DE102008025503A1 - Rollenschwinghebel zur Ventildeaktivierung - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft Rollenschwinghebel, die in Verbrennungsmotoren mit oben liegenden Nockenwellen verwendet werden, und insbesondere verstellbare Rollenschwinghebel, die einen Hochhubmodus, einen Niedrighubmodus und einen Nullhubmodus aufweisen.
- Allgemeiner Stand der Technik
- Verstellbare Rollenschwinghebel, die einen Hochhubmodus, einen Niedrighubmodus und einen Nullhubmodus aufweisen, sind bekannt. In der Regel haben solche Schwinghebel einen länglichen Außenkörper, der an einem Ende zu einem Ventilschaft komplementär ausgebildet ist, wobei dieses eine Ende auf den Ventilschaft wirkt, und der am zweiten Ende mit einer hydraulischen Ventilspielausgleichsverrichtung in Kontakt steht. Ein länglicher Innenkörper ist mittig in dem länglichen Außenkörper angeordnet und beherbergt einen Nockenstö ßel, auf den der Nocken dergestalt wirkt, dass der Schwinghebel in Bewegung versetzt wird. Der längliche Innenkörper hat zwei Modi: einen verriegelten Modus und einen unverriegelten Modus. Ein Verriegelungsmechanismus ist Teil des Schwinghebels und dient dem Verriegeln des länglichen Innenkörpers in einer ortsfesten Position. Wenn der längliche Innenkörper in einer ortsfesten Position verriegelt ist, so erzwingt der Nocken, der an der Nockenwelle des Motors befestigt ist, die Bewegung des Schwinghebels, was über den Ventilschaft in die Bewegung des Ventils umgesetzt wird. Um den Schwinghebel zu deaktivieren, wird die Verriegelung gelöst, und der längliche Innenkörper wird entriegelt und kann sich in Verbindung mit dem Nocken frei nach oben und unten bewegen, ohne die Bewegung des Nockens zu dem Schwinghebel zu übertragen.
- Um während der unverriegelten Zeiträume den Kontakt zwischen dem Nocken und dem Nockenstößel aufrecht zu erhalten, wird eine Totgangfeder verwendet. Eine typische Totgangfeder ist entweder vom Schraubentyp oder vom Torsionstyp.
- Aufgabe der Erfindung
- Die Aufgabe der Erfindung ist die Konstruktion eines verstellbaren Rollenschwinghebels für einen Verbrennungsmotor mit obenliegenden Nockenwellen mit einem geringen Massenträgheitsmoment um die Schwenkachse des Schwinghebels. Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung lassen sich anhand der folgenden Beschreibung besser verstehen.
- Kurzdarstellung der Erfindung
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfüllt, indem die Totgangfeder am Ventilspielausgleichsende des Schwinghebels oberhalb der Ventilspielausgleichsvorrichtung angeordnet wird. Um die Totgangfeder oberhalb der Ventilspielausgleichsvorrichtung am Ventilspielausgleichsende des Schwinghebels anordnen zu können, sind Totgangfederstifte und Totgangfederendanschläge am Außengehäuse des Schwinghebels angeordnet, um Totgangtorsionsfedern an dem Schwinghebel zu befestigen, und Totgangfederdrücker sind an dem Innengehäuse angeordnet, in dem der Nockenstößel untergebracht ist. Die Drücker stellen eine Kontaktfläche für einen Schenkel der Totgangtorsionsfeder bereit, während die Endanschläge eine Kontaktfläche für den anderen Schenkel der Totgangtorsionsfeder bereitstellen.
