WO2012150052A1 - Zwischenhebel - Google Patents

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WO2012150052A1
WO2012150052A1 PCT/EP2012/052197 EP2012052197W WO2012150052A1 WO 2012150052 A1 WO2012150052 A1 WO 2012150052A1 EP 2012052197 W EP2012052197 W EP 2012052197W WO 2012150052 A1 WO2012150052 A1 WO 2012150052A1
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intermediate lever
cam
lever
bulge
counter
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PCT/EP2012/052197
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French (fr)
Inventor
Matthias Becker
Wolfgang Christgen
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0068—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "BMW-Valvetronic" type

Definitions

  • the invention relates to an intermediate lever for a variable valve train of an internal combustion engine, wherein in the region of a front end a support surface for a slide track and a contact surface for a cam are applied, at a further front end a surface for variable stroke transmission of a cam sits on a tap of a follower member and a mating surface for a lift cam extends in a section between the front ends.
  • Such an intermediate lever is shown in FIGS. 5, 6 of DE 10 2006 018 512 A1.
  • This has two bar-shaped side walls.
  • the side walls include a total of three roller bearings, of which two rollers act as support rollers for a counter-rotation on a slide track and the roller lying between them as a contact surface for a cam.
  • the intermediate lever has an additional roller bearing roller as mating surface for a lift cam.
  • the side walls converge toward one another to form a hub transmission surface connecting them.
  • a disadvantage of the aforementioned embodiment is their relatively complicated structure.
  • the intermediate lever is made of sheet metal in an elaborate stamping and bending process that consists of too many processing steps and is therefore still too expensive in mass production.
  • the integration of ultimately four roles and their storage is also relatively expensive. Since the side walls comprise the rollers on the outside, the intermediate lever may build too wide.
  • the invention is therefore based on the object to provide an intermediate lever of the aforementioned type, in which the indicated disadvantages are eliminated.
  • a very inexpensive producible and simply constructed intermediate lever to be created is achieved in that the intermediate lever is an at least substantially closed, beam-like compact block and that the start u. Mating surface and the surface for variable stroke transmission sliding surfaces are.
  • the intermediate lever for example, simply from a sheet metal blank, whose thickness preferably has the width of the intermediate lever punched or made in a forging process. Alternatively, it can also be machined (milling o. The like.) Or at least machined or represented by casting / sintering. In addition, the intermediate lever can also be generated from an extruded profile. An MIM training is also thought. The intermediate lever is thus available as a simple block or as a solid part. The aforementioned bending processes are eliminated.
  • the intermediate lever can be used in a fully variable valve train for throttle-free load control, as it is installed by the Bavarian engine plants under the name "Valvetronic".
  • the projecting from the outer walls at one end lugs which are proposed either as a support surface for a slide track or as a contact surface for a cam can be integrally connected according to a variant of the invention with the intermediate lever or present according to another design as separately connected components.
  • a variant of the invention it is possible to apply impressions, extrusions, forging, etc., or even to a cutting representation.
  • the multipart design come joining, pressing, Welding, screwing, caulking, etc. in question. Also can protrude on both sides of the outer walls respectively stumps on which the separate components are attached or the latter are fastened with stumps in holes in the outer walls of the intermediate lever.
  • All of the surfaces can also be flat or possibly convex.
  • the support surface for the Kulis senbahn present on both sides of the intermediate lever at one end, the latter has a particularly good tipping safety.
  • the intermediate lever by training either the contact surface for the cam or the support surface for the slide track as an end-side bulge of the lever material at one end has a very simple, slim design, which in mass production very favorable to the Costs affects.
  • the cam counterface which is preferably located approximately centrally between the front ends of the intermediate lever.
  • the surface for variably transmitting the cam lift at the other end consists of a zero stroke and a stroke range. It is connected in one piece to the intermediate lever and runs on undersides of bilaterally Hebelverschwenkraum bow-like protruding extensions. Possibly. In this area, a variant is also conceivable or a configuration in which only one extension protrudes.
  • tabs for guiding a force acting on the intermediate lever cam return spring should project in one piece from an upper side or end face of one of the extensions.
  • These tabs can be represented, for example, simply by embossing, bending or cutting. The invention will be explained with reference to the drawing. Show it:
  • 1 is a perspective view of a first variant of a Swisshe- lever
  • FIG. 2 a spatial view of a second variant of the intermediate lever. Shown is an intermediate lever 1 for a variable valve train of an internal combustion engine. This has a closed, beam-like geometry and is stamped from a steel plate.
  • the intermediate lever 1 in the region of a front end 2 has a one-piece tailed and present as a sliding surface support surface 3 for a slide track.
  • This consists of two circular segment-like lugs 10, which are located at parallel to the Hebelverschwenkraum outer walls 9 at the one end 2.
  • the lugs 10 each have an upper outer shell segment 1 1 for the slide track launch.
  • a one-piece tethered surface 6 for variable stroke transmission of a cam on a tap of a follower member (finger lever).
  • This surface 6 is located on an underside 18 of both sides in Hebelverschwenkraum protruding extensions 16, 17 and is also shown as a sliding surface. It can be seen that at one end face 19 of the extension 16 two lugs 20 connected in one piece protrude. Between these one end of the intermediate lever 1 acting on cam return spring is feasible.
  • a mating surface 8 for the lifting cam is formed in a central portion 7 at an extending transversely to Hebelverschwenkraum outer wall 15 of the intermediate lever 1 and manufactured as a one piece tailed material bulge, which does not dominate the outer walls 15. Again, a sliding grip for the lifting cam is realized.
  • the contact surface 4 for the cam on the outer walls 9 of the intermediate lever 1 at one end face 2 and consists of two opposite, circular segment-like lugs 13, to which upper outer shell segments 14 for direct start of the cam are found.
  • the outer shell segments 14 enclose the support face 3 for the slide track present as bulge 12 of the material of the intermediate lever 1 at the one end face 2 and project beyond the support surface 3.

