EP1036256B1 - Ventilbetätigungshebel - Google Patents

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EP1036256B1
EP1036256B1 EP98965707A EP98965707A EP1036256B1 EP 1036256 B1 EP1036256 B1 EP 1036256B1 EP 98965707 A EP98965707 A EP 98965707A EP 98965707 A EP98965707 A EP 98965707A EP 1036256 B1 EP1036256 B1 EP 1036256B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tabs
symmetry plane
longitudinal symmetry
actuating lever
valve actuating
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98965707A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1036256A1 (de
Inventor
Helmut Engelhardt
Wolfgang Mayer
Johannnes Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG, INA Waelzlager Schaeffler OHG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1036256A1 publication Critical patent/EP1036256A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1036256B1 publication Critical patent/EP1036256B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/185—Overhead end-pivot rocking arms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49295—Push rod or rocker arm making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20576—Elements
    • Y10T74/20882—Rocker arms

Definitions

  • the present invention relates to a valve operating lever for transmitting the Movement of a cam arranged on a camshaft onto a gas exchange valve an internal combustion engine.
  • a roller rocker arm of the type in question is by DE 195 43 657 A1 became known.
  • the known valve actuation lever has a U-shaped base body on, at one end a pan-like depression is provided with which the lever supports in the installed state via a support element on the cylinder head. At the other end there is the valve contact area through which the gas exchange valve the internal combustion engine depending on the position of the cam of the camshaft is operated.
  • the cam is in a cam contact area with the valve actuation lever Contact, one in this cam contact area with a roller rocker arm roller is rotatably mounted by rolling elements.
  • the base body of the valve actuation lever is formed without cutting and points to the End at which the valve contact area is provided, inwardly bent tabs which form lateral boundary surfaces.
  • the present invention is therefore based on the object of a valve actuation lever and in particular a roller rocker arm and a method for the same To provide production at which the moment of inertia the lever around the axis of rotation is reduced. Another aspect of this task is it to design the valve actuation lever so that the rigidity against the State of the art increased and low manufacturing costs can be achieved.
  • the valve actuation lever according to the invention has a substantially non-cutting shaped elongated body, preferably with a U-shaped profile.
  • the basic body is essentially symmetrical to itself in its longitudinal direction extending longitudinal plane of symmetry.
  • tabs are arranged in the valve contact area, each one have the side surface facing the longitudinal plane of symmetry.
  • the tabs are on molded onto an end edge of this base body and towards the valve contact area bent.
  • At least one of these tabs points away from this plane of longitudinal symmetry away extending transition area, in which the distance between them Side surfaces enlarged and at least one parallel area in which this Side surfaces run essentially parallel to this longitudinal plane of symmetry.
  • the two tabs are at a clear distance at the end edge of the body arranged, which is less than the clear distance of the side surfaces in the parallel area, this distance in each case in a direction perpendicular to the longitudinal plane of symmetry is determined.
  • the design according to the invention has a number of essential advantages.
  • the distance between the tabs on the end edge of the elongated body is constructive Size, which is the width of the elongated body in the valve contact area certainly. By reducing this distance, the width of the elongated one becomes simultaneously Base body at least in the valve contact area and thereby also its Weight decreased. Because the valve contact area is radial from the axis of rotation of the valve operating lever is spaced, this results in a significant reduction the moment of inertia around the axis of rotation of the lever. With that, the forces required to operate the lever are reduced at the same speed, and it becomes the permissible for the valve train with regard to the actuation forces Speed limit raised.
  • the bending lengths of the lever are also transverse to its longitudinal direction reduced, which can increase the rigidity.
  • the tabs are on the base body the bending process molded in such a way that they are parallel to the plane of longitudinal symmetry extend, d. H. run straight. The bending then takes place in such a way that one or both tabs to form the transition area from the longitudinal plane of symmetry be bent away. At the end of the transition area are the tabs then bent in such a way that the inner plane facing the plane of symmetry Side surface of the tab runs parallel to this.
  • this parallel area can then be used connect yet another constriction area in which one or both tabs are facing the longitudinal plane of symmetry again.
  • the tabs are such punched that the transition area and the parallel area already with the deformed tabs are present.
  • the tabs then only have to be bent through 180 ° and then in the bent state, without further bending, the desired contour in the valve contact area.
  • the first and the second embodiment can also be combined with one another.
  • the flaps are stamped into an initial shape followed by a 180 ° bend and an additional bend brought to the longitudinal symmetry plane or away from it into the final shape.
