WO2014202062A1 - Kipphebel - Google Patents

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WO2014202062A1
WO2014202062A1 PCT/DE2014/200166 DE2014200166W WO2014202062A1 WO 2014202062 A1 WO2014202062 A1 WO 2014202062A1 DE 2014200166 W DE2014200166 W DE 2014200166W WO 2014202062 A1 WO2014202062 A1 WO 2014202062A1
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rocker arm
crossbar
side walls
roller
section
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PCT/DE2014/200166
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GRÖTSCH
Claudia Zielinski
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/84—Making other particular articles other parts for engines, e.g. connecting-rods
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a rocker arm made of sheet steel, in particular for a valve train of an internal combustion engine, with two integrally connected by a crossbar side walls which are provided in the region of its longitudinal center with a bearing eye for pivoting support on an axis, on the one hand at a first end of the rocker arm a contact area for a gas exchange valve is shown on an underside of the crossbar and on the other hand, at a second end of the rocker arm, the side walls are bridged by a cam contact surface.
  • a generic rocker arm is disclosed in DE 10 2005 046 897 A1. This is intended for use in a valve train of a low-volume internal combustion engine (moped, motorcycle, auxiliary engine, gardening machine engine, etc.). It can be seen that in the bearing eyes of the side walls sits a piece of pipe which is welded there and over which the rocker arm is pivotally mounted on the axis of the cylinder head. The pipe piece stiffens the rocker arm, but at the same time makes it unnecessarily complex and expensive. Due to the minimum wall thickness necessary for the weld, the drag lever is increased. During assembly of the pipe section, a complex monitoring of its correct positioning is also necessary. At the same time, the pipe section increases the mass of the tilting lever.
  • crossbeam at the other end is designed to be open in the case of the cam contact surface designed as a roller, so that there is a loss of rigidity and undesirable distortion in the forming process.
  • this object is achieved in that the side walls are connected at its upper side by the transverse bar, so that in cross section through the rocker arm an inverted U-like profile is present, wherein the executed for direct contact with the axis bearing eyes, or at least one thereof , are present only in a width of their respective side wall and wherein the transverse bar in the region of the longitudinal center has a window and, starting from this window to the second end, is closed throughout.
  • the rocker arm preferably has in cross-section an inverted U-profile, which guarantees a good rigidity in particular by its closed formation at the other end of the crossbar.
  • the rocker arm can also have an H-like design.
  • the at least one window of the crossbeam makes a contribution towards lightweight construction. Possibly.
  • Lubricant can also be used for axial bearing or contact area / cam contact surface in a targeted manner or via oil mist.
  • the rocker arm can also consist of another lightweight material such as plastic, fiber-reinforced or particle-reinforced, or a sheet-plastic composite.
  • a contact ring for a direct axle contact can be installed in each case.
  • a cam contact surface on the second end of the rocker arm on a pin rotatably mounted roller is provided.
  • it is intended to a sliding surface connected to the side walls, which may optionally be provided with a separate wear protection layer.
  • the cam o If necessary, also push rod contact can be lubricated via an example. Perforated lubricant transfer in the closed crossbar at the other end.
  • the contact area at the first end of the rocker arm is represented as a one-piece formed from the cross-beam cylinder approach, which is optionally provided with a bore for receiving a Ventilassiinstellglieds as a countered screw.
  • the contact area is unformed smooth surface.
  • the proposed measures also apply to towing or swing levers.
  • the lever can be used in a pump drive or a compressor.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the rocker arm.
  • the rocker arm 1 consists of two connected by a cross bar 2 at its upper side 10 side walls 3.
  • the side walls 3 are provided in the region of a longitudinal center of the tilting lever 1, each with an unexposed bearing eye 4, via which bearing eyes 4 of the rocker arm 1 can be mounted pivotably on an axis 5.
  • the axis 5 can equally be seen as a sleeve which sits firmly in the bearing eyes 4.
