WO2015028001A1 - Schwinghebel für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine eines fahrzeugs und verfahren zur herstellung eines schwinghebels - Google Patents

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WO2015028001A1
WO2015028001A1 PCT/DE2014/200283 DE2014200283W WO2015028001A1 WO 2015028001 A1 WO2015028001 A1 WO 2015028001A1 DE 2014200283 W DE2014200283 W DE 2014200283W WO 2015028001 A1 WO2015028001 A1 WO 2015028001A1
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WO
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rocker arm
sheet metal
metal body
contact surface
plastic
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/200283
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GRÖTSCH
Johanna Mayer
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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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
    • F01L1/185—Overhead end-pivot rocking arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/20—Making machine elements valve parts
    • B21K1/205—Making machine elements valve parts rocker 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
    • F01L2301/00—Using particular materials

Definitions

  • the invention relates to a rocker arm for a valve train of an internal combustion engine of a vehicle and a method for producing a rocker arm according to the closer defined in the preamble of patent claims 1 and 10, respectively.
  • rocker arm Such a rocker arm is known from DE 44 10 381 C2.
  • a valve drive with a plurality of rocker arms is shown, which are arranged on a common pivot axis for actuating a plurality of valves of a cylinder of an internal combustion engine.
  • the designed as metal casting or forgings rocker arms are expensive and expensive to manufacture and also have a large mass.
  • rocker arms can be produced from sheet metal, as described, for example, in DE 10 2006 018 51 1 A1. However, such rocker arms tend to yield under load in their form, which is why they must be laboriously welded, whereby the production is also costly.
  • the invention is therefore based on the object to simplify a rocker arm of the aforementioned type in terms of its structure and its manufacture and to make cost-effective.
  • the object is solved by the features of patent claim 1 and alternatively by the features of claim 10.
  • It is proposed a rocker arm with at least one sheet metal body, is molded to the dimensional stability of plastic by injection molding.
  • the composite of sheet metal body and plastic is easy to produce and ensures a high rigidity of the rocker arm compared to a cast or forged metal rocker lever reduced mass and improved dynamics.
  • the integrally formed on the sheet metal plastic holds the sheet in the form, so that a complex welding of the sheet metal body can be avoided. Since the sheet metal body is made in one piece, it can be easily produced in sheet metal processing.
  • the formation of cam and valve contact surface on the sheet metal body allows in a simple manner their execution with high strength in metal on the rocker arm.
  • the rocker arm is particularly simple and inexpensive to produce when the sheet metal body is produced without cutting, for example, as a sheet metal part or stamped and bent part.
  • the sheet metal body forms a pivot contact surface for pivotally supporting on the pivot axis.
  • all highly loaded contact points on the rocker arm can be made of metal.
  • a high strength in the region of the support of the rocker arm is achieved in conjunction with the plastic body.
  • the sheet metal body is encapsulated as a sheet metal insert with plastic.
  • the sheet-metal body is preferably designed as a sheet-metal strip bent along the lever longitudinal axis S-shaped, which forms a first S-bend on a support-side end region of the oscillating lever and a second S-arc on a valve-side end region of the oscillating lever.
  • the metal strip forms on its second S-arm the outer surface of the rocker arm.
  • a simple pivotable support of the rocker arm on the pivot axis can be achieved if the metal strip forms the pivot contact surface on its first S-arm and in the region of this together with the plastic forms a bearing shell for receiving the pivot axis.
  • the sheet metal strip is aligned with its flat sides in the pivoting direction.
  • the inner flat side of its first S-bend preferably forms the pivotal contact surface.
  • it forms on the outer flat side of its second S-arm the outer jacket of the rocker arm with the cam contact surface and the valve contact surface.
  • the sheet metal body has two parallel side walls and a transverse web connecting them.
  • the sheet metal body is in this case sprayed on the mutually facing inner sides of the side walls and the crosspiece with plastic.
  • the side walls and the transverse web at least partially form a U-shaped cross-sectional profile.
  • the sheet metal body forms at the valve-side end portion of the rocker arm on the outside of the crosspiece, the cam contact surface and at the valve end of the crosspiece a tab which is bent between the side walls and forms the valve contact surface on its outer side.
  • the sheet metal body is sprayed on the inside of the tab with plastic, wherein the plastic fills the space bounded by side walls, crosspiece and tab interior of the sheet metal body.
  • the tab on its outer side is flush with the free edges of the side walls.
  • the sheet-metal body at the support-side end region of the oscillating lever at its side walls mutually aligned receiving openings for receiving the pivot axis and the plastic body between the side walls forms a aligned with the receiving openings bearing shell for receiving the pivot axis.
  • Sheet metal body and plastic can form at least one positive connection.
  • one or more through holes may be provided on the sheet metal body, which are positively filled by the plastic.
  • at least one passage opening is provided on the side walls of the sheet metal body, which is positively filled by the plastic.
  • a sleeve made of sheet metal for sliding bearing of the pivot axis can be accommodated in the bearing shell.
  • the sheet metal body may be made coated on the cam contact surface and / or the valve contact surface and / or the swivel contact surface to reduce the friction and increase the wear resistance.