  • Tabs it is also possible to treat the tabs differently, so that e.g. a Tab is only subjected to a bend of approximately 180 °, while the other tab both this bend and a further bend, in particular to the plane of longitudinal symmetry there or away from it.
  • the initial form of Tabs be the same, e.g. the shape of an elongated cuboid parallel to the plane of longitudinal symmetry corresponding longitudinal edges or different from each other his.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the roller finger follower according to the invention.
  • the roller rocker arm has a base body designated 1 overall, which extends essentially symmetrically along a longitudinal plane of symmetry 2.
  • the term plane of symmetry is not to be understood here in a purely geometrical sense, it simply means that essential areas of the valve actuation lever are designed symmetrically to this plane of symmetry.
  • the plane of symmetry 2 1 runs perpendicular to the plane of the drawing and forms in the 2 the sectional plane.
  • the elongated body is, as can be seen from the illustration in FIG. 3, in designed essentially U-shaped and has a symmetrical to the plane of symmetry 2 extending recess 4 in which a roller 7 mounted on rolling elements 6th is arranged. When installed, the roller 7 stands with the cam of a camshaft in contact.
  • this recess 10 for receiving a Support element (not shown) is provided. When installed this element in turn is supported within the cylinder head (not shown) from.
  • This recess 10 is known in the prior art and therefore need not be discussed further here.
  • valve contact area 20 On the left side of the base body in the illustration according to FIG. 1 there is a valve contact area 20 provided.
  • the valve contact area has a surface 21, which is designed to be slightly convex in the exemplary embodiment, but can also do other things Have curvature shapes or just be designed.
  • the valve contact area is through two, the longitudinal symmetry plane 2 facing limited lateral surfaces 23, 24, which are part of the tabs 25, 26.
  • the tabs 25, 26 are formed on an end edge 30 of the elongate base body 1, the end edge 30 being substantially perpendicular to the plane of symmetry 2.
  • the distance between the tabs 25 and 26 corresponds to this end edge of the base body the length a in Fig. 5 between the arrows 31 and 32 or, in other words, the Tabs 25 and 26 are on the end edge 30 of a web 30a, which has the width c (see Fig. 5) between the arrows 33 and 34, integrally formed.
  • both tabs 25, 26 have a transition region 35, 36 on, in which the tabs away from the plane of symmetry 2 extend.
  • a parallel area 37 adjoins this transition area 35, 36 38 in which both tabs run parallel to the plane of symmetry 2.
  • At the tab 26 is followed by a constriction area 40, in which the tab rests on the Plane of symmetry 2 runs.
  • transition area is therefore defined by the fact that here the angular Alignment of the tab or the side surfaces with respect to the longitudinal plane of symmetry changes.
  • the distance between the two tabs corresponds to the distance b, as shown between arrows 42, 43.
  • This distance b is larger than the distance a.
  • the difference between the two routes essentially corresponds to the width savings of the base body compared to the prior art discussed above.
  • the two tabs 25, 26 are located, in particular the representation according to Figure 2 shows, flush, d. H. without space on which curved surface of the valve contact area 20.
  • the tabs can also in this embodiment be designed in the next embodiment so that between the tabs and a gap is provided on the surface of the valve contact area, the tabs are then shaped so that their end area rests on the valve contact area.
  • the end region in the illustration according to FIG. B. at the tab 26 of the Constriction area 40, with respect to the valve contact area, can be fixed in the first alternative, d. H. with flush-fitting tabs, as well as with the second alternative, d. H. in the case of tabs that are partially at a distance from the valve contact area have at the end of an additional connection, preferably by a spot weld is made.
  • the roller rocker arm shown in the embodiment is a total of one Metal sheet punched out and then preferably cold-formed to the in Fig. 1 to 4 to achieve the final design shown.
  • the tabs 25 and 26 are at Punching as an essentially straight extension of the base body 1 educated. Then, as shown in Fig. 6, they are down (in the illustration seen the drawing) reshaped, the distance between the tabs continues corresponds to the distance a. Then the tabs from the plane of symmetry 2 bent away to form the transition region 35, 36.
  • This bending process is carried out so that the tabs are initially at a first bending angle are bent outwards so that the outwards from the plane of symmetry 2nd forms the first part of the transition region 35, 36 and that adjoins it the tabs bent back in the direction of the plane of symmetry 2 be that the further part of the tabs runs parallel to the line of symmetry 2. Only one or both ends of the tabs, as indicated by 40 in Fig. 1, is again with an inward bending angle, formed on the plane of symmetry 2.