  • the rocker arm 1 would then extend on a not-shown axis on the sleeve 5 in this regard.
  • the two mutually aligned bearing lugs 4 are produced by punching and subsequently not further processed.
  • the aim here is the largest possible bearing width of the bearing eyes 4.
  • the side walls 3 are thus in the vicinity of the bearing eyes 4 smooth-walled.
  • the crossbeam 2 on the underside 19 between the side walls 3 immanent a contact area 7 for a gas exchange valve.
  • the contact region 7 consists of a one-piece formed from the cross bar 2 cylinder shoulder with a threaded bore 15 for receiving a Duninstellschraube.
  • a cam contact surface 9 which here exists as a roller, which runs on a bolt 12 arranged in the side walls 3 via a roller bearing 20 (see FIG.
  • the roller 9 protrudes beyond the second end 8 of the rocker arm 1. It can be seen from Fig. 1 that the crossbar 2 is closed in its lying at the second end 8 section 13 on the roller 9. Figure 2 reveals that the crossbar 2 at the axis 5 has a window 1 1. This measure helps to save mass.
  • the rocker arm 1 has, starting from its centrally located connecting piece 18, a doubly bent design. Accordingly, based on the longitudinal center plane of the rocker arm 1, a longitudinal portion 16 of the rocker arm 1 with the contact region 7 at the first end 6 laterally offset in one direction. A further longitudinal section 17 of the rocker arm 1 at the second end 8 with the Nockenanlaufflä- surface 9 is laterally displaced in the other direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Kipphebel (1) aus Stahlblech für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) an ihrer Oberseite (10) einteilig verbundenen Seitenwänden (3), die im Bereich ihrer Längsmitte mit einem Lagerauge (4) zur verschwenkbeweglichen Abstützung auf einer Achse (5) versehen sind, wobei einerseits an einem ersten Ende (6) des Kipphebels (1) an einer Unterseite (19) des Querbalkens (2) ein Kontaktbereich (7) für ein Gaswechselventil dargestellt ist und andererseits an einem zweiten Ende (8) des Kipphebels (1) die Seitenwände (3) von einer Nockenanlauffläche (9) überbrückt sind, wobei die für einen unmittelbaren Kontakt mit der Achse (5) ausgeführten Lageraugen (4) lediglich in einer Breite ihrer respektiven Seitenwand (3) vorliegen und wobei der Querbalken (2) in dem Bereich der Längsmitte ein Fenster (11) hat sowie, ausgehend von diesem Fenster (11) bis zum zweiten Ende (8), durchgehend geschlossen ist.

Description

Kipphebel Die Erfindung betrifft einen Kipphebel aus Stahlblech, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken einteilig verbundenen Seitenwänden, die im Bereich ihrer Längsmitte mit einem Lagerauge zur verschwenkbeweglichen Abstützung auf einer Achse versehen sind, wobei einerseits an einem ersten Ende des Kipphebels an einer Unterseite des Querbalkens ein Kontaktbereich für ein Gaswechselventil dargestellt ist und andererseits an einem zweiten Ende des Kipphebels die Seitenwände von einer Nockenanlauffläche überbrückt sind.
Ein gattungsgemäßer Kipphebel geht aus der DE 10 2005 046 897 A1 hervor. Dieser ist für einen Einsatz in einem Ventiltrieb einer geringvolumigen Brennkraftmaschine (Moped, Motorrad, Hilfsmotor, Gartengerätemotor usw.) vorgesehen. Zu erkennen ist, dass in den Lageraugen der Seitenwände ein Rohrstück sitzt, das dort verschweißt ist und über welches der Kipphebel ver- schwenkbeweglich auf der Achse des Zylinderkopfes gelagert wird. Das Rohr- stück versteift den Kipphebel, gestaltet diesen jedoch zugleich unnötig aufwändig und teuer. Aufgrund der für die Schweißverbindung notwendigen Mindestwandstärke ist der Schlepphebel erhöht. Während einer Montage des Rohrstücks ist zudem eine aufwändige Überwachung dessen korrekter Positionierung notwendig. Gleichzeitig vergrößert das Rohrstück die Masse des Kipphe- bels.