- Allgemein ausgedrückt, kann der verstellbare Rollenschwinghebel der vorliegenden Erfindung folgendermaßen definiert werden:
ein länglicher Außenkörper mit einem Ventilschaftende, einem Ventilspielausgleichsende und zwei Seitenwänden des länglichen Außenkörpers;
ein erster innerer Hohlraum in dem länglichen Außenkörper;
zwei Totgangfederstifte, die an dem Ventilspielausgleichsende des länglichen Außenkörpers angebracht sind;
zwei Totgangfederendanschläge, wobei jeweils einer dieser Endanschläge an jeweils einer der Seitenwände des länglichen Außenkörpers und neben dem Ventilspielausgleichsende angeordnet ist;
ein länglicher Innenkörper, der in dem ersten inneren Hohlraum angeordnet ist und der ein erstes Ende, das an dem länglichen Außenkörper an dem Ventilschaltende angelenkt ist, ein zweites Ende neben dem Ventilspielausgleichsende und zwei Seitenwände des länglichen Innenkörpers aufweist;
ein zweiter innerer Hohlraum in dem länglichen Innenkörper;
zwei Totgangfederdrücker, wobei jeweils einer der Drücker an jeweils einer der Seitenwände des länglichen Innenkörpers an dem zweiten Ende befestigt ist;
ein mittiger Nockenstößel in dem zweiten inneren Hohlraum;
eine Verriegelungsbaugruppe, die an dem länglichen Außenkörper an dem Ventilspielausgleichsende befestigt ist, um ein Schwenken des länglichen Innenkörpers zu verhindern; und
zwei Totgangtorsionsfedern, wobei jeweils eine der Federn an jeweils einem der Totgangstifte angeordnet ist, wobei jede der Federn einen kurzen Schenkel und einen langen Schenkel aufweist, wobei der kurze Schenkel jeder Feder an einem der Endanschläge anliegt und der lange Schenkel jeder Feder an einem der Drücker anliegt. - Die Drücker und der lange Schenkel der Torsionsfedern haben gegenseitige Kontaktflächen. Diese Kontaktflächen sind bevorzugt konvex, und besonders bevorzugt haben eine oder mehrere der Kontaktflächen die Form einer Involute.
- Die Innenwand der Seitenwand des länglichen Außenkörpers hat vorzugsweise eine Aussparung, welche die Bewegung der Drücker aufnimmt.
- Die Drücker sind vorzugsweise fingerförmig, und eine ihrer Seiten ist gekrümmt und bildet eine Kontaktfläche.
- Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung lassen sich anhand einer oder mehrerer der folgenden Zeichnungen und ihrer detaillierten Beschreibung vollständiger verstehen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 veranschaulicht einen Schwinghebel der vorliegenden Erfindung mit dem Ventilschaft, dem Nocken und der Ventilspielausgleichsvorrichtung. -
2 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Schwinghebels der vorliegenden Erfindung. -
3 und4 veranschaulichen die Wirkungsweise der Totgangfeder, wenn der Nocken auf den Nockenstößel wirkt und die Verriegelungsbaugruppe nicht verriegelt wurde. -
5 und6 veranschaulichen die Bewegung des länglichen Innenkörpers und des Nockenstößels, wenn der Nocken einwirkt und wenn sich die Verriegelung im unverriegelten Zustand befindet. - Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
1 veranschaulicht einen Schwinghebel10 , auf den ein Nocken12 wirkt. Der Schwinghebel10 schwenkt und steht mit einer Ventilspielausgleichsvorrichtung14 in Kontakt. Der Schwinghebel10 wirkt durch seine Schwenkbewegung auf den Ventilschaft16 , um das Ventil in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors zu öffnen und zu schließen. Der Schwinghebel10 hat einen Schwenkpunkt18 , was der Kontaktpunkt zwischen dem Schwinghebel10 und der Ventilspielausgleichsvorrichtung14 ist. - Der Schwinghebel
