专利名称：用于操纵换气气门的拉杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于操纵内燃机的换气气门的拉杆(或摇杆，Schlepphebel),带有由两个间隔地分布的平行的侧壁和连接这两个侧壁的横向分布的接片形成的杆体，其中，接片在第一端部的区域中构造了用于杆体的可枢转运动的支承的插座(Gelenkpfanne)且在第二端部的区域中限定了设置用于与换气气门接触的气门操纵面，其中，这两个侧壁在其间在钻孔中容纳有轴螺栓，该轴螺栓经由滚针轴承的滚针轴承环(Nadelkranz)可旋转地引导凸轮滚子，且其中，接片至少在第二端部与凸轮滚子的放置区域之间与侧壁共同地限定了杆体的向下敞开的呈U形的型廓，通过该呈U形的型廓，凸轮滚子经由在接片中的空隙而部分贯穿地伸出，用于与凸轮轴的凸轮接触。
背景技术：
拉杆在带有处在上面的凸轮轴的内燃机的情形中在气门传动装置的内部得到使用，以便各作为处在凸轮轴的凸轮与每个待操纵的换气气门之间的传递元件相应于凸轮的轮廓将平移运动引入到换气气门中。在此，拉杆通常具有单臂式的杆体，该单臂式的杆体以其一个端部支撑在与内燃机的气缸盖连接的支撑元件处且以其各另外的端部经由气门操纵面与待操纵的换气气门的气门杆处在连接中。在杆体的中间的区段中构造有滑动面或布置有凸轮滚子，在其处于是各运行有凸轮轴的凸轮且相应于该凸轮的轮廓引起拉杆的枢转运动。在内燃机的运行中在各自的凸轮的周边处滚动的凸轮滚子的使用，在此情况下具有如下优点，即，气门传动装置中的摩擦可被显著降低，从而使得在各自的内燃机的运行的情形中的显著的消耗降低同样是可以的。由JP 07063013 A得知一种此类的拉杆，其杆体由两个彼此间隔地分布的且平行的侧壁和处在其间的接片组装成，其中，后者将两个侧壁彼此连接。在此，在接片的第一端部的区域中构造有插座(Gelenkpfanne),其在拉杆的经安装的状态中用于杆体在气缸盖中的各自的支撑元件处的可枢转运动的支承。在第二端部的区域中，接片与之相反地限定了气门操纵面，经由该气门操纵面在经安装的状态中建立了与各自的换气气门的气门杆的接触。此外，两个侧壁在其间以如下方式引导凸轮滚子，即，承载了凸轮滚子的轴螺栓容纳在侧壁的钻孔中。在该轴螺栓上布置有滚针轴承的滚针轴承环，经由该滚针轴承环，凸轮滚子可转动地支承。最后，接片在其第二端部与凸轮滚子的区域之间与侧壁共同地限定了杆体的呈U形的型廓，其中，该型廓以其开口向下地定向且凸轮滚子经由在接片中的空隙，部分地贯穿伸出该型廓。经由该贯穿伸出的部分，凸轮滚子在拉杆的经安装的状态中在凸轮轴的凸轮处运行。
发明内容
由前面所描述的现有技术出发，现在本发明的任务是，提供一种用于操纵换气气门的拉杆，该拉杆一方面使得在气门操纵面的区域中的良好的气门引导成为可能且具有很小的质量，并且另一方面以尽可能狭窄的凸轮滚子实施地适用于在狭窄的结构空间比例中的使用。尤其地，该拉杆在此在凸轮滚子的外周边的区域中应该具有用于在可变的气门传动装置的情形中的使用的足够的自由通路(Freigang)。该任务由权利要求I的前序部分出发与其表征的特征相结合地被解决。在此，紧接的从属的权利要求各描述了本发明的有利的改进方案。