed, in each case recesses (31') are punched out; S2) bending the bleaching slug so that both areas (3') of the side walls to be formed respectively form the side walls (3), the recesses (31') being arranged facing one another; S3) Punching the sheet metal blank to form the guide groove (1), the guide groove (1) and the sections of the two side walls (3) each provided with the recesses (31') essentially forming a W-shape. The rocker arm is manufactured according to the process mentioned above.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeugtechnik. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Kipphebels für einen Ventiltrieb und einen Kipphebel selbst für einen Ventiltrieb.The present invention relates to the field of vehicle technology. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a rocker arm for a valve train and a rocker arm itself for a valve train.
Technischer HintergrundTechnical background
In der Brennkraftmaschine des aktuellen Fahrzeugs ist üblicherweise ein Ventiltrieb vorgesehen. Der Kipphebel des Ventiltriebs dient dazu, die Drehbewegung des Nockens an der Nockenwelle in eine Linearbewegung umzuwandeln, die den Ventilstößel antreibt. Gegenwärtig wird der Hauptkörper des Kipphebels, insbesondere des Rollenkipphebels, meistens durch Stanzen von Stahlblech hergestellt.A valve train is usually provided in the internal combustion engine of the current vehicle. The function of the rocker arm in the valve train is to convert the rotary motion of the cam on the camshaft into linear motion, which drives the valve lifter. At present, the main body of the rocker arm, particularly the roller rocker arm, is mostly made by stamping steel sheet.
Zum Beispiel ist ein Rollenkipphebel in der Patentanmeldung
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei der oben erwähnten Art von Rollenkipphebeln der Hauptkörper des Kipphebels leicht beschädigt wird, insbesondere an seiner W-förmigen Struktur.However, it has been found that with the above-mentioned type of roller rocker arms, the main body of the rocker arm is easily damaged, particularly at its W-shaped structure.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Herstellen eines Kipphebels für einen Ventiltrieb und einen Kipphebel für einen Ventiltrieb bereitzustellen, wobei der bereitgestellte Kipphebel eine lange Lebensdauer haben soll.The object of the present invention is therefore to provide a method for producing a rocker arm for a valve train and a rocker arm for a valve train, wherein the rocker arm provided should have a long service life.
Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Kipphebels für einen Ventiltrieb erreicht. Der erwähnte Kipphebel umfasst eine Bodenplatte und auf deren beiden Seiten gegenüberliegend angeordnete Seitenwände, wobei die Bodenplatte an einem Längsende des Kipphebels eine Führungsnut zum Zusammenwirken mit der Ventilstößelstange des Ventiltriebs bildet.The above object is achieved by a method for manufacturing a rocker arm for a valve train. The aforementioned rocker arm comprises a bottom plate and side walls arranged opposite one another on both sides thereof, the bottom plate forming a guide groove at one longitudinal end of the rocker arm for cooperation with the valve push rod of the valve train.
Dabei umfasst der Kipphebel vorzugsweise einen Hauptkörper aus einem Blech, insbesondere aus einem Stahlblech. Der Hauptkörper des Kipphebels umfasst eine Bodenplatte und zwei Seitenwände, wobei die Bodenplatte und die beiden Seitenwände eine U-förmige Struktur einschließen, die sich im Wesentlichen entlang der Längsrichtung des Kipphebels erstreckt. Vorteilhaft erstrecken sich die beiden Seitenwände des Kipphebels von beiden Seiten der Bodenplatte in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsfläche der Bodenplatte. Vorteilhaft und alternativ erstrecken sich die beiden Seitenwände des Kipphebels vorzugsweise symmetrisch von beiden Seiten der Bodenplatte in eine zur Erstreckungsfläche der Bodenplatte geneigte Richtung. Es soll jedoch beachtet werden, dass die Erstreckungsrichtungen der Bodenplatte und der Seitenwände in ihren jeweiligen lokalen Bereichen in der Anmeldung nicht eingeschränkt sind, das heißt, dass die Bodenplatte und die Seitenwände eine örtlich gekrümmte Struktur