WO2013013845A1 - Schlepphebel für den ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

Schlepphebel für den ventiltrieb einer brennkraftmaschine Download PDF

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Stefan Dorn
Norbert Geyer
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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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
    • F01L1/185—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
    • 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
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • F01L2305/02—Mounting of rollers

Definitions

  • the invention relates to a finger lever for the valve train of an internal combustion engine, which is produced as a sheet metal part and has two side walls with aligned recesses in which a bearing pin is used for a rotatable roller surrounding it with its end regions Roll is provided for the rollable installation of an eccentric or a cam.
  • a valve train with a finger follower of the type mentioned above is known from document DE 42 34 868 A1.
  • the drag lever has there as recesses, in which the end portions of the bearing pin are used, a bore in each side wall.
  • this publication details are not removable.
  • rocker arms for valve trains with holes for receiving the end portions of a bearing pin for forming the bolt on the side walls of the rocker arm is a forming process, for. B. caulking or riveting the bolt required, or it will require an additional fuse element.
  • the invention has for its object to provide a drag lever with a bearing pin arranged therein, in which neither a forming process for the bolt nor an additional security component is required.
  • one side wall of the finger lever has an outwardly deformed in the axial direction of the bolt abutment region for an end face of the bolt.
  • the contact area for the bolt may originate on the side wall from its upper edge.
  • the upper edge of the side wall is adjacent the contact point on the circumference of the roller on which the cam acts on the roller.
  • the bolt may abut with its upper end face on the plant area of the side wall.
  • the outwardly deformed contact region of the side wall may be U-shaped.
  • the recess of the side wall has a circular cylindrical, upwardly open contour whose circumferential angle is either greater than 180 degrees, the circular cylindrical bolt is then snapped firmly with its end into the recess. Or the circumferential angle of the contour of the recess is equal to or less than 180 degrees, then the bolt is loosely inserted with its end portion in the recess, so not fixed therein. In both cases, the bolt
  • FIG. 1 shows a drag lever according to the invention in a perspective view
  • Figure 2 shows the cam follower in a side view
  • Figure 3 shows the drag lever in a vertical longitudinal section
  • FIG. 4 shows the drag lever in a vertical cross section
  • Figure 5 shows the drag lever in a bottom view, partly with a section in the storage area
  • FIG. 6 shows a previously known valve drive with a drag lever in longitudinal section.
  • the previously known valve drive 1 of a reciprocating internal combustion engine according to FIG. 6 of the drawing is arranged in a partially illustrated cylinder head 2 and consists of the cam 3 of a camshaft not shown in detail, a drag lever 4 with a roller 5, a support element 6 and a gas exchange valve 7.
  • the support element 6 is arranged in a receiving bore 8 of the cylinder head 2 and is supplied via a pressure medium bore 9 with oil.
  • the support member has a spherical end portion 10 on which a spherical cap 1 1 of the finger lever 4 is supported.
  • the drag lever 4 may be made as a sheet metal part, wherein it has a substantially U-shaped cross-section. At its end facing away from the spherical cap 1 1 end 12 of the drag lever 4 engages a valve stem 13 of the gas exchange valve 7.
  • the gas exchange valve 7 has a valve plate 14 and is biased by a valve spring 15 which is fixed via a spring plate 16 on the valve stem 13 in the axial direction, in the closed position.
  • the roller 5 is guided via a bolt 17 in side walls 18, 19 of the finger lever 4.
  • a needle bearing 20 is used for rotatable mounting of the roller 5 on the bolt 17, which is fixed in the side walls.
  • the drag lever 21 has two interconnected parallel side walls 22 and 23, in the space between a roller 24 is rotatably mounted on a bearing pin 25.
  • a rolling bearing or a plain bearing is possible.
  • a needle bearing 26 is provided, whose arrangement is shown in Figures 3 to 5 of the drawing.
  • the needle bearing 26 surrounds the bearing pin 25 and is surrounded concentrically by the roller 24.
  • Each end region of the bolt 25 is held in the side walls 22 and 23 of the finger lever 21.
  • Each end region of the bolt 25 is inserted in a recess 27 or 28 of the respective side wall.
  • the recess 28 of the side wall 23 has a circular cylindrical, upwardly open contour with a circumferential angle ⁇ .
  • the recess 27 of the side wall 22 is formed. According to the amount of this circumferential angle of the bolt 25 is either snapped or loosely inserted with its two end portions in the recesses 27 and 28, so that there in the side walls
  • each side wall 22 and 23, respectively, has an outwardly deformed contact area 29 or 30. These investment areas extend in the upper