根据本发明，用于操纵内燃机的换气气门的拉杆具有由两个彼此间隔地分布的且平行的侧壁以及连接这两个侧壁的横向分布的接片组装成的杆体。在此，接片在第一端部的区域中构造了插座，经由插座在拉杆的经安装的状态中进行杆体的可枢转运动的支承。与之相反，在接片的与此方向相反的第二端部的区域中限定了气门操纵面，借助于该气门操纵面在经安装的状态中建立了与各自的换气气门的接触。此外，两个侧壁在其间在钻孔中容纳有轴螺栓，其经由滚针轴承的滚针轴承环可旋转地引导凸轮滚子。最后，接片至少在第二端部与在其中放置有凸轮滚子的区域之间与侧壁共同地限定了杆体的向下敞开的(也就是说以开口在换气气门的方向上定向的)呈U形的型廓，通过该呈U形的型廓，凸轮滚子 经由在接片中的空隙而部分地贯穿伸出，用于与凸轮轴的凸轮接触。在本发明的范畴中，滚针轴承的滚针轴承环要么无保持架全充满(to I Iro 11 i g )地设计要么经保持架引导地设计，其中，滚针轴承环的滚针在滚针轴承环的内直径上要么直接在轴螺栓上滚动要么在处在其间的然后套装在轴螺栓上的内圈上滚动。同样地在凸轮滚子方面可以要么发生滚针在凸轮滚子的内直径上的直接的滚动要么设置有处在其间的外圈，其然后相应地与单独的凸轮滚子连接。此外，滚针轴承环的滚针组同样可被滑动环替代，该滑动环然后使得在轴螺栓与凸轮滚子之间的相对运动成为可能。本发明现在包括如下技术教导，S卩，滚针轴承环至少在一个轴向的端部处突出超过凸轮滚子且以所述至少一个轴向的端部直接紧邻于杆体的相应的侧壁终止。此外，接片在凸轮滚子的放置区域中相切于滚针轴承环的径向的延伸部地分布，其中，空隙在此情况下具有如下横截面，其通过带有在轴向方向上与凸轮滚子相应的延伸部的用于凸轮滚子的第一兜孔和用于滚针轴承环的第二兜孔的叠加来限定。换而言之，滚针轴承环在轴向方向上于是具有大于周围的凸轮滚子的延伸部，其中，接片在凸轮滚子的区域中至少部分地以滚针轴承环的径向的延伸部的高度分布。在此，在接片中的空隙具有如下横截面，其由第一和第二兜孔的叠加部组合成。在此情况下，拉杆的此类设计方案具有如下优点，S卩，尽管使用了狭窄的凸轮滚子仍可将在滚针轴承中出现的面压力保持得很小。因为在滚针轴承的内滚道处，赫兹压力由于很小的曲率半径明显大于在具有大的曲率半径的外滚道处。借助于滚针相对凸轮滚子的轴向的延伸和其在内滚道上的在其整个轴向长度上的滚动，此时在内滚道处的面压力可由于因此较大的起作用的长度而被降低，这相应地增加了滚针轴承的寿命。通过狭窄构造的凸轮滚子和接片在凸轮滚子的区域中的分布，拉杆在此同时适合用于在可变的气门传动装置的区域中的使用，在该可变的气门传动装置中在凸轮的区域中通常存在狭窄的结构空间比例。因为由于狭窄的滚子和相对杆体在凸轮滚子的区域中所形成的自由通路，拉杆可被非常紧密地放置在凸轮轴的凸轮旁。由此可实现如下，即，在滑动凸轮系统形式的可变的气门传动装置的情形中使用根据本发明的拉杆，在可变的气门传动装置中各自的换气气门的不同的冲程和/或控制时间经由可轴向相对各自的凸轮轴移动的凸轮块的相应的单个凸轮来限定。在此类系统的情形中，也就是由于单个凸轮的部分地非常不同的凸轮提升必须始终确保在单个凸轮与杆体之间的足够的自由通路，以避免碰撞。此外，根据本发明的拉杆由于杆体的设计其特征在于在气门操纵面的区域中的良好的气门引导和很小的质量进而同样很小的惯性。