WO2007039414A1 - Unsymmetrische kipphebel eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine - Google Patents

Unsymmetrische kipphebel eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2007039414A1
WO2007039414A1 PCT/EP2006/066258 EP2006066258W WO2007039414A1 WO 2007039414 A1 WO2007039414 A1 WO 2007039414A1 EP 2006066258 W EP2006066258 W EP 2006066258W WO 2007039414 A1 WO2007039414 A1 WO 2007039414A1
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rocker arm
side walls
openings
arm according
valve
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PCT/EP2006/066258
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French (fr)
Inventor
Franz Huschka
Michael Schewe
Original Assignee
Schaeffler Kg
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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
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms

Definitions

  • the invention relates to a rocker arm of a valve train of an internal combustion engine, consisting of thin-walled steel sheet, with two side walls which are interconnected by a cross bar, wherein at one end of the rocker arm a Abgriffs simulation for a cam, at the other end a contact surface for at least indirect application a gas exchange valve and between the ends, in the side walls, two mutually aligned openings for pivotally receiving the rocker arm on an axis.
  • rocker arms made of sheet steel which are generally U-shaped in cross-section and based on their longitudinal center plane substantially symmetrical. If such cam followers are to be installed, for example, in valve drives of low-ambidextrous engines for two-wheeled vehicles or for small appliances, installation problems may occur. The necessary swivel angle of the lever can unnecessarily restrict protruding components.
  • the object of the invention is therefore to provide a rocker arm of the aforementioned type, in which the cited disadvantages are eliminated.
  • a rocker arm should be integrated in tight spaces and be optimized in terms of lightweight construction and cost.
  • this object is achieved in that the rocker arm is recessed at least at one end of the crossbar, wherein the side walls are substantially parallel to each other in this area and have two mutually aligned bores, in which a bolt with a cam chuck as a tap area or is receivable and wherein the side walls, at least in their middle part with the openings, a mutually unbalanced course is immanent.
  • rocker arm in which the disadvantages cited above are effectively eliminated.
  • the rocker arm according to the invention can also be used where a symmetrical lever would come into contact with cylinder head or internal combustion engine components. Its side walls thus deviate from the aforementioned components, as it were.
  • the oscillating valve train masses are lowered at least at one end by the minimized in their distance side walls and the simultaneous present recess of the crossbar.
  • the "curvature" of the sidewalls according to the invention can be represented in one or more drawing steps, thus creating a Z-shaped or S-like profile on at least one sidewall via the "cranking", which the other sidewall can optionally follow.
  • fork-shaped a recessed end of the rocker arm can advantageously be applied to a bolt mounted, rotatable roller.
  • the roller can run over suitable rolling elements such as needles on the bolt.
  • suitable rolling elements such as needles on the bolt.
  • a Gleitabgriff is conceivable in this area. Possibly.
  • the invention may be practiced without the forked recessed end
  • a hollow cylindrical projection is formed at the other end of the lever, one piece out of the cross bar out and in the valve-distal direction. This can for example be formed before a bending operation of the side walls. It is expediently used for arranging a screw connection for adjusting the valve clearance. Optionally, the approach may also extend in the valve direction.
  • the openings in the side walls are integrally formed out of these bearing eyes.
  • these bearing eyes can project beyond the side walls to the outside.
  • the bearing eyes are molded inwards. Due to their one-piece design, the manufacturing costs are not unnecessarily increased.
  • Rolling bearings can also be used in the area of the bearing eyes, over which the tilting lever then runs with extremely low friction directly on its axis.
  • it is provided to connect the openings in the side walls, which are preferably arranged in both variants in a central region of the rocker arm, by a piece of pipe fastened in this. About this pipe section of the rocker arm extends on an axis or the like. To further reduce wear, a roller bearing can be applied in this area.
  • the measures according to the invention can basically be carried out with a towing or oscillating lever.
  • FIGS. 1 to 3 in spatial views, a first embodiment of the rocker arm with integrally formed from the openings in the side walls bearing eyes and the
  • FIGS. 4 to 5 in spatial representations of an alternative variant of the rocker arm according to the invention with extending in the openings of the side walls of pipe section.
  • the figures disclose a rocker arm 1 of a valve train of an internal combustion engine.
  • This has two longitudinal side walls 2a, 2b, which are interconnected on their underside by a crossbar 3.
  • holes 9 are applied in the side walls 2a, 2b.
  • a running on a pin 10 cam follower roller 11 may be arranged as Abgriffs configuration 5.
  • a contact surface 7 for at least indirectly acting on at least one gas exchange valve.
