WO2005075795A1 - Verbindungsvorrichtung für einen betätigungshebel und ein abstützelement einer ventilsteuerung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verbindungsvorrichtung für einen betätigungshebel und ein abstützelement einer ventilsteuerung einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2005075795A1
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WO
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actuating lever
connecting device
opening
spherical
lower leg
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PCT/DE2005/000153
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Inventor
Manfred GÜNTHNER
Martin JÄKEL
Stephan Ernstberger
Franz-Holger Woitowitz
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Schaeffler Kg
Innotec Forschungs- Und Entwicklungs-Gmbh
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    • 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
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    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L2001/187—Clips, e.g. for retaining rocker arm on pivot
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
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    • Y10T74/2101—Cams
    • Y10T74/2107—Follower

Definitions

  • the invention relates to a connecting device for pivotally movable and captive connection of an actuating lever and a support element of a mechanical valve control of an internal combustion engine.
  • a connecting device is known from DE 196 17 523 A1, in which such an actuating lever and a supporting element assigned to it are pivotally and captively connected by means of a securing element.
  • This connecting device is particularly advantageous since these assembly problems can be avoided in the manufacture of a mechanical valve control of an internal combustion engine.
  • the securing element known from this publication is designed as a sheet metal retaining clip, wire retaining bracket or plastic retaining cap, which inter alia engages in a backstitch in the supporting element below the spherical end of the same.
  • this securing element has an essentially U-shaped cross-sectional geometry and holds two legs that are connected to each other via a connecting section. The first leg with a closed surface is attached to the rocker arm above a receiving cap, while the second, fork-shaped leg engages in the undercut of the support element projecting into the cap.
  • both legs have retaining lugs at their free ends, with which the securing element can be locked captively on the rocker arm and on the supporting element.
  • the two legs have circular or U-shaped receiving openings in the region of their free ends. While the lower leg of this securing element engages the supporting element, the upper leg with its receiving opening comprises part of the spherical upper side of the receiving dome in which the likewise spherically shaped upper side of the supporting element is mounted in the sense of a ball and socket joint.
  • a disadvantage of this connecting device is that the support element is held by the sheet metal holding clip only in the manner of pliers and by means of frictional engagement. Since it is not intended to intervene in an undercut of the support element which is not present here, in the case of stronger mechanical loads If the rocker arm and support element fall apart.
  • the invention has for its object to provide a connecting device for a rocker arm support element connection, which is suitable for rocker arms with different rocker arm geometries in the connection area to the support element.
  • this connecting device is intended to ensure a secure, articulated and captive connection between the rocker arm and the support element, even with greater mechanical loads.
  • the securing element of the connecting device which realizes the mechanical connection between these two components, should have a low tendency to get caught when it is stored in a container with other securing elements, and it should be possible to mount it automatically and to produce it inexpensively.
  • the invention relates to a connecting device for the pivotally movable and captive connection of an actuating lever and a support element associated therewith of a valve control of an internal combustion engine, in which the actuating lever has a spherical recess in a support section, in which the spherical end of the support element is arranged, in which below its spherical Finally, an undercut is formed in the support element, in which the actuation lever has a spherical geometry in the support section above the spherical recess, and in which a securing element connects the actuation lever and the support element to one another.
  • the securing element has a U-shaped cross-sectional geometry, an upper and a lower leg are connected to one another via a connecting section. Geometrically closed openings for receiving the backstitch of the support element or the spherical upper side of the support section of the actuating lever are also formed in the legs.
  • the opening in the upper leg is essentially round and in the lower leg essentially slit-shaped.
  • the actuating lever is designed as a rocker arm and the support element as an axially movable piston.
  • the securing element it is considered to be advantageous if its material thickness is below the width of the backstitch, so that the backstitch can move freely in all pivoting positions of the actuating lever.
  • the legs and in particular the connecting section of the securing element are smooth, which reduces the tendency of such a securing element to get caught in an assembly storage container and promotes easy attachment to the actuating lever and to the supporting element.
  • the closed surface of the connecting section allows this component to be gripped with an automatic assembly suction gripper.
  • the attachment of the securing element to the actuating lever between its side walls is facilitated if the legs of the securing element have insertion bevels in the region of their free ends, through which these legs are quasi pointed.
  • a further simplification of assembly when assembling the actuating lever and support element can be achieved in a further development of the invention in that the free ends of the legs are designed to point away from each other.
  • the fixing of the securing element on the support element is also favored if the slot-shaped opening in the lower leg has a stadium-like geometry, in which two mutually parallel opening sections are connected by semicircular opening sections.
