用于内燃机的气门机构的可切换摇臂的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于内燃机的气门机构的可切换摇臂。


背景技术：

2.例如由de 10 2011 006 693 a1已知一种具有内臂的可切换摇臂。内臂的每个外侧壁均由一个外臂侧面保护，外臂相对于内臂能摆动地布置于在一端部横穿内臂的轴处。内臂和外臂的借助摆动轴的可摆动连接在技术上非常复杂。为了连接内臂和外臂，在内臂和外臂处除了例如通过磨削、铣削、钻孔、研磨的加工外还需要例如压嵌、压入、焊接的接合技术。此外，接合式连接还会产生在运行中发生松脱并且摆动轴改变其位置的风险，这会导致构件失效，随之会导致例如发动机损坏的相应后果。在外臂和内臂经由摆动轴连结的情况下，摇臂位置还会在不同的力作用角下在轴承间隙的范围中移位，由此在构件上会出现更高的磨损并且会不利地影响动态特性。此外，主臂和副臂的借助摆动轴的可摆动连结需要相对大的结构空间。


技术实现要素：

3.因此本实用新型的目的是，使前述类型的可切换摇臂的构造得以简化并且能节省结构空间地设计。
4.该目的通过一种可切换摇臂实现。
5.提出的可切换摇臂用于内燃机的气门机构，可切换摇臂具有外臂和至少在臂端区域处至少部分地由外臂包围的内臂。内臂节省结构空间地在臂端区域处沿摇臂横向向内弯曲并且在此处与外臂产生摆动接触。在此，摆动接触由在横截面中呈尖拱形的接触面形成，接触面与支撑头产生线接触。以这种方式可避免外臂和内臂的借助额外的摆动轴的复杂的可摆动连结。此外，实现了具有在横截面中在接触面和支撑头之间的两个接触部位的摆动接触。在此能够实现力作用角位于接触面的尖拱形构型的接触部位之内的摆动接触，由此在运行中明确地确定外臂和内臂的接触特性和定位。
6.在本实用新型的优选的实施方式中，在内臂处实施摆动接触的尖拱形的接触面。优选地，接触面由臂端区域的凹部形成，在外臂处实施的支撑头可摆动地接合到凹部中。在此，内臂可作为所谓的副臂可以相对于实施成所谓的主臂的外臂摆动地布置。在升程偏移情况下，允许的力作用角则随内臂一起运动。
7.替代地，摆动接触的尖拱形的接触面实施在外臂处。优选地，接触面由凹部形成，在内臂的臂端区域处实施的支撑头可摆动地接合到凹部中。在该设计方案中，在内臂的升程偏移情况下，在摆动接触处的接触部位相对于外臂静止。与制造方案和/或与力作用角在摇臂的切换或未切换的状态中的变化趋势相关，前述两个设计替代方案中的任一个是有利的。
8.支撑头可具有球形的或圆柱形的接触面。在第一种情况下，在摆动接触中的配对副例如是球体，由此实现了圆形的线接触，并且可以实现在横向上的摆动或倾斜，以例如补
偿公差。以这种方式，摆动接触在运动学方面设计成具有三个旋转自由度的球铰链。但是配对副也可设计成圆柱形，从而实现直线式的线接触，线接触与沿横向的倾斜相反作用。在运动学方面则实现了摆动接触处的铰链接头，铰链接头具有两个自由度，即一个旋转自由度和一个平移自由度。
9.在本实用新型的特别简单的设计方案中，支撑头与外臂或者与内臂一件式构造。
10.优选地，内臂具有两个间隔开地相对置的沿摇臂纵向伸延的侧壁区段，侧壁区段在臂端区域处以其相互面对的内侧沿摇臂横向向内弯曲地彼此贴靠地交汇或一件式地交汇。优选地，在此侧壁区段在弯曲交汇的臂端区域处形成尖拱形的接触面或摆动接触的支撑头。特别有利的是，在此尖拱形的接触面或支撑头在内臂的臂端区域的整个摇臂宽度上延伸。由此在支撑部处的支承区域最大。
11.优选地，内臂的臂端区域由具有两个沿摇臂纵向间隔开地伸延的侧壁区段的外臂包围。在特别有利的方式中，侧壁区段能够对应内臂地沿摇臂横向向内弯曲地节省结构空间地实施。
12.还有利的是，在此外臂的侧壁区段经由横向连接部连接，横向连接部同时形成支撑头或摆动接触的尖拱形的接触面。