  • the oscillating lever according to the invention can be used particularly advantageously in motorcycle engines, in particular with more than two gas exchange valves per cylinder and two camshafts for valve actuation.
  • the object of the invention is also achieved by a method for producing a rocker arm for a valve train of an internal combustion engine of a vehicle, in particular for producing a rocker arm according to one of the preceding claims.
  • the oscillating lever is produced from a composite of at least one sheet metal body and plastic.
  • the sheet metal body is preferably produced by sheet metal forming and / or punching. It can be produced, for example, by sheet metal forming, in particular by bending, in one work step.
  • the plastic for maintaining the shape of the sheet metal body is integrally formed thereon by injection molding.
  • FIG. 1 shows a side view of a rocker arm according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 2 is a sectional view of the oscillating lever of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a plan view of the rocker arm of Figure 1
  • Figure 4 is a detail view of a sheet metal body of the rocker arm in a side view
  • FIG. 5 shows the sheet metal body from FIG. 4 in a plan view
  • FIG. 6 shows a plan view of a rocker arm according to the invention in a second exemplary embodiment
  • FIG. 7 shows a sectional view of the oscillating lever from FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a side view of the oscillating lever from FIG. 6,
  • FIG. 9 shows an individual view of a sleeve for sliding bearing of the oscillating lever from FIG. 6 on a pivot axis
  • FIG. 10 shows an individual view of a plastic body of the oscillating lever from FIG. 6 in a side view
  • FIG. 11 is a plan view of the plastic body of FIG.
  • FIG. 12 shows a sheet metal body of the oscillating lever from FIG. 6 in a first embodiment
  • FIG. 13 shows the sheet metal body of the rocking lever of Figure 12 in a second
  • FIG. 14 shows the sheet metal body of the rocking lever from FIG. 13 in a plan view.
  • Figures 1, 2 and 3 show in a first embodiment, a rocker arm according to the invention for a valve train of an internal combustion engine of a vehicle.
  • the rocker arm is pivotally supported on a support-side end portion 1 on a pivot axis, not shown.
  • a Nockenhubterrorism of a camshaft not shown, of the internal combustion engine can be tapped.
  • the cam lift movement can be transmitted to at least one not shown gas exchange valve of the internal combustion engine at a valve-side end region 2 of the rocker arm for valve actuation.
  • the rocker arm according to the invention consists of a composite of a sheet metal body 3 and an integrally formed on these for dimensional stability by injection molding plastic 4.
  • the sheet metal body 3 is designed as a metal strip which is bent along the lever longitudinal axis S-shaped and molded as a sheet metal insert with plastic 4.
  • the sheet-metal strip in this case has a first S-bend on the support-side end region 1 and a second S-bend on the valve-side end region 2 and is designed as a flat component with narrow edge sides and compared to these wider flat sides. These are aligned in the pivoting direction of the rocker arm.
  • the metal strip forms on the outer flat side of its second S-arm a flat cam contact surface 5 for tapping the Cam stroke movement and a convexly curved valve contact surface 6 for contact with at least one gas exchange valve.
  • Cam contact surface 5 and valve contact surface 6 are arranged opposite to the second S-arm in the pivoting direction.
  • a pivot contact surface 7 for the pivotable sliding bearing on the pivot axis is formed on the concavely curved inner flat side of the first S-arm of the metal strip.
  • the plastic 4 injection-molded onto the sheet-metal strip forms a plastic body which comprises the sheet-metal strip at its flat and edge sides and thus keeps its shape stable, in particular at its flat sides, especially at the contact surfaces, so that it does not deform even under load can.
  • cam contact surface 5 valve contact surface 6 and pivot contact surface 7 are recessed from the plastic 4 ( Figure 2), so that all contact surfaces are made on the rocker arm in metal.
  • the metal strip forms at the supporting end portion 1 at its first S-arm in the region of the pivot contact surface 7 together with the plastic 4, an annular bearing shell 8 for receiving the pivot axis.
  • the plastic 4 is formed correspondingly complementary to the first S-arm of the metal strip.
  • the plastic 4 forms the outer jacket of the rocker arm 1 on the support-side end region 1.
  • the metal strip forms on its second S-arc the outer surface of the rocker arm, so that it is made of metal.
  • the rocker arm In the camshaft side plan view ( Figure 3), the rocker arm on a rectangular profile.
  • the oscillating lever is made of plastic except for its valve-side end region 2 on the outer jacket.
  • the side walls of the rocker arm are made entirely in plastic 4 ( Figure 1).
  • Cam contact surface 5, valve contact surface 6 and pivot contact surface 7 can also be made coated.
  • Figures 4 and 5 show the sheet metal body 3 as a metal strip in a single representation.
  • the side view ( Figure 4) are on the outer flat side of second S-arc camshaft side, the planar cam contact surface 5 and the valve side, the convex valve contact surface 6 is formed.
  • the pivotal contact surface 7 is formed by the concave inner flat side of the metal strip.
  • the cam-top view (FIG. 5) shows the sheet-metal strip with its rectangular longitudinal profile.
