DE112020002589T5

DE112020002589T5 - Metallgestanzter schaltrollenfingerfolger

Info

Publication number: DE112020002589T5
Application number: DE112020002589.6T
Authority: DE
Inventors: Emanuele RAIMONDI; Massimo D'AMORE; Jeff R. Brown; Ramy Rezkalla; Matthew A. Vance; Andrei D. Radulescu; Brandon J. Elliott
Original assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2022-03-10
Also published as: WO2020239259A1; CN114080492B; CN114080492A; US20220228516A1

Abstract

Ein Schaltrollenfingerfolger (SRFF) zur Ventilbetätigung umfasst einen Außenarm (16), einen ersten Innenarm (12), eine Lagerachse (50) und einen Verriegelungsstift (26). Der Außenarm (16) ist aus einem Stanzteil aus Metall geformt und schwenkbar mit einer Hauptachse (40) verbunden. Der erste Innenarm (12) ist mit der Hauptachse (40) verbunden und schwenkbar am Außenarm befestigt. Die Lagerachse (50) erstreckt sich durch den Außenarm und den ersten Innenarm. Auf der Lagerachse ist eine Rolle (20) gelagert. Der Verriegelungsstift (26) ist verschiebbar in dem Außenarm (16) angeordnet und zwischen mindestens einer ersten Position, in der der Außenarm (16) und der erste Innenarm (12) für eine gleichzeitige Drehung gekoppelt sind, und einer zweiten Position, in der entweder der Außenarm oder der erste Innenarm so konfiguriert ist, dass er sich relativ zu dem anderen Arm dreht, beweglich.

Description

GEBIET
Diese Anmeldung betrifft Schaltrollenfingerfolger und insbesondere einen Schaltrollenfingerfolger mit gestanzten Außenarmen aus Metall.
HINTERGRUND
Schaltbare Kipphebel ermöglichen die Steuerung der Ventilbetätigung durch den Wechsel zwischen zwei oder mehr Zuständen, in der Regel mit mehreren Armen, z. B. einem Innen- und einem Außenarm. Unter bestimmten Umständen greifen diese Arme in verschiedene Nocken ein, z. B. in Nocken mit niedrigem Hub, Nocken mit hohem Hub und Nocken ohne Hub. Für den Betrieb von Verbrennungsmotoren sind Mechanismen zum Umschalten der Kipphebelmodi erforderlich.
Unter variabler Ventilbetätigung versteht man die zeitliche Steuerung der Ventilbetätigung in Bezug auf die Motorenzylinder. Ein Zylinder eines Motors hat einen sich hin- und herbewegenden Kolben. Ein Einlassventil steuert, wann der Zylinder geöffnet ist, um eine Ladung anzusaugen, und ein Auslassventil steuert, wann der Zylinder geöffnet ist, um eine verbrauchte Ladung auszustoßen. Zu den Techniken gehören das frühe Schließen des Einlassventils (EIVC) und das späte Schließen des Einlassventils (LIVC). „Früh“ und „Spät“ beziehen sich auf einen normalen Ventilschließzeitpunkt im Otto-Zyklus, der nahe dem unteren Totpunkt des Kolbenwegs liegt.
Bei einer anderen Technik wird die Ventilbewegung vollständig deaktiviert, was zu einer „verlorenen Bewegung“ führt. Beispiele für Mechanismen zur Zylinderdeaktivierung sind in der WO 2014/071373 und verwandten Anmeldungen zu sehen, die dem vorliegenden Anmelder zugeordnet sind. Die Mechanismen der WO 2014/071373 werden zur Umsetzung entweder eines Ventilhubereignisses oder eines Zylinderdeaktivierungsereignisses verwendet. Der Kipphebel kann entweder ein Ventil betätigen oder eine „verlorene Bewegung“ während eines Zylinderdeaktivierungsereignisses aufnehmen.
In einigen Beispielen kann die Herstellung solcher Schaltrollenfingerfolger teuer sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Schaltrollenfingerfolger (SRFF) zur Ventilbetätigung umfasst einen Außenarm, einen ersten Innenarm, eine Lagerachse und einen Verriegelungsstift. Der Außenarm ist aus einem Stanzteil aus Metall geformt. Der Außenarm ist schwenkbar mit einer Hauptachse verbunden. Der erste Innenarm ist mit der Hauptachse verbunden und schwenkbar am Außenarm befestigt. Die Lagerachse erstreckt sich durch den Außenarm und den ersten Innenarm. Auf der Lagerachse ist eine Rolle gelagert. Der Verriegelungsstift ist gleitend im Außenarm angeordnet und zwischen mindestens einer ersten Position, in der der Außenarm und der erste Innenarm zur gleichzeitigen Drehung gekoppelt sind, und einer zweiten Position, in der entweder der Außenarm oder der erste Innenarm so konfiguriert ist, dass er sich relativ zum anderen Arm dreht, beweglich.