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einem Schlepphebel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher als Blechformteil hergestellt ist und zwei Seitenwände (22, 23) mit fluchtenden Ausnehmungen (28) aufweist, in denen ein Lagerbolzen (25) für eine diesen umgebende drehbare Rolle (24) mit seinen Endbereichen eingesetzt ist, wobei die Rolle (24) für die abwälzbare Anlage des Nockens einer Nockenwelle vorgesehen ist, weist erfindungsgemäß jeweils eine Seitenwand (22, 23) des Schlepphebels (21) einen in Achsrichtung des Bolzens (25) nach außen verformten Anlagebereich (29, 30) für eine Stirnseite des Bolzens (25) auf. Dadurch wird in konstruktiv einfacher Weise ein Bolzenauswandern aus dem Schlepphebel (21) verhindert.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Schlepphebel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel für den Ventiltrieb einer Brenn- kraft-maschine, welcher als Blechformteil hergestellt ist und zwei Seitenwände mit fluchtenden Ausnehmungen aufweist, in denen ein Lagerbolzen für eine diesen umgebende drehbare Rolle mit seinen Endbereichen eingesetzt ist, wobei die Rolle für die abwälzbare Anlage eines Exzenters oder eines Nockens vorgesehen ist.
Hintergrund der Erfindung Ein Ventiltrieb mit einem Schlepphebel der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 42 34 868 A1 bekannt. Der Schlepphebel weist dort als Aus-nehmungen, in welchen die Endbereiche des Lagerbolzens eingesetzt sind, in jeder Seitenwand eine Bohrung auf. Über die Art der Befestigung des Bolzens in den Bohrungen der Seitenwände des Schlepphebels sind dieser Druckschrift Angaben nicht entnehmbar. Bei bekannten Schlepphebeln für Ventiltriebe mit Bohrungen zur Aufnahme der Endbereiche eines Lagerbolzens ist für die Befestigung des Bolzens an den Seitenwänden des Schlepphebels ein Umformverfahren, z. B. ein Verstemmen oder Vernieten des Bolzens erforderlich, oder es wird ein zusätzliches Sicherungselement benötigt.
Durch die Anwendung eines Umformverfahrens an dem Bolzen ist die Wahl für dessen Werkstoff jedoch begrenzt. Außerdem ist für die Umfor- mung eine auf-wendige Verstemm- bzw. Vernietmaschine erforderlich, durch deren Funktion die gesamte Taktzeit des Herstellungsverfahrens verlängert wird. Konstruktionslösungen mit zusätzlichen Sicherungselementen für die Fixierung des Bolzens in der jeweiligen Bohrung der Sei- tenwand haben den Nachteil, dass sie zusätzliche Bauteile benötigen und häufig eine Nut-Profilierung des Bolzens erfordern.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlepphebel mit einem darin angeordneten Lagerbolzen anzugeben, bei welchem weder ein Umformverfahren für den Bolzen noch ein zusätzliches Sicherungsbauteil erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeweils eine Seitenwand des Schlepphebels einen in Achsrichtung des Bolzens nach außen verformten Anlagebereich für eine Stirnseite des Bolzens aufweist. Der Anlagebereich für den Bolzen kann an der Seitenwand von deren o- berem Rand ausgehen. Der obere Rand der Seitenwand ist der Berührungsstelle am Umfang der Rolle benachbart, an welcher der Nocken auf die Rolle einwirkt. Der Bolzen kann mit seinem oberen Stirnseitenbereich an dem Anlagenbereich der Seitenwand anliegen. Dadurch wird die axiale Beweglichkeit des Bolzens eingeschränkt und außerdem die Steifigkeit des Schlepphebels mit dem ein-gesetzten Bolzen konstant gehalten oder je nach Bauraum sogar erhöht.
Der nach außen verformte Anlagebereich der Seitenwand kann U-Profil- förmig ausgebildet sein. Die Ausnehmung der Seitenwand weist eine kreiszylindrische, nach oben offene Kontur auf, deren Umfangswinkel entweder größer als 180 Grad ist, wobei der kreiszylindrische Bolzen dann mit seinem Endbereich in die Ausnehmung fest eingeschnappt ist. Oder der Umfangswinkel der Kontur der Ausnehmung ist gleich oder kleiner als 180 Grad, dann ist der Bolzen mit seinem Endbereich in die Ausnehmung lose eingelegt, also nicht darin fixiert. In beiden Fällen wird der Bolzen
aber radial formschlüssig in der Ausnehmung gehalten.
Die mit dem erfindungsgemäßen Schlepphebel erzielbaren Vorteile bestehen in einer freien Werkstoffwahl für den Bolzen, einem vereinfachten Montageprozess, dem Formschluss gegen ein Bolzenauswandern in axia- ler Richtung und ggf. einer erhöhten Steifigkeit gegenüber bekannten
