WO2018233744A1 - Abschaltbarer schlepphebel für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

Abschaltbarer schlepphebel für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine Download PDF

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    • F01L2001/186—Split rocking arms, e.g. rocker arms having two articulated parts and means for varying the relative position of these parts or for selectively connecting the parts to move in unison

Definitions

  • the invention relates to a disengageable rocker arm for a valve train of an internal combustion engine, with a mecanicmaschine- and one of the arms Lucas- held inner side lever, which levers are mounted at one end on an axis and the inner side opposite the outer main lever is swung off, the rocker arm a bottom at one end of a valve system with lateral guide surfaces and has the outer main lever at the bottom, at another end, a bearing surface for a support element and at this bearing surface a coupling device for selectively coupling with a free pivot end of the êtnebenhebels and wherein the inner secondary lever has a cam contact surface on an upper side and is acted upon by a cam return spring.
  • a generic drag lever is described in DE 10 2014 221 812 A1, FIG. 1 ago. It can be seen that the valve system is formed on an underside of the merged in this end region arms of the outer main lever. An axis for common pivotal mounting of the inner auxiliary lever with the outer main lever is well spaced “above” the valve system, on the one hand to ensure a sufficient Abschwenkwinkel for the inner secondary lever in its decoupling pelfall and enough material thickness for a rigid system of the respective gas exchange valve on the outer main lever.
  • the object is therefore to design a disconnectable rocker arm as mentioned above, in which the aforementioned disadvantages are eliminated.
  • fachtem and reduced in terms of mass structure for the inner lever a larger Abschwenkwinkel be.
  • the inner secondary lever comprises the axle with an integrally connected solid piece, on the underside of which the valve system is formed directly.
  • the drag lever could possibly also be designed as Hubumschalthebel.
  • the drag lever could also be used for simultaneous admission of several gleichraceder gas exchange valves
  • the distance of the axis is reduced to the valve system.
  • the drag lever builds easier and easier in this area.
  • the kinematics of the finger lever is thus favorably influenced in such a way that the inner secondary lever can realize a larger swiveling angle, so that, for example, when using the finger lever for internal exhaust gas recirculation in the cam base circle there is more gas exchange cross section for residual gas recirculation.
  • the guide surfaces of the valve system can project in one piece from the latter and be similar to a lug or bar.
  • embossing or an MIM method are available to illustrate this, wherein a cutting insert or a separate formation with subsequent attachment by welding, for example, are also being considered.
  • the guide surfaces on the inner secondary lever is to be expected with a particularly effective reduction in mass at the free pivot end of the finger lever.
  • a further advantageous embodiment of the invention relates to a design of the guide surfaces for the gas exchange valve on the inner sides of the arms of the outer main lever. Accordingly, these arms should project beyond the solid piece at one end in the lower direction and, according to a further advantageous development, sections inwardly cranked. These measures come, for example, good at a punch-bending technical training of the outer main lever to fruition.
  • the guide surfaces can also be present as merely "straight" continuation of the side walls, obliquely bent to each other or only have a directly adjacent to the underside of the solid piece section, which is then bent in front of a longitudinal center plane of the drag lever then orthogonal to the valve system on the solid piece.
  • the lever parts may, for example, generally be produced in a MIM, embossing, extrusion, casting or sheet metal forming process.
  • the lever parts can also be manufactured in mutually different methods.
  • FIG. 1 shows in a three-dimensional view a deactivatable cam follower with guide surfaces on the inner auxiliary lever
  • FIG. 2 shows a design as mentioned above, but with the outer main lever outgoing guide surfaces and
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the drag lever according to FIG. 1
  • the drag lever 1 has an outer main lever 3 and an inner secondary lever 3, 4 enclosed by its arms 2 (see in particular FIG. 1, 2). Both lever parts 3, 4 are mounted at one end 5 on a common axis 6, wherein the inner side relative to the outer main lever 4, 3 in the decoupling mode (cam or soirhubnockendegent ist) is swung.
  • the outer main lever 3 has on a lower side 7, at an end 10 designated here as the "other end", a bearing surface 11 which is present as a dome for a support element (see Fig. 3) descriptive coupling device 12 is applied for selectively coupling with a free pivot end 13 of the inner auxiliary lever 4 in the outer main lever 3.
  • the inner secondary lever 4 also has a bolt bearing roller cam contact surface 15 at its top 14.
  • About a Drehschenkelfederp as cam return spring 16 is the inner secondary lever 4 in Abschwenkmodus at the Cam traceable.
  • a lateral guidance of the gas exchange valve present on the valve system 8 takes place via webs 19 protruding in one piece from the valve system 8 as guide surfaces 9, which are engaged opposite side surfaces 20 of the solid piece 17.
  • the guide surfaces 9 extend from the outer main lever 3. They are formed as the arms 2 extending sections 21, which project beyond the solid piece 17 in the direction of the bottom 7 and end over in inwardly cranked lobes, between which the valve stem is received.
  • the valve system 8 has a convex contour composed of a plurality of radii.