  • This contact surface 7 is formed out of an upper side of the transverse web 3 connecting the side walls 2a, 2b on its underside and formed as a hollow cylindrical projection 16 (see also FIG. 4).
  • a screw means 17 extends over a head of the screw 17, the rocker arm 1 is thus brought into contact with one end of the gas exchange valve.
  • the crossbar 3 connects the side walls 2a, 2b at its lower portion, so that a U-like profile is formed.
  • the crossbar 3 is recessed.
  • even more recessed areas may be provided for weight reduction, for example, window-like openings in the side walls, so that the crossbar 3 then has window-like interruptions.
  • the side walls 2a, 2b are narrower than in the other course.
  • the one side wall 2 a after the end 4, viewed in plan view merges into a trough-like bulged section 13 to form a central part 12.
  • an S-like profile is formed with a large offset.
  • the second side wall 2 b basically follows the course of the first side wall 2 a, its offset is smaller. Possibly. is also a solution provided in which the side walls 2a, 2b have a symmetrical course to each other.
  • the side wall 2a has the aforementioned bulged course, but the further side wall 2b follows this course only marginally. It extends substantially from one end to the central part 12 straight or only slightly cranked.
  • the openings 8 in the side walls 2a, 2b are shown as bearing eyes 19 formed integrally therefrom. Due to the one-piece design of the bearing eyes 19, their additional attachment is unnecessary, for example by welding or the like., As recorded in the prior art.
  • a thin-walled pipe section 18 is fastened in the openings 8 of the side walls 2 a, 2 b, for example by pressing or the like.
  • This pipe section expediently projects beyond the side walls 2a, 2b to the outside.
  • About the pipe section 18 of the rocker arm 1 directly on an axis or a similar suitable center of rotation can be fastened.
  • the aforesaid pipe section 18 can also protrude beyond one or both side walls 2a, 2b and optionally be provided with openings such as holes for lubricant in the projecting area.
  • the pipe section may be provided with a collar or the like in order to facilitate its assembly or to determine its position during insertion into the openings of the side walls 2a, 2b.
  • the rocker arm 1 should consist of sheet steel and be mass produced in a stamping and bending process.

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Abstract

Vorgeschlagen ist ein Kipphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieser besteht aus dünnwandigem Stahlblech und hat zwei Seitenwände (2a, 2b), die durch einen Querbalken (3) miteinander verbunden sind. An einem Ende (4) des Kipphebels (1) ist eine Abgriffsfläche (5) für einen Nocken und am anderen Ende (6) eine Kontaktfläche (7) zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils vorgesehen. Zwischen den Enden (4, 6) verlaufen in den Seitenwänden (2a, 2b) zwei zueinander fluchtende Öffnungen (8) zur schwenkbeweglichen Aufnahme des Kipphebels (1) auf einer Achse. Der Kipphebel (1) ist wenigstens an dem einen Ende (4) vom Querbalken (3) ausgespart, wobei die Seitenwände (2a, 2b) in diesem Bereich zueinander im wesentlichen parallel sind und zwei zueinander fluchtende Bohrungen (9) haben, in denen ein Bolzen (10) mit einer Nockenanlaufrolle (11) als Abgriffsfläche (5) aufgenommen ist. Den Seitenwänden (2a, 2b) ist zudem, zumindest in Ihrem Mittelteil (12) mit den Öffnungen (8), ein zueinander unsymmetrischer Verlauf immanent. Ein derartiger Kipphebel (1) eignet sich hervorragend für einen Einbau in beengte Raumverhältnisse, wie sie beispielsweise bei Zweirad- oder Kleingerätemotoren vorliegen. Außerdem lässt er sich preiswert darstellen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
UNSYMMETRISCHE KIPPHEBEL EINES VENTILTRIEBS EINER BRENNKRAFTMASCHINE
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kipphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus dünnwandigem Stahlblech, mit zwei Seitenwänden, die durch einen Querbalken miteinander verbunden sind, wobei an einem Ende des Kipphebels eine Abgriffsfläche für einen Nocken, am anderen Ende eine Kon- taktfläche zur wenigstens mittelbaren Beaufschlagung eines Gaswechselventils und zwischen den Enden, in den Seitenwänden, zwei zueinander fluchtende Öffnungen zur schwenkbeweglichen Aufnahme des Kipphebels auf einer Achse verlaufen.
Hintergrund der Erfindung
Als gattungsbildend werden Kipphebel aus Stahlblech angesehen, die im Querschnitt generell U-förmig und bezogen auf ihre Längsmittelebene im wesentlichen symmetrisch ausgebildet sind. Sollen derartige Nockenfolger bspw. in Ventiltriebe von niedrighubigen Motoren für Zweiräder bzw. für Kleingeräte eingebaut werden, kann es zu Einbauproblemen kommen. Den notwendigen Ver- schwenkwinkel des Hebels können einragende Bauteile unnötig einschränken.