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  • Transmission Devices (AREA)
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Abstract

Vorgeschlagen istein Zwischenhebel (1) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der als geschlossener, balkenähnlicher Kompaktklotz vorliegt, wobei im Bereich eines Stirnendes (2) eine Stützfläche (3) für eine Kulissenbahn sowie eine Anlauffläche (4) für eine Kurvenscheibe appliziert sind, wobei an einem weiteren Stirnende (5) eine Fläche (6) zur variablen Hubübertragung eines Nockens auf einen Abgriff eines Folgegliedes sitzt, wobei in einem Abschnitt (7) zwischen den Stirnenden (2, 5) eine Gegenlauffläche (8) für einen Hubnocken verläuft und wobei die Anlauf- u. Gegenlauffläche (4, 8) als auch die Fläche (6) zur variablen Hubübertragung Gleitflächen sind.

Description

Zwischenhebel Die Erfindung betrifft einen Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, wobei im Bereich eines Stirnendes eine Stützfläche für eine Kulissenbahn sowie eine Anlauffläche für eine Kurvenscheibe appliziert sind, wobei an einem weiteren Stirnende eine Fläche zur variablen Hubübertragung eines Nockens auf einen Abgriff eines Folgegliedes sitzt und in einem Abschnitt zwischen den Stirnenden eine Gegenlauffläche für einen Hubnocken verläuft.
Ein derartiger Zwischenhebel geht aus den Fig. 5, 6 der DE 10 2006 018 512 A1 hervor. Dieser hat zwei balkenförmige Seitenwände. An einem Stirnende schließen die Seitenwände insgesamt drei wälzgelagerte Rollen ein, von denen zwei Rollen als Stützrollen für einen Gegenlauf an einer Kulissenbahn und die zwischen diesen liegende Rolle als Anlauffläche für eine Kurvenscheibe fungieren. In einem Mittenabschnitt hat der Zwischenhebel eine zusätzliche wälzgelagerte Rolle als Gegenlauffläche für einen Hubnocken. An einem weiteren Stirnende laufen die Seitenwände zur Bildung einer diese verbindenden Hubübertragungsfläche aufeinander zu.
Nachteilig bei der vorgenannten Ausgestaltung ist deren relativ komplizierter Aufbau. Der Zwischenhebel wird aus Blech in einem aufwändigen, aus zu vie- len Bearbeitungsschritten bestehenden und somit in Massenfertigung noch zu teuren Stanz-Biegeprozess dargestellt. Die Einbindung von letztlich vier Rollen und deren Lagerung ist ebenfalls vergleichsweise aufwändig. Da die Seitenwände die Rollen außen umfassen, baut der Zwischenhebel ggf. zu breit. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zwischenhebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein sehr preiswert herstellbarer sowie einfach aufgebauter Zwischenhebel kreiert werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Zwischenhebel ein zumindest im Wesentlichen geschlossener, balkenähnlicher Kompaktklotz ist und dass die Anlauf- u. Gegenlauffläche als auch die Fläche zur variablen Hubübertragung Gleitflächen sind.
