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DE10235402A1 - Swivel lever for a variable stroke valve train - Google Patents

Swivel lever for a variable stroke valve train Download PDF

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DE10235402A1
DE10235402A1 DE10235402A DE10235402A DE10235402A1 DE 10235402 A1 DE10235402 A1 DE 10235402A1 DE 10235402 A DE10235402 A DE 10235402A DE 10235402 A DE10235402 A DE 10235402A DE 10235402 A1 DE10235402 A1 DE 10235402A1
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DE
Germany
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swivel lever
hand
housing
backdrop
stroke
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Withdrawn
Application number
DE10235402A
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German (de)
Inventor
Benedikt Dr. Klaus
Michael Allgeier
Torsten Eder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Abstract

Schwenkhebel (3) mit zumindest einem Gehäuse (17), für einen hubvariablen Ventiltrieb (2) in einem Zylinderkopf (1) einer Brennkraftmaschine, der einerseits mit einem Rollenelement (4) mit einem Schwingdrehpunkt (4') auf einer Kulissenbahn (5') einer Kulisse (5) und andererseits mit einer Steuerbahn (6) auf ein Zwischenelement (7) zu einem Gaswechselventil (8) spielfrei abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel (3) zur Hubeinstellung zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken (9) einer Nockenwelle (9') entgegen einer Kraft einer Feder (10) gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt (4') von einer Verstelleinrichtung (11) zur Hubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn (5') gesteuert verschiebbar ist, wobei das Gehäuse (17) und die Kulisse (5) aus Blech gefertigt sind. DOLLAR A Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses werden die Herstellkosten sowie das Gewicht des Schwenkhebels reduziert.Swivel lever (3) with at least one housing (17) for a variable-stroke valve train (2) in a cylinder head (1) of an internal combustion engine, which on the one hand has a roller element (4) with a pivot point (4 ') on a slide track (5') a link (5) and on the other hand with a control track (6) on an intermediate element (7) to a gas exchange valve (8) is supported without play, the swivel lever (3) for adjusting the stroke between the support points on the one hand by a cam (9) of a camshaft ( 9 ') can be pivoted in a controlled manner against a force of a spring (10) and on the other hand the pivot point (4') can be displaced in a controlled manner by an adjusting device (11) for adjusting the lifting height parallel to the slide track (5 '), the housing (17) and the slide ( 5) are made of sheet metal. DOLLAR A The design of the housing according to the invention reduces the manufacturing costs and the weight of the pivoting lever.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkhebel für einen hubvariablen Ventiltrieb gemäß der Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a pivot lever for one stroke variable valve train according to the characteristics in the preamble of claim 1.

Sie geht von der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 101 23 186 aus. In dieser ist eine Ventiltriebsvorrichtung zur variablen Hubverstellung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine beschrieben. Bei der Ventiltriebsvorrichtung steht das Gaswechselventil unter Zwischenschaltung eines Übertragungselementes mit einer um eine Drehachse beweglichen Rolle in Wirkverbindung mit einer, eine Leerhubkurve und eine Hubkurve umfassenden Steuerbahn, die in einem Endbereich eines zur Hubbetätigung des Gaswechselventils von einem Nocken einer Nockenwelle gesteuerten Schwenkhebels angeordnet ist. Der mittels einer Feder über eine Rolle dem Nocken spielfrei zugeordnete Schwenkhebel ist andernends zur variablen Hubverstellung des Gaswechselventils über einen mittels einer Verstelleinrichtung gesteuert lageveränderbaren und fixierbaren Schwingdrehpunkt längs einer Kreisbahn abgestützt. Zur Erzielung einer rein rotatorischen Bewegung bzw. reinen Schwenkbewegung des Schwenkhebels um seinen Schwingdrehpunkt bei einem reduzierten Hub des Gaswechselventils ist eine, an einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine angeordneten Kreisbahn als Kulisse mit einem Radius "R" um die Drehachse der Rolle des Übertragungselementes zur gesteuerten lageveränderbaren Abstützung des Schwenkhebels vorgesehen. Der Schwenkhebel besteht aus einem Gehäuse, welches üblicherweise wie in 1, die den Stand der Technik darstellt, erkennbar ist, im Feingussverfahren hergestellt wird. In diesem Gehäuse sind zwei Rollen drehbar angeordnet, eine Rolle zur Hubbetätigung durch den Nocken und eine Rolle zur Verstellung der Hubhöhe.It is based on the as yet unpublished German patent application DE 101 23 186 out. In this a valve drive device for variable stroke adjustment of a gas exchange valve of an internal combustion engine is described. In the valve drive device, the gas exchange valve is in operative connection with a control element with a roller movable about an axis of rotation with a control path comprising an idle stroke curve and a stroke curve, which is arranged in an end region of a pivot lever controlled by a cam of a camshaft for actuating the gas exchange valve. The pivot lever, which is assigned to the cam without play by means of a spring via a roller, is supported on the other side along a circular path for variable stroke adjustment of the gas exchange valve via a pivoting pivot point which can be controlled and adjusted by means of an adjusting device. In order to achieve a purely rotary movement or a pure pivoting movement of the pivoting lever about its pivot point with a reduced stroke of the gas exchange valve, a circular path arranged on a housing part of the internal combustion engine is used as a backdrop with a radius "R" around the axis of rotation of the roller of the transmission element for controlled, position-changing support of the pivot lever provided. The swivel lever consists of a housing, which is usually as in 1 , which represents the prior art, is recognizable, is produced in the investment casting process. Two rollers are rotatably arranged in this housing, a roller for actuating the stroke by the cam and a roller for adjusting the lifting height.