最后，由于在接片中的空隙的特别的设计方案，尽管接片以滚针轴承环的径向的延伸部的高度分布，但一方面示出了滚针轴承环的滚针在侧壁处的充分的引导且另一方面示出了凸轮滚子的良好的引导。后者在很小的轴向间隙中引起，由此在滑动凸轮系统的区域中的使用的情形中实现在凸轮块相对于拉杆的轴向移动的情形中的很小的倾斜倾向。与此区别，JP 07063013 A的拉杆不适合用于在狭窄的结构空间比例的区域中的使用，因为凸轮滚子在轴向方向上非常宽地设计且接片在凸轮滚子的区域中在很上面地经过引导。相应地，在凸轮滚子的区域中不能确保足够的自由通路，从而不可实现在如滑动凸轮系统那样的可变的气门传动装置的情形中的使用。根据本发明的有利的实施方式，滚针轴承环轴向在两侧突出超过凸轮滚子且以轴向的端部直接紧邻地在侧壁处终止，其中，第二兜孔在轴向方向上具有与滚针轴承环相应的延伸部。通过该措施，可以将在内周边处的赫兹压力在运行中保持得最低，因为在该情况 中在侧壁之间的最大可能的长度被充分利用作为滚动面。同时，第二兜孔进而同样地空隙具有适合用于容纳滚针轴承环的横截面。然而在本发明的范畴中也可以设想，即，滚针轴承环仅可在凸轮滚子的一侧上突出且在另一侧处要么滚针轴承环和凸轮滚子在相应的侧壁处可以封闭要么利用相应的间隔元件桥接(Uberbrilcken)在滚针轴承环与相应的侧壁之间的中间空间，该间隔元件然后引导滚针轴承环的滚针。在最后提到的情况中，第二兜孔的横截面在轴向方向上于是通过滚针轴承环的轴向延伸部和间隔元件的轴向延伸部来限定。在本发明的改进方案中，接片在凸轮滚子的区域中的相切的分布由削平部形成。通过该措施，杆体在凸轮滚子的区域中的轮廓进而在该区域中的自由通路可被精确地设计。在此情况下也可以设想，在变形技术的制造过程或切割过程的范畴中构造该削平部。相应于本发明的设计方案，杆体的呈U形的型廓在接片的整个长度上限定。此类设计方案具有如下优点，即，杆体可以相应地以简单的形式和方式在无切屑的成型过程的范畴中由片式薄板坯制造且同时具有足够的刚度。此外，由此也在插座的区域中改善了在支撑元件处的侧面的引导。在本发明的改进方案中，在插座方面设置有保持夹。通过该保持夹(其优选地以上侧引导到插座的外轮廓上且在支撑元件方面具有弹性的纵向臂)可进行根据本发明的拉杆在气缸盖中在支撑元件上的简单的装配。因为通过保持夹的在插座之下且在支撑元件方面分布的弹性的纵向臂，将拉杆在套装在各自的支撑元件上之后以如下方式保持在定位中，即，纵向臂从后嵌接支撑元件的伸到插座中的头部。相应于本发明的其它有利的实施方式，杆体设计成片式件。随后，将拉杆以简单的形式和方式由片式薄板坯和至少主要在变形过程中制造。有利地，杆体在此关于纵向中间平面对称地构造，从而通过相对简单的几何形状可实现有利的制造方法的应用。本发明不限制于主权利要求或从属权利要求的特征的所说明的组合。此外得出如下可能性，即，将单个的特征(即使其由权利要求、本发明的实施方式的下面的描述或直接由附图得出)彼此组合。权利要求根据附图通过使用附图标记的参照不应限制权利要求的保护范围。