  • this opening in the lower leg which is necessary for plugging the securing element onto the supporting element, is further facilitated if an elongated hole-like extension of the opening with a preferably small opening width is formed on at least one of the semicircular opening sections mentioned.
  • the partial sections of the lower leg can rotate relative to one another more easily when they are axially attached to the support element, so that the opening cross section increases briefly.
  • the original smooth surface of the lower leg re-forms, so that this leg then engages captively in the undercut of the support element.
  • the opening in the upper leg of the securing element is designed such that it finds a secure hold on the spherical, that is to say, for example, spherical head-shaped, upper side of the support section of the actuating lever.
  • the opening width in the lower leg transverse to its longitudinal extent is smaller than the diameter of the opening of the upper leg.
  • This combination ensures that with a given undercut depth there is sufficient hold on the spherical upper side of the actuating lever, or a sufficiently large undercut depth can be used with a given opening diameter in the upper leg. It is essential for a secure hold that the width of the opening in the lower leg transverse to the longitudinal extension thereof is smaller than the diameter of the support element above and below the understitch.
  • the upper leg is axially shorter than the lower leg in this securing element.
  • Another aspect relates to the distance between the two legs of the securing element. It is preferably provided that the connecting radius between the lower leg and the connecting section is smaller than the connecting radius between the same and the upper leg.
  • the invention provides that the distance between the lower leg and the upper leg of the securing element near the connecting section is greater than in the region of the free end of the two legs.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a rocker arm
  • FIG. 2 shows a top view of the rocker arm according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view AA according to FIG. 2
  • 4 shows a perspective view of a securing element for connecting the rocker arm to a supporting element
  • FIG. 5 shows a side view of the securing element according to FIG. 4
  • FIG. 6 shows a top view of the upper side of the securing element according to FIG. 4
  • FIG. 7 shows a top view of the underside of the securing element 4.
  • FIGS. 1 to 3 show an actuating lever designed as a rocker arm 1 of a mechanical valve control of an internal combustion engine which is known and described at the outset.
  • This rocker arm 1 is pivotable about a pivot axis 2 and has a support section 3, in which a spherical upper side 4 of a spherical recess 5 is formed between two wall sections of the rocker arm 1.
  • the dome-shaped recess 5 accommodates a support element 6 for the rocker arm 1, which is designed here as an axially movable piston of a piston-cylinder arrangement (not shown).
  • the support element 6 has a spherically shaped upper side 7 which fits exactly into the spherical recess 5 of the rocker arm 1. Underneath this upper side 7, an undercut 8 is formed in the support element 6, which serves to receive the securing element 9 shown in FIG. 4.
  • This securing element 9 is designed here as a sheet metal component and has an upper leg 10 and a lower leg 11, which are connected to one another via a connecting section 12.
  • the securing element 9 As the perspective illustration of the securing element 9 according to FIG. 4 illustrates, there are geometrically closed openings in the two legs 10, 11 trained, the function of which is explained with reference to Figures 5 to 7. It is important that the opening in the upper leg 10 is essentially circular and in the lower leg 11 is essentially slit-shaped. In addition, it is clear that the material webs engage on both sides of the elongated opening in the lower leg 11 in the undercut 8 of the support element 6, while the circular opening in the upper leg 10 is supported on the spherical upper side 4 of the rocker arm 1.
  • the securing element 9 consists of a bent and inherently smooth sheet metal, in which a connecting section 12 connects an upper leg 10 and a lower leg 11 to one another.
  • the securing element 9 is formed from a flat piece of sheet metal such that the bending or connecting radius between the lower leg 11 and the connecting section 12 is smaller than the bending or connecting radius between the same and the upper leg 10.
  • FIG. 5 also discloses that the securing element 9 is shaped in such a way that the distance L2 between the upper leg 10 and the lower leg 11 in the region of the connecting section 12 is greater than the distance L1 in the region of the free ends 15, 16 of the same. This non-parallel alignment of the two legs 10, 11 results in a further increased mechanical pretensioning of the securing element 9 for connecting the rocker arm 1 and the supporting element 6.
  • FIG. 5 also shows that the free ends 15, 16 of the two legs 10, 11 point away from one another, which enables this securing element to be mounted more easily for the pivotable and captive connection of an actuating lever 1 to the supporting element 6.
  • the receiving openings in the two legs 10, 11 of the securing element 9 have different diameters and geometries, but both openings are not geometrically closed, but rather geometrically closed.
