DE102019124818A1

DE102019124818A1 - Rocker arm for a valve train of a commercial vehicle internal combustion engine

Info

Publication number: DE102019124818A1
Application number: DE102019124818.3A
Authority: DE
Inventors: Oliver Witter; Marcus Romeis; David Lang
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2021-03-18

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Kipphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Nutzfahrzeug-Brennkraftmaschine, welcher Kipphebel (1) eine an einem Ende (2) in dessen Hochrichtung verlaufende Aufnahme (3) zur Anordnung eines Ventilkontaktstücks, an einem anderen Ende (4) ein Querloch (5) für einen eine Nockenkontaktrolle tragenden Bolzen sowie zwischen den Enden (2, 4) eine Queröffnung (17) zur Lagerung auf einer brennkraftmaschinenfesten Achse hat, wobei der der Kipphebel (1) aus mindestens drei aufrechten Platten (6, 7) aus Blech paketiert ist, von denen jede Platte (6, 7) mit einer Bohrung (8) zwischen den Enden (2, 4) einzeln gestanzt ist, welche Bohrungen (8) im Paket die Queröffnung (17) ergeben, wobei die beiden außen liegenden Platten (7) den Kipphebel (1) am anderen Ende (4) zu einem gabelartigen Bereich (15) verlängern und jeweils ein gestanztes Loch (9) haben, welche Löcher (9) im Paket das Querloch (5) für den Bolzen der Nockenkontaktrolle bilden.A rocker arm (1) for a valve drive of a commercial vehicle internal combustion engine is proposed, which rocker arm (1) has a receptacle (3) running in its vertical direction at one end (2) for the arrangement of a valve contact piece, and at the other end (4) a transverse hole ( 5) for a pin carrying a cam contact roller and between the ends (2, 4) has a transverse opening (17) for mounting on an axis fixed to the internal combustion engine, the rocker arm (1) being packaged from at least three upright plates (6, 7) made of sheet metal is, of which each plate (6, 7) is individually punched with a hole (8) between the ends (2, 4), which holes (8) in the package result in the transverse opening (17), the two outer plates ( 7) extend the rocker arm (1) at the other end (4) to a fork-like area (15) and each have a punched hole (9), which holes (9) in the package form the transverse hole (5) for the pin of the cam contact roller.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kipphebel für einen Ventiltrieb einer Nutzfahrzeug-Brennkraftmaschine, welcher Kipphebel eine an einem Ende in dessen Hochrichtung verlaufende Aufnahme zur Anordnung eines Ventilkontaktstücks, an einem anderen Ende ein Querloch für einen eine Nockenkontaktrolle tragenden Bolzen sowie zwischen den Enden eine Queröffnung zur Lagerung auf einer brennkraftmaschinenfesten Achse hat.The invention relates to a rocker arm for a valve train of a commercial vehicle internal combustion engine, which rocker arm has a receptacle running in its vertical direction at one end for the arrangement of a valve contact piece, at the other end a transverse hole for a pin carrying a cam contact roller and a transverse opening for mounting between the ends has an axis fixed to the internal combustion engine.

Ein für einen Ventiltrieb eines Nutzfahrzeugs (Heavy-Duty-Bereich) geeigneter Kipphebel geht aus der U.S. 4,182,290 hervor. Er liegt als kostenintensives Massivteil vor und ist durch Schmieden oder Gießen gefertigt.A rocker arm suitable for a valve train of a commercial vehicle (heavy-duty area) is based on the U.S. 4,182,290 emerged. It is available as an expensive solid part and is manufactured by forging or casting.

Die DE 10 2013 217 978 A1 zeigt einen dünnwandigen Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer leichtbauenden, niedrigvolumigen Brennkraftmaschine, gebildet aus zwei aneinander liegenden, separat gestanzten Blechen (s. insbesondere 2).The DE 10 2013 217 978 A1 shows a thin-walled rocker arm for a valve train of a lightweight, low-volume internal combustion engine, formed from two mutually adjacent, separately stamped metal sheets (see in particular 2 ).