Somit ist ein Zwischenhebel ohne die vorgenannten Nachteile geschaffen. Der Zwischenhebel ist beispielsweise einfach aus einer Blechplatine, deren Dicke bevorzugt die Breite des Zwischenhebels hat, ausgestanzt oder in einem Schmiedeverfahren hergestellt. Alternativ kann er auch spanend (Fräsen o. dgl.) oder zumindest spanend nachbearbeitet oder durch Gießen / Sintern dargestellt sein. Zudem kann der Zwischenhebel auch aus einem Strangprofil generiert werden. An eine MIM-Ausbildung ist auch gedacht. Der Zwischenhebel liegt somit als einfacher Klotz oder als Massivteil vor. Die vorgenannten Biege- prozesse fallen weg.
Durch den Wegfall der eingebundenen Rollen baut der Zwischenhebel zudem vergleichsweise schmal und ist sehr kostengünstig darstellbar. Die nunmehr vorliegenden Gleitflächen oder zumindest eine von diesen können noch einer gesonderten Verschleißschutzbehandlung, bspw. durch aufgetragene Schichten oder Wärmebehandlungen, unterzogen werden.
Der Zwischenhebel kann in einem vollvariablen Ventiltrieb zur drosselfreien Laststeuerung Anwendung finden, so wie er von den Bayerischen Motorenwer- ken unter der Bezeichnung„Valvetronic" verbaut wird.
Die von den Außenwänden am einen Ende abstehenden Ansätze, welche entweder als Stützfläche für eine Kulissenbahn oder als Anlauffläche für eine Kurvenscheibe vorgeschlagen sind, können gemäß einer Variante der Erfindung einteilig mit dem Zwischenhebel verbunden sein oder nach einer weiteren Gestaltung als separat angebundene Bauteile vorliegen. Für die einteilige Variante bieten sich Anprägen, Fließpressen, Schmieden etc. oder auch eine spanende Darstellung an. Für die mehrteilige Gestaltung kommen Fügen, Pressen, Schweißen, Schrauben, Verstemmen usw. infrage. Auch können beidseitig von den Außenwänden respektive Stümpfe abstehen, auf welchen die separaten Bauteile befestigt werden oder Letztgenannte werden mit Stümpfen in Bohrungen der Außenwände des Zwischenhebels befestigt.
Sämtliche der Flächen (Anlauf- u. Gegenlauffläche, Fläche zur variablen Hubübertragung) können auch plan oder ggf. konvex vorliegen.
Bei der vorschlagsgemäßen Variante, bei welcher die Stützfläche für die Kulis- senbahn beidseitig vom Zwischenhebel am einen Stirnende vorliegt, hat Letztgenannter eine besonders gute Kippsicherheit.
Wie der Fachmann zudem unschwer erkennt, hat der Zwischenhebel durch die Ausbildung entweder der Anlauffläche für die Kurvenscheibe oder der Stützflä- che für die Kulissenbahn als stirnseitige Auswölbung des Hebelmaterials am einen Stirnende eine sehr einfache, schlanke Gestaltung, was sich in Massenfertigung sehr günstig auf die Kosten auswirkt. Gleiches trifft auf die Nockengegenlauffläche zu, die vorzugsweise in etwa mittig zwischen den Stirnenden des Zwischenhebels liegt.
Die Fläche zur variablen Übertragung des Nockenhubes an dem weiteren Ende besteht aus einem Nullhub- und einem Hubbereich. Sie ist einteilig an den Zwischenhebel angebunden und verläuft an Unterseiten von beidseitig in Hebelverschwenkrichtung bügelartig abstehenden Verlängerungen. Ggf. ist in die- sem Bereich auch eine gefügte Variante denkbar oder eine Ausgestaltung, bei welcher nur eine Verlängerung absteht.