Die im Feingussverfahren hergestellten Schwenkhebelgehäuse weisen üblicherweise ein relativ hohes Gewicht auf, wodurch die höchste Drehzahl der Brennkraftmaschine eingeschränkt sein könnte, darüber hinaus sind die Herstellkosten für Feingussteile hoch.The swivel lever housings manufactured in the investment casting process usually have a relatively high weight, resulting in the highest speed of the internal combustion engine limited could be, about that In addition, the manufacturing costs for investment castings high.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattunsgemäßen Schwenkhebel leichter im Gewicht und billiger in der Herstellung zu machen.Object of the present invention is a generic swivel lever lighter in weight and cheaper to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.This task is characterized by the feature solved in the characterizing part of claim 1.

In vorteilhafter Weise kann das Gehäuse als Biege, Stanz- oder Schweißkonstruktion ausgeführt werden. Diese preisgünstigen Herstellverfahren reduzieren die Herstellkosten. Ferner kann die Bauteilstärke im Zuge der Blechumformung minimal ausgelegt werden, da in vorteilhafter Weise bei der Umformung eine Materialverfestigung eintritt. Aufgrund der Gewichtsreduzierung sind mit dem Ventiltrieb höhere Drehzahlen erreichbar.Advantageously, the housing can be used as a bend, Stamped or welded construction be carried out. These inexpensive Manufacturing processes reduce manufacturing costs. Furthermore, the component size be designed minimally in the course of sheet metal forming, because in more advantageous How material hardening occurs during the forming process. by virtue of to reduce weight are higher speeds with the valve train reachable.

Eine Ausgestaltung gemäß der Patentansprüche 2 und 3 gewährleistet hinreichende Festigkeit des Bauteils und eine teure Kombination unterschiedlicher Materialien ist nicht notwendig.An embodiment according to claims 2 and 3 guaranteed sufficient strength of the component and an expensive combination different materials is not necessary.

Durch eine geeignete Materialstärkenauswahl gemäß Patentanspruch 4 kann die beste Abstimmung zwischen Gewichtreduzierung und notwendiger Festigkeit erzielt werden.Through a suitable choice of material thickness according to claim 4 can be the best balance between weight reduction and necessary Strength can be achieved.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Figuren näher erläutert.The invention is described below of a preferred embodiment closer in two figures explained.

1 zeigt einen schematischen Aufbau eines gattungsgemäßen hubvariablen Ventiltriebes, 1 shows a schematic structure of a generic stroke variable valve train,

2 zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schwenkhebel. 2 shows a three-dimensional plan view of a swivel lever according to the invention.

Für dieselben Bauteile in 1 und 2 gelten dieselben Bezugszeichen.For the same components in 1 and 2 the same reference numerals apply.