  • the opening 13 in the upper leg 10 has an essentially circular geometry, as a result of which the spherically shaped upper side 4 of the support section 3 of the rocker arm 1 is well received there, or the securing element 9 can be supported there securely.
  • the opening 14 in the lower leg 11 is essentially slit-shaped and, in the embodiment shown here, has a stadium-like design, two essentially parallel opening sections being connected to one another via two semicircular opening sections.
  • elongated hole-like extensions 21, 22 are additionally formed on the semicircular opening sections, which ensure that the supporting element 6 is slipped on easily and that this lower leg 11 is easily clipped into the undercut 8 of the same.
  • insertion bevels 17, 18, 19, 20 are formed on the free ends 15, 16 of the two legs 10, 11, which allow the securing element 9 to be inserted easily between the side walls of the rocker arm 1, which can be clearly seen in particular in FIG. 3 ,
  • the diameter D1 of the opening 13 in the upper leg 10 is chosen to be larger than the opening width D2 in the lower leg 11 transverse to its longitudinal extent. This combination ensures that a sufficient hold on the spherical top of the rocker arm is achieved with a given undercut depth, or a sufficiently large undercut depth can be used with a given diameter of the opening 13 on the top of the rocker arm 1.
  • FIGS. 5 to 7 show that the upper leg 10 is axially shorter than the lower leg 11.
  • the somewhat longer lower leg 11 enables a comparatively long slot-shaped opening 14, which favors the centering of the securing element 6 and rocker arm 1.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur schwenkbeweglichen und verliersicheren Verbindung eines Betätigungshebels (1) und eines diesem zugeord­neten Abstützelementes (6) einer Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, bei der der Betätigungshebel (1) in einem Abstützabschnitt (3) eine kalottenförmige Aussparung (5) aufweist, in der das sphärische Ende (7) des Abstützelements (6) angeordnet ist, bei der unterhalb des sphärischen Endes (7) im Abstützelement (6) ein Hinterstich (8) ausgebildet ist, bei der Betätigungshebel (1) im Abstützabschnitt (3) oberhalb der kalottenförmige Aussparung (5) eine sphärische Oberseite (4) auf­weist, und bei der ein Sicherungselement (9) den Betätigungshebel (1) und das Ab­stützelement (6) miteinander verbindet, wobei das Sicherungselement (9) eine U­förmige Querschnittsgeometrie mit einem oberen und einen unteren Schenkel (10, 11) aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt (12) miteinander verbunden sind, sowie in den beiden Schenkeln (10, 11) geometrisch geschlossene Öffnungen (13, 14) zur Aufnahme des Hinterstichs (8) des Abstützelements (6) beziehungswei­se der sphärischen Oberseite (4) des Abstützabschnitts (3) des Betätigungshebels (1) ausgebildet sind, wobei die Öffnung (13) im oberen Schenkel (10) im wesentli­chen rund, sowie die dem Abstützelement (6) zugeordnete Öffnung (14) im unteren Schenkel (11) im wesentlichen schlitzförmig ist.

Description

Verbindungsvorrichtung für einen Betätigungshebel und ein Abstützelement einer Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur schwenkbeweglichen und verliersicheren Verbindung eines Betätigungshebels und eines Abstützelementes einer mechanischen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 196 17 523 A1 ist eine Verbindungsvorrichtung bekannt, bei der ein solcher Betätigungshebel sowie ein diesem zugeordnetes Abstützelement schwenkbeweglichen und verliersicher mittels eines Sicherungselementes verbunden sind. Diese Verbindungsvorrichtung ist von besonderem Vorteil, da durch diese Montageprobleme bei der Herstellung einer mechanischen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine vermeidbar sind.
Das aus dieser Druckschrift bekannte Sicherungselement ist als Blechhalteklammer, Drahthaltebügel oder Kunststoffhaltekappe ausgebildet, welches u.a. in einen Hinterstich im Abstützelement unterhalb des sphärischen Endes desselben eingreift. Bei der hier näher zu erläuternden Variante der Blechhalteklammer weist dieses Sicherungselement eine im wesentlichen U-förmig Querschnittgeometrie auf und um- fasst zwei Schenkel, die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Der erste, geschlossenflächig ausgebildete Schenkel ist am Schlepphebel o- berhalb einer Aufnahmekalotte befestigt, während der zweite, gabelförmige Schenkel in den Hinterstich des in die Kalotte hineinragenden Abstützelementes eingreift. Zudem weisen beide Schenkel an ihren freien Enden Haltenasen auf, mit denen sich das Sicherungselement an dem Schlepphebel sowie am Abstützelement verliersicher festklemmen lässt.
