DE102019118618A1 - Switchable rocker arm for a valve train of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Außenhebel (1) und einem von diesem zumindest an einem Hebelendbereich (6) zumindest teilweise umfassten Innenhebel (2), wobei der Innenhebel (2) am Hebelendbereich (6) in Hebelquerrichtung nach innen gekröpft ausgeführt ist und mit dem Außenhebel (1) in Schwenkkontakt steht, wobei am Schwenkkontakt eine im Querschnitt spitzbogenförmige Kontaktfläche (10, 19) vorgesehen ist, die in Linienkontakt mit einem Abstützkopf (11, 17) steht.The invention relates to a switchable rocker arm for a valve drive of an internal combustion engine with an outer lever (1) and an inner lever (2) at least partially encompassed by this at least in one lever end area (6), the inner lever (2) moving in the lever transverse direction at the lever end area (6) is internally cranked and is in swivel contact with the outer lever (1), a contact surface (10, 19) in the form of an ogival cross-section being provided on the swivel contact, which is in line contact with a support head (11, 17).
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.The invention relates to a switchable rocker arm for a valve drive of an internal combustion engine according to the type defined in more detail in the preamble of
Beispielsweise ist aus
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen schaltbaren Schlepphebel der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaues zu vereinfachen und bauraumsparend zu gestalten.The invention is therefore based on the object of simplifying a switchable rocker arm of the aforementioned type in terms of its structure and of making it space-saving.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The object is achieved by the features of
Es wird ein schaltbarer Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Außenhebel und einem von diesem zumindest an einem Hebelendbereich zumindest teilweise umfassten Innenhebel vorgeschlagen. Der Innenhebel ist bauraumsparend am Hebelendbereich in Hebelquerrichtung nach innen gekröpft ausgeführt und steht dort mit dem Außenhebel in Schwenkkontakt. Dabei wird der Schwenkkontakt durch eine im Querschnitt spitzbogenförmige Kontaktfläche gebildet, die in Linienkontakt mit einem Abstützkopf steht. Auf diese Weise ist eine aufwendige schwenkbewegliche Anbindung von Außen- und Innenhebel mit einer zusätzlichen Schwenkachse vermeidbar. Zudem wird ein Schwenkkontakt mit im Querschnitt zwei Kontaktstellen zwischen Kontaktfläche und Abstützkopf erreicht. Hierbei wird ein Schwenkkontakt ermöglicht, bei dem die Kraftangriffswinkel innerhalb der Kontaktstellen des spitzbogenförmigen Profils der Kontaktfläche liegen, wodurch das Kontaktverhältnis und die Positionierung von Außen- und Innenhebel im Betrieb klar bestimmt sind.A switchable rocker arm for a valve drive of an internal combustion engine with an outer lever and an inner lever at least partially encompassed by this at least in one lever end region is proposed. The inner lever is designed to be cranked inward in the lever end area in the lever end area to save space and is there in swivel contact with the outer lever. The swivel contact is formed by a contact surface with an ogival cross-section that is in line contact with a support head. In this way, a complex pivotable connection of outer and inner levers with an additional pivot axis can be avoided. In addition, a swivel contact is achieved with two contact points in cross section between the contact surface and the support head. This enables pivoting contact in which the force application angles lie within the contact points of the ogival profile of the contact surface, whereby the contact ratio and the positioning of the outer and inner levers are clearly determined during operation.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist am Innenhebel die spitzbogenförmige Kontaktfläche des Schwenkkontakts ausgeführt. Vorzugsweise wird sie durch eine Vertiefung am Hebelendbereich gebildet, in die ein am Außenhebel ausgeführter Abstützkopf schwenkbeweglich eingreift. Dabei kann der Innenhebel als sogenannter Sekundärhebel relativ verschwenkbar zum als sogenannter Primärhebel ausgeführten Außenhebel angeordnet sein. Bei einem Differenzhub bewegen sich dann die zulässigen Kraftangriffswinkel mit dem Innenhebel mit.In a preferred embodiment of the invention, the ogival contact surface of the pivot contact is implemented on the inner lever. It is preferably formed by a recess in the lever end region into which a support head implemented on the outer lever engages in a pivotable manner. The inner lever, as a so-called secondary lever, can be arranged so as to be pivotable relative to the outer lever designed as a so-called primary lever. In the case of a differential stroke, the permissible force application angles move with the inner lever.
