WO2015110101A1 - Trägermodul für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

Trägermodul für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine Download PDF

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Andreas GRÖTSCH
Christopher Krawietz
Johanna Mayer
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a carrier module for an OHC valve train of an internal combustion engine, with two spaced opposite support walls, which are connected at their lower forehead with a cylinder head and their Oberstirnen with a cylinder head cover of the internal combustion engine and at least one main bore for end storage of a Have camshaft and at least one secondary bore for end-side receiving a valve operating lever shaft.
  • Such carrier modules are, for example, in 1-cylinder motorcycle engines with 2V technology in use and made of cast aluminum (see valve engine Hyundai engine KRM / KVS, installed in Hyundai CG 150 Titan (Brazil)).
  • the levers for actuating the two gas exchange valves sit on separate shafts.
  • Such a carrier module builds comparatively massive and takes up unnecessary space.
  • the functional surfaces of the carrier module such as, for example, the bores for cam and valve actuation shaft (s), are subsequently finely machined.
  • the production costs and the costs are increased, which is particularly relevant in mass production.
  • the carrier module is box-like, wherein the support walls are connected by transverse walls and wherein the carrier module is made of a sheet steel plate punching-bending technology.
  • a lightweight and compact carrier module is particularly, but not exclusively, available for motorcycle or miniature cycle engines.
  • such a module should be used in 1-cylinder engines.
  • the protection of this invention extends to cam and valve actuation lever shaft (s) and lever support modules mounted thereon.
  • the carrier module is bent according to a preferred embodiment of the invention from only one sheet metal strip. However, it is also intended the box-like design of two metal shells or more than two elements.
  • a simple connection of the open ends of the metal strip is the subject of another subclaim. Accordingly, for example, be clinched in the connection area. Alternatively, a weld, snap, press or screw connection is also intended.
  • the thin-walled and lightweight sheet metal box can also be stiffened. Accordingly, at least one stiffening flap at its upper u./o. Forearm thought, which is connected to the opposite end as described above. Alternatively or additionally, sizing or ribs which are preferably connected in one piece are also intended for stiffening.
  • a simple possibility of connecting the carrier module with the cylinder head is a further subject of the claim. Accordingly, protruding from the lower end of at least one support wall at least one integrally connected tab orthogonal preferably to the outside. In training of this should / can the tabs with holes for screwing the carrier module with the cylinder head and with holes for Carrier module to be provided with the cylinder head and holes for inserting dowel pins.
  • At least one supporting wall should at least be projected orthogonally outwards from the upper end face of at least one supporting wall.
  • the carrier module for receiving only a central camshaft and each one flanking this valve operating lever shaft is designed.
  • more than one cam and also only one valve actuation lever shaft or more than two of them can be used.
  • the carrier module may be bulged only in the receiving area for the camshaft.
  • This tube may be made of plastic or other lightweight material and with the support wall, for example, be snapped.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a carrier module
  • FIG. 2 shows in detail the riser tube according to FIG. 1 and
  • FIG. 3 shows a three-dimensional view of the carrier module according to FIG. 1 with mounted valve actuation shafts and mounted camshaft.
  • FIG. 1 shows a box-like carrier module 1 produced by stamping and bending technology from a sheet-metal strip for an OHC valve drive of a single-cylinder motorcycle internal combustion engine.
  • the carrier module 1 has two spaced apart
  • Support walls 2 with a bulge 19 are connected by transverse walls 10 and screwed to their foreheads 3 via integrally projecting tabs 15 with a cylinder head of the internal combustion engine.
  • the tabs 15 punched holes 17 for screws and punched holes 18 for dowel pins.
  • the sheet steel plate is bent into a closed band, wherein Endstirnen 1 1 of the band are fixedly coupled to each other at the transverse wall 10 shown here on the left by a clinch connection 12.
  • Each supporting wall 2 has a central bore 5, seen in its longitudinal direction, which is punched and subsequently finely machined.
  • the main bore 5 is on both sides of a secondary bore 7 each Supporting wall 2 flanked.
  • a camshaft 6 with two circumferentially and axially offset lifting cams (not visible) is mounted in the main bores 5 via a rolling or plain bearing.
  • a rocker arm 23 is seated on the valve operating lever shaft 8 and a rocker arm 24 is seated on the valve operating lever shaft 9.
  • On the lower support wall 2 of Figure 1 is one of the lower to