Wenngleich diese bekannte Verbindungsvorrichtung eine Vielzahl von Vorteilen aufweist, so muss doch als nachteilig angesehen werden, dass für unterschiedlichen Schlepphebelgeometrien auch entsprechend angepasste Sicherungselemente benötigt werden.
Aus der US 6,047,675 B2 und der US 6,543,402 B2 ist jeweils eine weitere Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei denen ebenfalls drahtförmige oder als Blechteile ausgebildete Sicherungselemente zur Verbindung von Schlepphebel und Abstützelement genutzt werden. Auch hier ist die Blechhalteklammer U- förmig ausgebildet, wobei die beiden zueinander parallelen Blechschenkel über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind.
Außerdem weisen abweichend zur DE 196 17 523 A1 die beiden Schenkel im Bereich ihrer freien Enden kreisförmige oder U-förmige Aufnahmeöffnungen auf. Während der untere Schenkel dieses Sicherungselementes am Abstützelement angreift, umfasst der obere Schenkel mit seiner Aufnahmeöffnung einen Teil der sphärischen Oberseite derjenigen Aufnahmekalotte, in der die ebenfalls sphärisch geformte O- berseite des Abstützelements im Sinne eines Kugelgelenks gelagert ist.
Von besonderer Bedeutung bei der Blechhalteklammer mit den geometrisch geschlossenen Öffnungen in den Schenkeln ist, dass in diese Aufnahmeöffnungen jeweils Vorsprünge hineinragen, die reibschlüssig an dem hinterschnittfreien zylindrischen Teil des Abstützelementes anliegen und dieses zangenartig festhalten bzw. auf die sphärische Oberseite des Abstützelementes aufgepresst werden.
Als nachteilig an dieser Verbindungsvorrichtung wird eingeschätzt, dass das Abstützelement von der Blechhalteklammer nur zangenartig und mittels Reibschluss gehalten wird. Da ein Eingreifen in einen hier nicht vorhandenen Hinterschnitt des Abstützelementes nicht vorgesehen ist, muss bei stärkeren mechanischen Belas- tungen mit einem Auseinanderfallen von Schlepphebel und Abstützelement gerechnet werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsvorrichtung für eine Schlepphebel-Abstützelement-Verbindung zu schaffen, welche für Schlepphebel mit unterschiedlichen Schlepphebelgeometrien im Verbindungsbereich zu dem Abstützelement geeignet ist. Zudem soll diese Verbindungsvorrichtung auch bei stärkeren mechanischen Belastungen eine sichere gelenkige und verliersichere Verbindung zwischen dem Schlepphebel und dem Abstützelement gewährleisten. Schließlich soll das Sicherungselement der Verbindungsvorrichtung, welches die mechanische Verbindung zwischen diesen beiden Bauteilen realisiert, eine geringe Verhakungsneigung aufweisen, wenn dieses mit anderen Sicherungselementen in einem Behälter aufbewahrt ist, automatisch montierbar sowie kostengünstig herstellbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt aus den Merkmalen des Anspruchs 1 , während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach betrifft die Erfindung eine Verbindungsvorrichtung zur schwenkbeweglichen und verliersicheren Verbindung eines Betätigungshebels und eines diesem zugeordneten Abstützelementes einer Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, bei der der Betätigungshebel in einem Abstützabschnitt eine kalottenformige Aussparung aufweist, in der das sphärische Ende des Abstützelements angeordnet ist, bei der unterhalb seines sphärischen Endes im Abstützelement ein Hinterstich ausgebildet ist, bei der der Betätigungshebel im Abstützabschnitt oberhalb der kalotten- förmigen Aussparung eine sphärische Geometrie aufweist, und bei der ein Sicherungselement den Betätigungshebel und das Abstützelement miteinander verbindet.
Hinsichtlich des Sicherungselementes ist zudem vorgesehen, dass dieses eine U- förmige Querschnittsgeometrie aufweist, wobei ein oberer und ein unterer Schenkel über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. In den Schenkeln sind außerdem geometrisch geschlossene Öffnungen zur Aufnahme des Hinterstichs des Abstützelements beziehungsweise der sphärische Oberseite des Abstützabschnitts des Betätigungshebels ausgebildet. Dabei ist die Öffnung in dem oberen Schenkel im wesentlichen rund sowie im unteren Schenkel im wesentlichen schlitzförmig.
In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Betätigungshebel als Schlepphebel sowie das Abstützelement als axial beweglicher Kolben ausgebildet ist.