  • the pivot contact surface 7 is indicated, which is bounded by the frontal end of the metal strip on which the bent narrow edge side of the metal strip is also indicated.
  • the metal strip is first punched as a blank and then bent into the shape described above. Subsequently, if necessary, the contact surfaces 5, 6, 7 described above can be coated. The bent sheet metal strip is then positioned in an injection mold and overmoulded with plastic 4. The contact surfaces 5, 6, 7 are recessed by the plastic 4.
  • FIG. 6 A second embodiment of a rocker arm according to the invention is shown in Figures 6 to 8.
  • the oscillating lever has a sheet metal body 3 with two parallel side walls 9 and a transverse web 10 connecting them (FIG. 6).
  • Side walls 9 and crossbar 10 thereby form a U-shaped cross-sectional profile, wherein the closed U-side facing the camshaft and the open U-side facing away from the camshaft.
  • a tab 11 is integrally formed therewith, which is bent over flush between the side walls 9 to their free edges (FIG. 7).
  • the sheet metal body 3 is ejected at the mutually facing inner sides of the side walls 9, the crosspiece 10 and the tab 1 1 with plastic 4.
  • the sheet metal body 3 on its side walls 9 mutually aligned receiving openings 12 for the pivot axis (Figure 6). Between the receiving openings 12, the plastic 4 forms an aligned with these annular bearing shell 13 for receiving and sliding bearing of the pivot axis ( Figure 7). Between the side walls 9 of the sheet metal body 3 in this case the plastic 4 forms the front end of the rocker arm, which is arched to form the bearing shell 13 to the outside. In the area of the bearing shell 13, the transverse web 10 is provided, starting from its end-side end, with a recess 14 (FIG. 6), on which plastic 4 and transverse web 10 adjoin one another flush on their outer sides.
  • rocker arm in this way on its side facing the camshaft, i. formed on the closed U-side of its cross-sectional profile and on its side walls 9 through the sheet metal body 3 in metal ( Figures 6 and 8).
  • the rocker arm is up to the tab 1 1 of the sheet metal body 3 on the valve-side end portion 2 in plastic 4 executed ( Figures 7 and 8).
  • a sleeve 15 be received from sheet metal for sliding bearing of the pivot axis.
  • the sleeve 15 is shown in Figure 9 in a single longitudinal view cut with a lubricant injection port.
  • the sheet metal body 3 has on the side walls 9 in a central region between abstweil workedem and valve-side end portion 1, 2 in each case two aligned opposite through holes 16 which are made of plastic. 4 are positively filled ( Figure 8).
  • the plastic 4 in the through holes 16 and the side walls 9 of the sheet metal body close on their outer sides flush. In this way, the plastic filling in the sheet metal body 3 can be fixed in a form-fitting manner at the passage openings 16.
  • the plastic 4 is shown as a plastic body which fills the sheet metal body on its inner sides, each in a single view.
  • the side view according to FIG. 10 shows the annular bearing shell 13 formed by the plastic 4 on the abstützseiti- end region.
  • At the valve end portion 2 of the plastic 4 forms a convexly curved contact surface to rest the bent tab 1 1 of the sheet metal body 3 with a contact edge for conditioning front end of the tab 1 1.
  • the plastic body has a rectangular shape. On its side walls corresponding to the passage openings 16 on the side walls 9 of the sheet metal body 3 each two cylindrical projections are formed, which engage positively in the through hole 16.
  • the sheet metal body 3 is first punched as a blank (FIG. 12) with the side walls 9 and between them with the recess 14 and the tab 11. Thereafter, the side walls 9 are bent over, wherein the transverse web 10 connecting these arises, and the receiving openings 12 punched out for the pivot axis and the passage openings 16 ( Figures 13 and 14). show the blank with bent side walls 9 and the transverse web 10 connecting them.
  • the receiving openings 12 are flush with the side walls 9 and the recess 14 is formed on the transverse web 10 connecting the side walls 9.
  • the sleeve 15 may be pressed for receiving and sliding bearing of the pivot axis.
  • the on the valve-side end of the cross bar 10 in one piece on this projecting in the lever longitudinal direction tab 1 1 is then bent between the side walls 9 with these flush.
  • the sheet metal body 3 is then in an injection mold on the insides of its side walls 9 and at the für- Gangso réelleen 16, the cross bar 10 and the tab 1 1 is sprayed with plastic 4, wherein the extending between the side walls 9 sleeve 15 is encapsulated on its outside with plastic.
  • the plastic filling in the sheet-metal body 3 can be fixed to the through-openings 16 which are ejected with plastic 4 and onto the sleeve 15 which is encapsulated with plastic 4.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Schwinghebel auf einer Schwenkachse schwenkbeweglich abstützbar ist, eine Nockenkontaktfläche (5) zum Abgriff einer Nockenhubbewegung und eine Ventilkontaktfläche (6) zur Betätigung zumindest eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel mit zumindest einem Blechkörper (3) ausgebildet ist, der einteilig ausgeführt ist, und an den zur Formstabilität Kunststoff (4) durch Spritzgießen angeformt ist, wobei der Blechkörper (3) die Nockenkontaktfläche (5) und die Ventilkontaktfläche (6) bildet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Schwinghebels.