Gemäß einem anderen Merkmal umfasst der SRFF außerdem ein oberes Verriegelungshohlraumteil und ein unteres Verriegelungshohlraumteil, das mit dem oberen Verriegelungshohlraumteil verbunden ist, um eine Verriegelungshohlraumbaugruppe zu bilden, die mit dem Außenarm verbunden ist. Das obere und das untere Hohlraumteil sind aus einem Metallstanzteil geformt. Die Verriegelungshohlraumbaugruppe ist mit dem Außenarm durch Schweißen, chemisches Kleben und/oder Nieten verbunden. Das obere und das untere Verriegelungshohlraumteil werden durch Schweißen, Hartlöten, Kleben und/oder Verklammern miteinander verbunden.
In anderen Merkmalen umfasst der SRFF außerdem einen Achsstift, der von komplementären Löchern aufgenommen wird, die in dem Außenarm und der Verriegelungshohlraumbaugruppe ausgebildet sind. Der Achsstift hält die Verriegelungshohlraumbaugruppe am Außenarm fest. Der Achsstift ist am Außenarm angebracht, um eine feste Position relativ zum Außenarm beizubehalten. Das obere Verriegelungshohlraumteil kann nach außen ragende Vorsprünge aufweisen. Das untere Verriegelungshohlraumteil kann eine Hohlraumkerbe definieren. Die Hohlraumkerbe nimmt die nach außen ragenden Vorsprünge auf. Der Außenarm definiert eine Kipphebelkerbe. Die sich nach außen erstreckenden Vorsprünge werden außerdem von der Kipphebelkerbe aufgenommen. Der Außenarm definiert einstückig geformte Achsen, die zur Abstützung von Federn konfiguriert sind.
Gemäß zusätzlichen Merkmalen kann der SRFF eine aus einem einzigen Stanzteil gebildete Verriegelungshohlraumbaugruppe umfassen. Die Verriegelungshohlraumbaugruppe ist so konfiguriert, dass sie mit dem Außenarm verbunden werden kann. Der Außenarm definiert außerdem ein Verriegelungsgehäuse, das einstückig durch das Metallstanzteil gebildet wird. Das Verriegelungsgehäuse kann Kastenwände umfassen, die mindestens einen Durchgang zur Aufnahme des Verriegelungsstiftes bilden. In einer Konfiguration ist der SRRF ein Einzelrollen-SRFF. Die von der Lagerachse getragene Rolle ist die einzige Rolle auf dem SRFF. Die Rolle ist so konfiguriert, dass sie mit einem einzigen Nocken in Verbindung steht. Der SRFF kann für die Zylinderdeaktivierung konfiguriert sein. Der SRFF ist für einen variablen Hub konfiguriert. In anderen Konfigurationen umfasst der SRFF außerdem einen zweiten Innenarm, der mit der Hauptachse gekoppelt und schwenkbar am Außenarm befestigt ist. Der erste Innenarm ist so konfiguriert, dass er ein Haupthubereignis über eine einzige Rolle steuert. Der zweite Innenarm hat zwei Rollen, die einen Sekundärhub steuern.
Ein Verfahren zum Formen eines äußeren Kipphebels eines Schaltrollenfingerfolgers (SRFF) durch Stanzen wird bereitgestellt. Ein Blech wird in eine erste Form gestanzt, die eine Kipphebelstruktur aufweist. Das gestanzte Blech wird in eine Halterung eingesetzt, in der die Kipphebelstruktur an mindestens zwei Stellen gehalten wird. Eine der Stellen umfasst eine Kugel. Ein Einsatz ist in der Kipphebelstruktur gegen die Kugel angeordnet. Der Einsatz ist so konfiguriert, dass er einen Riegel aufnimmt. Teile der Kipphebelstruktur werden zumindest teilweise über den Einsatz geneigt, wodurch der Einsatz relativ zur Kipphebelstruktur verriegelt wird.
Bei anderen Merkmalen definiert der Einsatz Taschen darin. Das Neigen von Teilen der Kipphebelstruktur umfasst ferner das Neigen des Blechs in die Taschen. Der Einsatz kann nach dem Anbringen des Einsatzes in der Kipphebelstruktur weiter an die Kipphebelstruktur geschweißt werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Rollkipphebels (RRA) oder Schaltrollenfingerfolgers (SRFF), der für Doppelhub und Ventildeaktivierung konfiguriert und mit einem gestanzten Außenarm gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
2 ist eine Seitenansicht des SRFF von 1;
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linien 3-3 von 1;
4A ist eine Schnittansicht entlang der Linien 4A-4A von 1 und zeigt die Betätigungsnocken auf dem Basisradius, wobei der Verriegelungsstift vollständig eingerastet ist, so dass alle Körper verriegelt sind;
4B ist eine Schnittansicht des in 4A gezeigten SRFF, wobei sich die Betätigungsnocke zum Absenken des Hubs dreht und der Verriegelungsstift in eine zentrale Position gebracht wird;
4C ist eine Schnittansicht des in 4A gezeigten SRFF, die während des Sekundärhubes gezeigt wird, bei dem der Innenkörper des Haupthubes gelöst ist und ein Innenkörper des Sekundärhubes in Eingriff ist
4D ist eine Schnittansicht des in 4A gezeigten SRFF, wobei der Betätigungsnocken in eine höhere Hubposition gedreht und der Verriegelungsstift in eine vollständig gelöste Position gebracht wurde;
4E ist eine Schnittdarstellung des in 4A gezeigten SRFF, die während der Deaktivierung des Ventils gezeigt wird, wobei beide Innenkörper ausgerastet sind;
5A zeigt einen einzelnen RRA, der mit einer Ventilbrücke gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung zusammenarbeitet;