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Abstract

Vorgeschlagen ist ein abschaltbarer Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb, mit einem Außenhaupt- und einem von dessen Armen (2) eingefassten Innennebenhebel (3, 4), welche Hebel (3, 4) an einem Ende (5) auf einer Achse (6) gelagert sind und der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel (4, 3) abschwenkbar ist, wobei der Schlepphebel (1) an einer Unterseite (7) bei dem einen Ende (5) eine Ventilanlage (8) mit seitlichen Führungsflächen (9) hat und der Außenhaupthebel (3) an der Unterseite (7), bei einem anderen Ende (10), eine Lagerfläche (11) für ein Abstützelement sowie bei dieser Lagerfläche (11) eine Koppelvorrichtung (12) zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende (13) des Innennebenhebels (4) aufweist, wobei der Innennebenhebel (4) eine Nockenkontaktfläche (15) an einer Oberseite (14) besitzt sowie von einer Nockenrückstellfeder (16) beaufschlagt ist, und wobei der Innennebenhebel (4) die Achse (6) mit einem einteilig angebundenen Massivstück (17) umfasst, an dessen Unterseite (18) unmittelbar die Ventilanlage (8) liegt.

Description

Abschaltbarer Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft einen abschaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhaupt- und einem von dessen Armen einge- fassten Innennebenhebel, welche Hebel an einem Ende auf einer Achse gelagert sind und der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel abschwenkbar ist, wobei der Schlepphebel an einer Unterseite bei dem einen Ende eine Ventilanlage mit seitlichen Führungsflächen hat und der Außenhaupthebel an der Unterseite, bei einem anderen Ende, eine Lagerfläche für ein Abstützelement sowie bei dieser Lagerfläche eine Kop- pelvorrichtung zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende des Innenne- benhebels aufweist und wobei der Innennebenhebel eine Nockenkontaktfläche an einer Oberseite besitzt sowie von einer Nockenrückstellfeder beaufschlagt ist.
Ein gattungsgemäßer Schlepphebel geht aus der DE 10 2014 221 812 A1 , Fig. 1 her- vor. Zu erkennen ist, dass die Ventilanlage an einer Unterseite der in diesem Endbereich zusammengeführten Arme des Außenhaupthebels gebildet ist. Eine Achse zur gemeinsamen schwenkbeweglichen Lagerung des Innennebenhebels mit dem Außenhaupthebel liegt deutlich beabstandet„oberhalb" der Ventilanlage, um einerseits einen ausreichenden Abschwenkwinkel für den Innennebenhebel in dessen Entkop- pelfall und andererseits genügend Materialdicke für eine steife Anlage des jeweiligen Gaswechselventils am Außenhaupthebel zu gewährleisten.
Es wird festgestellt, dass wegen der vergleichsweise hochliegenden Achse die Kinematik am Schlepphebel generell ungünstig für einen großen Abschwenkwinkel des In- nennebenhebels ist und im Abschwenkmodus somit Gefahr einer Kollision mit dem Ventilfederteller oder anderen Zylinderkopfteilen besteht. Auch ist mit einem relativ großen Massenträgheitsmoment aufgrund der Masseanhäufung am Abschwenkende des Schlepphebels zu rechnen.
Aufgabe ist es daher, einen abschaltbaren Schlepphebel wie vorgenannt zu entwerfen, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll bei verein- fachtem und hinsichtlich der Masse verringerten Aufbau für den Innenhebel ein größerer Abschwenkwinkel ermöglicht sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Innennebenhebel die Achse mit einem einteilig angebundenen Massivstück umfasst, an dessen Unterseite unmittelbar die Ventilanlage gebildet ist.
Somit liegt ein abschaltbarer Schlepphebel ohne die vorgenannten Nachteile vor. Der Schlepphebel könnte ggf. auch als Hubumschalthebel designt sein.
Durch die nunmehr unmittelbare Anlage des wenigstens einen Gaswechselventils (der Schlepphebel könnte auch zur gleichzeitigen Beaufschlagung mehrerer gleichwirkender Gaswechselventile eingesetzt werden) am Massivstück des Innennebenhebels am einen Ende ist der Abstand der Achse zur Ventilanlage verringert. Somit baut der Schlepphebel in diesem Bereich einfacher und leichter. Gleichzeitig ist hierdurch die Kinematik des Schlepphebels dergestalt günstig beeinflusst, dass bei ansonsten identischen Kontaktbedingungen der Innennebenhebel einen größeren Abschwenkwinkel realisieren kann, so dass bspw. bei einem Einsatz des Schlepphebels zur internen Abgasrückführung im Nockengrundkreis mehr Gaswechselquerschnitt für eine Rest- gasrückführung vorliegt.
Gemäß einer bevorzugten Gestaltung der Erfindung können die Führungsflächen der Ventilanlage einteilig von Letztgenannter wegragen und laschen- oder stegähnlich sein. Hierbei bieten sich zur Darstellung dieser bspw. Prägen oder ein MIM-Verfahren an, wobei auch eine spanende Einbringung oder eine separate Ausbildung mit nachträglicher Befestigung durch Anschweißen bspw. angedacht sind. Bei der hier beschriebenen Variante mit den Führungsflächen am Innennebenhebel ist mit einer besonders wirksamen Massereduzierung am freien Schwenkende des Schlepphebels zu rechnen.