aufweisen könnten.In this case, the rocker arm preferably comprises a main body made from sheet metal, in particular from sheet steel. The main body of the rocker arm includes a bottom plate and two side walls, wherein the bottom plate and the two side walls enclose a U-shaped structure that extends substantially along the longitudinal direction of the rocker arm. The two side walls of the rocker arm advantageously extend from both sides of the base plate in a direction perpendicular to the extension surface of the base plate. Advantageously and alternatively, the two side walls of the rocker arm preferably extend symmetrically from both sides of the base plate in a direction inclined to the extension surface of the base plate. However, it should be noted that the extension directions of the bottom panel and the side walls are not limited in their respective local areas in the application, that is, the bottom panel and the side walls could have a locally curved structure.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Kipphebel als Rollenkipphebel ausgebildet ist. In diesem Fall umfasst der Kipphebel auch Rollen, vorzugsweise in Form von Rollrädern. Die Rollen sind drehbar am Hauptkörper des Kipphebels, insbesondere an den beiden Seitenwänden des Hauptkörpers, gelagert. Die Drehachse der Rollen steht senkrecht zur Längsrichtung des Kipphebels. Nach dem Einbau des Kipphebels in den Ventiltrieb kann der Nocken an der Nockenwelle an den Rollen anliegen.It is particularly preferred that the rocker arm is designed as a roller rocker arm. In this case the rocker arm also comprises rollers, preferably in the form of roller wheels. The rollers are rotatably supported on the main body of the rocker arm, specifically on both side walls of the main body. The axis of rotation of the rollers is perpendicular to the longitudinal direction of the rocker arm. After installing the rocker arm in the valve train, the cam on the camshaft can rest against the rollers.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Hauptkörper des Kipphebels, insbesondere die Bodenplatte, an einem Längsende einen Stößelsitz zum Kontakt mit dem Stößel des Ventiltriebs bildet. Der Stößelsitz ist beispielsweise kuppelförmig ausgebildet.It is particularly preferred that the main body of the rocker arm, in particular the base plate, forms a tappet seat at one longitudinal end for contact with the tappet of the valve train. The tappet seat is designed, for example, in the shape of a dome.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Hauptkörper des Kipphebels, insbesondere die Bodenplatte, am anderen Längsende einen Stößelstangensitz zum Kontakt mit der Ventilstößelstange des Ventiltriebs bildet, wobei am Stößelstangensitz eine Führungsnut vorgesehen ist.It is particularly preferred that the main body of the rocker arm, in particular the base plate, forms a push rod seat at the other longitudinal end for contact with the valve push rod of the valve train, a guide groove being provided on the push rod seat.
Das erfindungsgemäß bereitgestellte Herstellungsverfahren umfasst die Schritte:
- S1) Ausstanzen eines Blechrohlings, wobei in einem Bereich des Bleichrohlings, wo die Seitenwände auszubilden sind, jeweils Aussparungen ausgestanzt werden;
- S2) Biegen des Bleichrohlings, sodass beide Bereiche, wo die Seitenwände auszubilden sind, jeweils die Seitenwände des Kipphebels bilden, wobei die Aussparungen in den beiden Seitenwänden einander zugewandt angeordnet sind;
- S3) Stanzen des Blechrohlings, um eine Führungsnut zu formen, wobei die Führungsnut und die jeweils mit Aussparungen versehenen Abschnitte der beiden Seitenwände des Kipphebels im Wesentlichen eine W-Form bilden.
- S1) Punching out a sheet metal blank, with recesses being punched out in each case in a region of the bleaching blank where the side walls are to be formed;
- S2) bending the bleaching slug so that both portions where the side walls are to be formed respectively form the side walls of the rocker arm, with the recesses in the both side walls being arranged to face each other;
- S3) Punching the sheet metal blank to form a guide groove, the guide groove and the respective recessed portions of the two side walls of the rocker arm forming a substantially W-shape.