Description

Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahr- zeugs und Verfahren zur Herstellung eines Schwinghebels
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer Brenn- kraftmaschine eines Fahrzeugs und ein Verfahren zur Herstellung eines Schwinghebels gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 10 näher definierten Art.
Ein derartiger Schwinghebel ist aus DE 44 10 381 C2 bekannt. Dort ist ein Ventiltrieb mit mehreren Schwinghebeln gezeigt, die auf einer gemeinsamen Schwenkachse zur Betätigung von mehreren Ventilen eines Zylinders einer Brennkraftmaschine angeordnet sind. Die als Metallguss- oder Schmiedeteile ausgeführten Schwinghebel sind aufwendig und kostenintensiv in der Herstellung und weisen zudem eine große Masse auf. Daneben können Schwinghebel aus Blech hergestellt werden, wie zum Beispiel in DE 10 2006 018 51 1 A1 be- schrieben. Solche Schwinghebel neigen jedoch dazu unter Belastung in ihrer Form nachzugeben, weshalb sie aufwendig verschweißt werden müssen, wodurch die Herstellung ebenfalls kostenintensiv ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwinghebel der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaues und seiner Herstellung zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst. Es wird ein Schwinghebel mit zumindest einem Blechkörper vorgeschlagen, an den zur Formstabilität Kunststoff durch Spritzgießen angeformt ist. Der Verbund aus Blechkörper und Kunststoff ist einfach herstellbar und gewährleistet eine hohe Steifigkeit des Schwinghebels bei im Vergleich zu einem aus Metall gegossenen oder geschmiedeten Schwinghebel reduzierter Masse und ver- besserter Dynamik. Der an den Blechkörper angeformte Kunststoff hält das Blech in Form, so dass ein aufwendiges Verschweißen des Blechkörpers vermieden werden kann. Da der Blechkörper einteilig ausgeführt ist, ist er einfach in blechverarbeitenden Verfahren herstellbar. Die Ausbildung von Nocken- und Ventil kontaktfläche am Blechkörper ermöglicht auf einfache Weise deren Aus- führung mit hoher Festigkeit in Metall am Schwinghebel.
Der Schwinghebel ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar, wenn der Blechkörper spanlos beispielsweise als Blechumformteil oder Stanz- Biegeteil hergestellt ist.
Es ist von Vorteil, wenn der Blechkörper eine Schwenkkontaktfläche zur schwenkbeweglichen Abstützung an der Schwenkachse bildet. Auf diese Weise können alle hochbelasteten Kontaktstellen am Schwinghebel in Metall ausgeführt werden. Zudem wird im Verbund mit dem Kunststoffkörper eine hohe Festigkeit im Bereich der Abstützung des Schwinghebels erreicht.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist der Blechkörper als Blecheinlage mit Kunststoff umspritzt. Bevorzugt ist hierbei der Blechkörper als ein entlang der Hebellängsachse S- förmig gebogener Blechstreifen ausgeführt, der einen ersten S-Bogen an einem abstützseitigen Endbereich des Schwinghebels und einen zweiten S- Bogen an einem ventilseitigen Endbereich des Schwinghebels bildet. Vorzugs- weise bildet dabei der Blechstreifen an seinem zweiten S-Bogen den Außenmantel des Schwinghebels.
Eine einfache schwenkbewegliche Abstützung des Schwinghebels an der Schwenkachse lässt sich erreichen, wenn der Blechstreifen an seinem ersten S-Bogen die Schwenkkontaktfläche bildet und im Bereich dieser zusammen mit dem Kunststoff eine Lagerschale zur Aufnahme der Schwenkachse ausbildet.
Bevorzugt ist der Blechstreifen mit seinen Flachseiten in Schwenkrichtung aus- gerichtet. Vorzugsweise bildet hierbei die innere Flachseite seines ersten S- Bogens die Schwenkkontaktfläche. Bevorzugt bildet er dabei an der äußeren Flachseite seines zweiten S-Bogens den Außenmantel des Schwinghebels mit der Nockenkontaktfläche und der Ventilkontaktfläche. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Blechkörper zwei parallele Seitenwände und einen diese verbindenden Quersteg auf. Bevorzugt ist der Blechkörper hierbei an den einander zugewandten Innenseiten der Seitenwände und des Querstegs mit Kunststoff ausgespritzt. Vorzugsweise bilden dabei die Seitenwände und der Quersteg zu- mindest abschnittsweise ein U-förmiges Querschnittsprofil.
Bevorzugt bildet der Blechkörper am ventilseitigen Endbereich des Schwinghebels an der Außenseite des Querstegs die Nockenkontaktfläche und am ventilseitigen Ende des Querstegs eine Lasche, die zwischen den Seitenwänden umgebogen ist und an ihrer Außenseite die Ventilkontaktfläche bildet. Vorzugweise ist der Blechkörper an der Innenseite der Lasche mit Kunststoff ausgespritzt ist, wobei der Kunststoff den von Seitenwänden, Quersteg und Lasche begrenzten Innenraum des Blechkörpers ausfüllt. Bevorzugt schließt die Lasche an ihrer Außenseite bündig mit den freien Rändern der Seitenwände ab.
