DE19741077A1

DE19741077A1 - Cylinder valve drive axis for turning bearing of tilting or turning levers

Info

Publication number: DE19741077A1
Application number: DE1997141077
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Speil; Juergen Dipl Ing Kretschmer
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-03-25

Abstract

The steel axis (1) is fixed by a component (8) on the aluminum cylinder head. The levers are located inside cheek plates by bearing blocks connected to the cylinder head. At least some of the radial borings (5) in the axis to take hydraulic fluid to the levers in the unfired state are axially remote from the opposite channels (6) in the levers, so that as the operating temperature rises, the degree of cover decreases.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Achse zur schwenkbeweglichen Lagerung von Kipp- oder Schwinghebeln eines in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingebauten Ventiltriebs, auf welcher die Hebel mit ihren Bohrungen längen verteilt angeordnet sind und die wenigstens einen sich längs erstreckenden Pfad zur Zuleitung von Hydraulikmittel zu den Hebeln aufweist.The invention relates to an axis for the pivotable mounting of tilting or rocker arms in a cylinder head of an internal combustion engine built-in valve train on which the levers with their holes are elongated are arranged distributed and the at least one longitudinally extending path for supplying hydraulic fluid to the levers.

Background of the Invention

Eine derartige Achse geht beispielsweise aus dem Fachbuch Bosch: "Kraftfahr technisches Taschenbuch"; VDI-Verlag (1987); S. 318 hervor. Dabei können die auf ihr schwenkbeweglich zu lagernden Kipp-oder Schwinghebel innerhalb von Wangen verlaufen, die von einem sich vom Zylinderkopf erstreckenden Lager bock ausgehen. Die Achse ist durch Bohrungen der Hebel gesteckt und vor zugsweise endseitig befestigt. In aller Regel besitzen derartige Achsen Pfade zur Zuleitung von Hydraulikmittel zu den Hebel n. Im Bereich jedes Hebels ist der Pfad von einer Radialbohrung geschnitten, welcher ein entsprechender Kanal am Hebel gegenüberliegt. Such an axis is, for example, from the Bosch technical book: "Kraftfahr technical paperback "; VDI-Verlag (1987); p. 318 rocker or rocker arm to be pivoted on it within Cheeks run from a bearing extending from the cylinder head go out bock. The axis is inserted through holes in the lever and in front preferably attached at the end. As a rule, such axes have paths to Supply of hydraulic fluid to the lever n. In the area of each lever is the Path cut by a radial bore, which is a corresponding channel on the lever opposite.

Bestehen nun der Zylinderkopf und die Achse aus Werkstoffen mit unterschied lichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, so kann es beim Betrieb der Brenn kraftmaschine, d. h. mit zunehmender Erwärmung des Zylinderkopfes, dazu kommen, daß sich eine Überdeckung der Radialbohrung zum Kanal in un erwünschter Art und Weise verschiebt. Zu berücksichtigen ist an dieser Stelle, daß mit zunehmender Erwärmung das verwendete Hydraulikmittel niedrigvisko ser wird und daß in aller Regel sich die Betriebsspiele zwischen den Bauteilen erhöhen. Dies führt in nachteiliger Art und Weise zu einem unerwünscht hohen Hydraulikmittelverbrauch im Bereich des Zylinderkopfes. In den überwiegenden Fällen erhalten dann die entsprechend zu versorgenden Verbraucher im Hebel einen überschüssigen Betrag an Hydraulikmittel.Are the cylinder head and the axle made of different materials? union coefficient of thermal expansion, so it can when operating the Brenn engine, d. H. with increasing heating of the cylinder head come that there is an overlap of the radial bore to the channel in un moves the desired way. At this point it should be taken into account that with increasing warming the hydraulic fluid used has a low viscosity water is and that usually the operating games between the components increase. This disadvantageously leads to an undesirably high level Hydraulic fluid consumption in the area of the cylinder head. In the vast majority In such cases, the consumers to be supplied will be given leverage an excess amount of hydraulic fluid.

Summary of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Achse zur schwenkbeweglichen Lage rung von Kipp- oder Schwinghebeln zu schaffen, bei welcher die zitierten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln eine an die Wärmeausdehnung im Zylinderkopf besser angepaßte Überdeckung der Radial bohrungen der Achse mit den zugeordneten Kanälen der sie umschließenden Hebel geschaffen ist.The object of the invention is therefore an axis to the pivotable position to create rocker or rocker arms, in which the quoted Disadvantages are eliminated and in particular with simple means one to the Thermal expansion in the cylinder head better adapted coverage of the radial bores of the axis with the assigned channels of the surrounding them Lever is created.

