EP1573174A1 - Zwischenhebel für einen variablen ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

Zwischenhebel für einen variablen ventiltrieb einer brennkraftmaschine

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EP1573174A1
EP1573174A1 EP03767808A EP03767808A EP1573174A1 EP 1573174 A1 EP1573174 A1 EP 1573174A1 EP 03767808 A EP03767808 A EP 03767808A EP 03767808 A EP03767808 A EP 03767808A EP 1573174 A1 EP1573174 A1 EP 1573174A1
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EP
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intermediate lever
lever according
guide
return spring
extension
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Wolfgang Mayer
Harald Smola
Klaus Bonaventura
Horst DÖPPLING
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INA Schaeffler KG
Schaeffler KG
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    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • the invention relates to an intermediate lever for a variable valve train of an internal combustion engine, with a loading and a swiveling end, a cam contact surface and a system for a return spring, the loading end running on the end face of the intermediate lever and being provided with a sliding surface for contact with a lever-like valve opener.
  • the pivot end is designed to be communicable with eccentric means for changing the position of the intermediate lever and wherein the cam contact surface is arranged between the loading and the pivot end.
  • the object of the invention is therefore to provide an intermediate lever of the aforementioned type, in which the disadvantages mentioned are eliminated with simple means.
  • the intermediate lever consists of thin-walled sheet metal material and is produced essentially in a stamping and bending process.
  • the system is positioned on an upper or lower side of the intermediate lever at the edge region at the end of the loading and that a crowned extension for contact of a leg extends in the direction of the upper or lower side Torsion spring as a return spring, the system is laterally limited by two guide plates.
  • the system for the return spring which is preferably designed as a torsion spring, with one leg of the aforementioned spring on the system
  • the guide tabs proposed according to the invention for limiting the system give the intermediate lever excellent guidance in its state clamped in the valve train. Due to the crowning of the system, edge contact of the corresponding leg of the torsion spring during a pivoting movement of the intermediate lever is also avoided.
  • a claim also relates to a solution in which the guide tabs are formed from side surfaces of the system.
  • the system must have a wing-like attachment on each side, which attachments are then bent towards one another. If necessary, the additional fixing measures mentioned below can be omitted here.
  • This embodiment is otherwise not shown in the drawing. Possibly. In this case, it can also be provided in the first-mentioned variant to additionally secure the guide tabs with the system, for example via a welded connection.
  • the wells mentioned can, for. B. immediately after punching out the contour of the intermediate lever, for example by an embossing process. However, it is also conceivable to put it through easily or to cut it.
  • the cam contact surface is produced as a preferably roller-mounted roller, the friction work in this area is additionally minimized.
  • Figure 2 shows the intermediate lever as a blank punch in front of it
  • FIGS. 3-5 in a spatial view the intermediate lever with the system according to the invention and the guide tabs.
  • the intermediate lever 1 consists of thin-walled sheet metal (steel sheet) and is manufactured in a stamping and bending process.
  • FIG. 2 shows the punch blank. If the wing-like lugs lying to the side of the line of symmetry are bent up while maintaining a base area to form a loading end 2 or a sliding surface 7, the final design of the intermediate lever 1 shown in FIGS. 3 to 5 essentially results, but before the bending process mentioned it is it is still necessary to position the system marked "5" approximately orthogonally to the plate, so that after bending, this system 5 already exists between guide tabs 12, 13 thus formed (design according to FIG. 5).
  • the intermediate lever 1 generally consists of 2 parallel side walls 19, 20, wherein it has a loading and a pivoting end 2, 3.
  • the application end 2 is formed here over its entire length as a sliding surface 7 for contact with a lever-like valve opener such as a rocker arm or rocker arm and is arranged on the end of the intermediate lever 1.
  • the swiveling end 3, on the other hand, is designed here with a rotatable roller for engagement in or of eccentric means (s) for changing the position of the intermediate lever 1 (BMW-Valvetronic system).
  • the lever has a cam contact surface 4 designed here as a rotatable roller.
  • a return spring 6 (see FIG. 1) is provided, which is designed here as a torsion spring, one leg 11 of which rests on the system 5.
  • the use of the torsion spring has several advantages, for example also in terms of installation space, as already mentioned in the introduction to the description.
  • the intermediate lever 1 is made from a thin-walled sheet metal material in a stamping and bending process.
  • the system 5 for the leg 11 of the return spring 6 with lateral guide tabs 12, 13 is created without the use of separate components. Because the system 5 preferably has a spherical shape, there is no edge contact with undesired wear etc. when the intermediate lever 1 pivots.