Außerdem genügen die Kipphebel nach dem Stand der Technik sehr oft nicht den Anforderungen hinsichtlich Leichtbau und niedriger Herstellkosten. Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kipphebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein derartiger Kipphebel in beengte Bauräume integrierbar sein und hinsichtlich Leichtbau und Kosten optimiert vorliegen.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kipphebel wenigstens an dem einen Ende vom Querbalken ausgespart ist, wobei die Seitenwände in diesem Bereich zueinander im wesentlichen parallel sind und zwei miteinander fluchtende Bohrungen haben, in denen ein Bolzen mit einer No- ckenanlaufrolle als Abgriffsfläche aufgenommen oder aufnehmbar ist und wobei den Seitenwänden, zumindest in Ihrem Mittelteil mit den Öffnungen, ein zueinander unsymmetrischer Verlauf immanent ist.
Somit liegt ein Kipphebel vor, bei dem die eingangs zitierten Nachteile wir- kungsvoll beseitigt sind. Der erfindungsgemäße Kipphebel ist ggf. auch da einsetzbar, wo ein symmetrischer Hebel in Kontakt mit Zylinderkopf- bzw. Brennkraftmaschinenbauteilen käme. Dessen Seitenwände weichen somit quasi den vorgenannten Bauteilen aus. Außerdem ist klar, dass zumindest an dem einen Ende durch die in ihrem Abstand minimierten Seitenwände und die gleichzeitig vorliegende Aussparung des Querbalkens die oszillierenden Ventiltriebsmassen gesenkt sind.
Die erfindungsgemäße „Kröpfung" der Seitenwände kann in einer oder mehreren Ziehstufen dargestellt werden. In Draufsicht wird somit über die „Kröpfung" ein Z-oder S-ähnliches Profil an zumindest einer Seitenwand geschaffen, dem die andere Seitenwand wahlweise folgen kann. Jedoch ist es denkbar und vor- gesehen, die „Kröpfung" nicht derart stark wie bei der erstgenannten Seitenwand auszuführen.
Im Bereich des erfindungsgemäß gabelartig ausgebildeten einen ausgesparten Endes des Kipphebels kann zweckmäßigerweise eine auf einem Bolzen gelagerte, drehbare Rolle appliziert werden. Wahlweise kann die Rolle über geeignete Wälzkörper wie Nadeln auf dem Bolzen verlaufen. Gegebenenfalls ist in diesem Bereich jedoch auch ein Gleitabgriff denkbar. Ggf. kann die Erfindung auch ohne das gabelartige ausgesparte Ende ausgeführt werden
In Fortbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass am anderen Ende des Hebels, einteilig aus dessen Querbalken heraus sowie in ventilferne Richtung, ein hohlzylindrischer Ansatz geformt ist. Dieser kann beispielsweise noch vor einem Biegevorgang der Seitenwände gebildet werden. Er dient zweckmäßi- gerweise der Anordnung einer Schraubverbindung zur Einstellung des Ventilspiels. Gegebenenfalls kann sich der Ansatz auch in Ventilrichtung erstrecken.
Insbesondere ist es vorgesehen, die Seitenwände an ihrer Unterseite durch den Querbalken verbinden zu lassen, so dass ein U-ähnliches Profil geschaffen ist. Denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, ein umgekehrt U-ähnliches Profil bzw. ein H-ähnliches Profil zu generieren.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, die Öffnungen in den Seitenwänden als einteilig aus diesen heraus geformte Lageraugen darzustellen. Beispielsweise können diese Lageraugen die Seitenwände nach außen überragen. Denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, dass die Lageraugen nach innen angeformt sind. Aufgrund deren einteiliger Ausbildung sind die Fertigungskosten nicht unnötig erhöht. Im Bereich der Lageraugen können auch Wälzlager eingesetzt werden, über welche der Kipphebel dann unmittelbar auf seiner Achse äußerst reibungsarm verläuft. Alternativ zu der vorgenannten Ausgestaltung ist es vorgesehen, die Öffnungen in den Seitenwänden, die vorzugsweise bei beiden Varianten in einem Mittenbereich des Kipphebels angeordnet sind, durch ein in diesen befestigtes Rohrstück zu verbinden. Über dieses Rohrstück verläuft der Kipphebel auf einer Achse oder dergleichen. Zur weiteren Verschleißreduzierung kann auch in diesem Bereich eine Wälzlagerung appliziert werden.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können vom Grunde her auch bei einem Schlepp- oder Schwinghebel ausgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 bis 3 in räumlichen Ansichten eine erste Ausgestaltung des Kipphebels mit einteilig aus den Öffnungen in den Seitenwänden geformten Lageraugen und die
Figuren 4 bis 5 in räumlichen Darstellungen eine alternative Variante des erfindungsgemäßen Kipphebels mit in den Öffnungen der Seitenwände verlaufendem Rohrstück.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren offenbaren einen Kipphebel 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieser hat zwei längs verlaufende Seitenwände 2a, 2b, die an ihrer Unterseite durch einen Querbalken 3 miteinander verbunden sind. Im Bereich eines Endes 4 sind in den Seitenwänden 2a, 2b Bohrungen 9 appliziert. In diesen kann, so wie in Figur 5 gezeigt, eine auf einem Bolzen 10 verlaufende Nockenanlaufrolle 11 als Abgriffsfläche 5 angeordnet sein.