Schlepphebeln.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Vergleich mit einem Schlepphebel nach dem vorbekannten Stand der Technik im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen erfindungsgemäßen Schlepphebel in perspektivischer Darstellung;
Figur 2 den Schlepphebel in einer Seitenansicht; Figur 3 den Schlepphebel in einem senkrechten Längsschnitt;
Figur 4 den Schlepphebel in einem senkrechten Querschnitt;
Figur 5 den Schlepphebel in einer Unteransicht, teilweise mit einem Schnitt im Lagerbereich;
Figur 6 einen vorbekannten Ventiltrieb mit einem Schlepphebel im Längsschnitt. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Der vorbekannte Ventiltrieb 1 einer Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß Figur 6 der Zeichnung ist in einem zum Teil dargestellten Zylinderkopf 2 angeordnet und besteht aus dem Nocken 3 einer nicht näher dargestellten Nockenwelle, einem Schlepphebel 4 mit einer Rolle 5, einem Abstützelement 6 und einem Gaswechselventil 7. Das Abstützelement 6 ist in einer Aufnahmebohrung 8 des Zylinderkopfs 2 angeordnet und wird über eine Druckmittelbohrung 9 mit Öl versorgt. Weiterhin weist das Abstützelement einen kugelförmigen Endabschnitt 10 auf, auf welchem eine Kugelkalotte 1 1 des Schlepphebels 4 abgestützt ist.
Der Schlepphebel 4 kann als Blechformteil hergestellt sein, wobei er einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt hat. An seinem von der Kugelkalotte 1 1 abgewandten Ende 12 greift der Schlepphebel 4 an einem Ventilschaft 13 des Gaswechselventils 7 an. Das Gaswechselventil 7 weist einen Ventilteller 14 auf und wird über eine Ventilfeder 15, die über einen Federteller 16 am Ventilschaft 13 in axialer Richtung festgelegt ist, in Schließstellung vorgespannt. Die Rolle 5 ist über einen Bolzen 17 in Seitenwänden 18, 19 des Schlepphebels 4 geführt. Zur drehbaren Lagerung der Rolle 5 an dem Bolzen 17, der in den Seitenwänden befestigt ist, dient ein Nadellager 20. Bei Rotation des Nockens 3 wälzt sich die Rolle 5 am Umfang des Nockens 3 ab.
Der erfindungsgemäße Schlepphebel 21 weist zwei miteinander verbundene parallele Seitenwände 22 und 23 auf, in deren Zwischenraum eine Rolle 24 an einem Lagerbolzen 25 drehbar gelagert ist. Für die Lagerung ist ein Wälzlager oder ein Gleitlager möglich. Im Ausführungsbeispiel ist ein Nadellager 26 vorgesehen, dessen Anordnung in den Figuren 3 bis 5 der Zeichnung dargestellt ist. Das Nadellager 26 umgibt den Lagerbolzen 25 und ist von der Rolle 24 konzentrisch umgeben. Über seine beiden axialen Endbereiche wird der Bolzen 25 in den Seitenwänden 22 und 23 des Schlepphebels 21 gehalten. Jeder Endbereich des Bolzens 25 ist in einer Ausnehmung 27 bzw. 28 der jeweiligen Seitenwand eingesetzt. Wie Figur 2 zeigt, weist die Ausnehmung 28 der Seitenwand 23 eine kreiszylindrische, nach oben offene Kontur mit einem Umfangswinkel α auf. Ebenso ist die Ausnehmung 27 der Seitenwand 22 ausgebildet. Entsprechend dem Betrag dieses Umfangswinkels ist der Bolzen 25 mit seinen beiden Endbereichen in den Ausnehmungen 27 und 28 entweder fest eingeschnappt oder lose eingelegt, so dass er dort in den Seitenwänden
22 und 23 radial formschlüssig gehalten ist.
Für die Begrenzung der Bewegung des Bolzens 25 in axialer Richtung weist jede Seitenwand 22 bzw. 23 einen nach außen verformten Anlage- bereich 29 bzw. 30 auf. Diese Anlagebereiche erstrecken sich im oberen
Bereich des Bolzens 25 von den oberen Rändern der Seitenwände 22 und 23 aus und enden oberhalb der kreiszylindrischen Konturen der Ausnehmungen 27 und 28. Da die beiden Stirnseiten des Bolzens 25 den inneren Oberflächen der Anlagebereiche 29 bzw. 30 der Seitenwände 22 bzw. 23 benachbart sind, wird die axiale Beweglichkeit des Bolzens durch die Anlagebereiche begrenzt.
Bezugszahlenliste
1 Ventiltrieb
2 Zylinderkopf
3 Nocken
4 Schlepphebel
5 Rolle
6 Abstützelement
7 Gaswechselventil
8 Aufnahmebohrung
9 Druckmittelbohrung
10 Endabschnitt
1 1 Kugelkalotte
12 Ende
13 Ventilschaft
14 Ventilteller
15 Ventilfeder
16 Federteller
17 Bolzen
18 Seitenwand
19 Seitenwand
20 Nadellager
21 Schlepphebel
22 Seitenwand
23 Seitenwand
24 Rolle
25 Lagerbolzen
26 Nadellager
27 Ausnehmung
28 Ausnehmung
29 Anlagebereich
30 Anlagebereich
α Umfangswinkel