  • the system 5, as can be seen from FIGS. 3 to 5, is curved in the direction of the upper side 8 Extension of the application end 2 produced.
  • each guide lug 12, 13 consists of a strip-like extension, which starts from an end face 14 of the system 5 and is bent back like a horn onto the system 5 in the direction of the end 2 of the loading.
  • each guide tab 12, 13 is produced as a section projecting away from the upper side 8.
  • the guide tabs point approximately orthogonally from the top 8.
  • embossed depressions 17, 18 are generated on the inside of the guide tabs 12, 13, for example.
  • the system 5 is held in these with its corresponding sides 15, 16. Thus, bending of the system 5 is prevented when the intermediate lever 1 is operated.
  • An additional hold can be generated by additional welding or the like in the transition area from the guide plates 12, 13 to the system 5. All in all, there is therefore an intermediate lever 1 which dispenses with the casting design previously used in the prior art and thus has mass advantages. Likewise, the manufacturing costs can be reduced through the sheet metal training. Furthermore, the system 5 with limiting guide tabs 12, 13, which is connected in one piece to the intermediate lever 1, creates an excellent system for the leg 11 of the return spring 6 and the intermediate lever 1 experiences additional guidance in its “clamped” state in a variable, preferably fully variable, valve train.

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Abstract

Vorgeschlagen ist ein Zwischenhebel (1) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Beaufschlagungs- und einem Schwenkende (2, 3), einer Nockenanlauffläche (4) sowie einer Anlage (5) für eine Rückstellfeder (6), wobei das Beaufschlagungsende (2) stirnseitig am Zwischenhebel (1) verläuft und mit einer Gleitfläche (7) für einen Kontakt mit einem hebelartigen Ventilöffner versehen ist, wobei das Schwenkende (3) mit Exzentermitteln zu einer Lageänderung des Zwischenhebels (1) kommunizierbar ausgelegt ist und wobei zwischen dem Beaufschlagungs- und dem Schwenkende (2, 3) die Nockenanlauffläche (4) angeordnet ist, wobei erfindungsgemäß der Zwischenhebel (1) aus dünnwandigem Blechwerkstoff besteht und im wesentlichen in einem Stanz- Biegevorgang hergestellt ist, wobei die Anlage (5) an einer Oberseite (8, 9) des Zwischenhebels (1) am Kantenbereich (10) zu dem Beaufschlagungsende (2) positioniert ist und in Richtung der Oberseite (8, 9) verlaufend eine ballige Erstreckung für einen Kontakt eines Schenkels (11) einer Drehfeder als Rückstellfeder (6) hat und wobei die Anlage (5) lateral von zwei Führungslaschen (12, 13) begrenzt ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Beaufschlagungs- und einem Schwenkende, einer Nockenanlauffläche sowie einer Anlage für eine Rückstellfeder, wobei das Beaufschlagungsende stirnseitig am Zwischenhebel verläuft und mit einer Gleitfläche für einen Kontakt mit einem hebelartigen Ventilöffner versehen ist, wobei das Schwenkende mit Exzentermitteln zu einer Lageänderung des Zwischenhebels kommunizierbar ausgelegt ist und wobei zwischen dem Beaufschlagungs- und dem Schwenkende die Nockenanlauffläche angeordnet ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Zwischenhebel geht aus der als gattungsbildend betrachteten EP 0 638 706 A1 hervor. Diesem sind mehrere Nachteile immanent. Zum einen ist er gießtechnisch gefertigt. Dies wirkt sich negativ auf die Fertigungskosten sowie die Masse aus. Des Weiteren ist festzustellen, dass als Rückstellfeder eine recht aufwändig quer angreifende Schraubenfeder appliziert ist, die end- seitig an einer Platte befestigt ist. Diese Schraubenfeder vergrößert in Querrichtung des Zylinderkopfes unnötig den Bauraum. Ggf. kann es bei sehr en- gen Bauraumverhältnissen am oder im Zylinderkopf vorkommen, dass die Schraubenfeder nur äußerst schwer unterzubringen ist. Schließlich wird festgestellt, dass, da der vorgenannte Zwischenhebel lediglich zwischen die Bauteile Nocken der Nockenwelle, Exzenter, Rückstellfeder und hebelartiger Ven- tilöffner eingespannt ist, diesem somit eine ausreichend gute Führung, beispielsweise in Seitenrichtung, fehlt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zwischenhebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Zwischenhebel aus dünnwandigem Blechwerkstoff besteht und im wesentlichen in einem Stanz- Biegevorgang hergestellt ist. Dabei ist es gemäß einer ersten, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Anlage an einer Ober- oder Unterseite des Zwischenhebels am Kantenbereich zu dem Beaufschlagungsende positioniert ist und in Richtung der Ober- oder Unterseite verlaufend eine ballige Erstreckung für einen Kontakt eines Schenkels einer Drehfeder als Rückstellfeder hat, wobei die Anlage lateral von zwei Führungslaschen begrenzt ist.