1 zeigt einen hubvariablen Ventiltrieb 2, der an einen ansatzweise dargestellten Zylinderkopf 1 angeordnet ist. Der hubvariable Ventiltrieb 2 besteht im wesentlichen aus einem Schwenkhebel 3 mit einem Rollenelement 4 und einem Schwingdrehpunkt 4' sowie einer Kulisse 5 mit einer Kulissenbahn 5', einem Zwischenelement 7, einem Gaswechselventil 8, einem Nocken 9, der auf einer Nockenwelle 9' angeordnet ist sowie einer Feder 10 und einer Verstelleinrichtung 11. Die Kulisse 5 ist ortsfest am Zylinderkopf 1 angeordnet. Der Schwenkhebel 3 stützt sich einerseits über das Rollenelement 4 auf der Kulissenbahn 5' der Kulisse 5 und andererseits mit einer Steuerbahn 6, die aus einer Leerhubkurve 6' und einer Hubkurve 6'' besteht, auf dem Zwischenelement 7 ab. Das Zwischenelement 7 ist ein Rollenschlepphebel, dessen Rolle um eine Drehachse 12 drehbar ist. Die Drehachse 12 ist gleichzeitig der Mittelpunkt der Kulissenbahn 5' in einer Nullhubstellung. Das Zwischenelement stützt sich einerseits von der Drehachse 12 auf einem Spielausgleichselement 14, hier ein hydraulischen Ventilspielausgleichselement, und andererseits auf dem Gaswechselventil 8 ab. Zwischen der Steuerbahn 6 und dem ersten Rollenelement 4 ist an den Schwenkhebel 3 ein weiteres Rollenelement 13 angeordnet. Dieses steht in Wirkverbindung mit dem Nocken 9. Bei Drehung der Nockenwelle 9' schwenkt der Schwenkhebel 3 und drückt mit seiner Hubkurve 6" das Gaswechselventil in eine nicht näher dargestellte Öffnungsstellung weg. Das erste Rollenelement 4 ist neben der Abstützung auf der Kulissenbahn 5' zusätzlich an einer Verstelleinrichtung 11 abgestützt, mit der der Schwingdrehpunkt 4' des ersten Rollenelements 4 parallel zur Kulissenbahn 5' verschoben werden kann. Eine derartige Verschiebung bewirkt eine Veränderung des Ventilhubes. 1 shows a variable stroke valve train 2 to a cylinder head 1 is arranged. The variable stroke valve train 2 consists essentially of a swivel lever 3 with a roller element 4 and a swing pivot 4 ' as well as a backdrop 5 with a backdrop 5 ' , an intermediate element 7 , a gas exchange valve 8th , a cam 9 that on a camshaft 9 ' is arranged as well as a spring 10 and an adjustment device 11 , The scenery 5 is stationary on the cylinder head 1 arranged. The swivel lever 3 is supported on the one hand by the roller element 4 on the backdrop 5 ' the backdrop 5 and on the other hand with a control track 6 that from an idle stroke curve 6 ' and a stroke curve 6 '' consists on the intermediate element 7 from. The intermediate element 7 is a roller rocker arm, its roller around an axis of rotation 12 is rotatable. The axis of rotation 12 is also the center of the backdrop 5 ' in a zero stroke position. The intermediate element is supported on the one hand by the axis of rotation 12 on a game compensation element 14 , here a hydraulic valve lash adjuster, and on the other hand on the gas exchange valve 8th from. Between the control lane 6 and the first roller element 4 is on the swivel lever 3 another role element 13 arranged. This is in operative connection with the cam 9 , When the camshaft rotates 9 ' pivots the swivel lever 3 and pushes with its stroke curve 6 " the gas exchange valve in an open position, not shown. The first role element 4 is next to the support on the backdrop 5 ' additionally on an adjustment device 11 supported with which the swing pivot 4 ' of the first roller element 4 parallel to the backdrop 5 ' can be moved. Such a shift causes a change in the valve lift.

2 zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schwenkhebel 3 mit einem Gehäuse 17. Das Gehäuse 17 wird im wesentlichen von einer ersten und einer zweiten parallel zueinander angeordneten Seitenwange 3a, 3b eines Bleichteiles gebildet. Dieses Bleichteil ist derart umgeformt, dass die Sei tenwangen 3a, 3b einen U-förmigen Bügel bilden. In einem zusammengefügten Bereich ist ein Versteifungsbügel 16 ausgebildet. Den Mittenbereich des U-förmigen Bügels bildet die Steuerbahn 6, bestehend aus der Leerhubkurve 6' und der Hubkurve 6''. Beabstandet von der Steuerbahn 6, der ersten und der zweiten Seitenwange 3a, 3b folgend, befindet sich in den Seitenwangen 3a, 3b jeweils eine korrespondierende erste Bohrung 15 und davon nochmals beabstandet jeweils eine korrespondierende zweite Bohrung 15'. In den korrespondierenden Bohrungen 15 ist das zweite Rollenelement 13 drehbeweglich gelagert, in den korrespondierenden Bohrungen 15' ist das erste Rollenelement 4 drehbeweglich gelagert. Im Bereich des ersten Rollenelementes 4 sind die erste und die zweite Seitenwange 3a, 3b mit dem Versteifungsbügel 16, der sich in Richtung einer Rollenachse erstreckt und die erste Rolle 4 überbrückt, verbunden. 2 shows a three-dimensional plan view of a swivel lever according to the invention 3 with a housing 17 , The housing 17 is essentially a first and a second side cheek arranged parallel to each other 3a . 3b a bleaching part formed. This bleaching part is so around shaped that the cheeks 3a . 3b form a U-shaped bracket. In a joined area is a stiffening bracket 16 educated. The control path forms the center area of the U-shaped bracket 6 , consisting of the idle stroke curve 6 ' and the stroke curve 6 '' , Spaced from the control track 6 , the first and the second side cheek 3a . 3b following, is in the side cheeks 3a . 3b each have a corresponding first hole 15 and a corresponding second bore spaced from each of them 15 ' , In the corresponding holes 15 is the second role element 13 rotatably mounted, in the corresponding holes 15 ' is the first role element 4 rotatably mounted. In the area of the first roller element 4 are the first and second sidewalls 3a . 3b with the stiffening bracket 16 which extends in the direction of a roller axis and the first roller 4 bridged, connected.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zwei Seitenwangen 3a, 3b sowie die Steuerbahn 6 und der Versteifungsbügel 16 einstöckig und materialeinheitlich. Sie sind durch Umformen aus einem Blech entstanden. Der Versteifungsbügel 16 ist an seiner Stoßstelle verschweißt, er kann aber auch verlötet sein. Bei dem Blech handelt es sich um härtbares Stahlblech, welches durch unterschiedliche Wärmebehandlung an unterschiedlich belasteten Stellen unterschiedliche Härten aufweist. Die Blechstärke beträgt im vorliegenden Fall durchschnittlich ca. 3,5 mm, sie kann jedoch in einem Bereich zwischen 1 und 5 mm liegen bzw. aufgrund der Umformung variieren, je nachdem welche mechanischen Anforderungen an den Schwenkhebel 3 gestellt werden. Das erste Rollenelement 4 und das zweite Rollenelement 13 sind aus gehärtetem Stahl.In the present embodiment, the two side cheeks 3a . 3b as well as the control track 6 and the stiffening bracket 16 one-story and uniform in material. They were created from a sheet metal. The stiffening bracket 16 is welded at its joint, but it can also be soldered. The sheet is hardenable steel sheet, which has different hardnesses due to different heat treatment at differently stressed points. In the present case, the plate thickness is on average approx. 3.5 mm, but it can lie in a range between 1 and 5 mm or vary due to the deformation, depending on the mechanical requirements on the pivot lever 3 be put. The first role element 4 and the second roller element 13 are made of hardened steel.

Neben einer einstöckigen Herstellung aus Blech durch Umformung ist es auch möglich, das Gehäuse 17 durch Verschweißen einzelner Blechteile, die sich z.B. aus der ersten und der zweiten Seitenwange 3a, 3b sowie der Steuerbahn 6 und dem Versteifungsbügel 16 zusammensetzen, herzustellen. Das erste und das zweite Rollenelement 4, 13 können wälz- oder nadelgelagert sein. Um bestimmten mechanischen Anforderungen Genüge zu tun, können die erste und die zweite Seitenwange 3a, 3b auch Versteifungsrippen oder ähnliche Strukturen aufweisen. Der Versteifungsbügel 16 kann auch an einer anderen Stelle angeordnet, bzw. es können mehrere Versteifungsbügel vorgesehen sein.In addition to a one-story production from sheet metal by forming, it is also possible to use the housing 17 by welding individual sheet metal parts, for example, from the first and the second side cheek 3a . 3b as well as the control track 6 and the stiffening bracket 16 assemble, manufacture. The first and the second roller element 4 . 13 can be roller or needle bearing. The first and second side cheeks can be used to meet certain mechanical requirements 3a . 3b also have stiffening ribs or similar structures. The stiffening bracket 16 can also be arranged at another location, or several stiffening brackets can be provided.

11
Zylinderkopfcylinder head
22
Hubvariabler VentiltriebHubvariabler valve train
33
Schwenkhebelpivoting lever
3a3a
Erste SeitenwangeFirst side cheek
3b3b
Zweite SeitenwangeSecond side cheek
44
Erstes Rollenelementfirst roller element
4'4 '
SchwingdrehpunktSwing fulcrum
55
Kulissescenery
5'5 '
Kulissenbahnlink path
66
Steuerbahncontrol track
6'6 '
LeerhubkurveLeerhubkurve
6''6 ''
Hubkurvestroke curve
77
Zwischenelementintermediate element
88th
GaswechselventilGas exchange valve
99
Nockencam
9'9 '
Nockenwellecamshaft
1010
Federfeather
1111
Verstelleinrichtungadjustment
1212
Drehachseaxis of rotation
1313
Zweites Rollenelementsecond roller element
1414
SpielausgleichselementLash adjuster
1515
Erste BohrungFirst drilling
15'15 '
Zweite BohrungSecond drilling
1616
Versteifungsbügelstiffener
1717
Gehäusecasing

Claims (4)

Schwenkhebel (3) mit zumindest einem Gehäuse (17), für einen hubvariablen Ventiltrieb (2) in einem Zylinderkopf (1) einer Brennkraftmaschine, der einerseits mit einem Rollenelement (4) mit einem Schwingdrehpunkt (4') auf einer Kulissenbahn (5') einer Kulisse (5) und andererseits mit einer Steuerbahn (6) auf einem Zwischenelement (7) zu einem Gaswechselventil (8) spielfrei abgestützt ist, wobei der Schwenkhebel (3) zur Hubeinstellung zwischen den Abstützpunkten einerseits von einem Nocken (9) einer Nockenwelle (9') entgegen einer Kraft einer Feder (10) gesteuert schwenkbar und andererseits der Schwingdrehpunkt (4') von einer Verstelleinrichtung (11) zur Hubhöhenverstellung parallel zur Kulissenbahn (5') gesteuert verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) und die Kulisse (5) aus Blech gefertigt sind.Swivel lever ( 3 ) with at least one housing ( 17 ), for a variable stroke valve train ( 2 ) in a cylinder head ( 1 ) of an internal combustion engine, which on the one hand has a roller element ( 4 ) with a pivot point ( 4 ' ) on a backdrop ( 5 ' ) a backdrop ( 5 ) and on the other hand with a control track ( 6 ) on an intermediate element ( 7 ) to a gas exchange valve ( 8th ) is supported without play, the swivel lever ( 3 ) for stroke adjustment between the support points on the one hand by a cam ( 9 ) a camshaft ( 9 ' ) against the force of a spring ( 10 ) controlled swiveling and on the other hand the pivot point ( 4 ' ) from an adjustment device ( 11 ) for height adjustment parallel to the slide path ( 5 ' ) can be moved in a controlled manner, characterized in that the housing ( 17 ) and the backdrop ( 5 ) are made of sheet metal. Schwenkhebel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17) mit der Kulisse (5) einstückig und materialeinheitlich ist.Swivel lever according to claim 1, characterized in that the housing ( 17 ) with the backdrop ( 5 ) is in one piece and of the same material. Schwenkhebel nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech ein Stahlblech ist.Swivel lever according to claim 1 or 2, characterized in that the sheet is a steel sheet. Schwenkhebel nach einem der zuvor genannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstärke zwischen einem und fünf Millimeter beträgt.Swivel lever according to one of the aforementioned claims, characterized in that the sheet thickness is between one and five millimeters.
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