  • this design makes it possible run the valve operating lever with a small width. This becomes significant of material saved, thereby reducing the moment of inertia around the axis of rotation reduced and, with otherwise the same dimensions, the rigidity is increased.
  • this essentially corresponds to that shown in FIG. 8 End product, namely the roller finger follower, essentially as shown Fig. 1. Corresponding reference numerals are therefore also used there.
  • the tabs are here during a punching process immediately formed so that the desired transition area is already during the punching process and not, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 6, results in bending.
  • the tab 51 is on the substantially perpendicular to the plane of symmetry 2 End edge 30 of the base body 1 is formed.
  • the tab 51 has a first Area in which the tab is designated 53 even in the undeformed state forms an acute angle to this end edge 30, whereby one of the longitudinal symmetry plane 2 pointing transition area 54 forms.
  • the transition area 54 is followed by a parallel region 55, which is designed parallel to the plane of longitudinal symmetry and there is an area 56 in which the side surface is at an acute angle to the longitudinal plane of symmetry is directed towards.
  • a parallel region 57 is initially provided, which is parallel to the Longitudinal plane of symmetry 2 runs, to which the transition region 58 then adjoins, in which the tab extends outward from the longitudinal plane of symmetry 2.
  • a further parallel area 59 which is parallel to the longitudinal plane of symmetry 2 extends and which forms the side surface 60.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilbetätigungshebel zur Übertragung der Bewegung eines auf einer Nockenwelle angeordneten Nockens auf ein Gaswechsel-Ventil einer Brennkraftmaschine.
Die Aufgabe der Erfindung und ihre Lösung werden nachfolgend am Beispiel eines Rollenschlepphebels beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Beschreibung nicht als Einschränkung der Anwendung der Erfindung zu verstehen ist, es ist vielmehr möglich, die Erfindung auch mit andersartig gestalteten Ventilbetätigungshebeln, wie z. B. mit Kipphebeln oder mit nicht-rollenbetätigten Ventilbetätigungshebeln auszuführen.
Ein Rollenschlepphebel der hier in Rede stehenden Art ist durch die DE 195 43 657 A1 bekannt geworden.
Der bekannte Ventil-Betätigungshebel weist einen U-förmig gestalteten Grundkörper auf, an dessen einem Ende eine pfannenartige Vertiefung vorgesehen ist, mit der sich der Hebel im eingebauten Zustand über ein Stützelement am Zylinderkopf abstützt. Am anderen Ende ist der Ventil-Kontaktbereich vorgesehen, durch den das Gaswechsel-Ventil der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der Stellung des Nockens der Nokkenwelle betätigt wird.
Der Nocken steht mit dem Ventilbetätigungshebel in einem Nocken-Kontaktbereich in Kontakt, wobei in diesem Nocken-Kontaktbereich bei einem Rollenschlepphebel eine durch Wälzelemente drehbar gelagerte Rolle angeordnet ist.
Der Grundkörper des Ventilbetätigungshebels ist spanlos geformt und weist an dem Ende, an dem der Ventil-Kontaktbereich vorgesehen ist, nach innen gebogene Laschen auf, die seitliche Begrenzungsflächen bilden.
Obwohl dieser bekannte Ventilbetätigungshebel seine Funktion sehr zufriedenstellend erfüllt, besteht dennoch das Bedürfnis, die technische Funktionalität weiter zu steigern, indem das Gewicht und damit das Massenträgheitsmoment des Hebels um seine Drehachse vermindert wird, ohne daß die Steifigkeit beeinträchtigt wird. Ferner besteht der Wunsch, die Herstellungskosten weiter zu senken.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Ventilbetätigungshebel und insbesondere einen Rollenschlepphebel sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, bei welchem das Massenträgheitsmoment des Hebels um die Drehachse vermindert ist. Ein weiterer Aspekt dieser Aufgabe ist es, den Ventilbetätigungshebel so zu gestalten, daß die Steifigkeit gegenüber dem Stand der Technik erhöht und günstige Herstellungskosten erreichbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand der Ansprüche 13 und 14.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Ventilbetätigungshebel weist einen im wesentlichen spanlos geformten länglichen Grundkörper, vorzugsweise mit U-förmigem Profil auf. Der Grundkörper ist im wesentlichen symmetrisch zu einer sich in seine Längsrichtung erstreckenden Längssymmetrieebene gestaltet. Zu beiden Seiten dieser Längssymmetrieebene sind im Ventil-Kontaktbereich Laschen angeordnet, welche jeweils eine der Längssymmetrieebene zugewandte Seitenfläche aufweisen. Die Laschen sind an einer Endkante dieses Grundkörpers angeformt und zum Ventil-Kontaktbereich hin umgebogen.
