EP3140520B1 - Trägermodul - Google Patents

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EP3140520B1
EP3140520B1 EP15716418.7A EP15716418A EP3140520B1 EP 3140520 B1 EP3140520 B1 EP 3140520B1 EP 15716418 A EP15716418 A EP 15716418A EP 3140520 B1 EP3140520 B1 EP 3140520B1
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EP
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carrier module
carrying
module according
walls
cylinder head
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EP15716418.7A
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EP3140520A1 (de
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Andreas GRÖTSCH
Christopher Krawietz
Johanna Mayer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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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
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • 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
    • F01L1/181—Centre 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings
    • 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
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0535—Single overhead camshafts [SOHC]
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a one-piece support module for an OHC valve train of an internal combustion engine, with two upright and mutually spaced support walls which are connectable at their Oberstirnen with a cylinder head cover and at their Unterstirnen with a cylinder head and at least one main and secondary bore for supporting a cam and valve lever shaft between them.
  • FIG US 2009/0101096 A1 A generic carrier module is shown in FIG US 2009/0101096 A1 disclosed. This consists of a lower wall and two opposite support walls, which are connected by a rear wall and a web. On the web side extend from the lower wall crenellated projections which serve to support a Ventilbetutz,shebelwelle.
  • the aforementioned carrier module builds too massive, is, for example because of its many functional surfaces manufacturing technology only comparatively complex displayed and takes up unnecessary space.
  • the carrier modules mentioned at the beginning are, for example, also used in 1-cylinder motorcycle engines with 2V technology and are made of cast aluminum (see valve engine Hyundai engine KRM / KVS, installed in Hyundai CG 150 Titan (Brazil)).
  • the levers for actuating the two gas exchange valves sit on separate shafts.
  • the respective carrier module builds comparatively massive and takes up unnecessary space.
  • the functional surfaces of the carrier module such as.
  • the holes for cam and valve actuation shaft (s) are subsequently machined finely.
  • the production costs and the costs are increased, which is particularly relevant in mass production.
  • the carrier module disclosed there also builds solid and has transverse webs for receiving separate camshaft bearing blocks.
  • the carrier module should be comparatively slim and lightweight and easy to manufacture.
  • each support wall consists of two support plates which are uniformly connected to either the upper or lower forehead by a transverse wall, with opposing inner support plates by a transverse plate are connected, which runs on a opposite side of the transverse walls.
  • a lightweight and compact carrier module is particularly, but not exclusively, available for motorcycles, boats, or minisite engines.
  • a module should be used in 1-cylinder engines.
  • the carrier module according to the invention is designed to receive only a central, short-building camshaft and at least one flanking valve operating lever shaft, wherein preferably an inlet and a Auslisterventilbetus Trentshebelwelle are provided and more than one camshaft can be used.
  • the protection of this invention also extends to cam and valve actuation lever shaft (s) and levers mounted thereon.
  • cam and valve actuating lever shaft (s) can also extend directly in their respective bores of the support plates, but these bores should preferably be provided with separate sleeves, which, for example, are pressed and can also take bearings. It is useful in this case, the support plates on the example. Deep-drawn sleeves to connect with each other, so that at the same time the entire structure is stiffened. Possibly.
  • the cam and valve operating lever shaft (s) may also be supported only in the opposing inner support plates.
  • the support plates can also be stiffened by webs outside of the holes.
  • a simple connection possibility of the carrier module with the cylinder head is another subject of the claim. Accordingly, protruding from the lower end of at least one support wall at least one integrally connected tab orthogonal preferably to the outside.
  • the tabs can be provided with holes for screwing the carrier module with the cylinder head and holes for inserting dowel pins.
  • the two Oberstirnen / transverse walls on the one hand directly have holes for screwing / pinning with the cylinder head cover.
  • at least one lug can protrude orthogonally from the upper face / transverse wall of at least one supporting wall, which then has holes for screwing / pinning.
  • This tube may be made of plastic or other lightweight material and with the support wall, for example. Snapped / clipped and be provided with a check valve.
  • FIGS. 1 . 2 is a one-piece, stamping and bending technology made of sheet steel, thin-walled support module 1 for an OHC valve train a single-cylinder motorcycle engine out.
  • the support module 1 has two upright and mutually spaced support walls 2.
  • Each support wall 2 consists of two contrast less spaced support plates 10, 11, which are connected to their Oberstirnen 3 by transverse walls 12.
  • Each support wall side thus results in cross-section an inverted U-profile.
  • the opposing inner support plates 11 go on Unterstirnen 4 in a transverse plate 13 via.