5B ist eine Vorderansicht des einzelnen RRA von 5A;
5C ist eine Schnittansicht des RRA von 5A entlang der Linien 5C-5C von 5A;
6 ist eine perspektivische Ansicht eines SRFF mit einem Außenarm-Feinguss gemäß einem Beispiel aus dem Stand der Technik;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines SRFF mit Außenarmen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung durch Stanzen gebildet werden;
8 ist eine Schnittansicht durch den Verriegelungsstift des SRFF von 7;
9A und 9B sind perspektivische Rückansichten, die den Zusammenbau einer Verriegelungshohlraumbaugruppe des SRFF von 7 zeigen;
10A und 10B sind eine perspektivische Vorderansicht, die den Zusammenbau einer Verriegelungshohlraumbaugruppe des SRFF von 7 zeigt;
11A und 11B sind eine perspektivische Frontalsequenz, die den Zusammenbau der Verriegelungshohlraumbaugruppe von 9B in das Außenarmstanzteil zeigt;
12A ist eine Schnittansicht entlang der Linien 12A-12A von 11B, die die Löcher im Stanzteil der Verriegelungshohlraumbaugruppe zeigt;
12B ist eine perspektivische Ansicht der Kipphebel- und Verriegelungshohlraumbaugruppe von 12A;
13 ist eine perspektivische Ansicht des SRFF, die die Bildung eines Lochs und das Einsetzen einer Achse nach dem Einsetzen der Verriegelungshohlraumbaugruppe in den Außenarm zeigt;
14A ist eine Schnittdarstellung entlang der Linien 14A-14A des SRFF von 13;
14B ist eine perspektivische Ansicht des Kipphebels, der Verriegelungshohlraumbaugruppe und der Achse von 14A;
15 zeigt einen Messschritt, bei dem die Riegelbohrung als Baugruppe gemessen wird, um das Verhältnis zwischen kritischen Merkmalen des SRFF zu erhalten;
16 ist eine erste perspektivische Ansicht eines gestanzten Außenarms eines SRFF gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung;
17 ist eine zweite perspektivische Ansicht des gestanzten Außenarms von 16;
18 ist eine Vorderansicht des gestanzten Außenarms von 16;
19 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Verriegelungshohlraumbaugruppe gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung;
20 ist eine perspektivische Rückansicht der Verriegelungshohlraumbaugruppe von 19;
21 ist eine perspektivische Rückansicht eines SRFF mit dem gestanzten Außenarm von 16 und der Verriegelungshohlraumbaugruppe von 19;
22 ist eine perspektivische Vorderansicht des SRFF von 21;
23 ist eine perspektivische Vorderansicht eines gestanzten Außenarms eines SRFF, der gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Offenbarung konstruiert wurde;
24 ist eine Seitenansicht des gestanzten Außenarms von 23;
25 ist eine perspektivische Ansicht eines SRFF, das gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung konstruiert wurde und den gestanzten Außenarm von 23 aufweist;
26A ist eine Seitenansicht eines gestanzten äußeren Kipphebels während eines ersten Montageschrittes;
26B ist eine Explosionsdarstellung eines gestanzten äußeren Kipphebels, der in eine Halterung eingesetzt ist und über dem ein Einsatz positioniert ist, wobei eine Kugel zur Aufnahme des Einsatzes positioniert ist;
26C ist eine Seitenansicht des gestanzten äußeren Kipphebels, nachdem der Einsatz in die gewünschte, von der Kugel kontrollierte Position getrieben wurde;
26D ist eine Draufsicht auf die gestanzte äußere Kipphebel- und Einsatzbaugruppe;
26E ist eine Rückansicht des gestanzten äußeren Kipphebels und der Einsatzbaugruppe von 26D;
27A ist eine Schnittansicht entlang der Linien 27A-27A von 26D;
27B ist eine Detailansicht, die um die Referenz 27B von 27A herum aufgenommen wurde;
28A ist eine perspektivische Ansicht des Einsatzes von 26B; und
28B ist eine perspektivische Vorderansicht des Einsatzes von 28A.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG
Wie aus der folgenden Diskussion ersichtlich wird, bietet die vorliegende Offenbarung verschiedene Kipphebelkonfigurationen mit Kipphebeln, die aus gestanztem Metall geformt sind. In einigen Konfigurationen, wie in 7-25 gezeigt, stellt die vorliegende Offenbarung einen Einzelrollen-Zylinderdeaktivierungs (CDA)-Kipphebel aus gestanztem Blech vor. Wie in der Technik bekannt, kann eine CDA-Kipphebelkonfiguration einen ersten Betriebsmodus bereitstellen, der die Nockenbewegung in einen Ventilhub umwandelt, und einen zweiten Betriebsmodus, bei dem die Nockenbewegung in eine verlorene Bewegung und keinen Ventilhub umgewandelt wird. Je nach Konfiguration bewegt sich typischerweise eine Klinke oder ein Klinkenstift zwischen einer ausgefahrenen und einer eingezogenen Position, um zwischen dem Betrieb mit und ohne Hub zu wechseln. In anderen Konfigurationen, wie in den 1 - 5C gezeigt, stellt die vorliegende Offenbarung einen Rollenkipphebel aus gestanztem Metallblech für Doppelhub und Ventildeaktivierung vor. Die gestanzte Konstruktion bietet Vorteile, einschließlich Kostenvorteile gegenüber herkömmlichen Kipphebeln, die aus Guss geformt werden.