Zumindest eine dieser Laschen weist einen sich von dieser Längssymmetrieebene weg erstreckenden Übergangsbereich auf, in welchem sich der Abstand zwischen diesen Seitenflächen vergrößert sowie wenigstens einen Parallelbereich, in dem diese Seitenflächen im wesentlichen parallel zu dieser Längssymmetrieebene verlaufen.
Die beiden Laschen sind mit einem lichten Abstand an der Endkante des Grundkörpers angeordnet, der geringer ist, als der lichte Abstand der Seitenflächen im Parallelbereich, wobei dieser Abstand jeweils in einer Richtung senkrecht zur Längssymmetrieebene bestimmt wird.
Die erfindungsgemäße Gestaltung hat eine Reihe von wesentlichen Vorteilen.
Der Abstand der Laschen an der Endkante des länglichen Grundkörpers ist eine konstruktive Größe, die die Breite des länglichen Grundkörpers im Ventil-Kontaktbereich bestimmt. Indem dieser Abstand vermindert wird, wird gleichzeitig die Breite des länglichen Grundkörpers zumindest im Ventil-Kontaktbereich und dadurch auch dessen Gewicht vermindert. Da der Ventil-Kontaktbereich radial von der Drehachse des Ventilbetätigungshebels beabstandet ist, ergibt sich dadurch eine wesentliche Verringerung des Massenträgheitsmoments um die Drehachse des Hebels. Damit werden die für die Betätigung des Hebels erforderlichen Kräfte bei gleicher Drehzahl vermindert, und es wird die für den Ventiltrieb im Hinblick auf die Betätigungskräfte zulässige Drehzahlgrenze heraufgesetzt.
Da es möglich ist, bei sonst gleichen Abmessungen die Breite des Hebels zu verringern, werden dadurch auch die Biegelängen des Hebels quer zu seiner Längsrichtung vermindert, wodurch die Steifigkeit erhöht werden kann.
Weiterhin wird durch die Verringerung der Hebelbreite der Materialaufwand verringert, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden. Gegenüber anderen Herstellungsverfahren hat die spanlose Formgebung, bei welcher auch die Laschen durch einen einfachen Stanz- und Biegevorgang hergestellt werden, ohnehin erhebliche Kostenvorteile.
Die Verringerung der Breite des Hebels hat weiterhin den Vorteil, daß der Ventiltrieb insgesamt schmaler bauen kann. Da die Motorkonstrukteure aufgrund der Anforderungen an die Raumökonomie und die Gewichtsoptimierung gezwungen sind, Motoren mit möglichst kurzer Baulänge zu entwickeln, ist dies insbesondere aber nicht nur dann von Bedeutung, wenn aufgrund der Vorgaben für Leistungs- Verbrauchs- und Abgaswerte drei oder mehr Ventile pro Zylinder verwendet werden sollen.
Bei einer ersten, bevorzugten Ausführungsform sind die Laschen am Grundkörper vor dem Biegevorgang derart angeformt, daß sie sich parallel zur Längssymmetrieebene erstrecken, d. h. geradlinig verlaufen. Das Umbiegen erfolgt dann in der Weise, daß eine oder beide Laschen zur Bildung des Übergangbereichs von der Längssymmetrieebene weggebogen werden. Am Ende des Übergangsbereichs werden die Laschen dann in der Weise gebogen, daß die innere, der Symmetrieebene zugewandte Seitenfläche der Lasche parallel zu dieser verläuft.
Je nach den konstruktiven Anforderungen kann sich an diesen parallelen Bereich dann noch ein weiterer Verengungsbereich anschließen, in dem eine oder beide Laschen der Längssymmetrieebene wieder zugewandt sind.
Bei einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Laschen derart gestanzt, daß der Übergangsbereich und der Parallelbereich bereits bei den nicht verformten Laschen vorhanden sind. Die Laschen müssen dann nur um 180° umgebogen werden und weisen im umgebogenen Zustand dann, ohne weiteren Biegevorgang, die gewünschte Kontur im Ventil-Kontaktbereich auf.
Die erste und die zweite Ausführungsform können auch miteinander kombiniert werden. In diesem Fall werden die Laschen durch einen Stanzvorgang in eine Ausgangsform und daran anschließend durch eine Biegung um 180° und eine zusätzliche Biegung zur Längssymmetrieebene hin oder von dieser weg in die Endform gebracht.