其它的有利的设计方案由本发明的优选的实施方式的下面的描述得出，其参照在下面的附图中示出的图。其中图I示出了根据本发明的优选的实施方式的根据本发明的拉杆的立体的视图；图2示出了根据图I的根据本发明的拉杆的前视图；图3示出了到根据图I的根据本发明的拉杆上的顶视图；图4示出了根据图I的根据本发明的拉杆的侧视图；且图5示出了沿着图3中的线A-A的纵截面。
具体实施例方式在图I至5中以I标明了拉杆，其由带有呈U形的型廓的杆体2和凸轮滚子3组装成。在此，杆体2由两个彼此间隔地分布的平行的侧壁4和5和横向分布的且连接了侧壁4和5的接片6形成，这尤其地由根据图2的前视图得出。在接片6的第一端部的区域中，在接片6的处在杆体2的呈U形的型廓内部的底侧上设计有气门操纵面7，利用该气门操纵面，杆体2在经安装的状态中安放在附属的换气气门的气门杆的一个端部上。在该区域中，侧壁4和5此外引起气门杆的侧面引导。在接片6的方向相反的端部处与之相反(如由图I至5得悉的那样)，在接片6中成型有插座8，经由该插座在经安装状态中建立相对设置在各自的内燃机的气缸盖中的支撑元件的连接，其中，杆体2然后经由该支撑元件可枢转运动地支承在气缸盖中。尤其地，该支撑元件在此可液压地长度改变，从而使得杆体2的铰接点被如此地位移，即，在气门操纵面7与换气气门的各自的气门杆端部之间可能出现的气门间隙可以被补偿。此外，支撑元件同样可以是可切换的支撑元件，该可切换的支撑元件要么在正常运行中实现前面所提及的功能要么在经操纵的姿态中压缩，从而使得通过各自的凸轮轴的凸轮所引入的运动不导致换气气门的打开而是导致支撑元件的压缩，即杆体2在该情况中实施绕气门杆端部的枢转运动。如此外尤其地由图2可见的那样，在图2中出于概览性的原因未示出凸轮滚子3，在插座8的区域中在两个侧壁4与5之间彼此的间距增大，以便在该区域中创造对于到支撑元件上的连结而言足够的空间。此外在插座8方面设置有保持夹9，该保持夹出于概览性的原因然而仅在图3至5中示出。借助于该保持夹9以如下方式简化根据本发明的拉杆I在内燃机的各自的气缸盖中的装配，即，保持夹9在套装在支撑元件上之后保持拉杆I。为了该目的，保持夹9以上侧10抓到插座8的外轮廓上且在接片6的底侧上以两个平行分布的纵向臂11和12在轴向方向上伸到杆体2在各自的支撑元件处的连结区域中。在此，纵向臂11和12彼此在小于插座8的开口直径的间距的情形下分布且此外弹性地实施。由此，纵向臂11和12在将各自的支撑元件的头部引入到插座8中的情形中被扩张，且在引入与插座8 —致的头部之后弹回，从而使得从后嵌接支撑元件的头部。此外，侧壁4和5在其间在钻孔中容纳有轴螺栓13，该轴螺栓经由具有滚针轴承环14的滚针轴承引导凸轮滚子3。如尤其地与根据图5的截面视图组合地可见的那样，滚针轴承环14在此具有多个滚针15，这些滚针无保持架地在内圈16上滚动，该内圈因此构造了滚针15的内滚道17且在此情况下通过轴螺栓13被保持。与之相反，外滚道18通过凸轮滚子3的内周边被限定，该凸轮滚子此外在外周边上构造了用于与凸轮轴的凸轮接触的凸轮运行面19且为了该接触经由空隙20贯穿接片6地伸出。在此，凸轮滚子3的内周边设有特别的型廓，以便避免相对滚针15的棱边承载件进而避免应力峰值。如此外尤其地由根据图3的顶视图得悉的那样，滚针轴承环14轴向在两侧突出超过凸轮滚子3，其中，该滚针轴承环以轴向的端部直接紧邻于侧壁4和5地终止，从而使得滚针15各在侧壁4和5处引导。