13.在本实用新型的另一特别优选的设计方案中，内臂实施为所谓的副臂，内臂经由根据本实用新型的摆动接触可摆动地支撑在作为所谓的主臂的外臂的气门侧的臂端区域处。在此，外臂在气门侧的臂端区域的摇臂下侧处形成气门接触面，气门接触面用于操作内燃机的至少一个换气气门。
14.尤其在制造成本方面可以有利的是，摆动接触具有至少一个单独的置入构件。
15.置入构件例如可实施成球体，球体形成支撑头。
16.为了在安装期间或在不确定的运行状态期间、尤其在接触力损失的情况下在内燃机的发动机转速很高时确保在内臂和外臂之间的摆动接触，可设置固定夹，固定夹例如由板材制成。
附图说明
17.从下面的描述以及从简化地示出了本实用新型的多个实施例的附图中得出本实用新型的其他特征。其中示出：
18.图1是根据本实用新型的可切换摇臂的第一实施例的纵向剖视图，
19.图2是摇臂的局部放大图，
20.图3是摇臂的内臂的单独立体图，
21.图4是摇臂的外臂的局部立体图，
22.图5是根据本实用新型的可切换摇臂的第二实施例的纵向剖视图，
23.图6是图5的摇臂的局部放大图，
24.图7是图5的摇臂的内臂的单独立体图，
25.图8是图5的摇臂的外臂的局部立体图。
具体实施方式
26.在图1至图4中以第一实施例示出的根据本实用新型的用于内燃机的气门机构的
可切换摇臂具有外臂1和能摆动地支撑在外臂处的内臂2，内臂在臂端区域6处至少部分地通过外臂1包围。内臂在臂端区域6处沿摇臂横向向内弯曲并且与外臂1摆动接触以能摆动地支撑(图1)。外臂1作为所谓的主臂以支撑侧的臂端区域能摆动地支撑在尤其内燃机的缸盖处。在气门侧的臂端区域处，外臂1在摇臂下侧处具有用于操作内燃机的至少一个未示出的换气气门的气门接触面3。内臂2作为所谓的副臂可相对于外臂1摆动地经由摆动接触支撑在外臂的气门侧的臂端区域上。
27.在内臂2处，在弯曲的臂端区域6的摇臂下侧处的摆动接触由凹部9形成，凹部9具有在横截面中呈尖拱形的接触面10。接触面10在横截面中具有两个带有曲率半径r的圆弧形区段，圆弧形区段在顶端s相交。顶端s形成接触面10的尖拱形的横截面构型的朝向内臂2的摇臂上侧的尖端，接触面10与外臂1的支撑头11处的圆柱形的接触面12线接触。接触面10沿摇臂横向在内臂2的弯曲的臂端区域6的整个宽度上延伸。在此，接触面10的顶端s作为直线沿摇臂横向地、平行于摆动接触的假想的摆动轴线地伸延。支撑头11以圆柱形的接触面12能摆动地接合到内臂2处的凹部9中并且由凹部9沿摇臂纵向拱顶式地包围。在此，内臂2在凹部9的尖拱形的接触面10处在横截面中形成两个包括圆柱形的支撑头11的接触部位13、14，两个接触部位分别作为线接触直线形地、沿摇臂横向地、平行于摆动接触的假想的摆动轴线地伸延。以这种方式，摆动接触构造成铰链接头，铰链接头具有两个自由度，即旋转自由度和平移自由度。
28.内臂2具有两个沿摇臂纵向伸延的侧壁区段4、5，侧壁区段4、5平行地间隔开地相对而置(图1和图3)。侧壁区段4、5在臂端区段6处以面向彼此延展的内侧7、8沿摇臂横向向内弯曲地彼此贴靠地交汇或一体式地连接。借助尖拱形的接触面10的摆动接触构造在弯曲地交汇的侧壁区段4、5的摇臂下侧处。
29.在图1和图4中，外臂1仅沿着摇臂纵轴线剖切地示出了半侧。外臂1的未示出的部分关于剖切轴线镜像地构造。外臂1具有两个平行间隔开地相对而置的沿摇臂纵向伸延的侧壁区段15，外臂1以侧壁区段15沿摇臂横向包围内臂2的弯曲的臂端区域6。在此，外臂1的侧壁区段15对应于内臂2的臂端区域6地沿摇臂横向向内弯曲。侧壁区段15通过横向连接部16连接成一件，横向连接部16同时在摇臂下侧处形成气门接触面3并且在背离气门接触面3的上侧形成以圆柱形的接触面12沿摇臂横向延伸的支撑头11。支撑头与横向连接部16实施成一件。