Dadurch, daß ein axialer Abstand zumindest eines Teils der jeweiligen Radial bohrungen zu ihren Kanälen im kalten Zustand der Brennkraftmaschine so ausgelegt wird, daß dieser sich mit zunehmender Erwärmung während der Befeuerung der Brennkraftmaschine verkleinert, ist mit einem deutlich geringe ren Hydraulikmittelverbrauch im Zylinderkopf zu rechnen. Beispielsweise kann die Überdeckung von einer oder mehreren Bohrung/Bohrungen mit dem oder den jeweiligen Kanal/Kanälen im kalten Zustand auf maximale Größe ausgelegt sein und für den Heißlauf der Brennkraftmaschine durch eine relative Ver schiebung der Bauteile zueinander, hervorgerufen durch Wärmedehnung, kleinstmöglich vorliegen. Da der relative Verschiebeweg einer Bohrung zum Kanal abhängig vom Abstand zum Bauteil (Befestigung der Achse) sowie der Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten von Achse und Zylinderkopf ist, gelingt es nicht unbedingt für alle Bohrungen mit zugeordneten Kanälen eine Überdeckung zu finden, die im Kaltzustand maximal und im Heißlauf minimal ist. Der erfindungsgemäß angestrebte Erfolg tritt auch ein, wenn nur eine Teil zahl von Bohrungen/Kanälen die gewünschte Überdeckung aufweist. Somit ist mit dieser Erfindung dem Motorenbauer eine Lehre in die Hand gegeben, mittels derer er einen optimalen Hydraulikmittelumsatz im Zylinderkopf erzielen kann. Gegebenenfalls können Hydraulikmittelpumpen kleiner dimensioniert werden bzw. können zusätzliche Bauteile, wie Vorrichtungen zur Nockenwel lenverstellung, ohne Vergrößerung der Hydraulikmittelpumpe appliziert werden.Characterized in that an axial distance of at least part of the respective radial holes to their channels when the engine is cold is interpreted that this increases with increasing warming during the Firing of the internal combustion engine is reduced with a significantly lower one hydraulic fluid consumption in the cylinder head. For example the overlap of one or more holes with the or the respective channel / channels designed for maximum size when cold be and for the hot running of the internal combustion engine by a relative Ver displacement of the components towards each other, caused by thermal expansion, as small as possible. Since the relative displacement of a hole to Channel depending on the distance to the component (fastening of the axis) and the Difference in the coefficient of thermal expansion of the axle and cylinder head, one does not necessarily succeed for all holes with assigned channels Coverage to be found, the maximum when cold and minimal when hot is. The success sought according to the invention also occurs if only a part number of holes / channels has the desired coverage. So is with this invention the engine builder was given a lesson, by means of which he can achieve an optimal hydraulic medium turnover in the cylinder head can. If necessary, hydraulic medium pumps can be dimensioned smaller are or can be additional components, such as devices for the camshaft adjustment can be applied without enlarging the hydraulic fluid pump.

Vorgeschlagen ist es, den Zylinderkopf aus einem Aluminium- und die Achse aus einem Stahlwerkstoff herzustellen. Denkbar ist jedoch auch, Legierungen der genannten Werkstoffe einzusetzen. Gleichzeitig können die Lagerböcke einteilig mit dem Zylinderkopf verbunden sein.It is proposed to make the cylinder head from an aluminum and the axle to manufacture from a steel material. However, alloys are also conceivable of the materials mentioned. At the same time, the pillow blocks be connected in one piece to the cylinder head.

Die Zuführung des Hydraulikmittels in die Achse aus einem stirnseitigen Be reich dieser ist deshalb vorteilhaft, weil in diesem Bereich die Achse mit dem Zylinderkopf verbunden und eine relative Verlagerung beider Bauteile zuein ander mit zunehmender Erwärmung nur äußerst gering ist.The supply of the hydraulic fluid in the axis from a front loading rich this is advantageous because in this area the axis with the Cylinder head connected and a relative displacement of both components other is only extremely small with increasing warming.

Brief description of the drawing

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is expediently explained in more detail with reference to the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Achse zur schwenkbe weglichen Lagerung von Kipp- oder Schwinghebeln im unbe feuerten Zustand der Brennkraftmaschine, wobei ober- und unterhalb der Symmetrielinie unterschiedlich zueinander positionierte Radialbohrungen/Kanäle gezeigt sind und Fig. 1 is a schematic representation of an axis for schwenkbe movable storage of rocker arms or rocker arms in the un-fired state of the internal combustion engine, with differently positioned radial bores / channels are shown above and below the line of symmetry and

Fig. 2 eine Achse nach Fig. 1, jedoch im erwärmten Zustand. Fig. 2 shows an axis of FIG. 1, but in the heated state.