Am gegenüberliegenden anderen Ende 6 hat der Kipphebel 1 eine Kontaktfläche 7 zur wenigstens mittelbaren Beaufschlagung von zumindest einem Gaswechselventil. Diese Kontaktfläche 7 ist aus einer Oberseite des die Seitenwände 2a, 2b an ihrer Unterseite verbindenden Querbalkens 3 herausgeformt und als hohlzylindrischer Ansatz 16 (siehe auch Figur 4) ausgebildet. In dem Ansatz 16 verläuft ein Schraubmittel 17. Über einen Kopf des Schraubmittels 17 ist der Kipphebel 1 somit in Kontakt mit einem Ende des Gaswechselventils bringbar.
Wie vorhergehend genannt, verbindet der Querbalken 3 die Seitenwände 2a, 2b an ihrem unteren Bereich, so dass ein U-ähnliches Profil gebildet ist. Im Bereich des einen Endes 4 jedoch ist der Querbalken 3 ausgespart. Gegebenenfalls können auch noch weitere ausgesparte Bereiche zur Gewichtsreduzierung vorgesehen sein, beispielsweise fensterartige Durchbrechungen in den Seitenwänden, so dass der Querbalken 3 dann fensterartige Unterbrechungen besitzt.
Im Bereich der am einen Ende 4 verlaufenden Aussparung sind die Seitenwände 2a, 2b schmaler als im sonstigen Verlauf gehalten. Wie am besten Figur 2 zeigt, geht die eine Seitenwand 2a nach dem Ende 4 in Draufsicht gesehen in einen wannenartig ausgebauchten Abschnitt 13 zur Bildung eines Mittelteils 12 über. Somit ist in der Draufsicht ein S-ähnliches Profil mit starker Kröpfung gebildet. Bei der Ausgestaltung nach den Figuren 1 bis 3 folgt die zweite Seitenwand 2b zwar im Grunde genommen dem Verlauf der ersten Seitenwand 2a, deren Kröpfung ist jedoch geringer ausgeführt. Ggf. ist auch eine Lösung vorgesehen, bei denen die Seitenwände 2a, 2b zueinander einen symmetrischen Verlauf haben. Bei der Ausgestaltung nach den Figuren 4, 5 hingegen hat zwar die Seitenwand 2a den vorgenannten ausgebauchten Verlauf, jedoch folgt die weitere Seitenwand 2b diesem Verlauf nur marginal. Sie erstreckt sich im wesentlichen vom einen Ende bis hin zum Mittelteil 12 gerade bzw. lediglich gering gekröpft.
Des weiteren ist zu erkennen, dass die Seitenwände 2a, 2b in Draufsicht gesehen vom Mittelteil 12 in Richtung zum anderen Ende 6 hin deutlich geringer gebogen aufeinander zu laufen, wobei die Seitenwände 2a, 2b am anderen Ende 6 wiederum parallel zueinander sind und in diesem Bereich, wie genannt, die Kontaktfläche 7 appliziert ist.
Bei der gemäß den Figuren 1 bis 3 vorgeschlagenen Lösung sind die Öffnungen 8 in den Seitenwänden 2a, 2b als einteilig aus diesen heraus geformte Lageraugen 19 dargestellt. Aufgrund der einteiligen Ausbildung der Lageraugen 19 erübrigt sich deren zusätzliche Befestigung beispielsweise durch Schweißen oder dgl., so wie im Stand der Technik zu verzeichnen.