  • the ultimately doubled support walls 2 with the transverse plate 13 in cross section form an upright U-profile.
  • the aforementioned Oberstirnen 3 have not shown holes or tabs for screwing with a cylinder head cover.
  • the Unterstirnen 4 of the outer support plates 10 are integrally connected tabs 17 for screwing the support module 1 with a cylinder head orthogonal to the outside.
  • FIG. 1 also shows that the transverse plate 13 has a central window 16, in which cam 21 of the camshaft 7 can dive.
  • FIGS. 1 . 2 is clipped in the rear end face 19 of the right here apparent support wall 2, a separate ⁇ lsiererschreibchen 20 made of plastic, which in detail from closer FIG. 3 evident.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein einteiliges Trägermodul für einen OHC-Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei aufrechten und zueinander beabstandeten Tragwänden, welche an ihren Oberstirnen mit einem Zylinderkopfdeckel und an ihren Unterstirnen mit einem Zylinderkopf verbindbar sind sowie jeweils zumindest eine Haupt- und Nebenbohrung zur Lagerung einer Nocken- und Ventilbetätigungshebelwelle hierzwischen aufweisen.
  • Ein gattungsgemäßes Trägermodul ist in Figur 5 der US 2009/0101096 A1 offenbart. Dieses besteht aus einer unteren Wand sowie zwei sich gegenüberliegenden Tragwänden, welche durch eine Hinterwand und einen Steg verbunden sind. Auf der Stegseite erstrecken sich von der unteren Wand zinnenartige Vorsprünge weg, welche einer Lagerung einer Ventilbetätigungshebelwelle dienen. Das vorgenannte Trägermodul baut zu massiv, ist, bspw. wegen seiner vielen Funktionsflächen fertigungstechnisch nur vergleichsweise aufwändig darstellbar und nimmt unnötig Bauraum ein.
  • Die eingangs genannten Trägermodule sind bspw. auch bei 1-Zylinder-Motorradmotoren mit 2V-Technik im Einsatz und bestehen aus Aluminiumguß (s. Ventiltrieb Honda-Motor KRM/KVS, verbaut in Honda CG 150 Titan (Brasilien)). Die Hebel zur Betätigung der beiden Gaswechselventile sitzen auf separaten Wellen. Das jeweilige Trägermodul baut vergleichsweise massiv und nimmt unnötig Bauraum ein. Die Funktionsflächen des Trägermoduls, wie bspw. die Bohrungen für Nocken- und Ventilbetätigungswelle(n), werden nachträglich spanend feinbearbeitet. Somit sind der Fertigungsaufwand und die -kosten erhöht, was insbesondere in der Massenfertigung zum Tragen kommt.
  • Außerdem wird auf die DE 10 2007 063 254 A1 (s. Figur 5) verwiesen. Das dortig offenbarte Trägermodul baut ebenfalls massiv und hat Querstege zur Aufnahme von separaten Nockenwellenlagerböcken.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Trägermodul ohne die vorgenannten Nachteile zu kreieren. Insbesondere soll das Trägermodul vergleichsweise schlank und leicht bauen sowie einfach herstellbar sein.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Trägermodul aus einer Stahlblechplatine stanz-biegetechnisch dargestellt ist, wobei jede Tragwand aus zwei Tragplatten besteht, welche einheitlich entweder an den Ober- oder Unterstirnen durch eine Querwand verbunden sind, wobei sich gegenüberstehende innere Tragplatten durch eine Querplatte verbunden sind, welche auf einer Gegenseite der Querwände verläuft.
  • Somit liegt ein leichtbauendes und kompaktes Trägermodul insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Krafträder-, Boots- oder Kleingerätemotoren vor. Bevorzugt soll ein derartiges Modul bei 1-Zylindermotoren verwendet werden. Es ist jedoch auch ein Einsatz bei Motoren mit einer Zylinderzahl >1 denkbar und vorgesehen.
  • Das erfindungsgemäße Trägermodul ist zur Aufnahme lediglich einer mittigen, kurzbauenden Nockenwelle und zumindest einer diese flankierenden Ventilbetätigungshebelwelle ausgelegt, wobei vorzugsweise eine Einlaß- und eine Auslaßventilbetätigungshebelwelle vorgesehen sind und auch mehr als eine Nockenwelle eingesetzt werden kann.
  • Der Schutz dieser Erfindung erstreckt sich auch auf fertig mit Nocken- und Ventilbetätigungshebelwelle(n) sowie Hebeln hierauf montierte Trägermodule.