Es ist von Vorteil, wenn der Blechkörper am abstützseitigen Endbereich des Schwinghebels an seinen Seitenwänden zueinander fluchtende Aufnahmeöff- nungen zur Aufnahme der Schwenkachse aufweist und der Kunststoffkörper zwischen den Seitenwänden eine mit den Aufnahmeöffnungen fluchtende Lagerschale zur Aufnahme der Schwenkachse bildet.
Blechkörper und Kunststoff können zumindest eine Formschlussverbindung bilden. Hierzu können eine oder mehrere Durchgangsöffnungen am Blechkörper vorgesehen sein, die formschlüssig vom Kunststoff ausgefüllt sind. Bevorzugt ist an den Seitenwänden des Blechkörpers jeweils zumindest eine Durch- gangsöffnung vorgesehen, die formschlüssig vom Kunststoff ausgefüllt ist. Optional kann in die Lagerschale eine Hülse aus Blech zur Gleitlagerung der Schwenkachse aufgenommen sein.
Der Blechkörper kann an der Nockenkontaktfläche und/oder der Ventilkontaktfläche und/oder der Schwenkkontaktfläche zur Reduzierung der Reibung und zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit beschichtet ausgeführt sein.
Der erfindungsgemäße Schwinghebel kann besonders vorteilhaft in Motorradmotoren, insbesondere mit mehr als zwei Gaswechselventilen pro Zylinder und zwei Nockenwellen zur Ventilbetätigung, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Schwinghebels für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere zur Herstellung eines Schwinghebels nach einem der vorangehenden Ansprüche gelöst. Erfindungsgemäß wird der Schwinghebel aus einem Verbund aus zumindest einem Blechkörper und Kunststoff hergestellt.
Der Blechkörper wird dabei vorzugsweise durch Blechumformen und/oder durch Stanzen hergestellt. Er kann beispielsweise durch Blechumformen, ins- besondere durch Biegen, in einem Arbeitsschritt hergestellt sein.
Bevorzugt wird der Kunststoff zur Erhaltung der Form des Blechkörpers an diesen durch Spritzgießen angeformt. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be- Schreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schwinghebels in einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine Schnittdarstellung des Schwinghebels aus Figur 1 ,
Figur 3 eine Draufsicht des Schwinghebels aus Figur 1 , Figur 4 eine Einzeldarstellung eines Blechkörpers des Schwinghebels in einer Seitenansicht,
Figur 5 den Blechkörper aus Figur 4 in einer Draufsicht, Figur 6 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Schwinghebels in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 7 eine Schnittdarstellung des Schwinghebels aus Figur 6, Figur 8 eine Seitenansicht des Schwinghebels aus Figur 6,
Figur 9 eine Einzeldarstellung einer Hülse zur Gleitlagerung des Schwinghebels aus Figur 6 auf einer Schwenkachse, Figur 10 eine Einzeldarstellung eines Kunststoffkörpers des Schwinghebels aus Figur 6 in einer Seitenansicht, Figur 1 1 den Kunststoffkörper aus Figur 10 in einer Draufsicht,
Figur 12 einen Blechkörper des Schwinghebels aus Figur 6 in einem ersten
Herstellungszustand,
Figur 13 den Blechkörper des Schwinghebels aus Figur 12 in einem zweiten
Herstellungszustand in einer Seitenansicht,
Figur 14 den Blechkörper des Schwinghebels aus Figur 13 in einer Drauf- sieht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Figuren 1 , 2 und 3 zeigen in einem ersten Ausführungsbeispiel einen erfindungsgemäßen Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs. Der Schwinghebel ist an einem abstützseitigen Endbereich 1 auf einer nicht dargestellten Schwenkachse schwenkbeweglich abstützbar. Durch den Schwinghebel ist eine Nockenhubbewegung von einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine abgreifbar. Die Nockenhubbewegung ist an einem ventilseitigen Endbereich 2 des Schwinghebels zur Ventilbe- tätigung auf zumindest ein nicht dargestelltes Gaswechselventil der Brennkraftmaschine übertragbar. Der Schwinghebel besteht erfindungsgemäß aus einem Verbund aus einem Blechkörper 3 und einem an diesen zur Formstabilität durch Spritzgießen angeformten Kunststoff 4. Der Blechkörper 3 ist als ein Blechstreifen ausgeführt, der entlang der Hebellängsachse S-förmig gebogen und als Blecheinlage mit Kunststoff 4 umspritzt ist. Der Blechstreifen weist dabei einen ersten S-Bogen am abstützseitigen Endbereich 1 und einen zweiten S-Bogen am ventilseitigen Endbereich 2 auf und ist als Flachbauteil mit schmalen Randseiten und im Vergleich zu diesen breiteren Flachseiten ausgeführt. Diese sind in Schwenkrichtung des Schwinghebels ausgerichtet. Hierbei bildet der Blechstreifen an der äußeren Flachseite seines zweiten S-Bogens eine plane Nockenkontaktfläche 5 zum Abgriff der Nocken hubbewegung und eine konvex gekrümmte Ventilkontaktfläche 6 zur Anlage an zumindest einem Gaswechselventil. Nockenkontaktfläche 5 und Ventilkontaktfläche 6 sind dabei am zweiten S-Bogen in Schwenkrichtung gegenüberliegend angeordnet. Zugleich ist an der konkav gekrümmten inneren Flachseite des ersten S-Bogens des Blechstreifens eine Schwenkkontaktfläche 7 zur schwenkbeweglichen Gleitlagerung auf der Schwenkachse ausgebildet.