通过滚针轴承环14鉴于凸轮滚子3的因此较宽的实施可实现如下，即，尽管使用狭窄构造的凸轮滚子3由于在该处起作用的较大的滚动面将在内圈16处起作用的面压力保持得很小。在此，狭窄构造的凸轮滚子3尤其地使得拉杆I适合用于可变的气门传动装置，在其中凸轮轮廓横向于拉杆I被运动用于改变各自的换气气门的控制时间。因此，该气门传动装置例如可以凸轮块形式来实现，这些凸轮块各由多个并排的单个凸轮组装成且可轴向有目的地相对各自的凸轮轴被移动，从而使得具有另外的提升轮廓的各另外的单个凸轮在拉杆I的凸轮滚子3处贴靠。然而为了为此在凸轮运行面19旁确保足够的自由空间，接片6在凸轮滚子3的区域中相切于滚针轴承环14的径向的延伸部 地分布，这尤其地由图4中的侧视图可见。在此情况下如下可被辨认出，即，滚针轴承环14同样地部分伸出穿过空隙20。为了示出接片6的该分布，接片6在该区域中设有削平部21，该削平部在该区域中相应地减小接片6的起作用的高度进而引起在凸轮滚子3旁的足够的自由通路。特别地，此时空隙20的横截面由两个在图3中虚线地示出的兜孔22和23组成，其中，相应地用于凸轮滚子3的贯穿引导的第一兜孔22通过接片6和以在轴向方向上与凸轮滚子3相应的延伸部来限定，而用于滚针轴承环14的部分的贯穿伸出的第二兜孔23通过接片6和以在轴向方向上与滚针轴承环14相应的延伸部来设计。在拉杆I的纵向方向上，两个兜孔22和23在此如此地实施，即，各提供足够的空间用于凸轮滚子3和滚针轴承环14。总地，通过两个兜孔22和23的叠加得出空隙20的呈十字状的横截面，该横截面在此情况下一方面构造了滚针轴承环14的滚针15在侧壁4和5的内侧处的充分的引导且另一方面同样地构造了凸轮滚子3的轴向挡块。在此，通过凸轮滚子3的该轴向的引导尤其地在拉杆I在可变的、其中进行了凸轮轮廓横向于拉杆I的移动的气门传动装置中的使用的情形中明显减小凸轮滚子3在该移动的情形中的倾斜倾向。呈U形的杆2当前构造成无切屑地制造的片式件，其中，在变形过程的范畴中首先由片冲制出薄板还且紧接着冷成形。在此，第二3 孔23在骨截断(Knochenschnitt)的范畴中被限定，而第一兜孔22在下面的工作步骤中且在侧壁4和5的弯曲之后被修整。总地，通过拉杆I的根据本发明的设计方案一方面可通过杆体2的型廓的呈U形的设计改善在气门操纵面7的区域中的气门引导且由于杆体2的该设计减小了该杆体的质量进而减小了惯性。此外，通过滚针轴承环14轴向突出超过凸轮滚子3，出现的在内圈16处的面压力尽管使用了狭窄构造的凸轮滚子3而被保持得很小，从而拉杆I在可变的气门传动装置(例如滑动凸轮系统)的情形中的使用是可行的。最后，通过接片6在凸轮滚子3的区域中的分布和空隙20的设计可示出在凸轮滚子3的区域中的足够的自由通路且同时示出滚针轴承环14的滚针在侧壁4和5处的充分的引导和凸轮滚子3的侧面引导以减小轴向间隙。
附图标记列表I拉杆2杆体3凸轮滚子4侧壁 5侧壁6接片7气门操纵面8插座9保持夹10上部11纵向臂12纵向臂13轴螺栓14滚针轴承环15滚针16内圈17内滚道18外滚道19凸轮运行面20空隙21削平部22第一兜孔23第二兜孔
权利要求