Hinsichtlich des Sicherungselementes wird es als vorteilhaft angesehen, wenn dessen Materialstärke unter der Breite des Hinterstichs liegt, so dass dieses in allen Schwenkstellungen des Betätigungshebels im Hinterstich frei bewegbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Sicherungselementes sind die Schenkel und insbesondere der Verbindungsabschnitt des Sicherungselements glattflächig ausgebildet, wodurch die Verhakungsneigung eines solchen Sicherungselementes in einem Montagevorratsbehälter reduziert sowie ein leichtes Aufstecken auf den Betätigungshebel und auf das Abstützelement begünstigt wird. Insbesondere die geschlossene Fläche des Verbindungsabschnitts erlaubt das Greifen dieses Bauteils mit einem automatischen Montage-Sauggreifer.
Vor allem das Aufstecken des Sicherungselementes auf den Betätigungshebel zwischen dessen Seitenwände wird erleichtert, wenn die Schenkel des Sicherungselements im Bereich ihrer freien Enden Einführschrägen aufweisen, durch die diese Schenkel quasi angespitzt sind.
Eine weitere Montageerleichterung beim Zusammensetzen von Betätigungshebel und Abstützelement lässt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, dass die freien Enden der Schenkel voneinander wegweisend ausgebildet sind. Die Fixierung des Sicherungselementes auf dem Abstützelement wird in Weiterbildung der Erfindung zudem begünstigt, wenn die schlitzförmige Öffnung in dem unteren Schenkel eine stadionartige Geometrie aufweist, bei der zwei zueinander parallele Öffnungsabschnitte durch halbkreisförmige Öffnungsabschnitte verbunden sind.
Das zum Aufstecken des Sicherungselementes auf das Abstützelement notwendige Aufweiten dieser Öffnung in dem unteren Schenkel wird weiter erleichtert, wenn an wenigstens einem der genannten halbkreisförmigen Öffnungsabschnitte eine lang- lochartige Verlängerung der Öffnung mit vorzugsweise geringer Öffnungsbreite ausgebildet ist. Dadurch können sich die Teilabschnitte des unteren Schenkels beim axialen Aufstecken auf das Abstützelement gegeneinander leichter verdrehen, so dass sich der Öffnungsquerschnitt kurzzeitig vergrößert. Nach dem erwähnten Aufstecken bildet sich die ursprüngliche glatte Oberfläche des unteren Schenkels wieder zurück, so dass dieser Schenkel dann im Hinterstich des Abstützelementes verliersicher eingreift.
Zudem ist die Öffnung in dem oberen Schenkel des Sicherungselementes derart ausgebildet, dass dieser auf der sphärische, also beispielsweise kugelkopfförmigen Oberseite des Abstützabschnitts des Betätigungshebels sicheren Halt findet.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Öffnungsbreite im unteren Schenkel quer zu dessen Längserstreckung kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung des oberen Schenkels. Durch diese Kombination wird erreicht, dass bei vorgegebener Hinterstichtiefe ein ausreichender Halt auf der sphärischen Oberseite des Betätigungshebels gegeben ist, beziehungsweise bei vorgegebenem Öffnungsdurchmesser im oberen Schenkel eine ausreichend große Hinterschnitttiefe nutzbar ist. Dabei ist es für einen sicheren Halt wesentlich, dass die Breite der Öffnung im unteren Schenkel quer zur Längserstreckung desselben kleiner ist als der Durchmesser des Abstützelementes ober- und unterhalb des Hinterstichs. Außerdem kann vorgesehen sein, dass bei diesem Sicherungselement der obere Schenkel axial kürzer als der untere Schenkel ist. Damit wird vorteilhaft eine Gewichts- und Kostenreduzierung gegenüber gleichlangen Schenkeln erreicht, während der sichere Halt auf der sphärischen Oberseite des Abstützabschnitts des Betätigungshebels auch dann gewährleistet ist, wenn das Sicherungselement mit der Öffnung seines oberen Schenkels nicht exakt den Polbereich der sphärischen Oberseite des Abstützabschnitts umgreift.
Ein weiterer Aspekt betrifft den Abstand der beiden Schenkel des Sicherungselementes. So ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Verbindungsradius zwischen dem unteren Schenkel und dem Verbindungsabschnitt kleiner ist als der Verbindungsradius zwischen demselben und dem oberen Schenkel. Dadurch legt sich das Sicherungselement im montierten Zustand, also etwas aufgebogen, mit seinem Verbindungsabschnitt dicht an die eine Stirnseite des Betätigungshebels sowie an die sphärische Oberseite des Abstützabschnitts.