Mit anfänglichem Bezug auf 1 ist ein Schaltrollenfingerfolger (SRFF), der gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Kombination von variablem Ventilhub (WL) und Ventildeaktivierungsfähigkeit verleiht einem Motor größere Flexibilität. Der SRFF für Doppelhub und Ventildeaktivierung ergibt sich aus der Verbindung einem WL-SRFF und einem Deaktivierungs-SRFF. Der SRFF 10 umfasst einen ersten Innenarm(körper) 12, einen zweiten Innenarm(körper) 14 und einen Außenarm(körper) 16. Wie hierin beschrieben wird, ist der Außenkörper 16 ein gestanztes Metallblech. Wie im Folgenden erläutert wird, werden die Außenarme nach dem Stand der Technik durch Feinguss, Metallspritzguss oder maschinelle Bearbeitung aus Knüppelstahl hergestellt. Zusätzliche Arbeitsgänge wie maschinelle Bearbeitung und Prägen sind erforderlich, um die für die Funktion erforderlichen engen Toleranzen einzuhalten. Die Gesamtkosten des Außenarms sind der größte Kostenfaktor des SRFF. Die vorliegende Offenbarung bietet einen kostengünstigeren Außenarm 16, der aus einem gestanzten Metallblech hergestellt wird.
Das Formen eines Außenarms 16 aus einem gestanzten Metallblech bietet viele Vorteile. Zum Beispiel kann die Wandstärke des gestanzten Blechs reduziert werden, und 1,5 mm bis 2,0 mm sind für die Steifigkeit oder Tragfähigkeit ausreichend. Leichtere Konstruktionen verbessern die Dynamik des Ventiltriebs durch die Verringerung des Trägheitsmoments. Stanzteile weisen nur geringe oder keine Oberflächenfehler auf. Im Gegensatz dazu können beim Feinguss und beim Metall-Spritzguss (MIM) Inspektionen erforderlich sein, um mangelhafte Teile auszusondern. Die Oberflächenqualität an den Verschleißflächen des gestanzten Außenarms 16 wird verbessert. Feinguss erfordert zusätzliche Bearbeitungs- oder Prägevorgänge. Bei einem gestanzten Teil werden die Präge- und Kalibrierungsvorgänge im selben Werkzeug durchgeführt, das das Teil formt. Bisherige Einschränkungen bei ähnlichen Außenarmen mit gestanzten Konstruktionen betrafen den Verriegelungshohlraum und die Fähigkeit, Öl im Verriegelungshohlraum abzudichten. Die vorliegende Anwendung bietet die folgenden Lösungen. Ein abgedichteter Verriegelungshohlraum ermöglicht es, dass Drucköl vom hydraulischen Spieleinsteller zum Düsenloch geleitet wird, um das Lager zu schmieren. Die Ausrichtung der Verriegelung in Bezug auf die gotischen und die Ventileinlagen ist flexibel, so dass die Verriegelung gekippt werden kann, was der Verpackung, der Steifigkeit des Innenarms und dem Antisubmarine-Problem zugute kommt.
Der erste Innenkörper 12 steuert den Haupthub über eine einzige (Haupthub-) Rolle 20. Der zweite Innenkörper 14 hat zwei Rollen 22 (Sekundärhub), die den Sekundärhub steuern. Sowohl der erste als auch der zweite Innenkörper 12 und 14 haben eine Totgangkapazität, die durch Veränderung der Position eines Verriegelungsstifts 26 ausgewählt werden kann. Im Normalbetrieb ist der Verriegelungsstift 26 vollständig eingerastet (4A), so dass nur der Haupthub (zentrale Nocke) das Ventil 30 öffnen kann. Wird der Verriegelungsstift 26 in eine Zwischenstellung bewegt (4B und 4C), wird der erste Innenkörper 12 entriegelt. In diesem Zustand wird nur der Sekundärhub betätigt. Durch erneutes Verschieben wird der Verriegelungsstifts 26 in eine vollständig entriegelte Position gebracht ( 4D und 4E). In dieser Position ist der zweite Innenkörper 14 ebenfalls entriegelt, so dass das Ventil vollständig deaktiviert werden kann. Die Steuerung des Verriegelungsstifts 26 kann durch eine externe Steuernocke 36 erfolgen, die direkt über ein Hebelsystem 38 auf den Verriegelungsstift 26 wirkt. Die Steuernocke 36 hat drei Stellungen, darunter einen Basisradius für den Standardhub, eine mittlere Höhe für den Sekundärhub und die volle Höhe für die vollständige Entriegelung und Ventildeaktivierung.