Eine weitere vorteilhafte Fortbildung der Erfindung bezieht sich auf eine Ausbildung der Führungsflächen für das Gaswechselventil an Innenseiten von Armen des Außen- haupthebels. Demnach sollen diese Arme das Massivstück an dem einen Ende in Unterseitenrichtung überragen und, gemäß einer weiteren vorteilhaften Fortbildung, abschnittsweise nach innen gekröpft vorliegen. Diese Maßnahmen kommen bspw. gut bei einer stanz-biegetechnischen Ausbildung des Außenhaupthebels zum Tragen.
Ggf. können die Führungsflächen auch als lediglich„gerade" Fortsetzung der Seitenwände vorliegen, schräg aufeinander zu gebogen sein oder erst über einen an der Unterseite des Massivstücks direkt anliegenden Abschnitt verfügen, welche jeweils vor einer Längsmittelebene des Schlepphebels dann orthogonal zur Ventilanlage am Massivstück abgebogen ist.
Zur Vermeidung von erhöhten Pressungen und zur Realisierung einer verringerten Auswanderung der Ventilanlage im Abschwenkmodus des Innennebenhebels ist es zudem vorgeschlagen, die Ventilanlage ballig auszuwölben bzw. diese Ausformung aus mehreren Radien zusammenzusetzen.
Schließlich ist es Gegenstand eines Unteranspruch, als reibungsarme Nockenkontaktfläche im Innennebenhebel eine drehbare Rolle zu applizieren. Diese kann in einer Tasche oder einem Fenster des Innennebenhebels, bspw. über eine Wälzlagerung auf einem Bolzen, gelagert sein.
Die Hebelteile (Außenhaupt- u. Innennebenhebel) können bspw. generell in einem MIM-, Präge-Fließpress-, Gieß- oder Blechumformverfahren hergestellt sein. Selbstverständlich können die Hebelteile auch in zueinander unterschiedlichen Verfahren gefertig vorliegen.
Zur Zeichnung:
• Figur 1 zeigt in einer räumlichen Ansicht einen abschaltbaren Schlepphebel mit Führungsflächen am Innennebenhebel;
· Figur 2 zeigt eine Gestaltung wie vorgenannt, jedoch mit vom Außenhaupthebel ausgehenden Führungsflächen und • Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Schlepphebel nach Figur 1
Dargestellt ist ein abschaltbarer Schlepphebel 1 für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Der Schlepphebel 1 hat einen Außenhaupt- und einen von des- sen Armen 2 eingefassten Innennebenhebel 3, 4 (s. insb. Fig. 1 , 2). Beide Hebelteile 3, 4 sind an einem Ende 5 auf einer gemeinsamen Achse 6 gelagert, wobei der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel 4, 3 im Entkoppelmodus (Nocken- oder Zusatzhubnockendeaktivierung) abschwenkbar ist.
Der Außenhaupthebel 3 weist an einer Unterseite 7, bei einem hier als„anderes Ende" bezeichneten Ende 10, eine als Kalotte vorliegende Lagerfläche 1 1 für ein Abstützelement auf (s. Fig. 3). Oberhalb der Lagerfläche 1 1 ist eine nicht näher zu beschreibende Koppelvorrichtung 12 zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende 13 des Innennebenhebels 4 im Außenhaupthebel 3 appliziert. Der Innennebenhebel 4 hat zudem eine als bolzengelagerte Rolle vorliegende Nockenkontaktfläche 15 an seiner Oberseite 14. Über ein Drehschenkelfederpaket als Nockenrückstellfeder 16 ist der Innennebenhebel 4 im Abschwenkmodus an dessen Nocken rückführbar.
Zu erkennen ist in den Figuren 1 , 2, dass der Innennebenhebel 4 am einen Ende 5 die Achse 6 mit einem einteilig angebundenen Massivstück 17 umfasst. An einer Unterseite 18 des Massivstücks 17 ist unmittelbar eine Ventilanlage 8 gebildet.
Gemäß den Figuren 1 , 3 erfolgt eine laterale Führung des an der Ventilanlage 8 anstehenden Gaswechselventils über einteilig von der Ventilanlage 8 abragende Stege 19 als Führungsflächen 9, welche gegenüber Seitenflächen 20 des Massivstücks 17 eingerückt sind.
Nach Figur 2 erstrecken sich die Führungsflächen 9 hingegen vom Außenhaupthebel 3 aus. Sie sind als die Arme 2 verlängernde Teilabschnitte 21 ausgebildet, welche das Massivstück 17 in Richtung zur Unterseite 7 überragen und endseitig in nach innen gekröpfte Lappen übergehen, zwischen denen der Ventilschaft aufgenommen wird. Schließlich geht aus der linken Bildhälfte von Figur 3 geht hervor, dass die Ventilanlage 8 eine aus mehreren Radien zusammengesetzte ausgewölbte Kontur hat.
Liste der Bezugszahlen ) Schlepphebel
) Arm
) Außenhaupthebel; Hebelteil
) Innennebenhebel, Hebelteil
) eines Ende
) Achse
) Unterseite
) Ventilanlage
) Führungsfläche
0) anderes Ende
1 )Lagerf lache
2) Koppelvorrichtung
3) Schwenkende
4) 0berseite
5) Nockenkontaktfläche
6) Nockenrückstellfeder
7) Massivstück
8) Unterseite
9) Steg
0) Seitenfläche
1 ) Teilabschnitt
2) Aussparung