Schließlich sieht die Erfindung vor, dass der Abstand zwischen dem unteren Schenkel und dem oberen Schenkel des Sicherungselementes nahe dem Verbindungsabschnitt größer ist als im Bereich des freien Endes der beiden Schenkel. Dadurch wird bei Wahl eines geeigneten, vorzugsweise Blechmaterials für das Sicherungselement erreicht, dass im Montagezustand eine erhöhte federnde Haltkraft den Betätigungshebel und das Abstützelement zusammenhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigen
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Schlepphebels, Figur 2 eine Draufsicht auf den Schlepphebel gemäß Fig. 1 , Figur 3 eine Querschnittsansicht A-A gemäß Fig. 2, Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Sicherungselementes zur Verbindung des Schlepphebels mit einem Abstützelement, Figur 5 eine Seitenansicht des Sicherungselementes gemäß Fig. 4, Figur 6 eine Draufsicht auf die Oberseite des Sicherungselementes gemäß Fig. 4, und Figur 7 eine Draufsicht auf die Unterseite des Sicherungselementes gemäß Fig. 4.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen als Schlepphebel 1 ausgebildeten Betätigungshebel einer an sich bekannten und eingangs geschilderten mechanischen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine. Dieser Schlepphebel 1 ist um eine Schenkachse 2 schwenkbar und weist einen Abstützabschnitt 3 auf, in dem zwischen zwei Wandabschnitten des Schlepphebels 1 eine sphärische Oberseite 4 einer kalottenformige Aussparung 5 ausgebildet ist.
Wie insbesondere dem Querschnitt A-A durch den Schlepphebel 1 in Figur 3 entnehmbar ist, nimmt die kalottenformige Aussparung 5 ein Abstützelement 6 für den Schlepphebel 1 auf, welches hier als axial beweglicher Kolben einer nicht weiter dargestellten Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet ist.
Das Abstützelement 6 weist eine sphärisch geformte Oberseite 7 auf, welche genau in die kalottenformige Aussparung 5 des Schlepphebels 1 passt. Unterhalb dieser Oberseite 7 ist in dem Abstützelement 6 ein Hinterschnitt 8 ausgebildet, welcher zur Aufnahme des in Fig. 4 dargestellten Sicherungselementes 9 dient.
Dieses Sicherungselement 9 ist hier als Blechbauteil ausgebildet und verfügt über einen oberen Schenkel 10 sowie einen unteren Schenkel 11 , die über einen Verbindungsabschnitt 12 miteinander verbunden sind.
Wie die perspektivische Darstellung des Sicherungselementes 9 gemäß Fig. 4 verdeutlicht, sind in den beiden Schenkeln 10, 11 geometrisch geschlossene Öffnungen ausgebildet, deren Funktion anhand der Figuren 5 bis 7 erläutert wird. Wichtig ist dabei, dass die Öffnung im oberen Schenkel 10 im wesentlichen kreisförmig und im unteren Schenkel 11 im wesentlichen schlitzförmig ausgebildet ist. Zudem wird deutlich, dass die Materialstege beidseitig der langgestreckten Öffnung im unteren Schenkel 11 in den Hinterstich 8 des Abstützelementes 6 eingreifen, während sich die kreisförmige Öffnung in dem oberen Schenkel 10 an der sphärischen Oberseite 4 des Schlepphebels 1 abstützt.
Wie insbesondere Figur 5 zeigt, besteht das Sicherungselement 9 aus einem gebogenen und in sich glattflächigen Blech, bei dem ein Verbindungsabschnitt 12 einen oberen Schenkel 10 und einen unteren Schenkel 11 miteinander verbindet. Wie dieser Darstellung leicht entnommen werden kann, ist das Sicherungselement 9 derart aus einem flachen Blechstück geformt, dass der Biege- bzw. Verbindungsradius zwischen dem unteren Schenkel 11 und dem Verbindungsabschnitt 12 kleiner ist als der Biege- bzw. Verbindungsradius zwischen demselben und dem oberen Schenkel 10. Dadurch wird im montierten Zustand einerseits ein enges Anliegen des Sicherungselementes 9 an dem Schlepphebel 1 erreicht, und andererseits dafür gesorgt, dass sich der Verbindungsabschnitt 12 zur Erzeugung einer erhöhten Aufliegevorspannung in Richtung zu der sphärischen Oberseite 4 des Schlepphebels vorgebeugt.