Es ist ferner möglich, die Laschen unterschiedlich zu behandeln, so daß also z.B. eine Lasche lediglich einer Biegung um ca. 180° unterworfen wird, während die andere Lasche sowohl diese Biegung als auch eine weitere Biegung insbesondere zur Längssymmetrieebene hin oder von dieser weg erfährt. Dabei kann die Ausgangsform der Laschen gleich sein, z.B. der Form eines länglichen Quaders mit parallel zur Längssymmetrieebene verlaufenden Längskanten entsprechen oder voneinander unterschiedlich sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Darin zeigen:
Figur 1
eine Untersicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches als Rollenschlepphebel ausgebildet ist;
Figur 2
einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;
Figur 3
einen Schnitt durch die Darstellung gemäß Fig. 2 entlang der Linien III-III gesehen;
Figur 4
eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1;
Figur 5
eine Ansicht des Rollenschlepphebels des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 während der Fertigung, von unten gesehen;
Figur 6
eine Darstellung entsprechend der Fig. 5 in einem weiteren Stadium der Fertigung;
Figur 7
ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rollenschlepphebels in einem vorhergehenden Stadium der Fertigung, von unten gesehen;
Figur 8
den Rollenschlepphebel gemäß Fig. 7 in einer Ansicht von unten gesehen;
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die Figuren 1 bis 6 beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rollenschlepphebels.
Der Rollenschlepphebel weist einen insgesamt mit 1 bezeichneten Grundkörper auf, der sich im wesentlichen symmetrisch entlang einer Längssymmetrieebene 2 erstreckt. Der Begriff Symmetrieebene ist hier nicht im rein geometrischen Sinn zu verstehen, sondern bedeutet lediglich, daß wesentliche Bereiche des Ventilbetätigungshebels symmetrisch zu dieser Symmetrieebene gestaltet sind. Die Symmetrieebene 2 verläuft in der Darstellung gemäß Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene und bildet in der Darstellung gemäß Fig. 2 die Schnittebene.
Der längliche Grundkörper ist, wie aus der Darstellung gemäß Fig. 3 ersichtlich, im wesentlichen U-förmig gestaltet und weist eine sich symmetrisch zur Symmetrieebene 2 erstreckende Aussparung 4 auf, in der eine über Wälzelemente 6 gelagerte Rolle 7 angeordnet ist. Im eingebauten Zustand steht die Rolle 7 mit dem Nocken einer Nokkenwelle in Kontakt.
Im rechten Teil der Darstellung gemäß Fig. 1 ist eine Vertiefung 10 zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Abstützelementes vorgesehen. Im eingebauten Zustand stützt sich dieses Element seinerseits innerhalb des (nicht dargestellten) Zylinderkopfes ab. Die Gestaltung dieser Vertiefung 10 ist im Stand der Technik bekannt und braucht deshalb hier nicht weiter erörtert zu werden.
Auf der in der Darstellung gemäß Fig. 1 linken Seite des Grundkörpers ist ein Ventil-Kontaktbereich 20 vorgesehen. Der Ventil-Kontaktbereich weist eine Fläche 21 auf, die beim Ausführungsbeispiel leicht konvex gestaltet ist, kann aber auch andere Krümmungsformen aufweisen oder eben gestaltet sein.
Der Ventil-Kontaktbereich ist durch zwei, der Längssymmetrieebene 2 zugewandte seitliche Flächen 23, 24 begrenzt, die Teil der Laschen 25, 26 sind.
Die Laschen 25, 26 sind an einer Endkante 30 des länglichen Grundkörpers 1 angeformt, wobei die Endkante 30 im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieebene 2 ist. Der Abstand der Laschen 25 und 26 an dieser Endkante des Grundkörpers entspricht der Länge a in Fig. 5 zwischen den Pfeilen 31 und 32 oder, anders ausgedrückt, die Laschen 25 und 26 sind an der Endkante 30 eines Steges 30a, welcher die Breite c (siehe Fig. 5) zwischen den Pfeilen 33 und 34 aufweist, angeformt.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weisen beide Laschen 25, 26 einen Übergangsbereich 35, 36 auf, in dem die Laschen sich von der Symmetrieebene 2 weg erstrecken. An diesen Übergangsbereich 35, 36 schließt sich ein Parallelbereich 37, 38 an, in dem beide Laschen parallel zur Symmetrieebene 2 verlaufen. Bei der Lasche 26 schließt sich daran ein Verengungsbereich 40 an, in dem die Lasche wieder auf die Symmetrieebene 2 zu verläuft.