Der an den Blechstreifen angespritzte Kunststoff 4 bildet einen Kunststoffkör- per, der den Blechstreifen an seinen Flach- und Randseiten umfasst und so insbesondere an seinen Flachseiten, besonders an den Kontaktflächen, in seiner Form stabil hält, so dass er sich auch unter Belastung nicht verformen kann. Dabei sind an den Flachseiten Nockenkontaktfläche 5, Ventilkontaktfläche 6 und Schwenkkontaktfläche 7 vom Kunststoff 4 ausgespart (Figur 2), so dass sämtliche Kontaktflächen am Schwinghebel in Metall ausgeführt sind. Hierbei bildet der Blechstreifen am abstützseitigen Endbereich 1 an seinem ersten S-Bogen im Bereich der Schwenkkontaktfläche 7 zusammen mit dem Kunststoff 4 eine ringförmige Lagerschale 8 zur Aufnahme der Schwenkachse. Hierzu ist der Kunststoff 4 am ersten S-Bogen des Blechstreifens entsprechend komplementär angeformt. Dabei bildet der Kunststoff 4 am abstützseitigen Endbereich 1 den Außenmantel des Schwinghebels 1 . Am ventilseitigen Endbereich 2 bildet dagegen der Blechstreifen an seinem zweiten S-Bogen den Außenmantel des Schwinghebels, so dass dieser in Metall ausgeführt ist. In der nockenwellenseitigen Draufsicht (Figur 3) weist der Schwinghebel ein rechteckiges Profil auf. An seiner nockenwellenseitigen Längsseite und an sei- ner ventilseitigen Längseite ist der Schwinghebel bis auf seinen ventilseitigen Endbereich 2 am Außenmantel in Kunststoff 4 ausgeführt. Die Seitenwände des Schwinghebels sind vollständig in Kunststoff 4 ausgeführt (Figur 1 ).
Nockenkontaktfläche 5, Ventilkontaktfläche 6 und Schwenkkontaktfläche 7 können auch beschichtet ausgeführt sein.
Figuren 4 und 5 zeigen den Blechkörper 3 als Blechstreifen in einer Einzeldarstellung. In der Seitenansicht (Figur 4) sind an der äußeren Flachseite des zweiten S-Bogens nockenwellenseitig die plane Nockenkontaktfläche 5 und ventilseitig die konvexe Ventil kontaktfläche 6 ausgebildet. Arn ersten S-Bogen wird die Schwenkkontaktfläche 7 durch die konkave innere Flachseite des Blechstreifens gebildet. Die nockenseitige Draufsicht (Figur 5) zeigt den Blech- streifen mit seinem rechteckigen Längsprofil. Am ventilseitigen Endbereich 2 ist die Nockenkontaktfläche 5 und am abstützseitigen Endbereich 1 die Schwenkkontaktfläche 7 angedeutet, die durch das stirnseitige Ende des Blechstreifens begrenzt wird, an dem die umgebogene schmale Randseite des Blechstreifens ebenfalls angedeutet ist.
Zur Herstellung des Schwinghebels wird zunächst der Blechstreifen als Rohling gestanzt und dann dieser in die oben beschriebene Form gebogen. Anschließend können ggf. die oben beschriebenen Kontaktflächen 5, 6, 7 beschichtet werden. Der gebogene Blechstreifen wird dann in einem Spritzgießwerkzeug positioniert und mit Kunststoff 4 umspritzt. Dabei werden die Kontaktflächen 5, 6, 7 vom Kunststoff 4 ausgespart.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwinghebels ist in Figuren 6 bis 8 dargestellt. Der Schwinghebel weist einen Blechkörper 3 mit zwei parallelen Seitenwänden 9 und einen diese verbindenden Quersteg 10 auf (Figur 6). Seitenwände 9 und Quersteg 10 bilden dabei ein U-förmiges Querschnittsprofil, wobei die geschlossene U-Seite der Nockenwelle zugewandt und die offene U-Seite von der Nockenwelle abgewandt ist. Am ventilseitigen Ende des Querstegs 10 ist einteilig mit diesem eine Lasche 1 1 ausgebil- det, die zwischen den Seitenwänden 9 zu deren freien Rändern bündig umgebogen ist (Figur 7). Hierbei ist der Blechkörper 3 an den einander zugewandten Innenseiten der Seitenwände 9, des Querstegs 10 und der Lasche 1 1 mit Kunststoff 4 ausgespritzt. Dieser bildet einen Kunststoffkörper, der den von Seitenwänden 9, Quersteg 10 und Lasche 1 1 begrenzten Innenraum des Blechkörpers 3 ausfüllt und dadurch diesen an seinen Innenseiten stabil in der Form hält, so dass er sich auch unter Belastung nicht verformen kann. Am ventilseitigen Endbereich 2 bildet der Quersteg 10 an seiner Außenseite die plane Nockenkontaktfläche 5 und an diese in Hebellängsrichtung am Quersteg 10 einteilig anschließend die Lasche 1 1 . Diese ist zwischen den Seitenwänden 9 umgebogen und bildet dabei an der Außenseite die konvex gekrümmte Ventilkontaktfläche 6, die der Nockenkontaktfläche 5 in Schwenkrichtung gegenüberliegt. Hierdurch sind Nockenkontaktfläche 5 und Ventilkontaktfläche 6 am Blechkörper 3 in Metall ausgebildet.
