DE10235402A1 - Schwenkhebel für einen hubvariablen Ventiltrieb - Google Patents
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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.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schwenkhebel für einen hubvariablen Ventiltrieb gemäß der Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruches 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 in1 , 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. - 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.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattunsgemäßen Schwenkhebel leichter im Gewicht und billiger in der Herstellung zu machen.
- Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
- 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.
- Eine Ausgestaltung gemäß der Patentansprüche 2 und 3 gewährleistet hinreichende Festigkeit des Bauteils und eine teure Kombination unterschiedlicher Materialien ist nicht notwendig.
- Durch eine geeignete Materialstärkenauswahl gemäß Patentanspruch 4 kann die beste Abstimmung zwischen Gewichtreduzierung und notwendiger Festigkeit erzielt werden.
- Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt einen schematischen Aufbau eines gattungsgemäßen hubvariablen Ventiltriebes, -
2 zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schwenkhebel. - Für dieselben Bauteile in
1 und2 gelten dieselben Bezugszeichen. -
1 zeigt einen hubvariablen Ventiltrieb2 , der an einen ansatzweise dargestellten Zylinderkopf1 angeordnet ist. Der hubvariable Ventiltrieb2 besteht im wesentlichen aus einem Schwenkhebel3 mit einem Rollenelement4 und einem Schwingdrehpunkt4' sowie einer Kulisse5 mit einer Kulissenbahn5' , einem Zwischenelement7 , einem Gaswechselventil8 , einem Nocken9 , der auf einer Nockenwelle9' angeordnet ist sowie einer Feder10 und einer Verstelleinrichtung11 . Die Kulisse5 ist ortsfest am Zylinderkopf1 angeordnet. Der Schwenkhebel3 stützt sich einerseits über das Rollenelement4 auf der Kulissenbahn5' der Kulisse5 und andererseits mit einer Steuerbahn6 , die aus einer Leerhubkurve6' und einer Hubkurve6'' besteht, auf dem Zwischenelement7 ab. Das Zwischenelement7 ist ein Rollenschlepphebel, dessen Rolle um eine Drehachse12 drehbar ist. Die Drehachse12 ist gleichzeitig der Mittelpunkt der Kulissenbahn5' in einer Nullhubstellung. Das Zwischenelement stützt sich einerseits von der Drehachse12 auf einem Spielausgleichselement14 , hier ein hydraulischen Ventilspielausgleichselement, und andererseits auf dem Gaswechselventil8 ab. Zwischen der Steuerbahn6 und dem ersten Rollenelement4 ist an den Schwenkhebel3 ein weiteres Rollenelement13 angeordnet. Dieses steht in Wirkverbindung mit dem Nocken9 . Bei Drehung der Nockenwelle9' schwenkt der Schwenkhebel3 und drückt mit seiner Hubkurve6" das Gaswechselventil in eine nicht näher dargestellte Öffnungsstellung weg. Das erste Rollenelement4 ist neben der Abstützung auf der Kulissenbahn5' zusätzlich an einer Verstelleinrichtung11 abgestützt, mit der der Schwingdrehpunkt4' des ersten Rollenelements4 parallel zur Kulissenbahn5' verschoben werden kann. Eine derartige Verschiebung bewirkt eine Veränderung des Ventilhubes. -
2 zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schwenkhebel3 mit einem Gehäuse17 . Das Gehäuse17 wird im wesentlichen von einer ersten und einer zweiten parallel zueinander angeordneten Seitenwange3a ,3b eines Bleichteiles gebildet. Dieses Bleichteil ist derart umgeformt, dass die Sei tenwangen3a ,3b einen U-förmigen Bügel bilden. In einem zusammengefügten Bereich ist ein Versteifungsbügel16 ausgebildet. Den Mittenbereich des U-förmigen Bügels bildet die Steuerbahn6 , bestehend aus der Leerhubkurve6' und der Hubkurve6'' . Beabstandet von der Steuerbahn6 , der ersten und der zweiten Seitenwange3a ,3b folgend, befindet sich in den Seitenwangen3a ,3b jeweils eine korrespondierende erste Bohrung15 und davon nochmals beabstandet jeweils eine korrespondierende zweite Bohrung15' . In den korrespondierenden Bohrungen15 ist das zweite Rollenelement13 drehbeweglich gelagert, in den korrespondierenden Bohrungen15' ist das erste Rollenelement4 drehbeweglich gelagert. Im Bereich des ersten Rollenelementes4 sind die erste und die zweite Seitenwange3a ,3b mit dem Versteifungsbügel16 , der sich in Richtung einer Rollenachse erstreckt und die erste Rolle4 überbrückt, verbunden. - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die zwei Seitenwangen
3a ,3b sowie die Steuerbahn6 und der Versteifungsbügel16 einstöckig und materialeinheitlich. Sie sind durch Umformen aus einem Blech entstanden. Der Versteifungsbügel16 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 Schwenkhebel3 gestellt werden. Das erste Rollenelement4 und das zweite Rollenelement13 sind aus gehärtetem Stahl. - 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 Seitenwange3a ,3b sowie der Steuerbahn6 und dem Versteifungsbügel16 zusammensetzen, herzustellen. Das erste und das zweite Rollenelement4 ,13 können wälz- oder nadelgelagert sein. Um bestimmten mechanischen Anforderungen Genüge zu tun, können die erste und die zweite Seitenwange3a ,3b auch Versteifungsrippen oder ähnliche Strukturen aufweisen. Der Versteifungsbügel16 kann auch an einer anderen Stelle angeordnet, bzw. es können mehrere Versteifungsbügel vorgesehen sein. -
- 1
- Zylinderkopf
- 2
- Hubvariabler Ventiltrieb
- 3
- Schwenkhebel
- 3a
- Erste Seitenwange
- 3b
- Zweite Seitenwange
- 4
- Erstes Rollenelement
- 4'
- Schwingdrehpunkt
- 5
- Kulisse
- 5'
- Kulissenbahn
- 6
- Steuerbahn
- 6'
- Leerhubkurve
- 6''
- Hubkurve
- 7
- Zwischenelement
- 8
- Gaswechselventil
- 9
- Nocken
- 9'
- Nockenwelle
- 10
- Feder
- 11
- Verstelleinrichtung
- 12
- Drehachse
- 13
- Zweites Rollenelement
- 14
- Spielausgleichselement
- 15
- Erste Bohrung
- 15'
- Zweite Bohrung
- 16
- Versteifungsbügel
- 17
- Gehäuse
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. - Schwenkhebel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
17 ) mit der Kulisse (5 ) einstückig und materialeinheitlich ist. - Schwenkhebel nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech ein Stahlblech ist.
- Schwenkhebel nach einem der zuvor genannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechstärke zwischen einem und fünf Millimeter beträgt.
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