Zudem offenbart Figur 5, dass das Sicherungselement 9 derart geformt ist, dass der Abstand L2 zwischen dem oberen Schenkel 10 und dem unteren Schenkel 11 im Bereich des Verbindungsabschnittes 12 größer ist als der Abstand L1 im Bereich der freien Enden 15, 16 derselben. Durch diese nichtparallele Ausrichtung der beiden Schenkel 10, 11 wird eine weiter vergrößerte mechanische Vorspannung des Sicherungselements 9 zur Verbindung von Schlepphebel 1 und Abstützelement 6 erreicht.
Außerdem zeigt Figur 5, dass die freien Enden 15, 16 der beiden Schenkel 10, 11 voneinander wegweisen, welches ein leichteres Montieren dieses Sicherungselementes zur schwenkbeweglichen und verliersicheren Verbindung eines Betätigungshebels 1 mit dem Abstützelement 6 ermöglicht. Wie insbesondere den Figuren 6 und 7 entnehmbar ist, weisen die Aufnahmeöffnungen in den beiden Schenkeln 10, 11 des Sicherungselementes 9 unterschiedliche Durchmesser und Geometrien auf, wobei jedoch beide Öffnungen nicht gabelförmig, sondern geometrisch geschlossen ausgebildet sind. So hat die Öffnung 13 in dem oberen Schenkel 10 eine im wesentlichen kreisförmige Geometrie, wodurch die sphärisch geformte Oberseite 4 des Abstützabschnittes 3 des Schlepphebels 1 dort gut aufgenommen werden, beziehungsweise sich das Sicherungselement 9 dort sicher abstützen kann.
Abweichend davon ist die Öffnung 14 in dem unteren Schenkel 11 im wesentlichen schlitzförmig und in der hier dargestellten Ausführungsform stadionartig ausgebildet, wobei zwei im wesentlichen parallele Öffnungsabschnitte über zwei halbkreisförmige Öffnungsabschnitte miteinander verbunden sind. Wie Figur 7 verdeutlicht, sind an den halbkreisförmigen Öffnungsabschnitten zusätzlich langlochartige Verlängerungen 21 , 22 ausgebildet, die ein leichtes Überstülpen des Abstützelementes 6 sowie ein problemloses Einklipsen dieses unteren Schenkels 11 in den Hinterstich 8 desselben gewährleisten.
Erkennbar ist auch, dass an den freien Enden 15, 16 der beiden Schenkel 10, 11 Einführschrägen 17, 18, 19, 20 ausgebildet sind, die ein leichtes Einführen des Sicherungselementes 9 zwischen die insbesondere in Fig. 3 deutlich erkennbaren Seitenwände des Schlepphebels 1 gestatten.
Wie Figur 6 verdeutlicht, ist der Durchmesser D1 der Öffnung 13 in dem oberen Schenkel 10 größer gewählt als die Öffnungsbreite D2 im unteren Schenkel 11 quer zu dessen Längserstreckung. Durch diese Kombination wird erreicht, dass bei vorgegebener Hinterstichtiefe ein ausreichender Halt auf der sphärischen Oberseite des Schlepphebels realisiert wird, beziehungsweise bei vorgegebenem Durchmesser der Öffnung 13 an der Oberseite des Schlepphebels 1 eine ausreichend große Hinterschnitttiefe nutzbar ist. Schließlich zeigen die Figuren 5 bis 7, dass der obere Schenkel 10 axial kürzer als der untere Schenkel 11 ist. Damit wird vorteilhaft eine Gewichts- und Kostenreduzierung gegenüber gleichlangen Schenkeln erreicht, während der sichere Halt auf der sphärischen Oberseite 4 des Abstützabschnitts 3 des Schlepphebels 6 auch dann gewährleistet ist, wenn das Sicherungselement 9 mit der Öffnung 13 seines oberen Schenkels 10 nicht exakt den Polbereich der sphärischen Oberseite 4 des Abstützabschnitts 3 umgreift oder diese nicht nur angenähert sphärisch ausgebildet ist.
Zudem ermöglicht der etwas länger ausgebildete untere Schenkel 11 eine vergleichsweise lange schlitzförmige Öffnung 14, wodurch die Zentrierung von Sicherungselement 6 und Schlepphebel 1 begünstigt wird.