Dabei sind die Aussparungen vorzugsweise als von der Oberfläche des Blechrohlings versenkte Ausnehmungen ausgebildet. In diesem Fall ist die Blechdicke des Blechrohlings in den Aussparungen kleiner als die Blechdicke des verbleibenden Teils im Bereich der auszubildenden Seitenwände. Wenn also die sich relativ zueinander erstreckenden Seitenwände des Kipphebels durch Biegen des Blechrohlings gebildet werden, werden die dünnwandigen Bereiche der Seitenwände durch die Aussparungen gebildet. Damit ist, nachdem die Führungsnut durch Stanzen gebildet wurde, der Abstand zwischen den sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenwänden der Führungsnut und den beiden Seitenwänden des Kipphebels aufgrund der Bereitstellung der Aussparungen größer. In diesem Fall ist insbesondere die Spannung an der Verbindung der Seitenwand der Führungsnut mit dem dünnwandigen Bereich der jeweiligen Seitenwand des Kipphebels kleiner als bei der bekannten Lösung, was für die Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit des Hauptkörpers des Kipphebels vorteilhaft ist.In this case, the recesses are preferably formed as recesses countersunk from the surface of the sheet metal blank. In this case, the sheet metal thickness of the sheet metal blank in the recesses is smaller than the sheet metal thickness of the remaining part in the area of the side walls to be formed. Thus, when the relatively extending side walls of the rocker arm are formed by bending the sheet metal blank, the thin-walled portions of the side walls are formed by the recesses. Thus, after the guide groove is formed by punching, the distance between the longitudinally extending side walls of the guide groove and both side walls of the rocker arm is increased due to the provision of the recesses. In this case, particularly, the stress at the junction of the side wall of the guide groove with the thin-wall portion of each side wall of the rocker arm is smaller than in the prior art, which is advantageous for improving the fatigue strength of the main body of the rocker arm.
Da außerdem die Aussparungen in den Bereichen, wo die Seitenwände auszubilden sind, vorgesehen sind, besteht keine Notwendigkeit, die Gesamtbreite des Kipphebels, d. h. den Abstand zwischen den voneinander abgewandten Seitenwandflächen der beiden Seitenwände des Kipphebels, zu vergrößern, um den Abstand zwischen der Seitenwand der Führungsnut und der jeweiligen Seitenwand des Kipphebels zu vergrößern. Ebenso muss hierfür die lichte Weite der Führungsnut nicht reduziert werden. Daher kann die erfindungsgemäße Lösung auf mehr Anwendungslösungen angewendet werden und die strukturelle Konstruktion des bestehenden Ventiltriebs weniger modifiziert werden, damit zusätzliche Konstruktionskosten eingespart werden können.In addition, since the recesses are provided in the areas where the side walls are to be formed, there is no need to increase the overall width of the rocker arm, i. H. the distance between the opposite side wall surfaces of the two side walls of the rocker arm, to increase the distance between the side wall of the guide groove and the respective side wall of the rocker arm. Likewise, the clear width of the guide groove does not have to be reduced for this. Therefore, the solution according to the invention can be applied to more application solutions and the structural design of the existing valve train can be modified less, so that additional design costs can be saved.
Da außerdem die Aussparungen im Bereich vorgesehen sind, wo die Seitenwände auszubilden sind, wird die Festigkeit im Bereich der auszubildenden Führungsnut des Blechrohlings nicht beeinträchtigt, sodass der Herstellungsprozess, insbesondere der Stanzprozess in Schritt S3) nicht nachteilig beeinflusst wird. Dabei wird die Festigkeit der Führungsnut nicht entsprechend verringert, sodass das Zusammenwirken der Führungsnut mit der Ventilstößelstange im Betrieb nicht nachteilig beeinflusst wird.In addition, since the recesses are provided in the area where the side walls are to be formed, the strength in the area of the guide groove to be formed of the sheet metal blank is not impaired, so that the manufacturing process, in particular the stamping process in step S3), is not adversely affected. The strength of the guide groove is not correspondingly reduced, so that the interaction of the guide groove with the valve push rod is not adversely affected during operation.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Blechdicke des Blechrohlings in den Aussparungen 50 bis 75 % der Blechdicke des verbleibenden Teils im Bereich, wo die Seitenwände auszubilden sind. In dieser bevorzugten Anordnung sind die vorteilhaften Auswirkungen hinsichtlich der Ermüdungsfestigkeit und der Raumgröße berücksichtigt. Es hat sich gezeigt, dass durch die so gestalteten Aussparungen die Spannung insbesondere an der Verbindung der Seitenwand der Führungsnut mit der jeweiligen Seitenwand des Kipphebels vorteilhaft reduziert werden kann.In a preferred embodiment, the sheet metal thickness of the sheet metal blank in the recesses is 50 to 75% of the sheet metal thickness of the remaining part in the area where the side walls are to be formed. In this preferred arrangement, the beneficial effects in terms of fatigue strength and space size are taken into account. It has been shown that the recesses designed in this way can advantageously reduce the tension, in particular at the connection of the side wall of the guide groove to the respective side wall of the rocker arm.