Der erste und der zweite Innenarm 12, 14 sind über eine Hauptachse 40 schwenkbar mit dem Außenkörper 16 verbunden. Der erste und der zweite Innenarm 12, 14 sind über eine Lagerachse 50 mit der Haupthubrolle 20 verbunden. Die Lagerachse 50 kann durch einen durch den Außenkörper 16 definierten Schlitz 54 ragen. Die Lagerachse 50 kann die Form eines „Hundeknochens“ haben, um an einem ersten Ende 60 einer Feder 62 des Federarms anzuliegen. Die Feder 62 drückt ein zweites Ende des Federarms 64 gegen eine Oberfläche des Außenkörpers 16. Die Feder 62 wickelt sich um einen Federsitz 70. Das erste Ende des Federarms 60 ist so vorgespannt, dass es die Lagerachse 50 entlang des Schlitzes 54 nach oben drückt und somit in Kontakt mit einer dreiflügeligen Nocke 76 kommt, wie in 2 zu sehen. Ein hydraulisches Spielausgleichselement (HLA) 80 kann an einem Rastbolzenende des SRFF 10 angeordnet werden, um ein Spiel auszugleichen.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 4A-4E werden verschiedene Betriebszustände des SRFF 10 gezeigt. Insbesondere wenn sich die Betätigungs(steuer)nocke 36 auf dem Basisradius befindet, ist der Verriegelungsstift 26 vollständig eingerastet (4A) und alle Teile des ersten Innenkörpers 12, des zweiten Innenkörpers 14 und des Außenkörpers 16 sind verriegelt. Wenn sich die Betätigungsnocke 36 zu einem niedrigeren Hub dreht (4B und 4C), bewegt sich der Verriegelungsstift in eine zentrale Position. Während des Sekundärhubes, wenn der Innenkörper des Haupthubes 12 ausgekuppelt ist, bleibt der Innenkörper des Sekundärhubes 14 eingerastet. Wenn sich die Betätigungsnocke 36 zu einem höheren Hub dreht (4D und 4E), bewegt sich der Verriegelungsstift 26 in eine vollständig ausgerückte Position. Die Deaktivierung des Ventils erfolgt, wenn sowohl der erste als auch der zweite Innenkörper 12 und 14 ausgerastet sind. 5 zeigt eine Lösung, bei der der SRFF 10 mit einer Ventilbrücke 88 verwendet wird. Die Ventilbrücke 88 ist mit den Ventilen 90 und 92 verbunden. Es wird deutlich, dass der Verriegelungsstift 26 in diesem Beispiel zwar durch eine elektromechanische Betätigung bewegt wird, dass aber auch andere Konfigurationen, wie z. B. hydraulische Systeme und andere im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Betracht kommen.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines SRFF 110 gemäß einem Beispiel aus dem Stand der Technik. Der SRFF 110 hat Außenarme 116, die aus Feinguss geformt sind. Im Vergleich dazu umfasst der SRFF 10A in den 7 und 8 gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Außenarm 16A, der über eine Hauptachse 40A schwenkbar mit einem Innenarm 12A verbunden ist. Der SRFF 10A ist ein gestanzter CDA-Kipphebel mit einer einzigen Rolle aus Blech. Der Außenarm 16A des SRFF 10A ist aus einem gestanzten Metallblech geformt. In ähnlicher Weise sind ein oberes Verriegelungshohlraumteil 122 und ein unteres Verriegelungshohlraumteil 124, die zusammen eine Verriegelungshohlraumbaugruppe 120 bilden, ebenfalls aus Metallstanzteilen geformt. In anderen Ausführungsformen kann der innere Kipphebel 12A auch aus einem Stanzteil aus Metall geformt sein. Eine Lagerachse 50A erstreckt sich durch den Außenarm 16A und den Innenarm 12A. Auf der Lagerachse 50A ist eine Rolle 20A gelagert. Ein Verriegelungsstift 26A ist verschiebbar im Außenarm 16A angeordnet und zwischen mindestens einer ersten Position, in der der Außenarm und der erste Innenarm für eine gleichzeitige Drehung gekoppelt sind, und einer zweiten Position, in der entweder der Außenarm oder der Innenarm so konfiguriert ist, dass er sich relativ zum anderen Arm dreht, beweglich ist.
Unter Bezugnahme auf die 9A - 12B wird der Zusammenbau einer Verriegelungshohlraum-(Innen-)baugruppe 120 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120 umfasst im Allgemeinen das obere Verriegelungshohlraumteil 122 und das untere Verriegelungshohlraumteil 124. Das obere Verriegelungshohlraumteil 122 umfasst nach außen gerichtete Vorsprünge 126. Das untere Verriegelungshohlraumteil 124 weist nach innen gerichtete Finger 128 auf und bildet eine Kerbe 129. Wie in 8 am besten dargestellt, können die Finger 128 zusammenwirken, um mit dem Verriegelungsstift 26A verbundene Merkmale zu halten, wie z. B. eine Verriegelungsfeder 131, die jedoch nicht darauf beschränkt ist. In einigen Beispielen ist eine Bohrung 133 (15) in dem oberen Verriegelungshohlraumteil 122 ausgebildet, um den Verriegelungsstift 26A aufzunehmen.