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Abstract

Vorgeschlagen ist Trägermodul (1) für einen OHC-Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei sich beabstandet gegenüberstehenden Tragwänden (2), welche an ihren Unterstirnen (3) mit einem Zylinderkopf und an deren Oberstirnen (4) mit einem Zylinderkopfdeckel der Brennkraftmaschine verbindbar sind sowie jeweils zumindest eine Hauptbohrung (5) zur endseitigen Lagerung einer Nockenwelle (6) und jeweils wenigstens eine Nebenbohrung (7) zur endseitigen Aufnahme einer Ventilbetätigungshebelwelle (8, 9) aufweisen, wobei das Trägermodul (1) kastenähnlich ist sowie dessen Tragwände (2) durch Querwände (10) verbunden sind und wobei das Trägermodul (1) aus einer Stahlblechplatine stanz-biegetechnisch hergestellt ist.

Description

Trägermodul für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Trägermodul für einen OHC-Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei sich beabstandet gegenüberstehenden Tragwänden, welche an ihren Unterstirnen mit einem Zylinderkopf und an deren Oberstirnen mit einem Zylinderkopfdeckel der Brenn kraftma- schine verbindbar sind sowie jeweils zumindest eine Hauptbohrung zur endseitigen Lagerung einer Nockenwelle und jeweils wenigstens eine Nebenbohrung zur endseitigen Aufnahme einer Ventilbetätigungshebelwelle aufweisen.
Derartige Trägermodule sind bspw. bei 1 -Zylinder-Motorradmotoren mit 2V-Technik im Einsatz und bestehen aus Aluminiumguß (s. Ventiltrieb Honda-Motor KRM/KVS, verbaut in Honda CG 150 Titan (Brasilien)). Die Hebel zur Betätigung der beiden Gaswechselventile sitzen auf separaten Wellen. Ein derartiges Trägermodul baut vergleichsweise massiv und nimmt unnötig Bauraum ein. Die Funktionsflächen des Trägermoduls, wie bspw. die Bohrungen für Nocken- und Ventilbetätigungswel- le(n), werden nachträglich spanend feinbearbeitet. Somit sind der Fertigungsaufwand und die -kosten erhöht, was insbesondere in der Massenfertigung zum Tragen kommt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Trägermodul ohne die vorgenannten Nachteile zu kreieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Trägermodul kastenähnlich ist, wobei dessen Tragwände durch Querwände verbunden sind und wobei das Trägermodul aus einer Stahlblechplatine stanz-biegetechnisch hergestellt ist. Somit liegt ein leichtbauendes und kompaktes Trägermodul insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für Krafträder- oder Kleingerätemotoren vor. Bevorzugt soll ein derartiges Modul bei 1 -Zylindermotoren verwendet werden. Es ist jedoch auch ein Einsatz bei Motoren mit einer Zylin- derzahl >1 denkbar und vorgesehen.
Gleichfalls erstreckt sich der Schutz dieser Erfindung auf fertig mit Nocken- und Ventilbetätigungshebelwelle(n) sowie Hebeln hierauf montierte Trägermodule.
Das Trägermodul wird gemäß einer bevorzugten Gestaltung der Erfindung aus lediglich einem Blechband zusammengebogen. Vorgesehen ist jedoch auch dessen kastenartige Gestaltung aus zwei Blechschalen oder mehr als zwei Elementen.
Eine einfache Verbindung der offenen Enden des Blechbands ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach soll bspw. im Verbindungsbereich geclincht werden. Alternativ ist auch an eine Schweiß-, Schnapp-, Press- oder Schraubverbindung gedacht.
Je nach Anwendungsfall kann der dünnwandige und leichtbauende Blechkasten auch versteift sein. Demnach ist an wenigstens einen Versteifungslappen an dessen Ober- u./o. Unterstirn gedacht, welcher mit der gegenüberliegenden Stirn wie zuvor beschrieben verbunden ist. Al- ternativ oder zusätzlich ist auch an bevorzugt einteilig angebundene Si- cken oder Rippen zur Versteifung gedacht.
Eine einfache Verbindungsmöglichkeit des Trägermoduls mit dem Zylinderkopf ist ein weiterer Anspruchsgegenstand. Demnach ragt von der Unterstirn zumindest einer Tragwand wenigstens eine einteilig angebundene Lasche orthogonal bevorzugt nach außen weg. In Fortbildung hiervon sollen / können die Laschen mit Bohrungen zum Verschrauben des Trägermoduls mit dem Zylinderkopf und mit Bohrungen zum Trägermoduls mit dem Zylinderkopf und mit Bohrungen zum Einsetzen von Passstiften versehen sein.