Der Begriff Übergangsbereich ist folglich dadurch definiert, daß sich hier die winkelmäßige Ausrichtung der Lasche bzw. der Seitenflächen in bezug auf die Längssymmetrieebene ändert.
Im Parallelbereich 37, 38 entspricht der Abstand der beiden Laschen der Strecke b, wie zwischen den Pfeilen 42, 43 dargestellt. Dieser Abstand b ist größer als der Abstand a. Die Differenz der beiden Strecken entspricht im wesentlichen der Breiteneinsparung des Grundkörpers gegenüber dem eingangs erörterten Stand der Technik.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die beiden Laschen 25, 26, wie insbesondere die Darstellung gemäß Figur 2 zeigt, bündig, d. h. ohne Zwischenraum, auf der gekürmmten Fläche des Ventil-Kontaktbereichs 20 auf.
Davon abweichend können die Laschen bei diesem Ausführungsbeispiel und auch beim nächsten Ausführungsbeispiel so gestaltet sein, daß zwischen den Laschen und der Fläche des Ventilkontaktbereichs ein Spalt vorgesehen ist, wobei die Laschen dann so geformt sind, daß ihr Endbereich auf dem Ventil-Kontaktbereich aufliegt. Um den Endbereich, in der Darstellung gemäß Figur 1 ist dies z. B. bei der Lasche 26 der Verengungsbereich 40, in bezug auf den Ventilkontaktbereich zu fixieren, kann sowohl bei der ersten Alternative, d. h. bei bündig aufliegenden Laschen, als auch bei der zweiten Alternative, d. h. bei Laschen, die teilweise einen Abstand zum Ventil-Kontaktbereich aufweisen, am Ende eine zusätzliche Verbindung, vorzugsweise durch einen Schweißpunkt hergestellt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung wird nun in bezug auf die Fig. 5 und 6 erläutert.
Der im Ausführungsbeispiel gezeigte Rollenschlepphebel wird insgesamt aus einem Metallblech ausgestanzt und dann vorzugsweise kalt verformt, um die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte endgültige Gestaltung zu erlangen. Die Laschen 25 und 26 werden beim Stanzen als im wesentlichen geradlinig verlaufende Verlängerung des Grundkörpers 1 ausgebildet. Anschließend werden sie, wie in Fig. 6 gezeigt, nach unten (in der Darstellung der Zeichnung gesehen) umgeformt, wobei der Abstand der Laschen weiterhin dem Abstand a entspricht. Anschließend werden die Laschen von der Symmetrieebene 2 weg gebogen, um den Übergangsbereich 35, 36 zu bilden. Dieser Biegevorgang wird so ausgeführt, daß die Laschen zunächst in einem ersten Biegewinkel nach außen gebogen sind, so daß sich der nach außen von der Symmetrieebene 2 wegverlaufende erste Teil des Übergangsbereichs 35, 36 bildet und daß daran anschließend die Laschen derart in Richtung auf die Symmetrieebene 2 zurückgebogen werden, daß der weitere Teil der Laschen parallel zur Symmetrielinie 2 verläuft. Lediglich ein oder beide Enden der Laschen, wie durch 40 in Fig. 1 angedeutet, ist wieder mit einem Biegewinkel nach innen, auf die Symmetrieebene 2 hin geformt.
Wie die Darstellung gemäß Fig. 1 bis 6 zeigt, ist es durch diese Gestaltung möglich, den Ventilbetätigungshebel mit einer geringen Breite auszuführen. Dadurch wird erheblich an Material eingespart, wodurch das Massenträgheitsmoment um die Drehachse vermindert und, bei sonst gleichen Abmessungen, die Steifigkeit erhöht wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun in bezug auf die Fig. 7 und 8 erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht das in Fig. 8 im wesentlichen dargestellte Endprodukt, nämlich der Rollenschlepphebel, im wesentlichen der Darstellung gemäß Fig. 1. Es werden deshalb dort auch entsprechende Bezugszeichen verwendet.
Ein Unterschied ergibt sich aber in der Gestaltung der Laschen 51 und 52.
Wie die Darstellung gemäß Fig. 7 zeigt, werden hier die Laschen bei einem Stanzvorgang unmittelbar so gebildet, daß sich der gewünschte Übergangsbereich bereits während des Stanzvorganges und nicht, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 6, beim Biegen ergibt.