Somit sind die eingangs beschriebenen Nachteile wirkungsvoll eliminiert. Durch die Blechausbildung des Zwischenhebels ist dieser zum einen ver- gleichsweise leicht. Zum anderen erkennt der Fachmann, dass sich eine derartige Fertigung aus Blechwerkstoff, ausreichende Steifigkeit und Bauteilbeiast- barkeit vorausgesetzt, deutlich billiger darstellen läßt, als die gießtechnische Variante.
Die Anlage für die Rückstellfeder, die vorzugsweise als Drehschenkelfeder ausgebildet ist, wobei auf der Anlage ein Schenkel der vorgenannten Feder zur
Anlage kommen soll, hat in Längsrichtung des Zwischenhebels einen balligen
Verlauf und geht vorzugsweise einteilig von dessen Beaufschlagungsende aus.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Führungslaschen zur Begrenzung der Anlage geben dem Zwischenhebel eine hervorragende Führung in seinem in den Ventiltrieb eingespannten Zustand. Aufgrund der Balligkeit der Anlage wird zudem ein Kantenkontakt des entsprechenden Schenkels der Drehfeder bei einer Verschwenkbewegung des Zwischenhebels vermieden.
Weitere Unteransprüche betreffen zweckmäßige Gestaltungsvarianten der Führungslaschen. Einerseits können diese aus einer Stirnseite der Anlage herausgehen und hörnerartig auf die Anlage zurückgebogen verlaufen. Andererseits ist es vorgesehen, die Führungslaschen als senkrecht von der Ober- oder Unterseite des Zwischenhebels wegstehende Ansätze auszubilden.
Bei letztgenannter Variante kann es gemäß einer zweckmäßigen Konkretisierung vorgesehen sein, die Anlage in Vertiefungen der Führungslaschen zu befestigen. Aufgrund dieser Gestaltung ist wirkungsvoll ein unerwünschtes Verbiegen der Anlage im Beaufschlagungsfall vermieden.
Auch bezieht sich ein Anspruch auf eine Lösung, bei welcher die Führungslaschen aus Seitenflächen der Anlage gebildet sind. Hierzu muß die Anlage seitlich je einen flügelartigen Ansatz aufweisen, welche Ansätze dann aufeinander zu gebogen sind. Hier können ggf. die nachfolgend genannten zusätzlichen Fixiermaßnahmen entfallen. Diese Ausgestaltung ist im übrigen zeichnerisch nicht näher ausgeführt. Ggf. kann es bei dieser aber auch bei der erstgenannten Variante vorgesehen sein, die Führungslaschen mit der Anlage beispielsweise über eine Schweißverbindung zusätzlich zu sichern.
Die genannten Vertiefungen können z. B. unmittelbar nach einem Ausstanzen der Kontur des Zwischenhebels, beispielsweise durch einen Prägevorgang, eingebracht werden. Denkbar ist jedoch auch ein leichtes Durchstellen bzw. ein spanabhebender Vorgang.
Wird, wie zusätzlich vorgeschlagen, die Nockenanlauffläche als vorzugsweise wälzgelagerte Rolle hergestellt, so ist die Reibarbeit in diesem Bereich zusätzlich minimiert.