10 weist einen länglichen Außenkörper20 mit einem Ventilschaltende22 , einem Ventilspielausgleichsende24 und zwei Seitenwänden des länglichen Körpers26 und28 auf. - Ein erster innerer Hohlraum
30 in dem länglichen Außenkörper20 wird durch das Ventilschaftende22 , das Ventilspielausgleichsende24 und die Seitenwände26 und28 definiert. An dem länglichen Außenkörper20 sind an dessen Ventilspielausgleichsende24 Totgangfederstifte32 und34 angebracht. - Jede der Seitenwände
26 und28 stellt Totgangfederendanschläge36 und38 bereit. - In dem ersten inneren Hohlraum
30 ist ein länglicher Innenkörper40 angeordnet. Der längliche Innenkörper40 hat ein erstes Ende42 , das an dem Ventilschaltende22 des länglichen Außenkörpers20 durch den Stift41 angelenkt ist, ein zweites Ende44 , das sich neben dem Ventilspielausgleichsende24 befindet, und zwei innere längliche Seitenwände46 und48 . - Der zweite innere Hohlraum
50 ist in dem länglichen Innenkörper42 angeordnet und wird durch ein erstes Ende42 , ein zweites Ende44 und Seitenwände46 und48 definiert. - Zwei Totgangdrücker
52 und54 sind an den Seitenwänden46 und48 angebracht. - Ein mittiger Nockenstößel
56 ist in dem zweiten inneren Hohlraum50 montiert. - Eine Verriegelungsbaugruppe
58 bildet einen Teil des länglichen Außenkörpers20 . Die Verriegelungsbaugruppe58 ist eine herkömmliche Verriegelungsbaugruppe, die in einer herkömmlichen Weise betätigt wird, um den länglichen Innenkörper40 zu verriegeln. - Totgangfedern
60 und62 sind an Stiften32 bzw.34 angeordnet. Die Totgangfedern60 und62 haben einen kurzen Schenkel64 und66 , die an den Totgangfederendanschlägen36 bzw.38 anliegen. Lange Schenkel68 und70 der Totgangfedern60 und62 erstrecken sich in den ersten inneren Hohlraum30 und liegen an Drückern52 bzw.54 an. - Wie in den
5 und6 zu sehen ist, haben die langen Schenkel68 und70 Kontaktflächen72 und74 . Die Kontaktflächen72 und74 sind jeweils konvex und haben besonders bevorzugt die Form einer Involute. - Die Drücker
52 und54 haben Kontaktflächen76 und78 . Die Kontaktflächen76 und78 sind konvex und haben besonders bevorzugt die Form einer Involute. Die Kontaktfläche72 berührt die Kontaktfläche76 , und die Kontaktfläche74 berührt die Kontaktfläche78 . - Wie in
4 zu sehen, haben beide Seitenwände26 und28 Aussparungen80 bzw.82 . Die Aussparungen80 und82 bilden Freiräume für die Bewegung der Drücker52 und54 , wenn der längliche Innenkörper40 um sein erstes Ende42 herum schwenkt. Diese Schwenkaktion ist in3 und4 zu sehen. - Die Interaktion zwischen den Kontaktflächen
72 ,74 ,76 und78 ist in5 und6 gezeigt. Es ist bevorzugt, dass jede der Kontaktflächen konvex ist, so dass sie sich nicht gegenseitig behindern. - Die Totgangfedern
60 und62 sind oberhalb des Schwenkpunkts des Schwinghebels10 angeordnet. - Vorzugsweise sind die Drücker
52 und54 als Teil des länglichen Innenkörpers40 ausgeformt. Die Kontaktflächen76 und78 können speziell behandelt sein, um eine gute Verschleißminderung zwischen den Kontaktflächen72 und74 zu erreichen. - Es ist zu erkennen, dass durch das Anordnen der Totgangfedern
60 ,62 oberhalb des Schwenkpunktes18 weniger Gewicht oberhalb des Ventilschafts vorhanden ist. Des Weiteren kann durch Anordnen der Totgangfeder oberhalb des Schwenkpunktes das Massenträgheitsmoment um den Schwenkpunkt herum verbessert werden. - Die Größe geeigneter Totgangfedern ist – auf der Basis des Schwenkpunktes und des Massenträgheitsmoments des Systems – auf die dynamischen Belastungen abgestimmt, die durch das System benötigt werden, um einen Nockenkontakt aufrecht zu erhalten.