Claims

Patentansprüche
Schlepphebel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher als Blechformteil hergestellt ist und zwei Seitenwände (22, 23) mit fluchtenden Ausnehmungen (27, 28) aufweist, in denen ein Lagerbolzen (25) für eine diesen umgebende drehbare Rolle (24) mit seinen Endbereichen eingesetzt ist, wobei die Rolle (24) für die abwälzbare Anlage eines Exzenters oder eines Nockens vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Seitenwand (22, 23) des Schlepphebels (21 ) einen in Achsrichtung des Bolzens (25) nach außen verformten Anlagebereich (29, 30) für eine Stirnseite des Bolzens (25) aufweist.
Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (27, 28) der Seitenwand (22, 23) eine kreiszylindrische, nach oben offene Kontur aufweist.
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswinkel (cc) der Kontur der Ausnehmung (27, 28) größer als 180 Grad ist, wobei der Bolzen (25) mit seinem Endbereich in die Ausnehmung (27, 28) fest eingeschnappt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangswinkel der Kontur der Ausnehmung gleich oder kleiner als 180 Grad ist, wobei der Bolzen (25) mit seinem Endbereich in die Ausnehmung lose eingelegt ist.
Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagebereich (29, 30) für den Bolzen (25) an der Seitenwand (22, 23) von deren oberem Rand ausgehend ausgebildet ist, welcher der Berührungsstelle der Rolle (24) für den Nocken benachbart ist.
6. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der nach außen verformte Anlagebereich (29, 30) U-Profilförmig ausgebildet ist.
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