Alternativ ist es möglich, die spitzbogenförmige Kontaktfläche des Schwenkkontakts am Außenhebel auszuführen. Bevorzugt wird sie durch eine Vertiefung gebildet, in die ein am Hebelendbereich des Innenhebels ausgeführter Abstützkopf schwenkbeweglich eingreift. Bei dieser Ausgestaltung stehen bei einem Differenzhub des Innenhebels die Kontaktstellen am Schwenkkontakt relativ zum Außenhebel still. Abhängig von der Möglichkeit der Herstellung und/oder vom Verlauf des Kraftangriffswinkels in geschaltetem oder ungeschaltetem Zustand des Schlapphebels ist entweder die eine oder die andere Variante der beiden vorgenannten Auslegungsalternativen vorteilhaft.Alternatively, it is possible to design the ogival contact surface of the pivot contact on the outer lever. It is preferably formed by a recess into which a support head implemented on the lever end area of the inner lever engages in a pivotable manner. In this embodiment, the contact points on the pivot contact are stationary relative to the outer lever when there is a differential stroke of the inner lever. Depending on the possibility of producing and / or on the course of the force application angle in the switched or unswitched state of the slack lever, either one or the other variant of the two aforementioned design alternatives is advantageous.
Der Abstützkopf kann eine sphärische oder zylindrische Kontaktfläche aufweisen. Im ersten Fall ist der Gegenpartner im Schwenkkontakt beispielsweise eine Kugel, wodurch ein kreisförmiger Linienkontakt erreicht wird und ein Verschwenken bzw. Verkippen auch in Querrichtung, z.B. zum Toleranzausgleich, möglich ist. Kinematisch wird auf diese Weise der Schwenkkontakt als Kugelgelenk mit drei rotativen Freiheitsgraden ausgestaltet. Der Gegenpartner kann aber auch zylindrisch ausgestaltet werden, so dass sich ein gerader Linienkontakt ergibt, der einer Verkippung in Querrichtung entgegenwirkt. Kinematisch wird dann ein Scharniergelenk am Schwenkkontakt erreicht, der zwei Freiheitsgrade nämlich einen rotativen und einen linearen aufweist.The support head can have a spherical or cylindrical contact surface. In the first case, the counterpart in the swivel contact is, for example, a ball, whereby a circular line contact is achieved and swiveling or tilting is also possible in the transverse direction, e.g. to compensate for tolerances. In this way, the swivel contact is kinematically designed as a ball joint with three rotative degrees of freedom. The opposing partner can, however, also have a cylindrical design, so that a straight line contact results, which counteracts tilting in the transverse direction. Kinematically, a hinge joint is then achieved on the swivel contact, which has two degrees of freedom, namely a rotary and a linear one.
Eine besonders einfache Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht, wenn der Abstützkopf einteilig mit dem Außen- oder Innenhebel ausgebildet ist.A particularly simple embodiment of the invention is achieved when the support head is formed in one piece with the outer or inner lever.
Bevorzugt weist der Innenhebel zwei beabstandet gegenüberliegende in Hebellängsrichtung verlaufende Seitenwandabschnitte auf, die am Hebelendbereich mit ihren zugewandten Innenseiten in Hebelquerrichtung nach innen gekröpft aneinander anliegend oder einteilig zusammengeführt sind. Vorzugsweise bilden dabei die Seitenwandabschnitte am gekröpft zusammengeführten Hebelendbereich die spitzbogenförmige Kontaktfläche oder den Abstützkopf des Schwenkkontakts. Es ist besonders vorteilhaft, wenn hierbei sich die spitzbogenförmige Kontaktfläche oder der Abstützkopf über die gesamte Hebelbreite des Hebelendbereichs des Innenhebels erstrecken. Der Tragbereich an der Abstützung kann so maximiert werden.The inner lever preferably has two spaced opposite side wall sections extending in the longitudinal direction of the lever, which are joined together in one piece at the lever end area with their facing inner sides in the transverse direction of the lever. Preferably, the side wall sections on the lever end region joined together in an offset manner form the ogival contact surface or the support head of the swivel contact. It is particularly advantageous if the ogival contact surface or the support head extend over the entire lever width of the lever end region of the inner lever. The bearing area on the support can thus be maximized.
Vorzugsweise ist der Hebelendbereich des Innenhebels vom Außenhebel mit zwei beabstandet in Hebellängsrichtung verlaufenden Seitenwandabschnitten umfasst. Diese können in besonders vorteilhafter Weise korrespondierend zum Innenhebel in Hebelquerrichtung nach innen gekröpft bauraumsparend ausgeführt sein.The lever end region of the inner lever is preferably surrounded by the outer lever with two side wall sections extending at a distance in the longitudinal direction of the lever. These can be designed in a particularly advantageous manner corresponding to the inner lever in the lever transverse direction inwardly cranked space-saving.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn dabei die Seitenwandabschnitte des Außenhebels über einen Quersteg verbunden sind, der zugleich den Abstützkopf oder die spitzbogenförmige Kontaktfläche des Schwenkkontakts bildet.It is furthermore advantageous if the side wall sections of the outer lever are connected via a transverse web, which at the same time forms the support head or the ogival contact surface of the pivot contact.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenhebel als sogenannter Sekundärhebel ausgeführt, der über den erfindungsgemäßen Schwenkkontakt an einem ventilseitigen Hebelendbereich des Außenhebels als sogenannter Primärhebel schwenkbeweglich abgestützt ist. Der Außenhebel bildet dabei an der Hebelunterseite des ventilseitigen Hebelendbereichs eine Ventilkontaktfläche zur Betätigung zumindest eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine.In a further particularly preferred embodiment of the invention, the inner lever is designed as a so-called secondary lever, which is pivotably supported as a so-called primary lever via the pivot contact according to the invention on a valve-side lever end region of the outer lever. The outer lever forms a valve contact surface for actuating at least one gas exchange valve of the internal combustion engine on the underside of the lever end region on the valve side.