-
- 10
- Schwinghebel
- 12
- Nocken
- 14
- Ventilspielausgleichsvorrichtung
- 16
- Ventilschaft
- 18
- Schwenkpunkt des Schwinghebels
- 20
- Länglicher Außenkörper
- 22
- Ventilschaltende
- 24
- Ventilspielausgleichsende
- 26
- Seitenwand
- 28
- Seitenwand
- 30
- Erster innerer Hohlraum
- 32
- Stifte
- 34
- Stifte
- 36
- Totgangfederendanschlag
- 38
- Totgangfederendanschlag
- 40
- Länglicher Innenkörper
- 41
- Stift
- 42
- Erstes Ende des länglichen Innenkörpers
- 44
- Zweites Ende des länglichen Innenkörpers
- 46
- Seitenwand
- 48
- Seitenwand
- 50
- Zweiter innerer Hohlraum
- 52
- Drücker
- 54
- Drücker
- 56
- Mittiger Nockenstößel
- 58
- Verriegelungsbaugruppe
- 60
- Totgangtorsionsfeder
- 62
- Totgangtorsionsfeder
- 64
- Kurzer Schenkel
- 66
- Kurzer Schenkel
- 68
- Langer Schenkel
- 70
- Langer Schenkel
- 72
- Kontaktfläche des Schenkels
- 74
- Kontaktfläche des Schenkels
- 76
- Kontaktfläche des Drückers
- 78
- Kontaktfläche des Drückers
- 80
- Aussparung
- 82
- Aussparung
Claims (9)
- Verstellbarer Rollenschwinghebel, der Folgendes aufweist: einen länglichen Außenkörper mit einem Ventilschaltende, einem Ventilspielausgleichsende und zwei Seitenwänden des länglichen Außenkörpers; einen ersten inneren Hohlraum in dem länglichen Außenkörper; zwei Totgangfederstifte, die an dem Ventilspielausgleichsende des länglichen Außenkörpers angebracht sind; zwei Totgangfederendanschläge, wobei jeweils einer dieser Endanschläge an jeweils einer der Seitenwände des länglichen Außenkörpers neben dem Ventilspielausgleichsende angeordnet ist; einen länglichen Innenkörper, der in dem ersten inneren Hohlraum angeordnet ist und der ein erstes Ende, das an dem länglichen Außenkörper an dem Ventilschaltende angelenkt ist, ein zweites Ende neben dem Ventilspielausgleichsende des länglichen Außenkörpers und zwei Seitenwände des länglichen Innenkörpers aufweist, einen zweiten inneren Hohlraum in dem länglichen Innenkörper; zwei Totgangfederdrücker, wobei jeweils einer der Drücker an jeweils einer der Seitenwände des länglichen Innenkörpers und neben dem zweiten Ende des länglichen Innenkörpers befestigt ist; einen mittigen Nockenstößel in dem zweiten inneren Hohlraum; eine Verriegelungsbaugruppe, um ein Schwenken des länglichen Innenkörpers zu verhindern; und zwei Totgangtorsionsfedern, wobei jeweils eine der Federn an jeweils einem der Totgangstifte angeordnet ist, wobei jede der Federn einen kurzen Schenkel und einen langen Schenkel aufweist, wobei der kurze Schenkel jeder Feder an einem der Endanschläge anliegt und der lange Schenkel jeder Feder an einem der Drücker anliegt.
- Stößel nach Anspruch 1, wobei der lange Schenkel jeder Feder eine Kontaktfläche hat und jeder Drücker eine Kontaktfläche hat und die Kontaktfläche des langen Schenkels die Kontaktfläche des Drückers berührt.
- Stößel nach Anspruch 2, wobei die Kontaktfläche jedes Drückers konvex ist.
- Stößel nach Anspruch 2, wobei die Kontaktfläche des langen Schenkels jeder Feder konvex ist.
- Stößel nach Anspruch 2, wobei die Kontaktfläche jedes Drückers konvex ist und die Kontaktfläche des langen Schenkels jeder Feder konvex ist.
- Stößel nach Anspruch 2, wobei die Kontaktfläche jedes Drückers und die Kontaktfläche des langen Schenkels jeder Feder die Form einer Involute haben.
- Stößel nach Anspruch 2, wobei die Kontaktfläche des Drückers die Form einer Involute hat und die Kontaktfläche des langen Schenkels jeder Feder konvex ist.
- Stößel nach Anspruch 1, wobei jeder Drücker an einer Außenfläche der Seitenwand des länglichen Innenkörpers montiert ist.
- Stößel nach Anspruch 1, der des Weiteren eine Aussparung in einer Innenfläche einer jeden der Seitenwände des länglichen Außenkörpers aufweist, um die Bewegung des Drückers aufzunehmen.
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