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kipphebel zu kreieren, welcher den Anforderungen im Heavy-Duty-Bereich von Brennkraftmaschinen genügt und gleichzeitig leicht baut und preiswert herstellbar ist.The object of the invention is to create a rocker arm which meets the requirements in the heavy-duty area of internal combustion engines and at the same time is easy to build and inexpensive to manufacture.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kipphebel aus mindestens drei aufrechten Platten aus Blech paketiert ist, von denen jede Platte mit einer Bohrung zwischen den Enden einzeln gestanzt ist, welche Bohrungen im Paket die Queröffnung ergeben, wobei die beiden außen liegenden Platten den Kipphebel am anderen Ende zu einem gabelartigen Bereich verlängern und jeweils ein gestanztes Loch haben, welche Löcher im Paket das Querloch für den Bolzen der Nockenkontaktrolle bilden.According to the invention, this object is achieved in that the rocker arm is packaged from at least three upright plates made of sheet metal, each plate of which is individually punched with a hole between the ends, which holes in the package result in the transverse opening, with the two outer plates forming the rocker arm extend at the other end to a fork-like area and each have a punched hole, which holes in the package form the transverse hole for the pin of the cam contact roller.

Somit liegt ein Kipphebel vor, der vergleichsweise wenig Masse hat und sich, verglichen mit den bis dato üblichen massivgeformten Kipphebeln im HD-Bereich, dramatisch preiswerter fertigen lässt.This results in a rocker arm that has comparatively little mass and can be manufactured dramatically more cheaply compared to the massively shaped rocker arms in the HD area that have been customary up to now.

Unter der Bezeichnung „Nutzfahrzeug-Brennkraftmaschinen“ sind insbesondere großvolumige Brennkraftmaschinen zu verstehen, wie sie in LKWs, Transportern, Bussen, landwirtschaftlichen Großgeräten und anderweitigen Arbeitsmaschinen, auch in Militärgerät, zum Einsatz kommen, nicht jedoch in PKWs.The term “commercial vehicle internal combustion engines” is to be understood as meaning, in particular, large-volume internal combustion engines such as those used in trucks, vans, buses, large agricultural equipment and other work machines, including military equipment, but not in cars.

Die zueinander weitestgehend baugleichen Platten des Kipphebels können baukastenartig vorgehalten und je nach Anforderung in ihrer Zahl miteinander paketiert werden. Somit kann mit vergleichsweise wenig Aufwand an Umformwerkzeug eine vergleichsweise große Bandbreite an Belastungsfällen abgedeckt werden.The plates of the rocker arm, which are largely identical to one another, can be held in a modular manner and packaged in their number depending on the requirements. A comparatively large bandwidth of load cases can thus be covered with comparatively little expenditure on the forming tool.

Klar ist, dass bei einer größeren Zahl von paketierten Platten auch mehr als insgesamt zwei die gabelförmige Verlängerung am anderen Ende bilden können.It is clear that with a larger number of packaged plates, more than a total of two can form the fork-shaped extension at the other end.

Die gestanzten Löcher in den Platten zur Darstellung des Querlochs im Paket müssen nicht fein nachbearbeitet werden, können jedoch. Zur Verschleißreduzierung kann das Querloch auch mit einer eingesetzten Buchse oder dergleichen versehen sein, über welche der Kipphebel dann auf der Achse des Zylinderkopfes verläuft.The punched holes in the plates to show the transverse hole in the package do not have to be finely finished, but can. To reduce wear, the transverse hole can also be provided with an inserted bushing or the like, via which the rocker arm then runs on the axis of the cylinder head.