Das Gleiche gilt für die Möglichkeit eines Verschraubens eines Zylinderkopfdeckels mit dem Trägermodul. Auch hierbei soll von der Oberstirn zumindest einer Tragwand wenigstens eine einteilig angebundene Lasche orthogonal bevorzugt nach außen abstehen.
Gemäß einer Fortbildung der Erfindung ist das Trägermodul zur Aufnahme lediglich einer mittigen Nockenwelle und je einer diese flankierenden Ventilbetätigungshebelwelle ausgelegt. Selbstverständlich können auch mehr als eine Nocken- und auch lediglich eine Ventilbetätigungshebelwelle oder mehr als zwei hiervon eingesetzt werden.
Um Bauraum zu sparen oder um nicht mit einer Umgebungskonstruktion in Konflikt zu kommen, kann das Trägermodul lediglich im Aufnahmebereich für die Nockenwelle ausgebaucht sein.
Schließlich ist es vorgeschlagen, an wenigstens einer der Tragwände, bevorzugt außen, ein Steigröhrchen für Schmieröl in Richtung zum Zylinderkopfdeckel anzubringen. Dieses Röhrchen kann aus Kunststoff oder einem anderen Leichtbauwerkstoff bestehen und mit dessen Tragwand bspw. verschnappt sein.
Die Erfindung geht aus der Zeichnung hervor.
• Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht auf ein Trägermodul;
• Figur 2 zeigt als Einzelheit das Steigröhrchen nach Figur 1 und • Figur 3 zeigt eine räumliche Ansicht auf das Trägermodul nach Figur 1 mit montierten Ventilbetätigungswellen und montierter Nockenwelle.
Aus Figur 1 geht ein stanz-biegetechnisch aus einem Blechband hergestelltes, kastenartiges Trägermodul 1 für einen OHC-Ventiltrieb einer einzylindrigen Motorradbrennkraftmaschine hervor. Das Trägermodul 1 hat zwei sich beabstandet gegenüberstehende
Tragwände 2 mit einer Ausbauchung 19. Die Tragwände 2 sind durch Querwände 10 verbunden und an ihren Unterstirnen 3 über einteilig abstehende Laschen 15 mit einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verschraubbar. Hierfür weisen die Laschen 15 gestanzte Bohrungen 17 für Schrauben und gestanzte Bohrungen 18 für Passstifte auf.
Von Oberstirnen 4 der Tragwände 2 ragen ebenfalls Laschen 16 mit gestanzten Bohrungen 20 einteilig weg. Somit kann mittels der Laschen 16 ein Zylinderkopfdeckel mit dem Trägermodul 1 verschraubt werden.
Zu erkennen ist, dass die Stahlblechplatine zu einem geschlossenen Band gebogen ist, wobei Endstirnen 1 1 des Bands an der hier links eingezeichneten Querwand 10 fest durch eine Clinchverbindung 12 miteinander gekoppelt sind.
Zudem geht von der Oberstirn 4 der unteren Tragwand 2 nach Figur 1 einteilig ein Versteifungslappen 13 aus. Dieser ist auf die gegenüberliegende, hier obere Tragwand 2 gebogen und an deren Oberstirn 4 durch eine Clinchverbindung 14 befestigt.
Jede Tragwand 2 hat eine in ihre Längsrichtung gesehen mittige Hauptbohrung 5, welche gestanzt und anschließend spanend feinbearbeitet ist. Die Hauptbohrung 5 ist beidseitig von einer Nebenbohrung 7 je Tragwand 2 flankiert. Wie hierbei aus der Zusammenbauzeichnung nach Fig. 3 hervorgeht, ist in den Hauptbohrungen 5 über eine Wälzoder Gleitlagerung eine Nockenwelle 6 mit zwei umfangs- und axialversetzten Hubnocken (nicht erkennbar) gelagert. Beidseitig hiervon ist je eine Ventilbetätigungshebelwelle 8, 9 in den Nebenbohrungen 7, ebenfalls über eine Wälz- oder Gleitlagerung, verbaut. Zu erkennen ist weiterhin, dass auf der Ventilbetätigungshebelwelle 8 ein Kipphebel 23 sowie auf der Ventilbetätigungshebelwelle 9 ein Kipphebel 24 sitzt. An der unteren Tragwand 2 nach Figur 1 ist ein von deren Unter- zur
Oberstirn 3, 4 führendes, separates Ölsteigröhrchen 21 befestigt. Dieses geht näher aus Figur 2 hervor und weist einen Ansatz mit einer Klipsverbindung 22 auf. Über Letztgenannte ist das Ölsteigröhrchen 21 mit der Tragwand 2 verbunden. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird hierüber Schmieröl aus dem Zylinderkopf in den Zylinderkopfdeckel zur
Schmierung des Ventiltriebs geleitet.
Liste der Bezugszahlen ) Trägermodul
) Tragwand
) Unterstirn
) Oberstirn
) Hauptbohrung
) Nockenwelle
) Nebenbohrung
) Ventilbetätigungshebelwelle
) Ventilbetätigungshebelwelle
0) Querwand
1 ) Endstirn
2) Verbindung, Clinchverbindung
3) Versteifungslappen
4) Verbindung, Clinchverbindung
5) Lasche
6) Lasche
7) Bohrung
8) Bohrung
9) Ausbauchung
0) Bohrung
1 ) Ölsteigröhrchen
2) Klipsverbindung
3) Kipphebel
4) Kipphebel