Detailed description of preferred embodiments

Die Fig. 1 und 2 offenbaren eine Achse 1 zur schwenkbeweglichen Lage rung von Kipp- oder Schwinghebeln 2 eines in einen Zylinderkopf einer Brenn kraftmaschine eingebauten Ventiltriebs, so wie sie der Fachwelt an sich bekannt ist. Die Hebel 2 umschließen mit ihren Bohrungen 3 axial beabstandet die Achse 1. Sie sind innerhalb von Wangen von sich vom Zylinderkopf in Rich tung zur Achse 1 erstreckenden Lagerböcken integriert und axial fixiert. Gleich zeitig ist die Achse 1 im Bereich einer ihrer Stirnseiten 7 fest mit einem sich vom Zylinderkopf in Achsrichtung erstreckenden Bauteil 8 verbunden. Durch die Achse 1 verläuft ein Pfad 4 zur Zuleitung von Hydraulikmittel zu den Hebeln 2. In den Hebeln 2 können hydraulische Spielausgleichselemente eingebaut sein, die mit dem Hydraulikmittel versorgt werden müssen. Gleichzei tig können die Hebel 2 Spritzbohrungen zur Spritzbeaufschlagung mit Hydrau likmittel eines Kontaktbereiches eines Nockens am Hebel 2 bzw. des Spielaus gleichselements mit einem Ende eines Gaswechselventils aufweisen. Figs. 1 and 2 disclose an axis 1 for pivoting position tion of tilting or rocking levers 2 a in a cylinder head of an internal combustion engine built in the valve train, as it is known in the art per se. The bores 3 of the levers 2 enclose the axis 1 with axial spacing. They are integrated within cheeks of the cylinder head in Rich direction to axis 1 extending bearing blocks and axially fixed. At the same time, the axis 1 is firmly connected in the region of one of its end faces 7 to a component 8 extending from the cylinder head in the axial direction. A path 4 for supplying hydraulic medium to the levers 2 runs through the axis 1 . Hydraulic lash adjusters can be installed in the levers 2 , which have to be supplied with the hydraulic medium. At the same time, the lever 2 can have spray bores for spraying with hydraulic likmittel a contact area of a cam on the lever 2 or the game compensation elements with one end of a gas exchange valve.

Wie den Fig. 1, 2 ebenfalls entnommen werden kann, ist die Achse 2 im Bereich ihrer Stirnseite 7 zumindest abschnittsweise von einem Lagerbock 9 umschlossen, der ebenfalls am Zylinderkopf befestigt ist. Der Lagerbock 9 besitzt einen Kanal 10 zur Zuführung von Hydraulikmittel zu einer Radialboh rung 11 in der Achse 1. Ausgehend von dieser Achse 1 wird das Hydraulik mittel zu Radialbohrungen 5 geleitet, welche mit Kanälen 6 am gegen über liegenden Hebel 2 kommunizieren.As can also be seen from FIGS. 1, 2, the axle 2 is at least partially enclosed in the region of its end face 7 by a bearing block 9 , which is also fastened to the cylinder head. The bearing block 9 has a channel 10 for supplying hydraulic fluid to a Radialboh tion 11 in the axis 1st Starting from this axis 1 , the hydraulic medium is directed to radial bores 5 , which communicate with channels 6 on the opposite lever 2 .

Ist nun der Zylinderkopf aus einem Aluminiumwerkstoff und die Achse 1 bei spielsweise aus Stahl hergestellt, kommt es mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine während ihres Betriebes zu einer Längung des Zylinderkop fes in bezug auf die Achse 1, d. h. die mit dem Zylinderkopf über die Lager böcke gekoppelten Hebel 2 verlagern sich wie in Fig. 2 gezeigt relativ zur Achse 1 (hier nach rechts). Da gleichzeitig mit steigender Betriebstemperatur die Viskosität des verwendeten Hydraulikmittels abnimmt und ebenfalls die Be triebsspiele zwischen den Bauteilen sich erhöhen, kommt es im Stand der Technik zu einem unnötig erhöhten Hydraulikmittelumsatz im Bereich des Zylinderkopfes. Die Erfindung greift den an sich unerwünschten Effekt der Wärmedehnung auf. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird eine Überdeckung zwischen zumindest einer Teilzahl der jeweiligen Radialbohrung 5 und dem gegenüberliegenden Kanal 6 soweit verkleinert, daß mit einem deutlich mini mierten Hydraulikmittelumsatz zu rechnen ist.If the cylinder head is made of an aluminum material and the axis 1 is made of steel, for example, with increasing warming of the internal combustion engine during operation, the cylinder head will be elongated with respect to axis 1 , i.e. the blocks coupled to the cylinder head via the bearing blocks As shown in FIG. 2, levers 2 shift relative to axis 1 (here to the right). Since at the same time the viscosity of the hydraulic medium used decreases with increasing operating temperature and the operating play between the components also increases, there is an unnecessarily increased hydraulic medium turnover in the area of the cylinder head in the prior art. The invention takes up the undesirable effect of thermal expansion. As can be seen from Fig. 2, an overlap between at least a number of the respective radial bore 5 and the opposite channel 6 is reduced to such an extent that a significantly minimized hydraulic medium conversion is to be expected.