Zur Verbesserung des Tragbildes der Queröffnung, aber auch zur generellen Steifigkeitserhöhung des Kipphebels, ist es in Konkretisierung der Erfindung vorgeschlagen, eine oder beide Außenwände des Kipphebels mit einem zusätzlichen Stanzblechstück zu versehen, dessen Bohrung die Queröffnung verlängert. Das Stanzblechstück umfasst hierbei die Queröffnung rahmenartig und erstreckt sich nicht über die gesamte Hebellänge.To improve the contact pattern of the transverse opening, but also to generally increase the rigidity of the rocker arm, it is proposed in the specification of the invention to provide one or both outer walls of the rocker arm with an additional piece of stamped sheet metal, the bore of which extends the transverse opening. The stamped sheet metal piece here encompasses the transverse opening like a frame and does not extend over the entire length of the lever.

Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung sollen die Platten beispielsweise miteinander verstiftet, verschraubt oder verschweißt sein. Eine Verstemmung kommt auch infrage. Denkbar und vorgesehen ist hierbei auch eine Kombination der vorgenannten Maßnahmen. Das Paketkann auch zusätzlich oder allein von wenigstens einer Blechklammer „umwickelt“ sein.According to a further development of the invention, the plates should, for example, be pinned, screwed or welded to one another. Caulking is also an option. A combination of the aforementioned measures is also conceivable and envisaged. The package can also be "wrapped around" by at least one sheet metal clip, either in addition or alone.

Aufgrund der vorschlagsgemäßen Paketierung ist es vergleichsweise einfach, wenigstens einen Ölkanal, ausgehend von der Queröffnung, bspw. in Richtung zum anderen Ende zu leiten. Der Ölkanal, sollte er in Richtung zum anderen Ende führen, kann dort einer Heranleitung von Spritzöl an die Nockenrolle oder zur Schmierung der dortigen Bolzenlagerung dienen. Zur Ausbildung des Ölkanals ist in zwei angrenzende Platten jeweils eine Rinne eingeformt, welche Rinnen dann „zusammengelegt“ den Ölkanal bilden.Due to the packaging according to the proposal, it is comparatively easy to lead at least one oil channel, starting from the transverse opening, for example in the direction of the other end. The oil channel, should it lead in the direction of the other end, can be used to bring spray oil to the cam roller or to lubricate the pin bearing there. To form the oil channel, a channel is formed in each of two adjacent plates, which channels then "merged" together to form the oil channel.

Auch ist daran gedacht, einen Ölkanal zwischen zwei Platten, ausgehend von der Queröffnung, in Richtung zum einen Ende, wie oben genannt, auszubilden. Hier kann, bspw. für den Fall, dass als Ventilkontaktstück ein hydraulisches Spielausgleichselement eingesetzt ist, Drucköl zu diesem geleitet werden. Bevorzugt ist jedoch die Anordnung einer Schraube / eines Stiftes als Ventilkontaktstück in der Aufnahme am einen Ende vorgesehen.It is also contemplated to form an oil channel between two plates, starting from the transverse opening, in the direction of one end, as mentioned above. Here, for example, in the event that a hydraulic lash adjuster is used as the valve contact piece, pressurized oil can be fed to the latter. However, a screw / pin is preferably arranged as a valve contact piece in the receptacle at one end.

Eine besonders simple und preiswerte Konstruktion liegt dann vor, wenn die Platten des Kipphebels komplett eben und weitestgehend identisch zueinander sind. Die Platten können jedoch auch einem Biegeprozess unterworfen werden, um einen in Draufsicht bspw. gekröpften Verlauf zu erhalten.A particularly simple and inexpensive construction is when the plates of the rocker arm are completely flat and largely identical are to each other. However, the plates can also be subjected to a bending process in order to obtain a cranked course in plan view, for example.

Um mehr Steifigkeit zu erlangen, kann der Kipphebel im Mittelbereich um die Queröffnung auch einen in Richtung zu dessen Ober- oder Unterseite ausgebauchten Verlauf haben.In order to achieve more rigidity, the rocker arm in the central area around the transverse opening can also have a bulging course in the direction of its upper or lower side.

