WO2005005788A1 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES AUßENHEBELS EINES SCHALTBAREN SCHLEPPHEBELS - Google Patents

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES AUßENHEBELS EINES SCHALTBAREN SCHLEPPHEBELS Download PDF

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Bodo RÖRIG
Peter Spitzer
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing an outer lever of a toggle lever, which can be switched over to different strokes for at least one gas exchange valve, having the features of the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is therefore to present a cost-effective method for producing an outer lever for a reversible finger follower.
  • this object is achieved by the following steps: a) deep-drawing a cup-shaped basic body of sheet metal or sheet metal strip such that on the one hand at least one drawing punch the sheet or sheet metal strip from a bottom of the arms to be formed attacks and the essential depth of the arms and crossbars in the cup-like basic body introduces, so that in cross-section an inverted U-shaped profile is formed; b) reducing a radius in the intersection between a bottom of the cup-like body and outsides of the arms by molding such as embossing or extrusion at least in the portion of the later-formed counter-run laugh and c) punching the bottom of the cup-like body at least except the two facing mating surfaces.
  • the cup-shaped base body can also receive its intended depth in several drawing stages.
  • the entire final geometry can be realized on a multi-stage punching and bending machine. Due to the embossing process after step b), which is shown here only as an example, a sharp-edged transition from the tops of the arms is created in the outer sides, so that a width of the mating surfaces is increased or the outer lever can build narrower overall. For the embossing process can ever a stamp on an outside of the arms and at least one stamp on an inner side of the arms and underside of the bottom are performed.
  • a coupling of the levers with each other should be realized via a longitudinally displaceable from the inner element on the side of an end coupling means such as a pin, which engages under the coupling purpose an underside of the corresponding crossbar.
  • the basic principle of longitudinal locking is exemplified by U.S. Pat. Reference may be made to this method step in the case of a transverse locking.
  • mating surfaces for the cams can be represented by the punching process after step c) without additional measures.
  • mating surfaces should be created for pichubno- cken. It is also conceivable and intended to apply a mating surface to only one of the arms. This in the event that only a Hubnocken attacks the outer lever.
  • the bottom is completely punched / cut to the mating surfaces and possibly the neck or finger.
  • the tops of the outer lever go directly into the corresponding inner surfaces of the arms or crossbar "smooth surface" over ü.
  • the outer lever is reduced in terms of its mass.
  • the counterparts are intended to run in the middle of the arms.
  • Centered here refers to the longitudinal extension of the outer lever If appropriate, an off-center design, preferably further away from the pivot point of the outer lever, is conceivable.
  • a further step d) can follow the method step c).
  • this two mutually aligned receptacles for an axis for pivotal lent storage of the inner lever relative to the outer lever by punching or drilling or the like are prepared.
  • Figure 1 shows a drag lever with outer and inner levers in a spatial view
  • Figures 2 - 5 views of the outer lever with its corresponding manufacturing steps.
  • the drag lever 2 (see FIG. 1) consists of the outer lever 1, which encloses, within its recess 10, an inner lever 11 which can be pivoted relative thereto. Both levers 1, 11 are mounted in the region of an end 6 on a common axis (not shown).
  • the outer lever 1 has two substantially parallel arms 4, 5, which are connected at their ends 6, 7 by a respective cross bar 8, 9.
  • the outer lever 1 has a rectangular or O-like geometry in plan view.
  • Each arm 4, 5 has on its upper side 12, 13 each have a mating surface 14, 15 each for a cam, wherein functionally necessary only a mating surface 14 or 15 is.
  • the inner lever 11 has on the side of the end 7 a not shown, longitudinally displaceable slide, which can be pushed for the coupling case of the lever 2, 11 under an underside of the crossbar 9 or in the crossbar 9 of the outer lever 1.
  • a cup-shaped basic body 16 is deep-drawn, which is invertedly U-shaped in cross-section.
  • the arrow "F" which can be removed from FIG. 2 stands for the direction of attack of the at least one deep-drawing die (several drawing stages are also conceivable).
  • the substantial height of the arms 4, 5 and transverse bars 8, 9 in the base body 16 is generated.