Während des Zusammenbaus nimmt die Kerbe 129 des unteren Verriegelungshohlraumteils 124 die sich nach außen erstreckenden Vorsprünge 126 auf, um das obere Verriegelungshohlraumteil 122 relativ zum unteren Verriegelungshohlraumteil 124 zu fixieren. Im zusammengebauten Zustand bilden das obere und das untere Verriegelungshohlraumteil 122, 124 die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120. Die oberen und unteren Verriegelungshohlraumteile 122, 124 können durch Schweißen, Hartlöten, Kleben, Verklammern oder Kombinationen davon zusammengehalten (abgedichtet) werden. Sobald die Verriegelungshohlraum- oder innere Unterbaugruppe 120 zusammengebaut ist, wird sie in den Außenarmstanzteil 16A (11A-11B) montiert.
Das Außenarmstanzteil 16A wird im Folgenden beschrieben. Das Außenarmstanzteil 16A kann aus einem einzigen Abschnitt eines Blechs geformt werden. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Stanz-, Umform- und Faltvorgänge durchgeführt, um die Struktur zu erhalten, die das Außenarmstanzteil 16A darstellt. Insbesondere sind die sich nach außen erstreckenden Achsen 134 einheitlich an dem Außenstanzteil 16A ausgebildet. Die Achsen 134 können Federn 62A stützen. Eine Kipphebelkerbe 136 kann in ein Außenarmstanzteil 16A definiert werden. Die Kipphebelkerbe 136 kann die Vorsprünge 126 des oberen Verriegelungshohlraumteils 122 in einer zusammengebauten Position aufnehmen (11B). Die innere Unterbaugruppe 120 kann mit jedem geeigneten Mittel, wie z. B. Schweißen, chemisches Kleben oder Nieten, mit dem Außenarmstanzteil 16A zusammengefügt werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Wie in 12A dargestellt, sind die Löcher 130 und 132 in das Außenarmstanzteil 16A gestanzt. In einigen Beispielen können die Löcher 130 und 132 einen Öldurchgang aufnehmen.
In den 13-15 sind weitere Merkmale der vorliegenden Anwendung dargestellt. Ein Loch 150 ist durch den äußeren gestanzten Arm 16A und die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120 gefräst. Ein Achsstift 152 wird durch den Außenarm 16A und die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120 geführt. Der Achsstift 152 hält die gesamte Einheit zusammen. Weiter erläutert, hält der Achsstift 152 die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120 am Außenarmstanzteil 16A fest. Der Achsstift 152 kann abgesteckt werden, um eine feste Position in Bezug auf den äußeren gestanzten Arm 16A beizubehalten. Die Ausbildung der Bohrung 133 ist ebenfalls in 15 dargestellt.
16-18 zeigen einen äußeren gestanzten Arm 16B, der gemäß zusätzlichen Merkmalen der vorliegenden Anwendung konstruiert ist. Der äußere gestanzte Arm 16B kann ähnlich wie der oben beschriebene äußere gestanzte Arm 16A konfiguriert werden. Ähnliche Bezugszeichen mit dem Suffix „B“ wurden verwendet, um ähnliche Merkmale zu kennzeichnen. Die 19 und 20 zeigen eine Verriegelungshohlraumbaugruppe oder innere Unterbaugruppe 120B gemäß zusätzlichen Merkmalen der vorliegenden Anmeldung. Die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120B kann aus einem einzigen Stanzteil geformt werden. Die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120B umfasst Vorsprünge 126B, die so konfiguriert sind, dass sie sich in der Kerbe 136B des äußeren gestanzten Arms 16A befinden. Eine Bohrung 133B ist in der Verriegelungsstift-Hohlraumbaugruppe 120B zur Aufnahme von Merkmalen einer Verriegelungsstiftbaugruppe (nicht dargestellt) ausgebildet. Die 21 und 22 zeigen die Verriegelungshohlraumbaugruppe 120B, die mit dem äußeren gestanzten Arm 16B verbunden ist.
23 und 24 zeigen einen äußeren gestanzten Arm 16C, der gemäß zusätzlichen Merkmalen der vorliegenden Anwendung konstruiert ist. Der gestanzte Arm 16C umfasst ein Verriegelungsgehäuse 170, das einstückig durch den gestanzten Kipphebel 16C gebildet ist. Weiter erläutert wird der gestanzte Kipphebel 16C, wie die anderen hierin offenbarten gestanzten Kipphebel, durch eine Reihe von Stanz-, Umform-, Falt- und Verbindungsschritten gebildet. Der gestanzte Kipphebel 16C umfasst Kastenwände 172, die aus dem gestanzten Metallblech gefaltet und geformt werden. In einigen Beispielen können die Kastenwände 172 anschließend befestigt werden, z. B. durch Schweißen an den Außenwänden des gestanzten Kipphebels 16C, nachdem er in die in 23 gezeigte Position gefaltet wurde. 25 zeigt einen SRFF 10C, der gemäß einem anderen Beispiel der vorliegenden Anwendung konstruiert ist und den äußeren gestanzten Arm 16C enthält. Der SRFF 10C umfasst eine Verriegelung 176, die durch in den Kastenwänden 172 des Verriegelungsgehäuses 170 ausgebildete Durchgänge 178 untergebracht ist.