Die „aufrechte“ Aufnahme am einen Ende für das Ventilkontaktstück kann am fertigen Kipphebel nachträglich gespant sein. Es ist jedoch gleichermaßen vorgesehen, im Bereich von zwei anliegenden Platten entsprechende schalensegmentartige Einformungen zu applizieren, welche zusammengesetzt die Aufnahme ergeben. Für den Fall, dass sich die Aufnahme radial bspw. über drei Platten erstreckt, müsste eine Endstirn der mittleren Platte einen Teil der Bohrung bilden und es wäre notwendig, ein zusätzliches, kurzes Plattenstück am einen Ende vorzusehen, dessen Innenstirn das „Gegenstück“ zur vorgenannten Endstirn bildet. Auch hierbei kann in die Aufnahme nachträglich eine Buchse eingesetzt werden, die optional ein Gewinde hat.The “upright” receptacle at one end for the valve contact piece can be machined afterwards on the finished rocker arm. However, it is also provided to apply corresponding shell-segment-like indentations in the area of two adjacent plates, which when put together result in the receptacle. In the event that the receptacle extends radially over three plates, for example, an end face of the middle plate would have to form part of the bore and it would be necessary to provide an additional, short plate piece at one end, the inner face of which is the "counterpart" to the aforementioned Forehead forms. Here, too, a bushing can be retrofitted into the receptacle, which optionally has a thread.

Für den Fall, dass eine ungerade Zahl von Platten verwendet ist, wie bspw. 3 oder 5, liegt der vorgenannte Ölkanal nicht auf einer Längsmittelebene des Kipphebels. Es ist daher vorteilhaft, eine gerade Zahl von Platten wie 4, 6 oder 8 zu paketieren.In the event that an odd number of plates is used, such as 3 or 5 , the aforementioned oil channel is not on a longitudinal center plane of the rocker arm. It is therefore advantageous to have an even number of panels such as 4th , 6th or 8th to package.

Zur Zeichnung:

• 1 zeigt eine räumliche Ansicht des Kipphebels und
• 2 zeigt eine Draufsicht auf den Kipphebel.

To the drawing:

• 1 shows a three-dimensional view of the rocker arm and
• 2 shows a top view of the rocker arm.

Die Figuren offenbaren einen aus insgesamt fünf einzeln gestanzten Stahlblechplatten (drei innere Platten 6 und zwei äußere Platten 7) paketierten Kipphebel 1 für einen Ventiltrieb einer Nutzfahrzeug-Brennkraftmaschine (Großmotor). -Sofern das Stanzverfahren es zulässt, können bspw. auch zwei Platten gleichzeitig gestanzt werden.-Jede Platte 6, 7 ist zugleich mit einer in etwa mittigen Bohrung 8 zwischen Enden 2, 4 gestanzt. Wie aus 1 ersichtlich, ergeben diese Bohrungen 8 im Paket eine Queröffnung 17 zur Lagerung des Kipphebels 1auf einer brennkraftmaschinenfesten Achse.The figures reveal one of a total of five individually stamped sheet steel plates (three inner plates 6th and two outer panels 7) packaged rocker arms 1 for a valve train of a commercial vehicle internal combustion engine (large engine). - If the stamping process allows it, for example two plates can be stamped at the same time. - Each plate 6th , 7th is at the same time with an approximately central hole 8th between ends 2 , 4th punched. How out 1 can be seen, result in these holes 8th a cross opening in the package 17th for mounting the rocker arm 1 on an axis fixed to the internal combustion engine.