  • a laterally closed recess 23 (see Fig. 2) or open recess 22 (see Fig. 3) at the end 7 is introduced.
  • a laterally closed recess 23 (see Fig. 2) or open recess 22 (see Fig. 3) at the end 7 is introduced.
  • the outer sides 20, 21 of the arms 4, 5, on the bottom 19 and in a recess 10 of the base body 16 familiar to the expert embossing tools o. ⁇ . Created to a radius R ⁇ 2 in the interface between the bottom 19 and the outer sides 20, 21 drastically minimize.
  • the bottom 19 is then punched out so that the upper sides 12, 13, except for the mating surfaces 14, 15, pass over relatively sharp-edged inner surfaces 25, 26 of the arms 3, 4 and that a recess 23 a, 23 b, of the recess 23, 23 b remains, which protrudes from the crossbar 9. Possibly. the aforementioned embossing can also be done after punching out the bottom 19.
  • the punching of the bottom 19 can be realized in such a way that with the mating surfaces 14, 15 there remains a finger 24 pointing away from the crossbar 9 in the longitudinal direction of the lever, which is then bent upwards by about 90 °, in this case in the counterclockwise direction (see FIG. 4, 5).

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
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Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Außenhebel (1) eines auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbaren Schlepphebels (2) durch einen Tiefziehvorgang gefertigt. Hervorzuheben ist, dass ein napfartiger Grundkörper (16) mit umgekehrt U-förmigem Querschnitt tiefgezogen wird, wobei Gegenlaufflächen (14, 15) für Großhubnocken an Armen (4, 5) des Außenhe-bels (1) durch Ausstanzen eines Bodens (19) des Grundkörpers (16) geschaffen werden, die aufeinander zu gerichtet sind. Aufgrund des erfindungsgemäßen Tiefziehverfahrens ist nur mit relativ geringen Fertigungskosten zu rechnen.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Verfahren zur Herstellung eines Außenhebels eines schaltbaren Schlepphebels
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Außenhebels eines auf unterschiedliche Hübe für wenigstens ein Gaswechselventil umschaltbaren Schlepphebels mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Hintergrund ύer Erfindung
Derartig umschaltbare Schlepphebel nach dem Hebel-in-Hebel-Phnzip finden mehr und mehr Anwendung, da sie bei Variabilität des Ventiltriebs nur relativ geringe Änderungen an bisher realisierten Zylinderköpfen bzw. deren Umgebungskonstruktion erfordern. Vom Grundprinzip her sind diese Schlepphebel beispielsweise aus der DE-OS 27 53 197 bzw. der U.S. 5,544,626 vorbekannt.
Im Stand der Technik sind die Außenhebel der schaltbaren Schlepphebel fein- gießtechnisch oder in einem ähnlichen Urformverfahren gefertigt. Diese Ausbildung aus Feinguß ist fertigungstechnisch relativ aufwändig und somit teuer. Zudem ist in aller Regel ein gießtechnisch hergestellter Hebel relativ schwer, was sich nachteilig auf die Ventiltriebsreibung und die oszillierenden Ventil- triebsmassen auswirkt. Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Außenhebels für einen umschaltbaren Schlepphebel darzustellen.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Arbeitsschritte gelöst: a) Tiefziehen eines napfartigen Grundkörpers aus Blech bzw. Blechband derart, daß einerseits wenigstens ein Ziehstempel das Blech bzw. Blechband von einer Unterseite der zu bildenden Arme angreift und die wesentliche Tiefe der Arme und Querbalken in den napfartigen Grund- körper einbringt, so, daß im Querschnitt ein umgekehrt U-förmiges Profil gebildet ist; b) Verkleinern eines Radius im Schnittbereich zwischen einem Boden des napfartigen Grundkörpers und Außenseiten der Arme durch Formen wie Prägen oder Fließpressen zumindest im Abschnitt der später zu bilden- den Gegen lauff lachen und c) Ausstanzen des Bodens des napfartigen Grundkörpers wenigstens bis auf die zwei aufeinander zu weisenden Gegenlaufflächen.
Somit liegt ein Außenhebel vor, der sich relativ billig herstellen läßt. Gerade in der Massenproduktion, auf die es hier besonders ankommt, wirkt sich die Umstellung von Feinguß auf Tiefziehblech hervorragend kostensenkend aus.
Selbstverständlich kann der napfartige Grundkörper auch in mehreren Ziehstu- fen seine vorgesehene Tiefe erhalten. Bei der Verwendung von Blechband kann die gesamte endgültige Geometrie an einer mehrstufigen Stanz- Biegemaschine realisiert werden. Aufgrund des Prägevorgangs nach dem Schritt b), welcher hier nur beispielhaft aufgeführt ist, wird ein scharfkantiger Übergang von den Oberseiten der Arme in deren Außenseiten geschaffen, so daß eine Breite der Gegenlaufflächen erhöht ist bzw. der Außenhebel insgesamt schmaler bauen kann. Für den Prägevorgang kann je ein Stempel an eine Außenseite der Arme und wenigstens ein Stempel an eine Innenseite der Arme und Unterseite des Bodens geführt werden.
Eine Kopplung der Hebel miteinander soll über ein längs aus dem Innenelement an der Seite eines Endes verlagerbares Koppelmittel wie einen Pin realisiert werden, welcher zum Koppelzweck eine Unterseite des entsprechenden Querbalkens untergreift. -Zum Grundprinzip der Längsverriegelung wird beispielhaft auf die U.S. 5,544,626 verwiesen.- Im Falle einer Querverriegelung kann selbstverständlich auf diesen Verfahrensschritt verzichtet werden.
Gleichfalls ist klar, dass auch noch weitere Verfahrensschritte vor-, zwischen- oder nachgelagert sein können. Auch kann eine endgültige Geometrie der Arme bzw. Querbalken durch an ihre Außenseiten angreifende zusätzliche Werk- zeuge, vorzugsweise Umformwerkzeuge, realisiert werden.
Sobald der Boden im Verfahrensschritt c) ausgestanzt ist, haben die Arme und die Querbalken ihre grundsätzliche Höhe und Geometrie erlangt. Auf ggf. erforderliche Feinbearbeitungsmaßnahmen wird an dieser Stelle jedoch nicht näher eingegangen.
Besonderer Vorteil der Erfindung ist es, dass durch den Ausstanzvorgang nach dem Schritt c) ohne zusätzliche Maßnahmen die Gegenlaufflächen für die Nocken darstellbar sind. Vorzugsweise sollen Gegenlaufflächen für Großhubno- cken geschaffen sein. Denkbar und vorgesehen ist es auch, nur an einem der Arme eine Gegenlauffläche zu applizieren. Dies für den Fall, dass nur ein Hubnocken den Außenhebel angreift. Die Vertiefung bzw. der Finger nach Unteransprüchen, welcher Finger nach dessen Ausstanzen noch in etwa um 90° nach oben gebogen wird, dienen einer Verhinderung eines unerwünschten Ausfahrens des vorgenannten längs verlagerbaren Koppelmittels im Innenelement über eine entsprechende Oberseite am Querbalken im Entkoppelfall des Außenhebels vom Innenhebel (Kleinoder Null-Hub).
Nach einem weiteren Unteranspruch ist es vorteilhaft, wenn der Boden bis auf die Gegenlaufflächen und ggf. den Ansatz oder Finger vollständig ausgestanzt / abgeschnitten wird. Somit gehen die Oberseiten des Außenhebels direkt in die entsprechenden Innenflächen der Arme bzw. Querbalken „glattflächig" ü- ber. Der Außenhebel ist hinsichtlich seiner Masse reduziert.
Aufgrund der zylindrischen Gestaltung der Gegenlaufflächen nach einem weiteren Unteranspruch sind diese ggf. in ihre Länge reduzierbar. Gleichfalls wird durch diese Ausbildung ein hervorragender Nockenanlauf garantiert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sollen die Ge- gen lauff lachen in etwa mittig an den Armen verlaufen. „Mittig" bezieht sich hier auf die Längserstreckung des Außenhebels. Ggf. ist auch eine außermittige Gestaltung, vorzugsweise weiter vom Schwenkpunkt des Außenhebels entfernt, denkbar.