Bevorzugt sollen Laschen zur Führung einer auf den Zwischenhebel einwirkenden Nockenrückstellfeder einteilig von einer Oberseite oder Endstirn einer der Verlängerungen abstehen. Diese Laschen können bspw. einfach durch Prägen, Biegen oder Spanen dargestellt werden. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer ersten Variante eines Zwischenhe- bels und
• Fig. 2 eine räumliche Ansicht einer zweiten Variante des Zwischenhebels. Dargestellt ist ein Zwischenhebel 1 für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieser hat eine geschlossene, balkenähnliche Geometrie und ist aus einer Stahlplatine gestanzt.
Nach Fig. 1 besitzt der Zwischenhebel 1 im Bereich eines Stirnendes 2 eine einteilig angebundene und als Gleitfläche vorliegende Stützfläche 3 für eine Kulissenbahn. Diese besteht aus zwei kreissegmentähnlichen Ansätzen 10, die an parallel zur Hebelverschwenkrichtung verlaufenden Außenwänden 9 bei dem einen Stirnende 2 liegen. Die Ansätze 10 haben jeweils ein oben liegendes Außenmantelsegment 1 1 für den Kulissenbahnanlauf. Des Weiteren ver- läuft an dem einen Stirnende 2 eine von den Ansätzen 10 eingeschlossene sowie als Gleitfläche ausgebildete Anlauffläche 4 für eine Kurvenscheibe, welche die Ansätze 10 überragt und als stirnseitige Auswölbung 12 des Hebelmaterials vorliegt. An einem weiteren Stirnende 5 des Zwischenhebels 1 sitzt eine einteilig angebundene Fläche 6 zur variablen Hubübertragung eines Nockens auf einen Abgriff eines Folgeglieds (Schlepphebel). Diese Fläche 6 liegt an einer Unterseite 18 von beidseitig in Hebelverschwenkrichtung abstehenden Verlängerungen 16, 17 und ist ebenfalls als Gleitfläche dargestellt. Zu erkennen ist, dass an einer Endstirn 19 der Verlängerung 16 zwei einteilig angebundene Laschen 20 abstehen. Zwischen diesen ist ein Ende einer den Zwischenhebel 1 beaufschlagenden Nockenrückstellfeder führbar. Eine Gegenlauffläche 8 für den Hubnocken ist in einem mittleren Abschnitt 7 an einer quer zur Hebelverschwenkrichtung verlaufenden Außenwand 15 des Zwischenhebels 1 gebildet und als einteilig angebundene Materialauswölbung gefertigt, welche die Außenwände 15 nicht überragt. Wiederum ist ein Gleitab- griff für den Hubnocken realisiert.
Aus Fig. 2 ist entnehmbar, dass die Anlauffläche 4 für die Kurvenscheibe an den Außenwänden 9 des Zwischenhebels 1 bei dem einen Stirnende 2 liegt und aus zwei sich gegenüberliegenden, kreissegmentähnlichen Ansätzen 13 besteht, an denen oben liegende Außenmantelsegmente 14 zum unmittelbaren Anlauf der Kurvenscheibe zu finden sind. Die Außenmantelsegmente 14 schließen die als Auswölbung 12 des Materials des Zwischenhebels 1 an dem einen Stirnende 2 vorliegende Stützfläche 3 für die Kulissenbahn ein und überragen die Stützfläche 3.
Liste der Bezugszahlen ) Zwischenhebel
) eines Stirnende
) Stützfläche
) Anlauffläche
) weiteres Stirnende
) Fläche
) Abschnitt
) Gegenlauffläche
) Außenwand
0) Ansatz
1 )Außenmantelsegment
2) Auswölbung
3) Ansatz
4) Außenmantelsegment
5) Außenwand
6) Verlängerung
7) Verlängerung
8) Unterseite
9) Endstirn
0) Lasche