Und nun werden zu den 26A-28B weitere Merkmale der vorliegenden Anwendung beschrieben. 26A-26D zeigten einen gestanzten Außenarm 16D, der sich entlang einer Montagelinie bewegt. Bei 210 werden das Kissen, die Löcher und der Platz für einen Spitzbogeneinsatz fertiggestellt. Bei 212 wird der gestanzte Außenarm 16D in eine Halterung 190 mit präzisen Referenzen eingesetzt. Eine Kugel 170 wird in ein größeres Loch im Außenarm 16D eingeführt (so dass der Außenarm 16D nicht positioniert werden kann). Ein Spitzbogeneinsatz 172 kommt von oben. Der Einsatz 172 kann einen Riegel aufnehmen. Der Spitzbogeneinsatz 172 wird in der richtigen Position angetrieben, und die weitere Verschiebung während des Antriebsschritts wird durch die Kugel 170 angehalten und kontrolliert. Dies wird durch das Spiel innerhalb des Außenarms 16D ermöglicht. Wenn sich der Einsatz 172 in der richtigen Position befindet, werden die oberen Abschnitte 194 des Außenarms 16D gebogen, um den Einsatz 172 zu verriegeln. Wie in 27B dargestellt, kann sich der Spitzbogeneinsatz 172 nicht drehen.
Wie in 28A und 28B gezeigt, ermöglichen Taschen 180 auf dem Einsatz 172, dass Material von den oberen Abschnitten 194 des Außenarms 16D nach innen fließt. Sie halten den Spitzbogeneinsatz 172 in der richtigen Position. Zusätzlich zum Biegen kann an der Schnittstelle 196 ein Laserschweißen (oder ein anderes Schweißen) durchgeführt werden (26D). Die in 26D-27B gezeigte Konfiguration ermöglicht eine präzise Steuerung der Achsen zwischen dem Mittelpunkt des Spitzbogens und dem Mittelpunkt des Ventilkissens. Es wird nur ein Bauteil benötigt, um den Spitzbogen zu realisieren, im Gegensatz zu zwei Bauteilen, die in den Beispielen des Standes der Technik benötigt werden. In diesem Beispiel ist es nicht notwendig, den Spitzbogen zu versiegeln, da er innerhalb des Spitzbogen-Einsatzes realisiert wird. Der aktuelle Herstellungsprozess erfordert nur eine geringe Anzahl von Fertigungsschritten, um den gestanzten Außenarm zu erhalten.
Für die Zwecke dieser Offenbarung und sofern nicht anders angegeben, bedeutet „ein“ oder „ein“ „ein oder mehrere“. Soweit der Begriff „umfasst“ oder „umfassend“ in der Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet wird, soll er in ähnlicher Weise umfassend sein wie der Begriff „aufweisend“, wie dieser Begriff interpretiert wird, wenn er als Übergangswort in einem Anspruch verwendet wird. Soweit der Begriff „oder“ verwendet wird (z. B. A oder B), soll er „A oder B oder beides“ bedeuten. Wenn die Anmelder beabsichtigen, „nur A oder B, aber nicht beides“ anzugeben, wird der Begriff „nur A oder B, aber nicht beides“ verwendet. Somit ist die Verwendung des Begriffs „oder“ hier die einschließende und nicht die ausschließliche Verwendung. Siehe Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed. 1995). Soweit die Begriffe „in“ oder „in hinein“ in der Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, soll damit zusätzlich „auf/an“ oder „auf hinauf/an daran“ gemeint sein. Soweit der Begriff „verbinden“ in der Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet wird, soll er nicht nur „direkt verbunden mit“ bedeuten, sondern auch „indirekt verbunden mit“, z. B. verbunden durch ein anderes Bauteil oder mehrere Bauteile. Der hier verwendete Begriff „über“ wird von Fachleuten verstanden und variiert in gewissem Maße je nach dem Kontext, in dem er verwendet wird. Wenn es Verwendungen des Begriffs gibt, die für Fachleute angesichts des Kontexts, in dem er verwendet wird, nicht klar sind, bedeutet „ungefähr“ bis zu plus oder minus 10% des jeweiligen Begriffs. Mit „etwa X bis Y“ ist ein Wert von etwa X bis etwa Y gemeint, wobei X und Y die angegebenen Werte sind.
Während die vorliegende Offenbarung verschiedene Ausführungsformen illustriert und diese Ausführungsformen in einigen Details beschrieben wurden, ist es nicht die Absicht des Anmelders, den Umfang der beanspruchten Erfindung auf solche Details zu beschränken oder in irgendeiner Weise zu begrenzen. Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann ohne weiteres erkennbar. Daher ist die Erfindung in ihren weiteren Aspekten nicht auf die gezeigten und beschriebenen spezifischen Details und Beispiele beschränkt. Dementsprechend kann von diesen Details abgewichen werden, ohne vom Geist oder Umfang der beanspruchten Erfindung des Anmelders abzuweichen. Darüber hinaus sind die vorstehenden Ausführungsformen beispielhaft, und kein einzelnes Merkmal oder Element ist für alle möglichen Kombinationen, die in dieser oder einer späteren Anmeldung beansprucht werden können, wesentlich.
