WO1999028600A1 - Ventilbetätigungshebel - Google Patents

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WO1999028600A1
WO1999028600A1 PCT/EP1998/007674 EP9807674W WO9928600A1 WO 1999028600 A1 WO1999028600 A1 WO 1999028600A1 EP 9807674 W EP9807674 W EP 9807674W WO 9928600 A1 WO9928600 A1 WO 9928600A1
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symmetry
tabs
valve
plane
base body
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PCT/EP1998/007674
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Helmut Engelhardt
Wolfgang Mayer
Johannnes Mayer
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INA Wälzlager Schaeffler oHG
Bayerische Motoren Werke Ag
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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 actuation lever for transmitting the movement of a cam arranged on a camshaft to a gas exchange valve of an internal combustion engine.
  • a roller rocker arm of the type in question has become known from DE 195 43 657 A1.
  • the known valve actuation lever has a U-shaped base body, at one end of which a pan-like depression is provided, with which the lever is supported in the installed state via a support element on the cylinder head. At the other end, the valve contact area is provided, through which the gas exchange valve of the internal combustion engine is actuated depending on the position of the cam of the camshaft.
  • the cam is in contact with the valve actuation lever in a cam contact area, a roller which is rotatably supported by roller elements being arranged in this cam contact area in the case of a roller cam follower.
  • the base body of the valve actuation lever is formed without cutting and has, at the end at which the valve contact area is provided, inwardly bent tabs which form lateral boundary surfaces.
  • valve actuation lever fulfills its function very satisfactorily, there is nevertheless a need to further increase the technical functionality by reducing the weight and therefore the moment of inertia of the lever about its axis of rotation without impairing the rigidity. There is also a desire to further reduce manufacturing costs.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a valve actuation lever and in particular a roller finger follower and a method for its production, in which the moment of inertia of the lever is reduced about the axis of rotation.
  • Another aspect of this task is to design the valve actuation lever in such a way that the rigidity is increased compared to the prior art and low manufacturing costs can be achieved.
  • the valve actuation lever according to the invention has an essentially non-cutting elongated base body, preferably with a U-shaped profile.
  • the base body is designed essentially symmetrically to a longitudinal plane of symmetry extending in its longitudinal direction.
  • tabs are arranged in the valve contact area, each of which has a side surface facing the plane of longitudinal symmetry. The tabs are formed on an end edge of this base body and bent towards the valve contact area.
  • At least one of these tabs has a transition area extending from this plane of longitudinal symmetry, in which the distance between these sen side surfaces enlarged and at least one parallel area in which these side surfaces run substantially parallel to this longitudinal plane of symmetry.
  • the two tabs are arranged with a clear distance at the end edge of the base body that is less than the clear distance between the side surfaces in the parallel area, this distance being determined in each case in a direction perpendicular to the plane of longitudinal symmetry.
  • the design according to the invention has a number of essential advantages.
  • the distance between the tabs at the end edge of the elongated base body is a structural size that determines the width of the elongated base body in the valve contact area. By reducing this distance, the width of the elongated base body is reduced at least in the valve contact area and thereby also its weight. Since the valve contact area is radially spaced from the axis of rotation of the actuating lever, this results in a substantial reduction in the moment of inertia about the axis of rotation of the lever. This reduces the forces required to operate the lever at the same speed, and increases the speed limit permitted for the valve train with regard to the operating forces.
  • the material expenditure is reduced by reducing the lever width, as a result of which the production costs are reduced.
  • the non-cutting shape, in which the tabs are also produced by a simple stamping and bending process has considerable cost advantages anyway.
  • valve train can be made narrower overall. Since the engine designers are forced to develop engines with the shortest possible overall length due to the demands placed on space economy and weight optimization, this is not only particularly so important if three or more valves per cylinder are to be used based on the specifications for power, consumption and exhaust gas values.
  • the tabs are integrally formed on the base body before the bending process in such a way that they extend parallel to the longitudinal plane of symmetry, i. H. run straight.
  • the bending then takes place in such a way that one or both tabs are bent away from the longitudinal plane of symmetry to form the transition region.
  • the tabs are then bent in such a way that the inner side surface of the tab facing the plane of symmetry runs parallel to the latter.
  • the tabs are punched in such a way that the transition area and the parallel area are already present in the non-deformed tabs.
  • the tabs then only have to be bent through 180 ° and then have the desired contour in the valve contact area in the bent state, without any further bending process.
  • the first and the second embodiment can also be combined with one another.
  • the tabs are brought into an initial shape by a punching process and then by a bend through 180 ° and an additional bend to the longitudinal plane of symmetry or away from it into the final shape.
  • the initial shape of the tabs can be the same, for example correspond to the shape of an elongated cuboid with longitudinal edges running parallel to the longitudinal plane of symmetry, or different from one another.