Im kalten Zustand der Brennkraftmaschine wird die Überdeckung von Radial bohrung 5 und Kanal 6 relativ groß gewählt, so daß das hochviskose Hydraulik mittel schnell und in großer Menge an die entsprechenden Verbrauchsstellen gelangt (schnelle Durchölung).In the cold state of the internal combustion engine, the overlap of radial bore 5 and channel 6 is chosen to be relatively large, so that the highly viscous hydraulic medium reaches the corresponding consumption points quickly and in large quantities (quick oiling).

Selbstverständlich kann das Hydraulikmittel auch durch andere Zuleitungen als den genannten Lagerbock 9 mit seiner Bohrung 12 zur Achse 1 geführt werden. Beispielsweise ist es auch denkbar, dieses Hydraulikmittel stirnseitig in die Achse 1 zu führen bzw. in einem Mittenbereich der Achse 1 in diese zu leiten.Of course, the hydraulic medium can also be guided with its bore 12 to axis 1 through feed lines other than the mentioned bearing block 9 . For example, it is also conceivable to guide this hydraulic medium on the end face into the axis 1 or to guide it in a central region of the axis 1 .

Die im Bereich der Radialbohrungen 5 und Kanäle 6 zeichnerisch gezeigten Kugeln dienen lediglich einer Verdeutlichung des Versatzes. The balls shown in the area of the radial bores 5 and channels 6 only serve to illustrate the offset.

Reference list

11

Achse
axis

22nd

Hebel
lever

33rd

Bohrung
drilling

44th

Pfad
path

55

Radialbohrung
Radial bore

66

Kanal
channel

77

Stirnseite
Face

88th

Bauteil
Component

99

Lagerbock
Bearing block

1010th

Kanal
channel

1111

Radialbohrung
Radial bore

1212th

Bohrung
drilling

Claims

1. Axis ( 1 ) for the pivotable mounting of rocker or rocker arms ( 2 ) of a valve drive installed in a cylinder head of an internal combustion engine, characterized by the following features:

- On the axis ( 1 ), the levers ( 2 ) with their bores ( 3 ) are arranged in a length-distributed manner, wherein they have at least one longitudinally extending path ( 4 ) for supplying hydraulic fluid to the levers ( 2 );
- The path ( 4 ) is cut in the region of each lever ( 2 ) by at least one radial bore ( 5 ), which extends in at least one pivot position of the lever ( 2 ) with a channel ( 3 ) extending from the lever ( 2 ) into its bore ( 3 ). 6 ) is connected;
- Through the channel ( 6 ), the hydraulic medium can be guided to a play compensation element and / or a contact area of a cam to be molded onto the lever ( 2 ) or the play compensation element with one end of a gas exchange valve;
- The axis ( 1 ) is preferably in the region of one of its end faces ( 7 ) on the cylinder head or a component ( 8 ) firmly connected to the cylinder head in at least one longitudinal direction;
- From the cylinder head extends in the direction of the axis ( 1 ) for each lever ( 2 ), a bearing block within which the lever ( 2 ) is received at least in sections and axially fixed within the cheeks on both sides;
- The axis ( 1 ) and the cylinder head are made of materials with different coefficients of thermal expansion and
- At least part of the radial bores ( 5 ) is axially removed from the associated channel ( 6 ) in the unfired state of the internal combustion engine in such a way that their coverage decreases due to thermal expansion with increasing operating temperature and / or that they have a minimum coverage at maximum operating temperature.

2. Axle according to claim 1, characterized in that the cylinder head is made of a material with a greater coefficient of thermal expansion than the axis ( 1 ).

3. Axle according to claim 2, characterized in that the cylinder head made of an aluminum and the axis ( 1 ) consist of a steel material.

4. Axle according to claim 1, characterized in that the axis ( 1 ) preferably in the region of one of its end faces ( 7 ) by a further with the Zylin derkopf connected bearing block ( 9 ) is at least partially and indirectly enclosed, one perpendicular to the axis ( 1 ) extending channel ( 10 ) for supplying the hydraulic medium to the path ( 4 ), the axis ( 1 ) in the section of the further bearing block ( 9 ) at least one further radial bore ( 11 ) in the direction of the bore ( 12 ) of the bearing block ( 9 ), which is in hydraulic connection with its channel ( 10 ).