Bezugszeichenliste
1 Schlepphebel
2 Schwenkachse
3 Abstützabschnitt
4 Sphärische Oberseite
5 Kalottenfömige Aussparung
6 Abstützelement
7 Sphärisches Ende des Abstützelements
8 Hinterstich
9 Sicherungselement
10 Oberer Schenkel
11 Unterer Schenkel
12 Verbindungsabschnitt
13 Öffnung oben
14 Öffnung unten
15 Freies Ende des oberen Schenkels
16 Freies Ende des unteren Schenkels
17 Einführschräge
18 Einführschräge
19 Einführschräge
20 Einführschräge
21 Langlochartige Verlängerung
22 Langlochartige Verlängerung
D1 Durchmesser der oberen Öffnung
D2 Öffnungsbreite im unteren Schenkel quer zu dessen Längserstreckung
L1 Abstand nahe dem freien Ende der Schenkel
L2 Abstand nahe dem Verbindungsabschnitt

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungsvorrichtung zur schwenkbeweglichen und verliersicheren Verbindung eines Betätigungshebels (1) und eines diesem zugeordneten Abstützelementes (6) einer Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, bei der der Betätigungshebel (1 ) in einem Abstützabschnitt (3) eine kalottenformige Aussparung (5) aufweist, in der das sphärische Ende (7) des Abstützelements (6) angeordnet ist, bei der unterhalb des sphärischen Endes (7) im Abstützelement (6) ein Hinterstich (8) ausgebildet ist, bei der der Betätigungshebel (1 ) im Abstützabschnitt (3) oberhalb der kalottenformige Aussparung (5) eine sphärische Oberseite (4) aufweist, und bei der ein Sicherungselement (9) den Betätigungshebel (1 ) und das Abstützelement (6) miteinander verbindet, wobei das Sicherungselement (9) eine U-förmige Querschnittsgeometrie mit einem oberen und einen unteren Schenkel (10, 11 ) aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt (12) miteinander verbunden sind, sowie in den beiden Schenkeln (10, 11 ) geometrisch geschlossene Öffnungen (13, 14) zur Aufnahme des Hinterstichs (8) des Abstützelements (6) beziehungsweise der sphärischen Oberseite (4) des Abstützabschnitts (3) des Betätigungshebels (1 ) ausgebildet sind, wobei die Öffnung (13) im oberen Schenkel (10) im wesentlichen rund sowie die dem Abstützelement (6) zugeordnete Öffnung (14) im unteren Schenkel (11) im wesentlichen schlitzförmig ist.
2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (1 ) als Schlepphebel ausgebildet ist.
3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (6) als axial beweglicher Kolben ausgebildet ist.
4. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (9) eine Materialstärke aufweist, die unter der axialen Breite des Hinterstichs (8) liegt, so dass dieses in allen Schwenkstellungen des Betätigungshebels (1 ) im Hinterstich frei bewegbar ist.
5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (10, 11 ) und der Verbindungsabschnitt (12) des Sicherungselements (9) glattflächig ausgebildet sind.
6. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (10,11 ) des Sicherungselements (9) im Bereich ihrer freien Enden (15, 16) Einführschrägen (17, 18, 19, 20) aufweisen.
7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden (15, 16) der Schenkel (10, 11 ) voneinander wegweisen.
8. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (14) in dem unteren Schenkel (11) eine stadionartige Geometrie aufweist, bei der zwei zueinander parallele Öffnungsabschnitte durch halbkreisförmige Öffnungsabschnitte verbunden sind.
9. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Schenkel (11) an wenigstens einem der halbkreisförmigen Öffnungsabschnitte eine langlochartige Verlängerung (21 , 22) der Öffnung (14) ausgebildet ist.
10. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (13) in dem oberen Schenkel (10) derart groß ausgebildet ist, dass dieser auf der sphärischen Oberseite (4) des Abstützabschnitts (3) des Betätigungshebels (1 ) sicheren Halt findet.
11. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (D2) der Öffnung (14) im unteren Schenkel (11 ) quer zur Längserstreckung desselben kleiner ist als der Durchmesser (D1 ) der Öffnung (13) des oberen Schenkels (10).
12. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (D2) der Öffnung (14) im unteren Schenkel (11 ) quer zur Längserstreckung desselben kleiner ist als der Durchmesser des Abstützelementes (6) ober- und unterhalb des Hinterstichs (8).
13. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Schenkel (10) axial kürzer ist als der untere Schenkel (11 ).
14. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsradius zwischen dem unteren Schenkel (11 ) und dem Verbindungsabschnitt (12) kleiner ist als der Verbindungsradius zwischen demselben (12) und dem oberen Schenkel (10).
15. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem unteren Schenkel (11 ) und dem oberen Schenkel (10) nahe dem Verbindungsabschnitt (12) größer ist als im Bereich des freien Endes (15, 16) der beiden Schenkel (10, 11 ).
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