  • Zwar können die Nocken- und Ventilbetätigungshebelwelle(n) auch unmittelbar in ihren respektiven Bohrungen der Tragplatten verlaufen, jedoch sollen diese Bohrungen vorzugsweise mit separaten Hülsen versehen sein, welche bspw. eingepreßt sind und auch Wälzlager aufnehmen können. Zweckmäßig ist es hierbei, die Tragplatten über die bspw. tiefgezogenen Hülsen miteinander zu verbinden, so dass gleichzeitig über diese der gesamte Aufbau versteift ist. Ggf. können die Nocken- und Ventilbetätigungshebelwelle(n) auch lediglich in den sich gegenüber stehenden inneren Tragplatten gelagert sein. Zusätzlich können die Tragplatten auch durch Stege außerhalb der Bohrungen versteift sein.
  • In Konkretisierung der Erfindung ist es für die Variante mit der zylinderkopfseitigen, somit untenliegenden Querplatte vorgeschlagen, diese mit einem Fenster im Nockenbereich zu versehen, so dass durch den Nockeneinlauf in dieses die Bauhöhe der Baugruppe minimier- oder ein größerer Nockenhub realisierbar ist.
  • Eine einfache Verbindungsmöglichkeit des Trägermoduls mit dem Zylinderkopf ist weiterer Anspruchsgegenstand. Demnach ragt von der Unterstirn zumindest einer Tragwand wenigstens eine einteilig angebundene Lasche orthogonal bevorzugt nach außen weg. Die Laschen können mit Bohrungen zum Verschrauben des Trägermoduls mit dem Zylinderkopf und mit Bohrungen zum Einsetzen von Passstiften versehen sein.
  • Ähnliches gilt für die Möglichkeit einer Befestigung eines Zylinderkopfdeckels, welcher auch Ölkanäle mit Austritten enthalten kann, mit dem Trägermodul. Hierbei können die beiden Oberstirnen / Querwände einerseits direkt Bohrungen zum Verschrauben / Verstiften mit dem Zylinderkopfdeckel aufweisen. Andererseits kann von der Oberstirn / Querwand zumindest einer Tragwand wenigstens eine Lasche orthogonal abstehen, welche dann Bohrungen zum Verschrauben / Verstiften hat.
  • Zudem ist es in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, am Längs- oder Stirnseitenbereich wenigstens einer der Tragwände, bevorzugt außen, ein Steigröhrchen für Schmieröl in Richtung zum Zylinderkopfdeckel anzubringen. Dieses Röhrchen kann aus Kunststoff oder einem anderen Leichtbauwerkstoff bestehen und mit dessen Tragwand bspw. verschnappt / verklipst sowie mit einem Rückschlagventil versehen sein.
  • Die Erfindung geht aus der Zeichnung hervor.
    • Figur 1 zeigt eine räumliche Seitenansicht auf ein Trägermodul mit montierten Ventilbetätigungshebelwellen sowie Kipphebeln hierauf und verbauter Nockenwelle;
    • Figur 2 zeigt eine räumliche Ansicht auf das Trägermodul nach Figur 1 von oben und
    • Figur 3 zeigt als Einzelheit ein Ölsteigröhrchen.
  • Aus den Figuren 1, 2 geht ein einteiliges, stanz-biegetechnisch aus Stahlblech hergestelltes, dünnwandiges Trägermodul 1 für einen OHC-Ventiltrieb einer einzylindrigen Motorradbrennkraftmaschine hervor.
  • Das Trägermodul 1 hat zwei aufrechte und zueinander beabstandete Tragwände 2. Jede Tragwand 2 besteht aus zwei demgegenüber geringer beabstandeten Tragplatten 10, 11, welche an ihren Oberstirnen 3 durch Querwände 12 verbunden sind. Jede Tragwandseite ergibt somit im Querschnitt ein umgekehrtes U-Profil. Die sich gegenüberstehenden inneren Tragplatten 11 gehen an Unterstirnen 4 in eine Querplatte 13 über. Somit bilden die letztlich gedoppelten Tragwände 2 mit der Querplatte 13 im Querschnitt ein aufrechtes U-Profil.
  • Die vorgenannten Oberstirnen 3 haben nicht gezeichnete Bohrungen oder Laschen zum Verschrauben mit einem Zylinderkopfdeckel. Von den Unterstirnen 4 der äußeren Tragplatten 10 stehen einteilig angebundene Laschen 17 zum Verschrauben des Trägermoduls 1 mit einem Zylinderkopf orthogonal nach außen ab.