1.用于操纵内燃机的换气气门的拉杆(1)，带有由两个间隔地分布的平行的侧壁(4、5)和连接所述侧壁(4、5)的横向分布的接片(6)形成的杆体(2)，其中，所述接片(6)在第一端部的区域中构造了用于所述杆体(2)的能枢转运动的支承的插座(8)且在第二端部的区域中限定了设置用干与所述换气气门接触的气门操纵面(7)，其中，所述侧壁(4、5)在其间在钻孔中容纳有轴螺栓(13)，所述轴螺栓经由滚针轴承的滚针轴承环(14)能旋转地引导凸轮滚子(3)，且其中，所述接片(6)至少在所述第二端部与所述凸轮滚子(3)的放置区域之间与所述侧壁(4、5)共同地限定了所述杆体(2)的向下敞开的呈U形的型廓，通过所述呈U形的型廓，所述凸轮滚子(3)经由在所述接片(6)中的空隙(20)而部分地贯穿伸出，用干与凸轮轴的凸轮接触，其特征在于，所述滚针轴承环(14)在至少ー个轴向的端部处突出超过所述凸轮滚子(3)且以所述至少一个轴向的端部直接紧邻于所述杆体(2)的相应的所述侧壁(4、5)終止，其中，所述接片(6)在所述凸轮滚子(3)的所述放置区域中相切于所述滚针轴承环(14)的径向的延伸部地分布且所述空隙(20)具有通过带有在轴向方向上与所述凸轮滚子(3)相应的延伸部的用于所述凸轮滚子(3)的第一兜孔(22)和用于所述滚针轴承环(14)的第二兜孔(23)的叠加所限定的横截面。
2.根据权利要求I所述的拉杆(I)，其特征在于，所述滚针轴承环(14)轴向在两侧突出 超过所述凸轮滚子(3)且以轴向的端部直接紧邻于所述侧壁(4、5)終止，其中，所述第二兜孔(23)在轴向方向上具有与所述滚针轴承环(14)相应的延伸部。
3.根据权利要求I所述的拉杆(1)，其特征在于，所述接片(6)在所述凸轮滚子(3)的区域中的相切的分布由削平部(21)形成。
4.根据权利要求I所述的拉杆(I)，其特征在于，所述杆体(2)的所述呈U形的型廓在所述接片(6)的整个长度上限定。
5.根据权利要求I所述的拉杆(1)，其特征在于，在所述插座(8)方面设置有保持夹(9)。
6.根据权利要求I所述的拉杆(1)，其特征在于，所述杆体(2)设计成片式件。
7.根据权利要求I所述的拉杆(1)，其特征在于，所述杆体(2)关于其纵向中心平面对称地构造。
全文摘要
用于操纵换气气门的拉杆，带有侧壁和连接侧壁的接片形成的杆体，接片第一端部构造杆体的插座且第二端部限定与换气气门接触的气门操纵面，侧壁在钻孔中容纳轴螺栓，轴螺栓经滚针轴承的滚针轴承环可旋转地引导凸轮滚子，接片至少在第二端部与凸轮滚子放置区之间与侧壁共同限定杆体向下敞开的U形型廓，通过该型廓凸轮滚子经在接片中空隙部分贯穿伸出用于与凸轮轴的凸轮接触，滚针轴承环在至少一个轴向的端部突出于凸轮滚子且以端部直接紧邻杆体的相应侧壁终止，接片在凸轮滚子的放置区域中相切于滚针轴承环的径向延伸部，空隙具有通过带有在轴向上与凸轮滚子相应延伸部的用于凸轮滚子的第一兜孔和用于滚针轴承环的第二兜孔的叠加所限定的横截面。
文档编号F01L1/18GK102852580SQ201210186789
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者斯特凡·莫克, 约亨·菲尔特尔 申请人:谢夫勒科技股份两合公司