Der Schutzbereich dieser Erfindung ist ausdrücklich auch auf Lösungen abge- stellt, bei denen die erfindungsgemäßen Maßnahmen gemäß Anspruch 2 und ff. getroffen sind, jedoch der Zwischenhebel nicht aus Blechwerkstoff besteht u./o. nicht in einem Stanz- Biegevorgang gefertigt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in einer Seitenansicht einen Zwischenhebel mit als
Drehschenkel ausgebildeter Rückstellfeder;
Figur 2 den Zwischenhebel als Stanzrohling vor dessen
Biegevorgang; und die Figuren 3 - 5 in einer räumlichen Ansicht den Zwischenhebel mit erfindungsgemäßer Anlage und den Führungslaschen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Der Zwischenhebel 1 besteht erfindungsgemäß aus dünnwandigem Blech (Stahlblech) und ist in einem Stanz- Biegevorgang gefertigt. Hierzu wird auf die Figur 2 verwiesen, welche den Stanzrohling zeigt. Werden die seitlich der Symmetrielinie liegenden flügelartigen Ansätze unter Beibehaltung einer Grundfläche zur Bildung eines Beaufschlagungsendes 2 bzw. einer Gleitfläche 7 hochgebogen, so ergibt sich im Wesentlichen die aus den Figuren 3 bis 5 ersichtliche endgültige Gestaltung des Zwischenhebels 1. Vor dem genannten Biegevorgang allerdings ist es noch notwendig, die mit „5" gekennzeichnete Anlage in etwa orthogonal zur Platine anzustellen, so dass nach dem Biegen diese Anlage 5 schon zwischen somit gebildeten Führungslaschen 12, 13 (Design nach Figur 5) vorliegt.
Der Zwischenhebel 1 besteht generell aus 2 parallelen Seitenwänden 19, 20, wobei er ein Beaufschlagungs- und ein Schwenkende 2, 3 hat. Das Beaufschlagungsende 2 ist hier über dessen gesamte Länge als Gleitfläche 7 für einen Kontakt mit einem hebelartigen Ventilöffner wie einem Schwing- oder Schlepphebel ausgebildet und stirnseitig am Zwischenhebel 1 angeordnet. Das Schwenkende 3 hingegen ist hier mit einer drehbaren Rolle für einen Eingriff in bzw. von Exzentermittel(n) zur Lageänderung des Zwischenhebels 1 ausgebildet (System BMW-Valvetronic).
Zwischen dem Beaufschlagungs- und dem Schwenkende 2, 3 hat der Hebel eine hier als drehbare Rolle ausgebildete Nockenanlauffläche 4. Um eine permanente Nockenanlage des Zwischenhebels 1 zu garantieren, ist eine Rückstellfeder 6 (siehe Figur 1 ) vorgesehen, die hier als Drehfeder ausgebildet ist, wobei deren einer Schenkel 11 an der Anlage 5 anliegt. Die Verwendung der Drehfeder hat mehrere Vorteile, beispielsweise auch bauraum- mäßige, so wie sie beschreibungseinleitend schon genannt wurden.
Wie genannt ist der Zwischenhebel 1 aus einem dünnwandigen Blechwerkstoff in einem Stanz- Biegevorgang gefertigt. Dabei ist ohne Verwendung separater Bauteile die Anlage 5 für den Schenkel 11 der Rückstellfeder 6 mit seitlichen Führungslaschen 12, 13 geschaffen. Dadurch, dass die Anlage 5 vorzugsweise einen balligen Verlauf hat, kommt es bei einer Verschwenkbewegung des Zwischenhebels 1 nicht zu einem Kantenkontakt mit unerwünschtem Verschleiß etc. Die Anlage 5 ist, wie aus den Figuren 3 bis 5 hervorgeht, als in Richtung der Oberseite 8 gebogene Verlängerung des Beaufschlagungsendes 2 herge- stellt.
Nach dem in den Figuren 3, 4 Offenbarten besteht jede Führungslasche 12, 13 aus einem streifenartigen Ansatz, welcher von einer Stirnseite 14 der Anlage 5 ausgeht und hörnerartig auf die Anlage 5 in Richtung zum Beaufschlagung- sende 2 zurückgebogen verläuft.
Gemäß alternativer Ausgestaltung nach Figur 5 ist jede Führungslasche 12, 13 als von der Oberseite 8 weg ragender Abschnitt hergestellt. In diesem Fall weisen die Führungslaschen in etwa orthogonal von der Oberseite 8 weg. Zu er- kennen ist zudem, dass an Innenseiten der Führungslaschen 12, 13 beispielsweise geprägte Vertiefungen 17, 18 generiert sind. In diesen ist die Anlage 5 mit ihren entsprechenden Seiten 15, 16 gehalten. Somit wird bei Betrieb des Zwischenhebels 1 ggf. ein Verbiegen der Anlage 5 verhindert.