Besonders bevorzugt beträgt die Blechdicke des Blechrohlings in den Aussparungen 60 % der Blechdicke des verbleibenden Teils im Bereich, wo die Seitenwände auszubilden sind. Es hat sich gezeigt, dass durch die so gestalteten Aussparungen die Spannung insbesondere an der Verbindung der Seitenwand der Führungsnut mit der jeweiligen Seitenwand des Kipphebels vorteilhaft reduziert werden kann.The sheet metal thickness of the sheet metal blank in the recesses is particularly preferably 60% of the sheet metal thickness of the remaining part in the area where the side walls are to be formed. It has been shown that the recesses designed in this way can advantageously reduce the tension, in particular at the connection of the side wall of the guide groove to the respective side wall of the rocker arm.
In einer bevorzugten Ausführungsform passt sich die Längserstreckungslänge der Aussparungen an die Längserstreckungslänge der Führungsnut an. Daher ist über die gesamte Längserstreckung der Führungsnut der von der Seitenwand der Führungsnut und den beiden Seitenwänden des Kipphebels gebildete Spalt immer relativ groß, sodass die Spannung an der Verbindung der Seitenwand der Führungsnut mit der jeweiligen Seitenwand des Kipphebels immer geringer ist, was für die Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit des Kipphebels vorteilhaft ist.In a preferred embodiment, the longitudinal length of the recesses adapts to the longitudinal length of the guide groove. Therefore, over the entire longitudinal extent of the guide groove, the gap formed by the side wall of the guide groove and the two side walls of the rocker arm is always relatively large, so that the stress on the connection of the side wall of the guide groove with the respective side wall of the rocker arm is always lower, which contributes to the improvement the fatigue strength of the rocker arm is advantageous.
Die oben genannte Aufgabe kann auch durch einen Kipphebel für einen Ventiltrieb gelöst werden, der nach dem Verfahren gemäß einer der oben genannten Ausführungsformen hergestellt wird.The above-mentioned object can also be achieved by a rocker arm for a valve train, which is produced using the method according to one of the above-mentioned embodiments.
Figurenlistecharacter list
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten in Verbindung mit den Zeichnungen schematisch erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Hauptkörpers eines Kipphebels gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; -
2 eine Längsschnittansicht des Hauptkörpers des Kipphebels gemäß1 ; -
3 eine Seitenansicht des Hauptkörpers des Kipphebels gemäß1 ; und -
4 einen im Herstellungsprozess des Kipphebels gemäß1 ausgestanzten Belchrohling.
-
1 12 is a perspective view of a main body of a rocker arm according to a preferred embodiment; -
2 FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the main body of therocker arm 1 ; -
3 12 is a side view of the main body of the rocker arm according to FIG1 ; and -
4 according to one in the manufacturing process of therocker arm 1 punched sheet blank.
Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of Preferred Embodiments
Wie in
Der hier gezeigte Kipphebel kann beispielsweise durch ein Herstellungsverfahren des Kipphebels gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hergestellt werden. Das Herstellungsverfahren umfasst die Schritte:
- S1) Ausstanzen des Blechrohlings.
4 zeigt den im Schritt S1) ausgestanzten Blechrohling. Wie in4 gezeigt, werden in einem Bereich 3' des Bleichrohlings, wo die Seitenwände auszubilden sind, jeweils Aussparungen 31' ausgestanzt. Die Aussparungen 31' sind als von der Oberfläche des Blechrohlings versenkte Ausnehmungen ausgebildet. In dieser Ausführungsform beträgt die Blechdicke des Blechrohlings in den Aussparungen 31' 50 bis 75 %, bevorzugt 60 % der Blechdicke des verbleibenden Teils im Bereich 3', wo die Seitenwände auszubilden sind. - S2) Biegen des Bleichrohlings, sodass der Bereich 3', wo die Seitenwände auszubilden sind, jeweils die
Seitenwände 3 des Kipphebels bildet. Dabei sind die Aussparungen 31' in den beidenSeitenwänden 3 einander zugewandt angeordnet. Dadurch werden die dünnwandigen Bereiche 31 in den beidenSeitenwänden 3 durch die Aussparungen 31' gebildet. - S3) Stanzen des Blechrohlings,
um eine Führungsnut 1 zu formen.Die Führungsnut 1 und die jeweils mit Aussparungen 31' versehenen Abschnitte der beiden Seitenwände 3 des Kipphebels bzw. die dünnwandigen Bereiche 31 bilden im Wesentlichen eine W-Form.