  • Figure 1 is a bottom view of a first embodiment of the invention, which is designed as a roller rocker arm;
  • Figure 2 shows a longitudinal section of the embodiment of FIG. 1;
  • Figure 3 is a section through the representation of Figure 2 seen along the lines III-III;
  • Figure 4 is a plan view of the embodiment of FIG. 1;
  • Figure 5 is a view of the roller finger follower of the embodiment according to
  • Figure 6 is a representation corresponding to FIG. 5 in a further stage of
  • Figure 7 shows a second embodiment of the roller finger follower according to the invention in a previous stage of manufacture, seen from below;
  • Figure 8 seen the roller rocker arm according to Figure 7 in a view from below.
  • FIGS. 1 to 6 A first embodiment of the invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 6.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the roller finger follower according to the invention.
  • the roller rocker arm has a base body, generally designated 1, which is essentially symmetrical along a longitudinal plane of symmetry 2. stretches.
  • the term plane of symmetry is not to be understood here in a purely geometrical sense, but merely means that essential areas of the valve actuation lever are designed symmetrically to this plane of symmetry.
  • the plane of symmetry 2 runs perpendicular to the drawing plane in the illustration according to FIG. 1 and forms the sectional plane in the illustration according to FIG. 2.
  • the elongated base body is essentially U-shaped and has a recess 4 which extends symmetrically to the plane of symmetry 2 and in which a roller 7 mounted over rolling elements 6 is arranged. When installed, the roller 7 is in contact with the cam of a camshaft.
  • a depression 10 is provided for receiving a support element (not shown). In the installed state, this element in turn is supported within the cylinder head (not shown).
  • This recess 10 is known in the prior art and therefore need not be discussed further here.
  • a valve contact area 20 is provided on the left side of the base body in the illustration according to FIG. 1.
  • the valve contact area has a surface 21 which is slightly convex in the exemplary embodiment, but can also have other shapes of curvature or be flat.
  • valve contact area is delimited by two lateral surfaces 23, 24 facing the longitudinal plane of symmetry 2, which are part of the tabs 25, 26.
  • the tabs 25, 26 are formed on an end edge 30 of the elongated base body 1, the end edge 30 being essentially perpendicular to the plane of symmetry 2.
  • the distance between the tabs 25 and 26 at this end edge of the base body corresponds to the length a in FIG. 5 between the arrows 31 and 32 or, in other words, the tabs 25 and 26 are at 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, in which the tabs move away from the plane of symmetry 2 extend.
  • a parallel area 37, 38 adjoins this transition area 35, 36, in which both tabs run parallel to the plane of symmetry 2.
  • this is followed by a narrowing region 40 in which the tab again runs towards the plane of symmetry 2.
  • transition region is consequently defined by the fact that the angular orientation of the tab or of the side surfaces changes with respect to the longitudinal plane of symmetry.
  • the distance between the two tabs corresponds to the distance b, as shown between the arrows 42, 43.
  • This distance b is greater than the distance a.
  • the difference between the two sections essentially corresponds to the width saving of the base body compared to the prior art discussed at the beginning.
  • the two tabs 25, 26 are flush, as shown in particular by the illustration according to FIG. H. without space, on the curved surface of the valve contact area 20.
  • the tabs in this embodiment and also in the next embodiment can be designed such that a gap is provided between the tabs and the surface of the valve contact area, the tabs then being shaped such that their end area rests on the valve contact area.
  • an additional connection is made at the end, preferably by means of a welding point.
  • the roller rocker arm shown in the exemplary embodiment is punched out of a metal sheet as a whole and then preferably cold-formed in order to achieve the final design shown in FIGS. 1 to 4.
  • the tabs 25 and 26 are at Punching is designed as an essentially straight extension of the base body 1. Subsequently, as shown in FIG. 6, they are formed downward (seen in the illustration of the drawing), the distance between the tabs still corresponding to the distance a. The tabs are then bent away from the plane of symmetry 2 to form the transition region 35, 36.
  • This bending process is carried out in such a way that the tabs are initially bent outward at a first bending angle, so that the first part of the transition region 35, 36 which extends outward from the plane of symmetry 2 is formed, and that the tabs then follow in the direction of the plane of symmetry 2 are bent back so 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 shaped with an inward bending angle on the plane of symmetry 2.
  • this design makes it possible to design the valve actuation lever with a small width. This saves a considerable amount of material, which reduces the moment of inertia about the axis of rotation and increases the stiffness while maintaining the same dimensions.
  • the end product shown essentially in FIG. 8 namely the roller finger follower, essentially corresponds to the illustration according to FIG. 1. Corresponding reference numerals are therefore also used there.
  • the tabs are formed directly during a punching process in such a way that the desired transition area already results during the punching process and not, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 6, during bending.
  • the tab 51 is formed on the end edge 30 of the base body 1, which is essentially perpendicular to the plane of symmetry 2.
  • the tab 51 has a first area, in which the tab, even in the undeformed state, is designated 53. Neth forms an acute angle to this end edge 30, which forms a transition region 54 pointing away from the longitudinal plane of symmetry 2.