Über eine zusätzliche Verschweißung o. ä. im Übergangsbereich von den Führungslaschen 12, 13 zur Anlage 5 kann ein zusätzlicher Halt erzeugt werden. Alles in allem liegt somit ein Zwischenhebel 1 vor, der auf die bisher im Stand der Technik verwendete Gußausbildung verzichtet und somit Massevorteile hat. Gleichfalls sind durch die Blechausbildung die Fertigungskosten absenkbar. Des weiteren wird durch die einteilig mit dem Zwischenhebel 1 verbundene Anlage 5 mit begrenzenden Führungslaschen 12, 13 eine hervorragende Anlage für den Schenkel 11 der Rückstellfeder 6 geschaffen und der Zwischenhebel 1 erfährt eine zusätzliche Führung in seinem „eingespannten" Zustand im variablen, vorzugsweise vollvariablen, Ventiltrieb.
Liste der Bezugszahlen
Zwischenhebel
Beaufschlagungsende
Schwenkende
Nockenanlauffläche
Anlage
Rückstellfeder
Gleitfläche
Oberseite
Unterseite
Kantenbereich
Schenkel
Führungslasche
Führungslasche
Stirnseite
Seite
Seite
Vertiefung
Vertiefung
Seitenwand
Seitenwand

Claims

Patentansprüche
1. Zwischenhebel (1 ) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Beaufschlagungs- und einem Schwenkende (2, 3), einer Nocken- anlauffläche (4) sowie einer Anlage (5) für eine Rückstellfeder (6), wobei das Beaufschlagungsende (2) stirnseitig am Zwischenhebel (1) verläuft und mit einer Gleitfläche (7) für einen Kontakt mit einem hebelartigen Ventilöffner versehen ist, wobei das Schwenkende (3) mit Exzentermitteln zu dessen Lageänderung kommunizierbar ausgelegt ist und wobei zwischen dem Beaufschlagungs- und Schwenkende (2, 3) die Nockenanlauffläche (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhebel (1 ) aus dünnwandigem Blechwerkstoff besteht und im wesentlichen in einem Stanz- Biegevorgang hergestellt ist.
2. Zwischenhebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (5) an einer Ober- oder Unterseite (8, 9) des Zwischenhebels (1 ) am Kantenbereich (10) zu dem Beaufschlagungsende (2) positioniert ist und in Richtung der Ober- oder Unterseite (8, 9) verlaufend eine ballige Erstreckung für einen Kontakt eines Schenkels (11 ) einer Drehfeder als Rückstell- feder (6) hat und wobei die Anlage (5) lateral von zwei Führungslaschen
(12, 13) begrenzt ist.
3. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (5) mit Ihren Führungslaschen (12, 13) einteilig mit dem Zwischenhebel (1 ) verbunden ist.
4. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (5) als in Richtung der Ober- oder Unterseite (8, 9) gebogene Verlängerung des Beaufschlagungsendes (2) gebildet ist, wobei jede Führungsla- sehe (12, 13) aus einem streifenartigen Ansatz in Verlaufsrichtung der Anlage (5) besteht, der von einer Stirnseite (14) der Anlage (5) ausgeht und hörnerartig auf die Anlage (5), vorzugsweise in Richtung zum Beaufschlagungsende (2), zurückgebogen verläuft (Fig. 3, 4).
5. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anla- ge (5) als in Richtung der Ober- oder Unterseite (8, 9) gebogene Verlängerung des Beaufschlagungsendes (2) gebildet ist, wobei jede Führungslasche (12, 13) aus einem von der Ober- oder Unterseite (8, 9) weg ragenden Abschnitt besteht (Fig. 5).
6. Zwischenhebel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungslasche (12, 13) eine zu der gegenüberliegenden Seite (15, 16) der Anlage (5) komplementäre Vertiefung (17, 18) besitzt, in welcher die entsprechende Seite (15, 16) gehalten ist.
7. Zwischenhebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (17, 18) durch ein spanloses Verfahren wie Prägen oder ansatzweises Durchstellen hergestellt sind.
8. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anla- ge (4) als in Richtung der Ober- oder Unterseite (8, 9) gebogene Verlängerung des Beaufschlagungsendes (2) gebildet ist, wobei jede Führungslasche aus einem seitlich von der Anlage (5) weg stehenden Ansatz hergestellt ist, welche Ansätze in etwa um 90° derartig aufeinander zu gebogen verlaufen, daß sie von der Ober- oder Unterseite (8, 9) weg ragen.
9. Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenanlauffläche (4) als drehbare Rolle hergestellt ist, die wahlweise auf einer Wälzlagerung verläuft.
10. Zwischenhebel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (5) und die Führungslaschen (12, 13) über eine Schweiß-, Lötoder Klebeverbindung aneinander fixiert sind.
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