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

WO 2014/071373 [0004]

Claims

Ein Schaltrollenfingerfolger (SRFF) zur Ventilbetätigung, wobei der SRFF aufweist: einen Außenarm, der schwenkbar mit einer Hauptachse verbunden ist; einen ersten Innenarm, der mit der Hauptachse verbunden und schwenkbar am Außenarm befestigt ist; eine Lagerachse, die sich durch den Außenarm und den ersten Innenarm erstreckt, wobei die Lagerachse eine Rolle darauf trägt; einen Verriegelungsstift, der gleitend in dem Außenarm angeordnet ist und zwischen mindestens einer ersten Position, in der der Außenarm und der erste Innenarm für eine gleichzeitige Drehung gekoppelt sind, und einer zweiten Position, in der einer von dem Außenarm und dem ersten Innenarm so konfiguriert ist, dass er sich relativ zu dem anderen von dem Außenarm und dem ersten Innenarm dreht, beweglich ist; und wobei der Außenarm aus einem Stanzteil aus Metall geformt ist.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein oberes Verriegelungshohlraumteil; und ein unteres Verriegelungshohlraumteil, das mit dem oberen Verriegelungshohlraumteil verbunden ist, um eine Verriegelungshohlraumbaugruppe zu bilden, die mit dem Außenarm verbunden ist.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 2, wobei das obere und das untere Verriegelungshohlraumteil aus einem Metallstanzteil geformt sind.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 2, wobei die Verriegelungshohlraumbaugruppe mit dem Außenarm durch Schweißen, chemisches Kleben und/oder Nieten verbunden ist.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 2, bei dem das obere und das untere Verriegelungshohlraumteil durch Schweißen, Hartlöten, Kleben und/oder Verklammern miteinander verbunden sind.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 2, ferner aufweisend: einen Achsstift, der von komplementären Löchern aufgenommen wird, die in dem Außenarm und der Verriegelungshohlraumbaugruppe ausgebildet sind, wobei der Achsstift die Verriegelungshohlraumbaugruppe am Außenarm festhält.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 6, bei der der Achsstift am Außenarm angebracht ist, um eine feste Position relativ zum Außenarm beizubehalten.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 3, wobei das obere Verriegelungshohlraumteil nach außen ragende Vorsprünge aufweist und wobei das untere Verriegelungshohlraumteil eine Hohlraumkerbe definiert, wobei die Hohlraumkerbe die nach außen ragenden Vorsprünge aufnimmt.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 8, wobei der Außenarm eine Kipphebelkerbe definiert, wobei die sich nach außen erstreckenden Vorsprünge weiterhin von der Kipphebelkerbe aufgenommen werden.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 1, wobei der Außenarm einstückig geformte Achsen aufweist, die zur Abstützung von Federn konfiguriert sind.
. Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine aus einem einzigen Stanzteil gebildete Verriegelungshohlraumbaugruppe, wobei die Verriegelungshohlraumbaugruppe so konfiguriert ist, dass sie mit dem Außenarm verbunden werden kann.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 1, bei dem der Außenarm außerdem ein Verriegelungsgehäuse definiert, das einstückig durch das Metallstanzteil gebildet wird, wobei das Verriegelungsgehäuse Kastenwände umfasst, die mindestens einen Durchgang definieren, der den Verriegelungsstift aufnimmt.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 1, wobei der SRFF ein Einzelrollen-SRFF ist, bei dem die von der Lagerachse getragene Rolle die einzige Rolle auf dem SRFF ist und die Rolle so konfiguriert ist, dass sie mit einem einzigen Nocken in Verbindung steht.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 13, wobei der SRFF für die Zylinderdeaktivierung konfiguriert ist.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 14, wobei der SRFF für einen variablen Ventilhub konfiguriert ist.
Schaltrollenfingerfolger nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen zweiten Innenarm, der mit der Hauptachse gekoppelt und schwenkbar am Außenarm befestigt ist, wobei der erste Innenarm so konfiguriert ist, dass er ein Haupthubereignis über eine einzige Rolle steuert, und der zweite Innenarm zwei Rollen aufweist, die einen Sekundärhub steuern.
Verfahren zum Formen eines äußeren Kipphebels eines Schaltrollenfingerfolgers (SRFF) durch Stanzen, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: Stanzen von Blech in eine erste Form mit einer Kipphebeistruktur; Anordnen des gestanzten Blechs in einer Halterung, in der die Kipphebelstruktur an mindestens zwei Stellen gehalten wird, wobei eine der Stellen eine Kugel umfasst; Anordnen eines Einsatzes in der Kipphebelstruktur gegen die Kugel, wobei der Einsatz so konfiguriert ist, dass er einen Riegel aufnimmt; und Neigen von Teilen der Kipphebelstruktur zumindest teilweise über den Einsatz, wodurch der Einsatz relativ zur Kipphebelstruktur verriegelt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Einsatz Taschen darin definiert, wobei das Umlenken von Teilen der Kipphebelstruktur ferner das Neigen des Blechs in die Taschen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner aufweisend: Schweißen des Einsatzes mit der Kipphebelstruktur nach dem Einsetzen des Einsatzes an die Kipphebelstruktur.