Zu erkennen ist außerdem, dass der Querbalken am anderen Ende bei der als Rolle ausgeführten Nockenanlauffläche offen gestaltet ist, so dass es hier zu Steifigkeitseinbußen sowie unerwünschtem Verzug beim Umformprozess kommt.
Aufgabe ist es daher, einen Kipphebel wie vorgenannt zu kreieren, der bei ausreichender Steifigkeit äußerst preiswert darstellbar ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Seitenwände an ihrer Oberseite durch den Querbalken verbunden sind, so dass im Querschnitt durch den Kipphebel ein umgekehrt U-ähnliches Profil vorliegt, wobei die für einen unmittelbaren Kontakt mit der Achse ausgeführten Lageraugen, oder zumindest eines hiervon, lediglich in einer Breite ihrer respektiven Seitenwand vorliegen und wobei der Querbalken in dem Bereich der Längsmitte ein Fenster hat sowie, ausgehend von diesem Fenster bis zum zweiten Ende, durchgehend geschlossen ist.
Somit liegt ein Kipphebel ohne die eingangs zitierten Nachteile vor. Der Kipphebel hat vorzugsweise im Querschnitt ein umgekehrtes U-Profil, das insbesondere durch dessen geschlossene Ausbildung am anderen Ende des Querbalkens eine gute Steifigkeit garantiert. Er kann jedoch auch eine H-ähnliche Gestaltung aufweisen.
Der Schutzbereich der Erfindung betrifft gleichermaßen auch eine Lösung, bei welcher in den Lageraugen eine Hülse sitzt, über welche der Hebel dann auf der Achse verschwenkbeweglich verläuft. Somit müsste als„Lageraugen" nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dann die Hülse gelesen werden, welche sich hierbei zweckmäßigerweise durch beide Lageraugen erstreckt.
Das zumindest eine Fenster des Querbalkens leistet einen Beitrag in Richtung Leichtbau. Ggf. kann hierüber auch Schmierstoff zur Achslagerung oder zum Kontaktbereich / zur Nockenanlauffläche gezielt oder über Ölnebel gelangen.
Anstelle der Blechausbildung kann der Kipphebel auch aus einem anderen Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff, auch faser- oder partikelverstärkt, oder einem Blech-Kunststoffverbund bestehen.
In die, wie in Konkretisierung der Erfindung ausgeführt, nachträglich zur weiteren Kostenabsenkung nicht feinbearbeiteten Lageraugen kann jeweils ein Kontaktring für einen unmittelbaren Achskontakt eingebaut werden. Als Nockenanlauffläche am zweiten Ende des Kipphebels ist eine auf einem Bolzen drehbar gelagerte Rolle vorgesehen. Alternativ ist an eine mit den Seitenwänden verbundene Gleitfläche gedacht, die ggf. mit einer separaten Ver- Schleißschutzschicht versehen sein kann.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, die vorgenannte Rolle über das zweite Ende des Kipphebels hinausstehen zu lassen. Somit kann Seiten- wandmaterial gespart werden. Der Kipphebel kann an seinem Stirnende hinter der Rolle jedoch auch geschlossen sein, so dass dieser weiter versteift ist.
Über einen bspw. gelochten Schmiermittelübertritt im geschlossenen Querbalken am anderen Ende kann der Nocken- o. ggf. auch Stößelstangenkontakt geschmiert werden.