Claims

Patentansprüche
Trägermodul (1 ) für einen OHC-Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei sich beabstandet gegenüberstehenden Tragwänden (2), welche an ihren Unterstirnen (3) mit einem Zylinderkopf und an deren Oberstirnen (4) mit einem Zylinderkopfdeckel der Brennkraftmaschine verbindbar sind sowie jeweils zumindest eine Hauptbohrung (5) zur endseitigen Lagerung einer Nockenwelle (6) und jeweils wenigstens eine Nebenbohrung (7) zur endseitigen Aufnahme einer Ventilbetätigungshebelwelle (8, 9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermodul (1 ) kastenähnlich ist, wobei dessen Tragwände (2) durch Querwände (10) verbunden sind und wobei das Trägermodul (1 ) aus einer Stahlblechplatine stanz-biegetechnisch hergestellt ist.
Trägermodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlblechplatine zu einem geschlossenen Band gebogen ist, wobei Endstirnen (1 1 ) des Bands an einer der Querwände (10) fest miteinander verbunden sind.
Trägermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endstirnen (1 1 ) über eine Clinch-, Schnapp-, Schraub- oder Schweißverbindung (12) verbunden sind.
Trägermodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Versteifungslappen (13) vorgesehen ist, welcher von der Ober- oder Unterstirn (4, 3) einer der beiden Tragwände (2) ausgeht und auf die jeweils gegenüberliegende Tragwand (2) gebogen und an dieser befestigt ist. Trägermodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungslappen (13) über eine Clinch-, Schnapp-, Schraub- oder Schweißverbindung (14) mit der gegenüberliegenden Ober- oder Unterstirn (4, 3) verbunden ist. Trägermodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass von der Unterstirn (3) zumindest einer Tragwand (2) wenigstens eine Lasche (15) zum Verbinden des Trägermoduls (1 ) mit dem Zylinderkopf und von der Oberstirn (4) zumindest einer Tragwand (2) wenigstens eine Lasche (16) zum Befestigen des Zylinderkopfdeckels auf dem Trägermodul (1 ) orthogonal wegragt.
Trägermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (15, 16) gestanzte Bohrungen (17, 18, 20) zum Verschrauben oder zum Ver- schrauben und Zentrierverstiften des Trägermoduls (1 ) mit dem Zylinderkopf und dem Zylinderkopfdeckel haben.
Trägermodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Tragwand (2) nur eine in ihre Längsrichtung gesehen in etwa mittige Hauptbohrung (5) aufweist, welche Hauptbohrung (5), ebenfalls längs gesehen, beidseitig von lediglich einer Nebenbohrung (7) flankiert ist, so dass zwischen beiden Tragwänden (2) eine Nockenwelle (6) und zwei Ventilbetätigungshebelwellen (8, 9) vorsehbar sind.
Trägermodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Tragwand (2) im Mitten bereich bei der Hauptbohrung (5) mit einer Ausbauchung (19) versehen ist.
10. Trägermodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Tragwand (2) wenigstens ein von der Unter- zur Oberstirn (3, 4) führen- des, separates Ölsteigröhrchen (21 ) befestigt ist.
1 1 . Trägermodul nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermodul (1 ) für einen Ventiltrieb einer einzylindrigen Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
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