Die Lasche 51 ist an der im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieebene 2 verlaufenden Endkante 30 des Grundkörpers 1 angeformt. Die Lasche 51 weist einen ersten Bereich auf, bei dem die Lasche auch in unverformtem Zustand einen mit 53 bezeichneten spitzen Winkel zu dieser Endkante 30 bildet, wodurch sich ein von der Längssymmetrieebene 2 weg weisender Übergangsbereich 54 bildet. Dem Übergangsbereich 54 folgt ein Parallelbereich 55, der parallel zur Längssymmetrieebene gestaltet ist und daran ein Bereich 56, bei dem die Seitenfläche im spitzen Winkel zur Längssymmetrieebene hin gerichtet ist.
Bei der Lasche 52 ist zunächst ein Parallelbereich 57 vorgesehen, der parallel zur Längssymmetrieebene 2 verläuft, an den sich dann der Übergangsbereich 58 anschließt, bei dem die Lasche von der Längssymmetrieebene 2 weg nach außen verläuft. Daran schließt sich ein weiterer Parallelbereich 59 an, der parallel zur Längssymmetrieebene 2 verläuft und der die Seitenfläche 60 bildet.
Das Verfahren zur Herstellung dieses Ventilbetätigungshebels ist ähnlich gestaltet wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Laschen werden auch hier um ca. 180° gebogen, wodurch sich eine Gestaltung des Schlepphebels entsprechend der Fig. 8 ergibt. Die auf die Längssymmetrieebene zu oder von dieser weg gerichtete Biegung entfällt hier allerdings. Das Stanzwerkzeug ist insgesamt etwas aufwendiger gestaltet als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 6. Dem steht aber der Vorteil gegenüber, daß der Biegevorgang leichter vonstatten geht.
Bezugszeichenliste
1
Grundkörper
2
Längssymmetrieebene
4
Aussparung
6
Wälzelement
7
Rolle
10
Vertiefung
20
Ventil-Kontaktbereich
21
Fläche von 20
23, 24
Seitliche Fläche
25, 26
Lasche
30
Endkante
30a
Steg
31, 32
Pfeil
33, 34
Pfeil
35, 36
Übergangsbereich
37, 38
Parallelbereich
40
Verengungsbereich
42, 43
Pfeil
51, 52
Lasche
53
spitzer Winkel
54
Übergangsbereich
55
Parallelbereich
56
Verengungsbereich
58
Übergangsbereich
59
Parallelbereich
60
seitliche Fläche
a
Abstand senkrecht zur Längssymmetrieebene
b
Abstand senkrecht zur Längssymmetrieebene
c
Breite zwischen den Pfeilen 33 und 34

Claims (15)

  1. Ventilbetätigungshebel zur Übertragung der Bewegung eines auf einer Nockenwelle angeordneten Nockens auf ein Gaswechsel-Ventil einer Brennkraftmaschine mit:
    einem im wesentlichen spanlos geformten länglichen Grundkörper (1), der im wesentlichen symmetrisch zu einer sich in seine Längsrichtung erstreckenden Längssymmetrieebene (2) gestaltet ist,
    einem an einem ersten Ende dieses Grundkörpers angeordneten Ventil-Kontaktbereich (20),
    zwei zu beiden Seiten dieser Längssymmetrieebene im Ventil-Kontaktbereich angeordneten Laschen (25, 26; 51, 52), welche jeweils eine der Längssymmetrieebene zugewandte Seitenfläche (23, 24; 60, 61) aufweisen, wobei diese Laschen an diesem Grundkörper angeformt und zu diesem Ventil-Kontaktbereich hin umgebogen sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß diese Laschen an einer Endkante (30) dieses länglichen Grundkörpers mit einem lichten Abstand (a) angeordnet sind, der geringer ist, als der lichte Abstand (b) der Seitenflächen im Ventil-Kontaktbereich, wobei der Abstand jeweils in einer Richtung senkrecht zur Längssymmetrieebene (2) gemessen wird, und
    daß zumindest eine dieser Laschen wenigstens einen sich von dieser Längssymmetrieebene weg erstreckenden Übergangsbereich (35, 36; 54, 58) aufweist, in welchem sich der Abstand zwischen diesen Seitenflächen vergrößert sowie wenigstens einen Parallelbereich (37, 38; 55, 59) , in dem diese Seitenflächen im wesentlichen parallel zu dieser Längssymmetrieebene (2) verlaufen.
  2. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Übergangsbereich (35, 36) durch eine plastische Verformung geschaffen ist.
  3. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Übergangsbereich (54, 58) durch einen materialtrennenden Vorgang geschaffen ist.