Es kann auch insbesondere in Hinblick auf die Herstellungskosten von Vorteil sein, wenn der Schwenkkontakt zumindest ein separates Einlegebauteil aufweist.It can also be advantageous, in particular with regard to manufacturing costs, if the pivot contact has at least one separate insert component.
Das Einlegebauteil kann beispielsweise als Kugel ausgeführt sein, die den Abstützkopf bildet.The insert component can be designed, for example, as a ball that forms the support head.
Zur Sicherung des Schwenkkontakts zwischen Innen- und Außenhebel während der Montage oder während unbestimmter Betriebszustände, insbesondere bei Kontaktkraftverlust bei hohen Motordrehzahlen der Brennkraftmaschine, kann ein Halteclip, z.B. aus Blech, vorgesehen sein.A retaining clip, e.g. made of sheet metal, can be provided to secure the pivoting contact between the inner and outer lever during assembly or during unspecified operating conditions, especially in the event of loss of contact force at high engine speeds of the internal combustion engine.
FigurenlisteFigure list
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen schaltbaren Schlepphebels in einem ersten Ausführungsbeispiel, -
2 einen vergrößerten Ausschnitt des Schlepphebels, -
3 eine perspektivische Einzelansicht eines Innenhebels des Schlepphebels, -
4 eine perspektivische Teilansicht eines Außenhebels des Schlepphebels, -
5 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen schaltbaren Schlepphebels in einem zweiten Ausführungsbeispiel, -
6 einen vergrößerten Ausschnitt des Schlepphebels aus5 , -
7 eine perspektivische Einzelansicht eines Innenhebels des Schlepphebels aus5 , -
8 eine perspektivische Teilansicht eines Außenhebels des Schlepphebels aus5 .
-
1 a longitudinal section of a switchable rocker arm according to the invention in a first embodiment, -
2 an enlarged section of the rocker arm, -
3 a perspective individual view of an inner lever of the rocker arm, -
4th a perspective partial view of an outer lever of the rocker arm, -
5 a longitudinal section of a switchable rocker arm according to the invention in a second embodiment, -
6th an enlarged section of therocker arm 5 , -
7th a perspective individual view of an inner lever of the rocker arm from5 , -
8th a perspective partial view of an outer lever of the rocker arm from5 .
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Der in
Am Innenhebel
Der Innenhebel
In
Am Innenhebel
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- AußenhebelOutside lever
- 22
- InnenhebelInside lever
- 33
- VentilkontaktflächeValve contact surface
- 44th
- SeitenwandabschnittSidewall section
- 55
- SeitenwandabschnittSidewall section
- 66th
- HebelendbereichLever end area
- 77th
- Innenseiteinside
- 88th
- Innenseiteinside
- 99
- Vertiefungdeepening
- 1010
- KontaktflächeContact area
- 1111
- AbstützkopfSupport head
- 1212
- KontaktflächeContact area
- 1313
- KontaktstelleContact point
- 1414th
- KontaktstelleContact point
- 1515th
- SeitenwandabschnittSidewall section
- 1616
- QuerstegTransverse web
- 1717th
- AbstützkopfSupport head
- 1818th
- Vertiefungdeepening
- 1919th
- KontaktflächeContact area
- 2020th
- KontaktstelleContact point
- 2121st
- KontaktstelleContact point
- 2222nd
- NockenrolleCam roller
- 2323
- VerriegelungsmechanismusLocking mechanism
- 2424
- KontaktflächeContact area
- RR.
- KrümmungsradiusRadius of curvature
- SS.
- ScheitelParting
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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LICHTENHELDT, W.; LUCK, K.: Konstruktionslehre der Getriebe. 5., bearbeitete und erweiterte Auflage. Berlin : Akademie-Verlag, 1979. S. 7 u. 8. Abschnitt: 2.1.3. Elementenerweiterung und Formenwechsel. - ISBN keine * |
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Date | Code | Title | Description |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |