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Title:
INTERMEDIATE LEVER FOR A VARIABLE VALVE DRIVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/057160
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an intermediate lever (1) for a variable valve drive of an internal combustion engine, comprising an impingement end and a pivoting end (2, 3), a cam stop area (4), and a support (5) for a return spring (6). The face of the impingement end (2) extends on the intermediate lever (1) and is provided with a sliding area (7) that comes in contact with a lever-type valve-opening device while the pivoting end (3) is designed so as to be able to communicate with eccentric means in order to modify the position of the intermediate lever (1). The cam stop area (4) is located between the impingement end and the pivoting end (2, 3). The inventive intermediate lever (1) is made of thin-walled sheet metal and is produced essentially in a stamping-bending process. The support (5) is located on a top face (8, 9) of the intermediate lever (1), in the edge region (10) towards the impingement end (2), while being provided with a convex extension which runs in the direction of the top face (8, 9) and comes in contact with a leg (11) of a torsion spring used as a return spring (6), and being laterally delimited by two guiding loops (12, 13).

Inventors:
MAYER WOLFGANG (DE)
SMOLA HARALD (DE)
BONAVENTURA KLAUS (DE)
DOEPPLING HORST (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/014299
Publication Date:
July 08, 2004
Filing Date:
December 16, 2003
Export Citation:
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Assignee:
INA SCHAEFFLER KG (DE)
MAYER WOLFGANG (DE)
SMOLA HARALD (DE)
BONAVENTURA KLAUS (DE)
DOEPPLING HORST (DE)
International Classes:
F01L13/00; (IPC1-7): F01L1/26; F01L13/00
Foreign References:
EP0638706A11995-02-15
US20020162522A12002-11-07
EP1143118A22001-10-10
EP1039103A22000-09-27
EP0780547A11997-06-25
DE10125082A12002-11-28
DE19708484A11998-09-10
DE4326331A11995-02-09
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Claims:
Patentansprüche
1. Zwischenhebel (1) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Beaufschlagungsund einem Schwenkende (2,3), einer Nocken anlauffläche (4) sowie einer Anlage (5) für eine Rückstellfeder (6), wobei das Beaufschlagungsende (2) stirnseitig am Zwischenhebel (1) verläuft und mit einer Gleitfläche (7) für einen Kontakt mit einem hebelartigen Ventilöff ner versehen ist, wobei das Schwenkende (3) mit Exzentermitteln zu des sen Lageänderung kommunizierbar ausgelegt ist und wobei zwischen dem Beaufschlagungsund Schwenkende (2,3) die Nockenanlauffläche (4) an geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenhebel (1) aus dünnwandigem Blechwerkstoff besteht und im wesentlichen in einem Stanz Biegevorgang hergestellt ist.
2. Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anla ge (5) an einer Oberoder Unterseite (8,9) des Zwischenhebels (1) am Kantenbereich (10) zu dem Beaufschlagungsende (2) positioniert ist und in Richtung der Oberoder Unterseite (8,9) verlaufend eine ballige Erstre ckung für einen Kontakt eines Schenkels (11) einer Drehfeder als Rückstell feder (6) hat und wobei die Anlage (5) lateral von zwei Führungslaschen (12, 13) begrenzt ist.
3. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anla ge (5) mit Ihren Führungslaschen (12,13) einteilig mit dem Zwischenhebel (1) verbunden ist.
4. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anla ge (5) als in Richtung der Oberoder Unterseite (8,9) gebogene Verlänge rung des Beaufschlagungsendes (2) gebildet ist, wobei jede Führungsla sche (12, 13) aus einem streifenartigen Ansatz in Verlaufsrichtung der An lage (5) besteht, der von einer Stirnseite (14) der Anlage (5) ausgeht und hörnerartig auf die Anlage (5), vorzugsweise in Richtung zum Beaufschla gungsende (2), zurückgebogen verläuft (Fig. 3,4).
5. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anla ge (5) als in Richtung der Oberoder Unterseite (8,9) gebogene Verlänge rung des Beaufschlagungsendes (2) gebildet ist, wobei jede Führungsla sche (12,13) aus einem von der Oberoder Unterseite (8,9) weg ragenden Abschnitt besteht (Fig. 5).
6. Zwischenhebel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Füh rungslasche (12,13) eine zu der gegenüberliegenden Seite (15,16) der An lage (5) komplementäre Vertiefung (17,18) besitzt, in welcher die entspre chende Seite (15,16) gehalten ist.
7. Zwischenhebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver tiefungen (17,18) durch ein spanloses Verfahren wie Prägen oder an satzweises Durchstellen hergestellt sind.
8. Zwischenhebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anla ge (4) als in Richtung der Oberoder Unterseite (8,9) gebogene Verlänge rung des Beaufschlagungsendes (2) gebildet ist, wobei jede Führungsla sche aus einem seitlich von der Anlage (5) weg stehenden Ansatz herge stellt ist, welche Ansätze in etwa um 90° derartig aufeinander zu gebogen verlaufen, daß sie von der Oberoder Unterseite (8, 9) weg ragen.
9. Zwischenhebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenanlauffläche (4) als drehbare Rolle hergestellt ist, die wahlweise auf einer Wälzlagerung verläuft.
10. Zwischenhebel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (5) und die Führungslaschen (12,13) über eine Schweiß, Löt oder Klebeverbindung aneinander fixiert sind.
Description:
Bezeichnung der Erfindung Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Zwischenhebel für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Beaufschlagungs-und einem Schwenkende, einer Nockenanlauffläche sowie einer Anlage für eine Rückstellfeder, wobei das Beaufschlagungsende stirnseitig am Zwischenhebel verläuft und mit einer Gleitfläche für einen Kontakt mit einem hebelartigen Ventilöffner versehen ist, wobei das Schwenkende mit Exzentermitteln zu einer Lageänderung des Zwi- schenhebels kommunizierbar ausgelegt ist und wobei zwischen dem Beaufschlagungs-und dem Schwenkende die Nockenanlauffläche angeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung Ein derartiger Zwischenhebel geht aus der als gattungsbildend betrachteten EP 0 638 706 A1 hervor. Diesem sind mehrere Nachteile immanent. Zum einen ist er gießtechnisch gefertigt. Dies wirkt sich negativ auf die Fertigungskosten sowie die Masse aus. Des Weiteren ist festzustellen, dass als Rückstellfeder eine recht aufwändig quer angreifende Schraubenfeder appliziert ist, die end- seitig an einer Platte befestigt ist. Diese Schraubenfeder vergrößert in Quer- richtung des Zylinderkopfes unnötig den Bauraum. Ggf. kann es bei sehr en-

gen Bauraumverhältnissen am oder im Zylinderkopf vorkommen, dass die Schraubenfeder nur äußerst schwer unterzubringen ist. Schließlich wird fest- gestellt, dass, da der vorgenannte Zwischenhebel lediglich zwischen die Bau- teile Nocken der Nockenwelle, Exzenter, Rückstellfeder und hebelartiger Ven- tilöffner eingespannt ist, diesem somit eine ausreichend gute Führung, bei- spielsweise in Seitenrichtung, fehlt.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zwischenhebel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die genannten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Zwischenhebel aus dünnwandigem Blechwerkstoff besteht und im wesentlichen in einem Stanz-Biegevorgang hergestellt ist. Dabei ist es gemäß einer ersten, beson- ders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Anlage an einer Ober-oder Unterseite des Zwischenhebels am Kantenbereich zu dem Beaufschlagungsende positioniert ist und in Richtung der Ober-oder Untersei- te verlaufend eine ballige Erstreckung für einen Kontakt eines Schenkels einer Drehfeder als Rückstellfeder hat, wobei die Anlage lateral von zwei Führungs- laschen begrenzt ist.

Somit sind die eingangs beschriebenen Nachteile wirkungsvoll eliminiert.

Durch die Blechausbildung des Zwischenhebels ist dieser zum einen ver- gleichsweise leicht. Zum anderen erkennt der Fachmann, dass sich eine derar- tige Fertigung aus Blechwerkstoff, ausreichende Steifigkeit und Bauteilbelast-

barkeit vorausgesetzt, deutlich billiger darstellen läßt, als die gießtechnische Variante.

Die Anlage für die Rückstellfeder, die vorzugsweise als Drehschenkelfeder ausgebildet ist, wobei auf der Anlage ein Schenkel der vorgenannten Feder zur Anlage kommen soll, hat in Längsrichtung des Zwischenhebels einen balligen Verlauf und geht vorzugsweise einteilig von dessen Beaufschlagungsende aus.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Führungslaschen zur Begrenzung der Anlage geben dem Zwischenhebel eine hervorragende Führung in seinem in den Ventiltrieb eingespannten Zustand. Aufgrund der Balligkeit der Anlage wird zudem ein Kantenkontakt des entsprechenden Schenkels der Drehfeder bei einer Verschwenkbewegung des Zwischenhebels vermieden.

Weitere Unteransprüche betreffen zweckmäßige Gestaltungsvarianten der Führungslaschen. Einerseits können diese aus einer Stirnseite der Anlage he- rausgehen und hörnerartig auf die Anlage zurückgebogen verlaufen. Anderer- seits ist es vorgesehen, die Führungslaschen als senkrecht von der Ober-oder Unterseite des Zwischenhebels wegstehende Ansätze auszubilden.

Bei letztgenannter Variante kann es gemäß einer zweckmäßigen Konkretisie- rung vorgesehen sein, die Anlage in Vertiefungen der Führungslaschen zu befestigen. Aufgrund dieser Gestaltung ist wirkungsvoll ein unerwünschtes Verbiegen der Anlage im Beaufschlagungsfall vermieden.

Auch bezieht sich ein Anspruch auf eine Lösung, bei welcher die Führungsla- schen aus Seitenflächen der Anlage gebildet sind. Hierzu muß die Anlage seit- lich je einen flügelartigen Ansatz aufweisen, welche Ansätze dann aufeinander zu gebogen sind. Hier können ggf. die nachfolgend genannten zusätzlichen Fixiermaßnahmen entfallen. Diese Ausgestaltung ist im übrigen zeichnerisch nicht näher ausgeführt.

Ggf. kann es bei dieser aber auch bei der erstgenannten Variante vorgesehen sein, die Führungslaschen mit der Anlage beispielsweise über eine Schweiß- verbindung zusätzlich zu sichern.

Die genannten Vertiefungen können z. B. unmittelbar nach einem Ausstanzen der Kontur des Zwischenhebels, beispielsweise durch einen Prägevorgang, eingebracht werden. Denkbar ist jedoch auch ein leichtes Durchstellen bzw. ein spanabhebender Vorgang.

Wird, wie zusätzlich vorgeschlagen, die Nockenanlauffläche als vorzugsweise wälzgelagerte Rolle hergestellt, so ist die Reibarbeit in diesem Bereich zusätz- lich minimiert.

Der Schutzbereich dieser Erfindung ist ausdrücklich auch auf Lösungen abge- stellt, bei denen die erfindungsgemäßen Maßnahmen gemäß Anspruch 2 und ff. getroffen sind, jedoch der Zwischenhebel'nicht aus Blechwerkstoff besteht u. /o. nicht in einem Stanz-Biegevorgang gefertigt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 in einer Seitenansicht einen Zwischenhebel mit als Drehschenkel ausgebildeter Rückstellfeder ; Figur 2 den Zwischenhebel als Stanzrohling vor dessen Biegevorgang ;

und die Figuren 3-5 in einer räumlichen Ansicht den Zwischenhebel mit erfindungsgemäßer Anlage und den Führungsla- schen.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Der Zwischenhebel 1 besteht erfindungsgemäß aus dünnwandigem Blech (Stahlblech) und ist in einem Stanz-Biegevorgang gefertigt. Hierzu wird auf die Figur 2 verwiesen, welche den Stanzrohling zeigt. Werden die seitlich der Symmetrielinie liegenden flügelartigen Ansätze unter Beibehaltung einer Grundfläche zur Bildung eines Beaufschlagungsendes 2 bzw. einer Gleitfläche 7 hochgebogen, so ergibt sich im Wesentlichen die aus den Figuren 3 bis 5 ersichtliche endgültige Gestaltung des Zwischenhebels 1. Vor dem genannten Biegevorgang allerdings ist es noch notwendig, die mit"5"gekennzeichnete Anlage in etwa orthogonal zur Platine anzustellen, so dass nach dem Biegen diese Anlage 5 schon zwischen somit gebildeten Führungsl'aschen 12,13 (De- sign nach Figur 5) vorliegt.

Der Zwischenhebel 1 besteht generell aus 2 parallelen Seitenwänden 19, 20, wobei er ein Beaufschlagungs-und ein Schwenkende 2,3 hat. Das Beauf- schlagungsende 2 ist hier über dessen gesamte Länge als Gleitfläche 7 für einen Kontakt mit einem hebelartigen Ventilöffner wie einem Schwing-oder Schlepphebel ausgebildet und stirnseitig am Zwischenhebel 1 angeordnet. Das Schwenkende 3 hingegen ist hier mit einer drehbaren Rolle für einen Eingriff in bzw. von Exzentermittel (n) zur Lageänderung des Zwischenhebels 1 ausgebil- det (System BMW-Valvetronic).

Zwischen dem Beaufschlagungs-und dem Schwenkende 2,3 hat der Hebel eine hier als drehbare Rolle ausgebildete Nockenanlauffläche 4.

Um eine permanente Nockenanlage des Zwischenhebels 1 zu garantieren, ist eine Rückstellfeder 6 (siehe Figur 1) vorgesehen, die hier als Drehfeder aus- gebildet ist, wobei deren einer Schenkel 11 an der Anlage 5 anliegt. Die Ver- wendung der Drehfeder hat mehrere Vorteile, beispielsweise auch bauraum- mäßige, so wie sie beschreibungseinleitend schon genannt wurden.

Wie genannt ist der Zwischenhebel 1 aus einem dünnwandigen Blechwerkstoff in einem Stanz-Biegevorgang gefertigt. Dabei ist ohne Verwendung separater Bauteile die Anlage 5 für den Schenkel 11 der Rückstellfeder 6 mit seitlichen Führungslaschen 12,13 geschaffen. Dadurch, dass die Anlage 5 vorzugsweise einen balligen Verlauf hat, kommt es bei einer Verschwenkbewegung des Zwi- schenhebels 1 nicht zu einem Kantenkontakt mit unerwünschtem Verschleiß etc. Die Anlage 5 ist, wie aus den Figuren 3 bis 5 hervorgeht, als in Richtung der Oberseite 8 gebogene Verlängerung des Beaufschlagungsendes 2 herge- stellt.

Nach dem in den Figuren 3,4 Offenbarten besteht jede Führungslasche 12,13 aus einem streifenartigen Ansatz, welcher von einer Stirnseite 14 der Anlage 5 ausgeht und hörnerartig auf die Anlage 5 in Richtung zum Beaufschlagung- sende 2 zurückgebogen verläuft.

Gemäß alternativer Ausgestaltung nach Figur 5 ist jede Führungslasche 12,13 als von der Oberseite 8 weg ragender Abschnitt hergestellt. In diesem Fall wei- sen die Führungslaschen in etwa orthogonal von der Oberseite 8 weg. Zu er- kennen ist zudem, dass an Innenseiten der Führungslaschen 12,13 beispiels- weise geprägte Vertiefungen 17,18 generiert sind. In diesen ist die Anlage 5 mit ihren entsprechenden Seiten 15,16 gehalten. Somit wird bei Betrieb des Zwischenhebels 1 ggf. ein Verbiegen der Anlage 5 verhindert.

Über eine zusätzliche Verschweißung o. ä. im Übergangsbereich von den Füh- rungslaschen 12, 13 zur Anlage 5 kann ein zusätzlicher Halt erzeugt werden.

Alles in allem liegt somit ein Zwischenhebel 1 vor, der auf die bisher im Stand der Technik verwendete Gußausbildung verzichtet und somit Massevorteile hat. Gleichfalls sind durch die Blechausbildung die Fertigungskosten absenk- bar. Des weiteren wird durch die einteilig mit dem Zwischenhebel 1 verbundene Anlage 5 mit begrenzenden Führungslaschen 12,13 eine hervorragende Anla- ge für den Schenkel 11 der Rückstellfeder 6 geschaffen und der Zwischenhe- bel 1 erfährt eine zusätzliche Führung in seinem"eingespannten"Zustand im variablen, vorzugsweise vollvariablen, Ventiltrieb.

Liste der Bezugszahlen 1 Zwischenhebel 2 Beaufschlagungsende 3 Schwenkende 4 Nockenanlauffläche 5 Anlage 6 Rückstellfeder 7 Gleitfläche 8 Oberseite 9 Unterseite 10 Kantenbereich 11 Schenkel 12 Führungslasche 13 Führungslasche 14 Stirnseite 15 Seite 16 Seite 17 Vertiefung 18 Vertiefung 19 Seitenwand 20 Seitenwand