  4. Ventilbetätigungshebel gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine dieser Laschen einen sich an diesen Parallelbereich anschließenden Verengungsbereich (40, 56) aufweist, in welchem die Lasche auf die Längssymmetrieebene (2) hin zulaufend ausgebildet ist.
  5. Ventilbetätigungshebel gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß dieser Grundkörper in einer Schnittebene, die senkrecht zur Längssymmetrieebene liegt, im wesentlichen U-förmig gestaltet ist.
  6. Ventilbetätigungshebel gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Laschen im Querschnitt rechtwinklig und vorzugsweise quadratisch ausgebildet sind.
  7. Ventilbetätigungshebel gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilkontaktbereich (20) bildende Fläche (21) gekrümmt verläuft und daß die Laschen derartig gebogen sind, daß sie der Krümmung folgend auf dieser Fläche aufliegen.
  8. Ventilbetätigungshebel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventil-Kontaktbereich (20) bildende Fläche (21) gekrümmt verläuft und daß die Laschen derartig gebogen sind, daß sie in einem Teilbereich einen Abstand zu dieser Fläche aufweisen und nur an ihrem Endbereich auf dieser Fläche aufliegen.
  9. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Krümmung zumindest teilweise eine konvexe Krümmung ist.
  10. Ventilbetätigungshebel gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Ventilhebel als Schlepphebel ausgebildet ist.
  11. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Ventilbetätigungshebel als Rollenschlepphebel ausgebildet ist.
  12. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Rollenschlepphebel eine über Wälzelemente (6) drehbar gelagerte Rolle (7) aufweist.
  13. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    dieser Grundkörper (1) im Querschnitt U-förmig ist und daß diese Laschen an einer Endkante (30) dieses Grundkörpers angeformt sind, und zwar an einem Steg (30a) geringer Breite (c) des U-förmigen Grundkörpers (1).
  14. Verfahren zur Herstellung eines Ventilbetätigungshebels und insbesondere eines Ventilbetätigungshebels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 mit folgenden Verfahrensschritten:
    Ausstanzen eines länglichen Grundkörpers (1), der im wesentlichen symmetrisch zu einer sich in seine Längsrichtung erstreckenden Längssymmetrieebene (2) gestaltet ist, mit zwei zu beiden Seiten dieser Längssymmetrieebene (2) an einer Endkante angeordneten Laschen (25, 26), welche jeweils eine der Längssymmetrieebene (2) zugewandte Seitenfläche (23, 24) aufweisen, wobei diese Laschen (25, 26) an diesem Grundkörper (1) angeformt sind, und parallel zu dieser Längssymmetrieebene (2) verlaufen,
    Biegen dieser Laschen (25, 26) um einen Winkel von ungefähr 180°,
    Biegen von zumindest eine dieser Laschen (25, 26) zur Bildung eines sich von dieser Längssymmetrieebene (2) weg erstreckenden Übergangsbereichs (35, 36), in welchem sich der Abstand zwischen diesen Seitenflächen (23, 24) vergößert, sowie wenigstens eines Parallelbereichs (37, 38), in dem diese Seitenflächen (23, 24) im wesentlichen parallel zu dieser Längssymmetrieebene (2) verlaufen
  15. Verfahren zur Herstellung eines Ventilbetätigungshebel und insbesondere eines Ventilbetätigungshebels gemäß einem der Ansprüche 3 bis 13 mit folgenden Verfahrensschritten:
    Ausstanzen eines länglichen Grundkörpers (1), der im wesentlichen symmetrisch zu einer sich in seine Längsrichtung erstreckenden Längssymmetrieebene (2) gestaltet ist, mit zwei zu beiden Seiten dieser Längssymmetrieebene (2) angeordneten Laschen (51, 52), welche jeweils eine der Längssymmetrieebene (2) zugewandte Seitenfläche (60, 61) aufweisen, wobei diese Laschen (51, 52) an diesem Grundkörper angeformt sind, und wobei zumindest eine dieser Laschen (51, 52) wenigstens einen sich von dieser Längssymmetrieebene (2) weg erstreckenden Übergangsbereich (54, 58) aufweist, in welchem sich der Abstand zwischen diesen Seitenflächen (60, 61) vergrößert sowie wenigstens einen Parallelbereich (55, 59), in dem diese Seitenflächen (60, 61) im wesentlichen parallel zu dieser Längssymmetrieebene (2) verlaufen
    Biegen dieser Laschen um einen Winkel von ungefähr 180°.
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