Am abstützseitigen Endbereich 1 weist der Blechkörper 3 an seinen Seitenwänden 9 zueinander fluchtende Aufnahmeöffnungen 12 für die Schwenkachse auf (Figur 6). Zwischen den Aufnahmeöffnungen 12 bildet der Kunststoff 4 eine mit diesen fluchtende ringförmige Lagerschale 13 zur Aufnahme und Gleitlagerung der Schwenkachse (Figur 7). Zwischen den Seitenwänden 9 des Blechkörpers 3 bildet hierbei der Kunststoff 4 das stirnseitige Ende des Schwinghebels, das zur Ausbildung der Lagerschale 13 nach außen gewölbt ist. Im Bereich der Lagerschale 13 ist der Quersteg 10 ausgehend von seinem stirnseiti- gen Ende mit einer Aussparung 14 versehen (Figur 6), an der Kunststoff 4 und Quersteg 10 bündig an ihren Außenseiten aneinander anschließen.
Der Schwinghebel wird auf diese Weise an seiner der Nockenwelle zugewandten Längsseite, d.h. an der geschlossenen U-Seite seines Querschnittsprofils und an seinen Seitenwänden 9 durch den Blechkörper 3 in Metall gebildet (Figuren 6 und 8). An seiner von der Nockenwelle abgewandten Längsseite, d.h. an der offenen U-Seite, ist dagegen der Schwinghebel bis auf die Lasche 1 1 des Blechkörpers 3 am ventilseitigen Endbereich 2 in Kunststoff 4 ausgeführt (Figuren 7 und 8).
In die Aufnahmeöffnungen 12 und in die Lagerschale 13 kann optional, wie hier in Figuren 7 und 8 dargestellt, eine Hülse 15 aus Blech zur Gleitlagerung der Schwenkachse aufgenommen sein. Die Hülse 15 ist in Figur 9 in einer Einzeldarstellung längsgeschnitten mit einer Schmiermittelspritzöffnung dargestellt.
Der Blechkörper 3 weist an den Seitenwänden 9 in einem mittigen Bereich zwischen abstützseitigem und ventilseitigem Endbereich 1 , 2 jeweils zwei fluchtend gegenüberliegende Durchgangsöffnungen 16 auf, die vom Kunststoff 4 formschlüssig ausgefüllt sind (Figur 8). Der Kunststoff 4 in den Durchgangsöffnungen 16 und die Seitenwände 9 des Blechkörpers schließen an ihren Außenseiten bündig ab. Auf diese Weise kann an den Durchgangsöffnungen 16 die Kunststofffüllung im Blechkörper 3 formschlüssig fixiert werden.
In Figuren 10 und 1 1 ist der Kunststoff 4 als Kunststoffkörper, der den Blechkörper an seinen Innenseiten ausfüllt, jeweils in einer Einzelansicht dargestellt. Die Seitenansicht gemäß Figur 10 zeigt die vom Kunststoff 4 am abstützseiti- gen Endbereich gebildete ringförmige Lagerschale 13. Am ventilseitigen End- bereich 2 bildet der Kunststoff 4 eine konvex gekrümmte Anlagefläche zur Anlage der umgebogenen Lasche 1 1 des Blechkörpers 3 mit einer Anlagekante zur Anlage des stirnseitigen Endes der Lasche 1 1 . In der nockenwellenseitigen Draufsicht in Figur 1 1 weist der Kunststoffkörper eine rechteckige Form auf. An seinen Seitenwänden sind korrespondierend zu den Durchgangsöffnungen 16 an den Seitenwänden 9 des Blechkörpers 3 jeweils zwei zylindrische Vorsprünge ausgebildet, die in die Durchgangsöffnung 16 formschlüssig eingreifen.