  • Durch die Tragplatten 10, 11 erstrecken sich mittige Hauptbohrungen 5 mit hierin befestigten, tiefgezogenen Hülsen 15. In diesen Hülsen 15 ist die Nockenwelle 7 endseitig gelagert. Der Hülsenbereich kann durch ein Lagerschild o. dgl. außen begrenzt und abgeschlossen sein.
  • Beidseits sowie oberhalb der Hauptbohrungen 5 liegen zwei Nebenbohrungen 6 in den Tragplatten 10, 11. In den Nebenbohrungen 6 sind wiederum tiefgezogene, versteifende Hülsen 14 verpresst, die wiederum die Tragplatten 10, 11 überbrücken und in welchen Ventilbetätigungshebelwellen 8, 9 gelagert sind. Die Ventilbetätigungshebelwellen 8, 9 können, was nicht aus der Zeichnung hervorgeht, die Tragwände 10 stirnseitig geringfügig überragen und mit Gewindeabschnitten für Muttern zum Verschrauben mit den Tragwänden 2 versehen sein.
  • Aus Figur 1 geht zudem hervor, dass die Querplatte 13 ein mittiges Fenster 16 hat, in welches Nocken 21 der Nockenwelle 7 eintauchen können.
  • Gemäß den Figuren 1, 2 ist im hinteren Stirnseitenbereich 19 der hier rechts ersichtlichen Tragwand 2 ein separates Ölsteigröhrchen 20 aus Kunststoff angeklipst, welches als Einzelheit näher aus Figur 3 hervorgeht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Trägermodul
    2
    Tragwand
    3
    Oberstirn
    4
    Unterstirn
    5
    Hauptbohrung
    6
    Nebenbohrung
    7
    Nockenwelle
    8
    Ventilbetätigungshebelwelle
    9
    Ventilbetätigungshebelwelle
    10
    Tragplatte
    11
    Tragplatte
    12
    Querwand
    13
    Querplatte
    14
    Hülse
    15
    Hülse
    16
    Fenster
    17
    Lasche
    18
    Längsseitenbereich
    19
    Stirnseitenbereich
    20
    Ölsteigröhrchen
    21
    Nocken

Claims (7)

  1. Einteiliges Trägermodul (1) für einen OHC-Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei aufrechten und zueinander beabstandeten Tragwänden (2), welche an ihren Oberstirnen (3) mit einem Zylinderkopfdeckel und an ihren Unterstirnen (4) mit einem Zylinderkopf verbindbar sind sowie jeweils zumindest eine Haupt- und Nebenbohrung (5, 6) zur Lagerung einer Nocken- und Ventilbetätigungshebelwelle (7, 8, 9) hierzwischen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermodul (1) aus einer Stahlblechplatine stanz-biegetechnisch dargestellt ist, wobei jede Tragwand (2) aus zwei Tragplatten (10, 11) besteht, welche einheitlich entweder an den Ober- oder Unterstirnen (3, 4) durch eine Querwand (12) verbunden sind, wobei sich gegenüberstehende innere Tragplatten (11) durch eine Querplatte (13) verbunden sind, welche auf einer Gegenseite der Querwände (12) verläuft.
  2. Trägermodul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die Haupt- und Nebenbohrungen (5, 6) der Tragwände (2) in jeweils beiden Tragplatten (10, 11) verlaufen und von separaten, versteifenden Hülsen (15, 14) überbrückt sind.
  3. Trägermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Hülsen (15, 14) aus Blech tiefgezogen sind und in den Haupt- und Nebenbohrungen (5, 6) durch Einpressen, Verstemmen, Verschrauben oder Verschweißen fest sitzen.
  4. Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, im Fall der Verbindung der Tragwände (2) durch die Querplatte (13) zylinderkopfseitig, diese ein Fenster (16) auf einem Längenabschnitt bei einer Axiallinie zwischen den beiden Hauptbohrungen (5) aufweist.
  5. Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Unterstirn (4) wenigstens einer der beiden Tragwände (2) einteilig eine Lasche (17) zum Verbinden des Trägermoduls (1) mit dem Zylinderkopf wegragt.
  6. Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Längs- oder Stirnseitenbereich (18, 19) zumindest einer der Tragwände (2) ein separates Ölsteigröhrchen (20) befestigt oder befestigbar ist.
  7. Trägermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermodul (1) für einen Ventiltrieb einer einzylindrigen Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
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DE102014208337.0A DE102014208337A1 (de) 2014-05-05 2014-05-05 Trägermodul
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