  • the transition region 54 is followed by a parallel region 55, which is designed parallel to the plane of longitudinal symmetry, followed by a region 56, in which the side surface is directed at an acute angle to the plane of longitudinal symmetry.
  • a parallel region 57 is initially provided, which runs parallel to the longitudinal symmetry plane 2, to which the transition region 58 then adjoins, in which the tab extends away from the longitudinal symmetry plane 2.
  • a further parallel region 59 which runs parallel to the longitudinal symmetry plane 2 and which forms the side surface 60.
  • the method for producing this valve actuation lever is designed similarly to that in the exemplary embodiment described above.
  • the tabs are bent by approximately 180 °, which results in a design of the rocker arm according to FIG. 8.
  • the bend directed towards or away from the longitudinal symmetry plane is omitted here.
  • the punching tool is designed somewhat more complex than in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 6. However, this is offset by the advantage that the bending process is easier.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventilbetätigungshebel 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 (2) im Ventil-Kontaktbereich (20) angeordneten Laschen (25-26), welche jeweils eine der Längssymmetrieebene zugewandte Seitenfläche (23, 24) aufweisen, wobei diese Laschen (25, 26) an diesem Grundkörper angeformt und zu diesem Ventil-Kontaktbereich (20) hin umgebogen sind. Die Laschen (25, 26) sind an einer Endkante (30) dieses länglichen Grundkörpers (1) mit einem lichten Abstand (a) angeordnet, der geringer ist als der lichte Abstand (b) der Seitenflächen im Ventil-kontaktbereich (20). Wenigstens eine der Laschen (25, 26) weist einen sich von dieser Längssymmetrieebene (2) weg erstreckenden Übergangsbereich (35, 36) auf, in welchem sich der Abstand zwischen diesen Seitenflächen (23, 24) vergrößert sowie wenigstens einen Parallelbereich (37, 38), in dem diese Seitenflächen (23, 24) im wesentlichen parallel zu dieser Längssymmetrieebene (2) verlaufen.

Description

Beschreibung
Ventilbetätigungshebel
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventiibetätigungshebei 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 Ventiibetätigungshebei in einem Nocken-Kontaktbereich in Kontakt, wobei in diesem Nocken-Kontaktbereich bei einem Rollenschlepphebel eine durch Wäizelemente 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 die- sen 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 Ven- tiibetätigungshebels 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 lll-lll 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 er- streckt. 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 Symmetπeebene 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 bezeich- neten 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.
WO 99/28600 <| g PCT/EP98/07674
Bezugszeichenliste
Grundkörper
Längssymmetrieebene
Aussparung
Wälzelement
Rolle 0 Vertiefung 0 Ventil-Kontaktbereich 1 Fläche von 20 3, 24 Seitliche Fläche 5, 26 Lasche 0 Endkante 0a Steg 1 , 32 Pfeil 3, 34 Pfeil 5, 36 Übergangsbereich 7, 38 Parallelbereich 0 Verengungsbereich 2, 43 Pfeil 1 , 52 Lasche 3 spitzer Winkel 4 Übergangsbereich 5 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

Patentansprüche
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 gemessen wird, und
daß zumindest eine diese 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 verlaufen.
2. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß dieser Übergangsbereich (35, 36) durch eine plastische Verformung geschaffen ist.
3. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 2, 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) 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. Ventiibetätigungshebei 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 Rolienschlepphebel ausgebildet ist.
12. Ventilbetätigungshebel gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß dieser Rolienschlepphebel 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 an einer Endkante angeordneten Laschen (25, 26, welche jeweils eine der Längssymmetrieebene zugewandte Seitenfläche aufweisen, wobei diese Laschen an diesem Grundkörper angeformt sind, und parallel zu dieser Längssymmetrieebene verlaufen,
Biegen dieser Laschen um einen Winkel von ungefähr 180°, Biegen von zumindest eine dieser Laschen zur Bildung eines sich von dieser Längssymmetrieebene weg erstreckenden Übergangsbereichs (35, 36), in welchem sich der Abstand zwischen diesen Seitenflächen vergrößert, sowie wenigstens eines Parallelbereichs, in dem diese Seitenflächen im wesentlichen parallel zu dieser Längssymmetrieebene 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 angeordneten Laschen (51 , 52), welche jeweils eine der Längssymmetrieebene zugewandte Seitenfläche aufweisen, wobei diese Laschen an diesem Grundkörper angeformt sind, und wobei zumindest eine dieser Laschen wenigstens einen sich von dieser Längssymmetrieebene weg erstreckenden Übergangsbereich aufweist, in welchem sich der Abstand zwischen diesen Seitenflächen vergrößert sowie wenigstens einen Parallelbereich, in dem diese Seitenflächen im wesentlichen parallel zu dieser Längssymmetrieebene verlaufen,
Biegen dieser Laschen um einen Winkel von ungefähr 180°.
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