30.图5至图8示出了根据本实用新型的可切换摇臂的第二实施例，可切换摇臂具有在外臂1和内臂2之间的摆动接触的替代设计。在该实施方式中，摇臂下侧处的支撑头17与内臂2的弯曲的臂端区域6构造成一件(图5和图7)。支撑头17沿摇臂横向以圆柱形的接触面24在臂端区域6的整个宽度上延伸。支撑头17能摆动地接合到构造在横向连接部16的上侧处的凹部18中并且由凹部18沿摇臂纵向拱顶式地包围(图6)。凹部18构造有横截面为尖拱形的具有顶端s的接触面19，顶端s形成接触面19的尖拱形的横截面构型的朝向摇臂下侧的尖端(图6和图8)，接触面19在两个接触部位20、21处与在内臂2的支撑头17处的圆柱形的接触面24线接触(图6)。顶端s直线地沿摇臂横向在横向连接部16的上侧处伸延。
31.在内臂2处，在摇臂2的臂端区域之间的中间区域中，凸轮滚子22布置在侧壁区段4、5之间，通过凸轮滚子可在摇臂上侧处获取到未示出的凸轮轴的凸轮升程运动(图1和图5)。为了切换摇臂，外臂1和内臂2可以通过锁定机构23耦联，锁定机构23集成在外臂1的支
撑侧的臂端区域的壳体状区段中(图1、图5和图8)。在脱耦的状态下，内臂2通常进行作为所谓的空转运动的空程运动，内臂2在空程运动中可在外臂1的侧壁区段15之间朝摇臂下侧摇摆并且不传递气门升程。内臂2可以如此接通或断开，使得可以尤其实现气门升程切换或用于内燃机的闭缸的气门关闭。以这种方式能可变地操控内燃机的换气气门。
32.附图标记列表
[0033]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
外臂
[0034]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
内臂
[0035]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
气门接触面
[0036]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
侧壁区段
[0037]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
侧壁区段
[0038]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
臂端区域
[0039]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
内侧
[0040]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
内侧
[0041]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0042]
10
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接触面
[0043]
11
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支撑头
[0044]
12
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接触面
[0045]
13
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接触部位
[0046]
14
ꢀꢀꢀꢀ
接触部位
[0047]
15
ꢀꢀꢀꢀ
侧壁区段
[0048]
16
ꢀꢀꢀꢀ
横向连接部
[0049]
17
ꢀꢀꢀꢀ
支撑头
[0050]
18
ꢀꢀꢀꢀ
凹部
[0051]
19
ꢀꢀꢀꢀ
接触面
[0052]
20
ꢀꢀꢀꢀ
接触部位
[0053]
21
ꢀꢀꢀꢀ
接触部位
[0054]
22
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凸轮滚子
[0055]
23
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锁定机构
[0056]
24
ꢀꢀꢀꢀ
接触面
[0057]
r
ꢀꢀꢀꢀꢀ
曲率半径
[0058]
s
ꢀꢀꢀꢀꢀ
顶端