Bei der Lösung gemäß den Figuren 4, 5 hingegen ist in den Öffnungen 8 der Seitenwände 2a, 2b ein dünnwandiges Rohrstück 18 beispielsweise durch Ein- pressen oder ähnliches befestigt. Dieses Rohrstück 18 überragt zweckmäßigerweise die Seitenwände 2a, 2b nach außen nicht. Über das Rohrstück 18 ist der Kipphebel 1 unmittelbar auf einer Achse oder einem ähnlich geeigneten Drehzentrum befestigbar.
Das vorgenannte Rohrstück 18 kann ggf. auch über eine oder beide Seitenwände 2a, 2b hinausstehen und wahlweise mit Öffnungen wie Bohrungen für Schmiermittel im überragenden Bereich versehen sein. Zudem kann es vorgesehen sein, das Rohrstück mit einem Bund oder dgl. zu versehen, um dessen Montage zu erleichtern bzw. dessen Position beim Einschieben in die Öffnun- gen der Seitenwände 2a, 2b zu bestimmen. Vorzugsweise soll der Kipphebel 1 aus Stahlblech bestehen und in einem Stanz-Biegeprozess in Massenfertigung hergestellt werden.
Bezugszahlenliste
1 Kipphebel
2 Seitenwand (a, b) 3 Querbalken
4 eines Ende
5 Abgriffsfläche
6 anderes Ende
7 Kontaktfläche 8 Öffnung
9 Bohrung
10 Bolzen
1 1 Nockenanlaufrolle
12 Mittelteil 13 Abschnitt
14 Abschnitt
15 Abschnitt
16 Ansatz
17 Schraubmittel 18 Rohrstück
19 Lagerauge

Claims

Patentansprüche
1. Kipphebel (1 ) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus dünnwandigem Stahlblech, mit zwei Seitenwänden (2a, 2b), die durch einen Querbalken (3) miteinander verbunden sind, wobei an einem Ende
(4) des Kipphebels (1 ) eine Abgriffsfläche (5) für einen Nocken, am anderen Ende (6) eine Kontaktfläche (7) zur wenigstens mittelbaren Beaufschlagung eines Gaswechselventils und zwischen den Enden (4, 6), in den Seitenwänden (2a, 2b), zwei zueinander fluchtende Öffnungen (8) zur schwenkbeweglichen Aufnahme des Kipphebels (1 ) auf einer Achse verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (1 ) wenigstens an dem einen Ende (4) vom Querbalken (3) ausgespart ist, wobei die Seitenwände (2a, 2b) in diesem Bereich zueinander im wesentlichen parallel sind und zwei miteinander fluchtende Bohrungen (9) haben, in denen ein Bolzen (10) mit einer Nockenanlaufrolle (11 ) als Abgriffsfläche
(5) aufgenommen oder aufnehmbar ist und wobei den Seitenwänden (2a, 2b), zumindest in Ihrem Mittelteil (12) mit den Öffnungen (8), ein zueinander unsymmetrischer Verlauf immanent ist.
2. Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenwand (2a) nach dem einen Ende (4) in Draufsicht gesehen in einen wannenartig ausgebauchten Abschnitt (13) (Mittelteil (12)) übergeht, wobei die andere Seitenwand (2b) entweder diesem Profil mit ihrem Abschnitt (14) im wesentlichen folgend, jedoch einen geringer eingebauchten Abschnitt (Mittelteil (12)) oder einen im wesentlichen geraden, höchstens marginal eingebauchten Abschnitt (15) aufweist und wobei die Seitenwände (2a, 2b) nach dem Mittelteil (12) in Richtung zu dem anderen Ende (6) geringer als nach dem einen Ende (4) gekröpft aufeinander zu laufen und am anderen Ende (6) zueinander im wesentlichen parallel vorliegen.
3. Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der Kontaktfläche (7) für das Gaswechselventil der Querbalken (3) am anderen Ende (6) einen einteilig von dessen Oberseite (15) abstehenden, hohlzylindrischen Ansatz (16) besitzt, in den ein Schraubmittel (17) zur Einstellung des Ventilspiels eingesetzt oder einsetzbar ist.
4. Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (3) die Seitenwände (2a, 2b) in ihrem unteren Bereich miteinander verbindet.
5. Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (8) in den Seitenwänden (2a, 2b) als einteilig aus diesen heraus geformte Lageraugen (19) dargestellt sind.
6. Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (8) der Seitenwände (2a, 2b) durch ein in diesen befestigtes Rohrstück (18) verbunden sind, über welches der Kipphebel (1 ) auf der Achse befestigbar ist.
7. Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (18) durch ein Befestigungsverfahren wie Verstemmen, Löten, Schweißen, Kleben, Rollieren, Einpressen oder Kleben in den Öffnungen (8) gehalten ist.
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