Der Kipphebel 1 hat an dem einem Ende 2 eine in dessen Hochrichtung verlaufende Aufnahme 3 zur Anordnung eines Ventilkontaktstücks, was hier eine Einstellschraube ist. Die Aufnahme 3 für das Ventilkontaktstück wird, wie beide Figuren zeigen, zum einen aus schalensegmentartigen Einformungen 16 in zwei gegenüberliegenden Platten 6 gebildet. Diese Einformungen 16 können durch Prägen oder einen ähnlichen Vorgang gebildet sein. Wie zu erkennen, endet die mittlere der drei beteiligten Platten 6, in Richtung zum einen Ende 2 gesehen, mit ihrer entsprechend geformten Außenstirn 18 an der Aufnahme 3. Zur Komplettierung ist, vom einen Ende 2 ausgehend, ein kurzes Plattenstück 19 zwischen den vorgenannten Platten 6 eingespannt. Dessen Innenstirn 20 bildet somit wiederum ein Wandungssegment der Aufnahme 3.The rocker arm 1 has at one end 2 a recording running in its vertical direction 3 for the arrangement of a valve contact piece, which is an adjusting screw here. The recording 3 for the valve contact piece, as both figures show, on the one hand from shell segment-like indentations 16 in two opposite plates 6th educated. These indentations 16 can be formed by embossing or a similar process. As you can see, the middle of the three panels involved ends 6th , towards one end 2 seen, with their correspondingly shaped outer forehead 18th at the recording 3 . To complete is, from one end 2 starting out, a short piece of plate 19th between the aforementioned plates 6th clamped. Its inner forehead 20th thus in turn forms a wall segment of the receptacle 3 .

Wie zu erkennen, sind die beiden außen liegenden Platten 7 am anderen Ende 4 verlängert gegenüber den drei inneren Platten 6 ausgebildet. Somit ist ein gabelartiger Bereich 15 mit jeweils einem gestanzten Loch 9 je Platte 7 geschaffen. Die Löcher 9 bilden im Paket ein Querloch 5 für einen Nockenrollenbolzen.As can be seen, the two outer panels are 7th on the other end 4th extended compared to the three inner plates 6th educated. Thus is a fork-like area 15th each with a punched hole 9 per plate 7th created. The holes 9 form a transverse hole in the package 5 for a cam roller pin.

Am besten zeigt 1, dass die vorgenannte Queröffnung 17 für die Achse beidseitig durch eine Bohrung 11 eines jeweils an einer Außenwand 10 befestigten Stanzblechstücks 12 flanschartig verlängert / verstärkt ist. Das Stanzblechstück 12 sitzt sozusagen rahmenartig um die Bohrungen 8 der äußeren Platten 7.Best shows 1 that the aforementioned transverse opening 17 for the axle on both sides through a bore 11 one each on an outside wall 10 attached stamped sheet metal piece 12th is extended / reinforced like a flange. The stamped sheet metal piece 12th sits like a frame around the holes, so to speak 8th of the outer panels 7th .

Eine feste Verbindung der Platten 6, 7 miteinander ist über mehrere Stiftquerverbindungen 13 realisiert. Der jeweilige Stift ist mit seiner respektiven Bohrung im Plattenpaket verpresst. Ggf. kann noch eine stirnseitige Verstemmung hinzukommen. Mehrere Stiftquerverbindungen 13 sind im Bereich des zusätzlichen Stanzblechstücks 12 realisiert. Eine weitere Stiftquerverbindung ist beim einen Ende 2 des Kipphebels 1 eingezeichnet.A solid connection between the panels 6th , 7th with each other is via several pin cross connections 13th realized. The respective pin is pressed with its respective hole in the plate package. If necessary, caulking on the face can be added. Multiple pin cross connections 13th are in the area of the additional stamped sheet metal piece 12th realized. Another pin cross connection is at one end 2 of the rocker arm 1 drawn.