Zweckmäßigerweise kann sich an den Verfahrensschritt c) ein weiterer Schritt d) anschließen. In diesem sollen zwei zueinander fluchtende Aufnahmen für eine Achse zur verschwenkbeweg liehen Lagerung des Innenhebels gegenüber dem Außenhebel durch Lochen oder Bohren oder ähnliches hergestellt werden.
Ggf. kann auf den Querbalken verzichtet werden, welcher nicht mit dem Ansatz oder Finger für das Koppelmittel versehen ist. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Schlepphebel mit Außen- und Innenhebel in einer räumlichen Ansicht und die
Figuren 2 - 5 Ansichten auf den Außenhebel mit seinen entsprechenden Fertigungsschritten.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Der Schlepphebel 2 (siehe Figur 1) besteht aus dem Außenhebel 1 , welcher innerhalb seiner Aussparung 10 einen zu diesem relativ verschwenkbewegli- chen Innenhebel 11 einschließt. Beide Hebel 1 , 11 sind im Bereich eines En- des 6 auf einer gemeinsamen Achse (nicht dargestellt) gelagert.
Der Außenhebel 1 hat zwei im wesentlichen parallele Arme 4, 5, die an ihren Enden 6, 7 durch je einen Querbalken 8, 9 verbunden sind. Somit hat der Außenhebel 1 in Draufsicht eine rechteck- oder O-ähnliche Geometrie. Jeder Arm 4, 5 besitzt an seiner Oberseite 12, 13 je eine Gegenlauffläche 14, 15 für je einen Nocken, wobei funktionsnotwendig nur lediglich eine Gegenlauffläche 14 oder 15 ist. Der Innenhebel 11 hat auf der Seite des Endes 7 einen nicht dargestellten, längs verlagerbaren Schieber, welcher für den Koppelfall der Hebel 2, 11 unter eine Unterseite des Querbalkens 9 oder in den Querbalken 9 des Außenhebels 1 geschoben werden kann. Nachfolgend wird auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Außenhebels 1 näher eingegangen:
Ausgehend von einem Blech oder Blechband wird in einem ersten Verfahrens- schritt (siehe Figur 2) ein napfartiger Grundkörper 16 tiefgezogen, der im Querschnitt umgekehrt U-förmig ist. Dabei steht der aus Figur 2 entnehmbare Pfeil "F" für die Angriffsrichtung des wenigstens einen Tiefziehstempels (mehrere Ziehstufen sind auch denkbar). Während des Ziehvorgangs wird die wesentliche Höhe der Arme 4, 5 und Querbalken 8, 9 im Grundkörper 16 gene- riert.
Vorzugsweise während des Ziehens eines Bodens 19 wird eine seitlich geschlossene Vertiefung 23 (s. Fig. 2) oder offene Vertiefung 22 (s. Fig. 3) an dem Ende 7 mit eingebracht. Anschließend werden an Außenseiten 20, 21 der Arme 4, 5, an den Boden 19 sowie in eine Aussparung 10 des Grundkörpers 16 dem Fachmann geläufige Prägewerkzeuge o. ä. angelegt, um einen Radius R^ 2 im Schnittbereich zwischen dem Boden 19 und den Außenseiten 20, 21 drastisch zu minimieren. Der Boden 19 wird danach so ausgestanzt, dass die Oberseiten 12, 13, bis auf die Gegenlaufflächen 14, 15, relativ scharfkantig in In- nenflächen 25, 26 der Arme 3, 4 übergehen und daß von der Vertiefung 23, 22 ein Ansatz 23a, 23b verbleibt, welcher vom Querbalken 9 absteht. Ggf. kann das vorgenannte Prägen auch nach dem Ausstanzen des Bodens 19 erfolgen.
Alternativ kann das Stanzen des Bodens 19 so realisiert werden, daß mit den Gegenlaufflächen 14, 15 ein vom Querbalken 9 in Hebellängsrichtung weisender Finger 24 verbleibt, der anschließend um ca. 90°, hier entgegen der Uhrzeigerrichtung, aufrecht gebogen wird (s. Fig. 4, 5).