Des Weiteren ist es in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Kontaktbereich am ersten Ende des Kipphebels als einteilig aus dem Querbalken geformten Zylinderansatz darzustellen, welcher optional mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Ventilspieleinstellglieds wie einer gekonterten Schraube vor- gesehen ist. Alternativ, und dies ist die kostengünstigere, für eine Vielzahl von Kleinmotoren ausreichende Variante, liegt der Kontaktbereich unausgeformt glattflächig vor.
Die vorschlagsgemäßen Maßnahmen betreffen auch Schlepp- oder Schwing- hebel. Gleichfalls kann der Hebel in einem Pumpentrieb oder einem Verdichter eingesetzt sein.
Zur Zeichnung: · Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Kipphebels,
• Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den Kipphebel und • Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Kipphebel.
Dargestellt ist ein dünnwandiger, stanz-biegetechnisch aus Stahlblech dargestellter Kipphebel 1 . Dieser ist für einen Einsatz in einem Ventiltrieb einer Low- Cost-Brennkraftmaschine vorgesehen.
Der Kipphebel 1 besteht aus zwei durch einen Querbalken 2 an ihrer Oberseite 10 verbundenen Seitenwänden 3. Somit liegt im Querschnitt ein umgekehrtes U-Profil vor. Die Seitenwände 3 sind im Bereich einer Längsmitte des Kipphe- bels 1 mit je einem unausgestellten Lagerauge 4 versehen, über welche Lageraugen 4 der Kipphebel 1 verschwenkbeweglich auf einer Achse 5 gelagert werden kann. -Die Achse 5 kann jedoch gleichermaßen auch als Hülse gesehen werden, welche in den Lageraugen 4 fest sitzt. Somit würde der Kipphebel 1 bei dieser Betrachtung über die Hülse 5 dann auf einer nicht gezeichneten Achse verlaufen.- Die beiden zueinander fluchtenden Lageraugen 4 sind durch Lochen hergestellt und nachträglich nicht weiter bearbeitet. Anzustreben ist hierbei eine möglichst große tragende Breite der Lageraugen 4. Die Seitenwände 3 liegen somit im Umgebungsbereich der Lageraugen 4 glattwandig vor. An einem ersten Ende 6 des Kipphebels 1 ist dem Querbalken 2 an dessen Unterseite 19 zwischen den Seitenwänden 3 ein Kontaktbereich 7 für ein Gaswechselventil immanent. Der Kontaktbereich 7 besteht aus einem einteilig aus dem Querbalken 2 geformten Zylinderansatz mit einer mit einem Gewinde versehenen Bohrung 15 zur Aufnahme einer Spieleinstellschraube.
An einem zweiten Ende 8 des Kipphebels 1 sind die Seitenwände 3 von einer Nockenanlauffläche 9 überbrückt, welche hier als Rolle vorliegt, die auf einem in den Seitenwänden 3 angeordneten Bolzen 12 über eine Wälzlagerung 20 (s. Fig. 3) verläuft. Die Rolle 9 steht über das zweite Ende 8 des Kipphebels 1 hinaus. Dabei ist aus Fig. 1 entnehmbar, dass der Querbalken 2 in seinem am zweiten Ende 8 liegenden Abschnitt 13 über der Rolle 9 geschlossen ist. Figur 2 offenbart, dass der Querbalken 2 bei der Achse 5 ein Fenster 1 1 hat. Diese Maßnahme hilft Masse zu sparen.
Aus Figur 3 ist entnehmbar, dass der Querbalken 2 im Längsabschnitt bei der Rolle 9 mit einem Schmiermitteldurchtritt 14 versehen ist. Somit ist ein Beitrag zur Vermeidung von Mangelschmierung im Nocken-Rollenkontakt bzw. der Wälzlagerung 20 geleistet.
Der Kipphebel 1 hat, wie aus der Draufsicht nach Figur 2 entnehmbar ist, aus- gehend von dessen mittig liegendem Verbindungsstück 18, eine zweifach gekröpfte Gestaltung. Demnach ist, bezogen auf die Längsmittelebene des Kipphebels 1 , ein Längsabschnitt 16 des Kipphebels 1 mit dem Kontaktbereich 7 bei dem ersten Ende 6 seitlich in eine Richtung versetzt. Ein weitere Längsabschnitt 17 des Kipphebels 1 bei dem zweiten Ende 8 mit der Nockenanlaufflä- che 9 ist seitlich in die andere Richtung verlagert.
Liste der Bezugszahlen ) Kipphebel
) Querbalken
) Seitenwand
) Lagerauge
) Achse, Hülse
) erstes Ende
) Kontaktbereich
) zweites Ende
) Nockenanlauffläche, Rolle
0) Oberseite
1 ) Fenster
2) Bolzen
3) Querbalkenabschnitt, Abschnitt
4) Schmiermitteldurchtritt
5) Bohrung
6) Längsabschnitt
7) Längsabschnitt
8) Verbindungsstück
9) Unterseite
0) Wälzlagerung

Claims

Patentansprüche
Kipphebel (1 ) aus Stahlblech, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) einteilig verbundenen Seitenwänden (3), die im Bereich ihrer Längsmitte mit einem Lagerauge (4) zur verschwenkbeweglichen Abstützung auf einer Achse (5) versehen sind, wobei einerseits an einem ersten Ende (6) des Kipphebels (1 ) an einer Unterseite (19) des Querbalkens (2) ein Kontaktbereich (7) für ein Gaswechselventil dargestellt ist und andererseits an einem zweiten Ende (8) des Kipphebels (1 ) die Seitenwände (3) von einer Nockenanlauffläche (9) überbrückt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (3) an ihrer Oberseite (10) durch den Querbalken (2) verbunden sind, so dass im Querschnitt durch den Kipphebel (1 ) ein umgekehrt U-ähnliches Profil vorliegt, wobei die für einen unmittelbaren Kontakt mit der Achse (5) ausgeführten Lageraugen (4), oder zumindest eines hiervon, lediglich in einer Breite ihrer respektiven Seitenwand (3) vorliegen und wobei der Querbalken
(2) in dem Bereich der Längsmitte ein Fenster (1 1 ) hat sowie, ausgehend von diesem Fenster (1 1 ) bis zum zweiten Ende (8), durchgehend geschlossen ist.
Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenanlauffläche (9) eine wälz- oder gleitgelagerte Rolle ist, welche auf einem in den Seitenwänden (3) sitzenden Bolzen (12) verläuft.
3. Kipphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (9) über das zweite Ende (8) des Kipphebels (1 ) hinaussteht, wobei ein die Rolle (9) überdachender Querbalkenabschnitt (13) unausgeformt- glattwandig ist. Kipphebel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (2) im Bereich seines die Rolle (9) überdachenden Querbalkenabschnitts (13) mit wenigstens einem Schmiermitteldurchtritt (14) versehen ist.
Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (7) entweder als einteilig aus dem Querbalken (2) geformter Zylinderansatz dargestellt ist, welcher a) für einen unmittelbaren Ventilkontakt vorgesehen oder b) mit einer Bohrung (15) zur Aufnahme eines Ventilspieleinstellglieds (Schraube, Stift, Ansatz) versehen ist oder dass der Kontaktbereich (7) unausgeformt glattflächig vorliegt.
Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die durch Stanzen dargestellten Lageraugen (4) nachbearbeitungsfrei für eine Montage auf der Achse (5) vorgesehen sind.
Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf eine Längsmittelebene des Kipphebels (1 ), ein Längsabschnitt (16) des Kipphebels (1 ) mit dem Kontaktbereich (7) bei dem ersten Ende (6) seitlich versetzt zu einem Längsabschnitt (17) des Kipphebels (1 ) mit der Nockenanlauffläche (9) bei dem zweiten Ende (8) ist, wobei die Lageraugen (4) in einem Verbindungsstück (18) zwischen den Längsabschnitten (16, 17) liegen.
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