Claims

Patentansprüche
1 . Abschaltbarer Schlepphebel (1 ) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Außenhaupt- und einem von dessen Armen (2) eingefassten Innen- nebenhebel (3, 4), welche Hebel (3, 4) an einem Ende (5) auf einer Achse (6) gelagert sind und der Innenneben- gegenüber dem Außenhaupthebel (4, 3) abschwenkbar ist, wobei der Schlepphebel (1 ) an einer Unterseite (7) bei dem einen Ende (5) eine Ventilanlage (8) mit seitlichen Führungsflächen (9) hat und der Außenhaupthebel (3) an der Unterseite (7), bei einem anderen Ende (10), eine Lagerfläche (1 1 ) für ein Abstützelement sowie bei dieser Lagerfläche (1 1 ) eine Koppelvorrichtung (12) zum wahlweisen Koppeln mit einem freien Schwenkende (13) des Innennebenhebels (4) aufweist und wobei der Innenne- benhebel (4) eine Nockenkontaktfläche (15) an einer Oberseite (14) besitzt sowie von einer Nockenrückstellfeder (16) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innennebenhebel (4) die Achse (6) mit einem einteilig angebundenen Massivstück (17) umfasst, an dessen Unterseite (18) unmittelbar die Ventilanlage (8) liegt.
2. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (9) der Ventilanlage (8) einteilig von dieser abragende Stege (19) sind.
3. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (2) des Außenhaupthebels (3) Seitenflächen (20) des Massivstücks (17) in Richtung zur Unterseite (7) mit je einem Teilabschnitt (21 ) als Führungsfläche (9) überragen.
4. Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilabschnitte (21 ) aufeinander zu gekröpfte Lappen sind.
5. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanlage (8) eine aus einem oder mehreren Radien zusammengesetzte ausgewölbte Kontur hat.
6. Schlepphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenkontaktfläche (15) des Innennebenhebels (4) eine in einer Aussparung (22) dieses gelagerte Rolle ist.
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