Zur Herstellung des Schwinghebels wird zunächst der Blechkörper 3 als Roh- ling (Figur 12) mit den Seitenwänden 9 und zwischen diesen mit der Aussparung 14 sowie der Lasche 1 1 gestanzt. Danach werden die Seitenwänden 9 umgebogen, wobei der diese verbindende Quersteg 10 entsteht, und die Aufnahmeöffnungen 12 für die Schwenkachse und die Durchgangsöffnungen 16 ausgestanzt (Figuren 13 und 14). zeigen den Rohling mit umgebogenen Sei- tenwänden 9 und den sie verbindenden Quersteg 10. Am abstützseitigen Endbereich 1 sind an den Seitenwänden 9 fluchtend die Aufnahmeöffnungen 12 und an dem die Seitenwände 9 verbindenden Quersteg 10 die Aussparung 14 ausgebildet. In die Aufnahmeöffnungen 12 kann die Hülse 15 zur Aufnahme und Gleitlagerung der Schwenkachse eingepresst sein. Die am ventilseitigen Ende des Querstegs 10 einteilig an diesem in Hebellängsrichtung vorstehende Lasche 1 1 wird anschließend zwischen die Seitenwände 9 mit diesen bündig abschließend umgebogen. Der Blechkörper 3 wird sodann in einem Spritzgießwerkzeug an den Innenseiten seiner Seitenwände 9 und an den Durch- gangsoffnungen 16, des Querstegs 10 und der Lasche 1 1 mit Kunststoff 4 ausgespritzt, wobei die sich zwischen den Seitenwänden 9 erstreckende Hülse 15 an ihrer Außenseite mit Kunststoff umspritzt wird. An den mit Kunststoff 4 ausgespritzten Durchgangsöffnungen 16 und an der mit Kunststoff 4 umspritzten Hülse 15 kann die Kunststofffüllung im Blechkörper 3 fixiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Endbereich
2 Endbereich
3 Blechkörper
4 Kunststoff
5 Nockenkontaktfläche
6 Ventilkontaktfläche
7 Schwenkkontaktfläche
8 Lagerschale
9 Seitenwand
10 Quersteg
1 1 Lasche
12 Aufnahmeöffnung
13 Lagerschale
14 Aussparung
15 Hülse
16 Durchgangsöffnung

Claims

Patentansprüche
1 . Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wobei der Schwinghebel auf einer Schwenkachse schwenkbeweglich abstützbar ist, eine Nockenkontaktfläche (5) zum Abgriff einer Nocken- hubbewegung und eine Ventilkontaktfläche (6) zur Betätigung zumindest eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel mit zumindest einem Blechkörper (3) ausgebildet ist, der einteilig ausgeführt ist, und an den zur Formstabilität Kunststoff (4) durch Spritzgießen angeformt ist, wobei der Blechkörper (3) die Nockenkontaktfläche (5) und die Ventil kontaktfläche (6) bildet.
2. Schwinghebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkörper (3) eine Schwenkkontaktfläche (7) zur schwenkbeweglichen Abstützung an der Schwenkachse bildet.
3. Schwinghebel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkörper (3) als Blecheinlage mit Kunststoff umspritzt ist.
4. Schwinghebel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkörper (3) als ein entlang der Hebellängsachse S- förmig gebogener Blechstreifen mit einem ersten S-Bogen an einem ab- stützseitigen Endbereich (1 ) des Schwinghebels und einem zweiten S- Bogen an einem ventilseitigen Endbereich (2) des Schwinghebels ausge- führt ist und an seinem zweiten S-Bogen den Außenmantel des Schwinghebels mit der Nockenkontaktfläche
(5) und der Ventilkontaktfläche
(6) bildet. Schwinghebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen an seinem ersten S-Bogen die Schwenkkontaktfläche
(7) und im Bereich dieser zusammen mit dem Kunststoff (4) eine Lagerschale
(8) zur Aufnahme der Schwenkachse bildet.
Schwinghebel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkörper (3) zwei parallele Seitenwände (9) und einen diese verbindenden Quersteg (10) aufweist und an den einander zugewandten Innenseiten seiner Seitenwände (9) und der des Querstegs (10) mit Kunststoff (4) ausgespritzt ist.
Schwinghebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkörper (3) an einem ventilseitigen Endbereich (2) an der Außenseite des Querstegs (10) die Nockenkontaktfläche (5) und am ventilseitigen Ende des Querstegs (10) eine Lasche (1 1 ) bildet, die zwischen den Seitenwänden (9) umgebogen ist und an ihrer Außenseite die Ventilkontaktfläche (6) bildet, und der Blechkörper (3) an der Innenseite der Lasche (1 1 ) mit Kunststoff (4) ausgespritzt ist, wobei der Kunststoff (4) den von Seitenwänden (9), Quersteg (10) und Lasche (1 1 ) begrenzten Innenraum des Blechkörpers (3) ausfüllt.
Schwinghebel nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem abstützseitigen Endbereich (1 ) der Blechkörper (3) an seinen Seitenwänden (9) zueinander fluchtende Aufnahmeöffnungen (12) für die Schwenkachse aufweist und der Kunststoff (4) zwischen den Seitenwänden (9) eine mit den Aufnahmeöffnungen (12) fluchtende Lagerschale (13) zur Aufnahme der Schwenkachse bildet.
Schwinghebel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkörper (3) an seinen Seitenwänden
(9) jeweils zumindest eine Durchgangsöffnung (16) aufweist, die formschlüssig mit Kunststoff (4) ausgefüllt ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines Schwinghebels für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, insbesondere zur Herstellung eines Schwinghebels nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel aus einem Verbund aus zumindest einem Blechkörper (3) und Kunststoff (4) hergestellt wird.
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