- S1) Punching out the sheet metal blank.
4 shows the sheet metal blank punched out in step S1). As in4 1, recesses 31' are punched out in a region 3' of the bleaching slug where the side walls are to be formed. The recesses 31' are designed as recesses countersunk from the surface of the sheet metal blank. In this embodiment, the sheet metal thickness of the sheet metal blank in the recesses 31' is 50 to 75%, preferably 60% of the sheet metal thickness of the remaining part in the area 3' where the side walls are to be formed. - S2) Bending the bleaching slug so that the area 3' where the side walls are to be formed respectively forms the
side walls 3 of the rocker arm. The recesses 31 'in the twoside walls 3 are arranged facing each other. As a result, the thin-walled areas 31 in the twoside walls 3 are formed by the recesses 31'. - S3) Punching the sheet metal blank to form a
guide groove 1. Theguide groove 1 and the sections of the twoside walls 3 of the rocker arm, each provided with recesses 31', or the thin-walled areas 31 essentially form a W-shape.
Denkbar ist, dass das Herstellungsverfahren des Kipphebels noch weitere notwendige Schritte umfasst: beispielsweise Modifikation der Rollentasche, Einpressen des kuppelförmigen Stößelsitzes 2 und Aufbau der Durchgangslöcher in den Seitenwänden 3 usw.It is conceivable that the manufacturing process of the rocker arm includes other necessary steps: for example, modification of the roller pocket, pressing in of the dome-shaped
Mit dem in dieser Ausführungsform vorgesehenen Kipphebel und dem Verfahren zur Herstellung des Kipphebels ist der Abstand zwischen den sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenwänden der Führungsnut 1 und den dünnwandigen Bereichen 31 der beiden Seitenwände 3 des Kipphebels aufgrund der Bereitstellung der Aussparung 31' größer, damit die Spannung an der Verbindung der Seitenwände der Führungsnut 1 mit dem dünnwandigen Bereich 31 der jeweiligen Seitenwand 3 des Kipphebels kleiner als bei der bekannten Lösung ist, was für die Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit des Hauptkörpers des Kipphebels vorteilhaft ist.With the rocker arm provided in this embodiment and the method for manufacturing the rocker arm, the distance between the longitudinally extending side walls of the
Außerdem ist es nicht erforderlich, die Gesamtbreite W1 (siehe
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung mögliche Ausführungsbeispiele beispielhaft beschrieben sind, versteht es sich, dass es durch alle bekannten und ansonsten leicht vorstellbaren technischen Merkmale und Kombinationen der Ausführungsformen noch eine Vielzahl von Ausführungsvarianten gibt. Außerdem versteht es sich, dass die beispielhaften Ausführungsformen nur als Beispiel dienen und diese Ausführungsformen den Schutzumfang, die Anwendung und die Konfiguration der vorliegenden Erfindung in keiner Form einschränken. Durch die vorstehende Beschreibung soll dem technischen Personal vielmehr eine technische Anleitung zur Verfügung gestellt werden, um mindestens ein Ausführungsbeispiel umzuwandeln, wobei verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, solange sie nicht vom Schutzumfang der Ansprüche abweichen, insbesondere die Änderungen hinsichtlich der Funktion und des Aufbaus von Bauteilen.Although possible exemplary embodiments are described by way of example in the above description, it goes without saying that there are still a large number of exemplary embodiments due to all the known and otherwise easily imaginable technical features and combinations of the exemplary embodiments. Additionally, it should be understood that the exemplary embodiments are provided by way of example only, and these embodiments do not limit the scope, application, and configuration of the present invention in any way. Rather, the foregoing description is intended to provide technical guidance for technical personnel to modify at least one embodiment, while various changes can be made as long as they do not depart from the scope of the claims, in particular the changes in the function and structure of components .
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Führungsnutguide groove
- 22
- Kuppeldome
- 33
- SeitenwandSide wall
- 3131
- dünnwandiger Bereich der Seitenwandthin-walled area of the sidewall
- 1'1'
- Bereich, wo die Führungsnut auszubilden istArea where the guide groove is to be formed
- 3'3'
- Bereich, wo die Seitenwände auszubilden sindArea where the side walls are to be formed
- 31'31'
- Aussparungrecess
- W1w1
- Gesamtbreite des KipphebelsOverall width of the rocker arm
- W2W2
- Lichte Weite der FührungsnutClear width of the guide groove
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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