Es kann sich ein weiterer Verfahrensschritt anschließen, in dem in die Arme 4, 5 in der Nähe des Querbalkens 8 zwei zueinander fluchtende Aufnahmen 31 , 32 gelocht oder gebohrt werden (s. Fig. 1 ). Diese dienen einer Aufnahme einer Achse zur Lagerung des Innenhebels 11 im Außenhebel 1. Wie gut aus den Figuren 2, 5 zu entnehmen ist, haben die Gegenlaufflächen 14, 15 an den Armen 4, 5 in Längsrichtung gesehen einen leicht zylindrischen Verlauf. Dieser Verlauf wird zweckmäßigerweise während des spanlosen Formgebungsverfahrens des Außenhebels 1 erzeugt.
Liste der Bezugszahlen und -zeichen Außenhebei 29 Oberseite Schlepphebel 30 Oberseite nicht vergeben 35 31 Aufnahme Arm 32 Aufnahme Arm Ende F Angriffsrichtung Ziehstempel Ende R1ι 2 Radius Kantenbereich Querbalken Querbalken Aussparung Innenhebel Oberseite Oberseite Gegen lauff lache Gegenlauffläche Grundkörper Unterseite Unterseite Boden Außenseite Außenseite Vertiefung Vertiefunga Ansatzb Ansatz Finger Innenfläche Innenfläche Innenfläche Innenfläche

Claims
NICHT EINGEREICHT MIT DER ANMELDUNG
schlossene, nasenartige Vertiefung (22, 23) gebildet ist, wobei das Material der Vertiefung (22) im Schritt c), bis auf einen vom Querbalken (9) an dem Ende (7) ausgehenden Ansatz (23b, 23a), mit ausgestanzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig im Schritt c) mit den Gegenlaufflächen (14, 15) ein vom Querbalken (9) in Hebellängsrichtung weisender Finger (24) aus dem Boden (19) gestanzt wird, welcher Finger (24) in einem späteren Schritt so von der Aussparung (10). weg gebogen wird, daß er von dem Querbalken (9) nach oben absteht.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß, im Fall des Rückbezugs nach Anspruch 2, die Vertiefung (22, 23) oder, im Fall des Rückbezugs nach Anspruch 3, der Finger (24) mittig vom Querbalken (9) weg verläuft.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch geScennzeicr.net, daß der Boden (19) im Schritt c) so abgeschnitten wird, daß Innenflächen (25, 26, 27, 28) der Arme (4, 5) und der Querbalken (8, 9), bis auf die Gegenlaufflächen (14, 15), direkt oder annähernd direkt in die Oberseiten (12, 13; 29, 30) übergehen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt c) gebildeten Gegenlaufflächen (14, 15) balkenartige Geometrie und in Längsrichtung gesehen einen leicht zylindrischen Verlauf besitzen.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt c) gebildeten Gegenlaufflächen (14, 15) in etwa mittig an den Armen (4, 5) verlaufen.
8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schritt c) ein weiterer Schritt d) anschließt, in welchem in die Arme (4, 5) in der Nähe des Querbalkens (8), welcher dem Querbalken (9) mit der Vertiefung (22, 23) oder dem Finger (24) gegenüberliegt, zwei zueinander fluchtende Aufnahmen (31 , 32) für eine Achse zur verschwenkbeweglichen Lagerung des Innenhebels (11) gegenüber dem Außenhebel (1) gelocht oder gebohrt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlaufflächen (14, 15) an den Armen (4, 5) des Außenhebels (1) für einen Kontakt eines Großhubnockens vorgesehen sind.
PCT/EP2004/005922 2003-07-09 2004-06-02 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES AUßENHEBELS EINES SCHALTBAREN SCHLEPPHEBELS WO2005005788A1 (de)

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DE10330881A DE10330881A1 (de) 2003-07-09 2003-07-09 Verfahren zur Herstellung eines Außenhebels eines schaltbaren Schlepphebels

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