Zudem geht aus 2 ein Ölkanal 14 hervor. Dieser erstreckt sich von der Queröffnung 17 und führt in Richtung zum anderen Ende 4. Er liegt zwischen zwei aneinandergrenzenden Platten 6, 7 und ist aus einer in jede Platte 6, 7 geformten Rinne zusammengesetzt. Der Ölkanal 14 dient im Betrieb einer Heranleitung von Spritzöl / Schmieröl aus der den Kipphebel 1 tragenden Achse zur Nockenkontaktrolle oder deren Lagerung auf dem Bolzen.Also goes out 2 an oil channel 14th emerged. This extends from the transverse opening 17th and leads towards the other end 4th . It lies between two adjacent panels 6th , 7th and is from one in each plate 6th , 7th composed of shaped gutter. The oil channel 14th is used in operation to derive spray oil / lubricating oil from the rocker arm 1 bearing axis for the cam contact roller or its storage on the bolt.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1)1): Kipphebelrocker arm
2)2): eines Endeone end
3)3): Aufnahmeadmission
4)4): anderes Endeother end
5)5): QuerlochTransverse hole
6)6): Platte (innen)Plate (inside)
7)7): Platte (außen)Plate (outside)
8)8th): Bohrungdrilling
9)9): Lochhole
10)10): AußenwandOuter wall
11)11): Bohrungdrilling
12)12): StanzblechstückStamped sheet metal piece
13)13): StiftquerverbindungPin cross connection
14)14): ÖlkanalOil channel
15)15): BereichArea
16)16): EinformungMolding
17)17): QueröffnungTransverse opening
18)18): AußenstirnOuter forehead
19)19): PlattenstückPlate piece
20)20): InnenstirnInner forehead

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 4182290 [0002]
DE 102013217978 A1 [0003]

Claims

Rocker arm (1) for a valve drive of a commercial vehicle internal combustion engine, which rocker arm (1) has a receptacle (3) running in its vertical direction at one end (2) for the arrangement of a valve contact piece, at another end (4) a transverse hole (5) for has a pin carrying a cam contact roller and a transverse opening (17) between the ends (2, 4) for mounting on an axis fixed to the internal combustion engine, characterized in that the rocker arm (1) is packaged from at least three upright plates (6, 7) made of sheet metal , of which each plate (6, 7) is individually punched with a hole (8) between the ends (2, 4), which holes (8) in the package result in the transverse opening (17), the two outer plates (7 ) extend the rocker arm (1) at the other end (4) to a fork-like area (15) and each have a punched hole (9), which holes (9) in the package form the transverse hole (5) for the pin of the cam contact roller.

Rocker arm after Claim 1 , characterized in that the transverse opening (17) for the axis is extended in a flange-like manner on at least one outer wall (10) of the rocker arm (1) through a bore (11) of at least one stamped sheet metal piece (12) attached to the outer wall (10).

Rocker arm after Claim 1 or 2 , characterized in that the plates (6, 7), or, in the case of return reference, after Claim 2 , at least one of the components [plates (6, 7), stamped sheet metal piece (12)], either via a) pin cross connections (13), b) screw cross connections or c) a welded connection.

Rocker arm after Claim 1 , characterized in that in the rocker arm (1) an oil channel (14) extending from the transverse opening (17) towards the other end (4) is applied, which is located between two adjacent plates (6, 7) and from one into each Plate (6, 7) is composed of shaped gutter.

Rocker arm after Claim 1 , characterized in that the plates (6, 7) are flat throughout and are identical except for the fork-like elongated area (15) at the other end (4).

Rocker arm after Claim 1 , characterized in that the receptacle (3) for the valve contact piece at one end (2) is at least partially composed of shell segment-like indentations (16) in two opposite plates (6, 7).

Rocker arm after Claim 1 , characterized in that the receptacle (3) for the valve contact piece at one end (2) is subsequently machined in the fully packaged state of the rocker arm (1).

Rocker arm after Claim 1 or 4th , characterized in that the rocker arm (1) is packaged from exactly 4, 6 or 8 plates 6, 7, wherein, in the case of a return reference Claim 4 , the oil channel (14) is provided between the longitudinally central plates (6).