Claims

Patentansprüche
Zwischenhebel (1 ) für einen vanablen Ventilt eb einer Brennkraftmaschine, wobei im Bereich eines Stirnendes
(2) eine Stützfläche
(3) für eine Kulissenbahn sowie eine Anlauffläche
(4) für eine Kurvenscheibe appliziert sind, wobei an einem weiteren Stirnende
(5) eine Fläche
(6) zur variablen Hubübertragung eines Nockens auf einen Abgriff eines Folgegliedes sitzt und in einem Abschnitt
(7) zwischen den Stirnenden (2, 5) eine Gegenlauffläche (8) für einen Hubnocken verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (1 ) ein zumindest im Wesentlichen geschlossener, balkenähnlicher Kompaktklotz ist und dass die Anlauf- u. Gegenlauffläche (4, 8) als auch die Fläche (6) zur variablen Hubübertragung Gleitflächen sind.
Zwischenhebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauf- u. Gegenlauffläche (4, 8) als auch die Fläche (6) zur variablen Hubübertragung oder wenigstens eine von diesen einteiliger Bestandteil des Zwischenhebels sind / ist.
Zwischenhebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauf- u. Gegenlauffläche (4,
8) als auch die Fläche (6) zur variablen Hubübertragung oder wenigstens eine von diesen als separate Bauteile / separates Bauteil gegenüber dem Zwischenhebel (1 ) vorliegen / vorliegt.
Zwischenhebel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an parallel zur Hebelverschwenkrichtung verlaufenden Außenwänden (9) des Zwischenhebels (1 ) bei dem einen Stirnende (2) zwei sich gegenüberliegende, kreis- oder kreissegmentähnliche Ansätze (10) liegen, an deren dem einen Stirnende (2) unmittelbar zugewandten Au- ßenmantelsegmenten (1 1 ) die Stützfläche (3) für die Kulissenbahn gebildet ist (Fig. 1 ).
Zwischenhebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (4) für die Kurvenscheibe als zylindersegmentartige Auswölbung (12) des Materials des Zwischenhebels (1 ) an dem einen Stirnende (2) vorliegt, wobei diese Auswölbung (12), von den Ansätzen (10) flankiert, diese überragt. Zwischenhebel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an parallel zur Hebelverschwenkrichtung verlaufenden Außenwänden (9) des Zwischenhebels (1 ) bei dem einen Stirnende (2) zwei sich gegenüberliegende, kreis- oder kreissegmentähnliche Ansätze (13) liegen, an deren dem einen Stirnende (2) unmittelbar zugewandten Au- ßenmantelsegmenten (14) die Anlauffläche (4) für die Kurvenscheibe gebildet ist (Fig. 2).
Zwischenhebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (3) für die Kulissenbahn als zylindersegmentartige Auswölbung (12) des Materials des Zwischenhebels (1 ) an dem einen Stirnende (2) vorliegt, wobei diese Auswölbung (12), von den Ansätzen (13) flankiert und überragt ist.
Zwischenhebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenlauffläche (8) für den Hubnocken an einer quer zur Hebelverschwenkrichtung verlaufenden Außenwand (15) des Zwischenhebels (1 ) gebildet ist und entweder als fluchtend zu parallel zur Hebelverschwenkrichtung verlaufenden Außenwänden (9) des Zwischenhebels (1 ) vorliegende Materialauswölbung oder als eine die quer zur Hebelverschwenkrichtung verlaufende Außenwand (15) flügelartig verbreiternde Materialauswölbung dargestellt ist.
9. Zwischenhebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (1 ) durch ein Spanlosverfahren wie Stanzen / Schmieden / Gießen / Sintern / Metallpulverspritzgießen (MIM) oder durch ein Spanverfahren wie Fräsen dargestellt ist.
10. Zwischenhebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, zur Bildung der Fläche (6) zur variablen Hubübertragung an dem weiteren Stirnende (9), das weitere Stirnende (5) beidseitig in Hebelverschwenkrichtung abstehende Verlängerungen (16, 17) hat, an deren gemeinsa- mer Unterseite (18) die Fläche (6) zur variablen Hubübertragung vorliegt, wobei an einer Endstirn (19) oder Oberseite einer der Verlängerungen (16, 17) zwei einteilig angebundene Laschen (20) abstehen, zwischen denen ein Ende einer den Zwischenhebel (1 ) beaufschlagenden Nockenrückstellfeder führbar ist.
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