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Die Erfindung betrifft einen Ventilhebel für die Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, dessen Ventil hebel körper ein durch einen Trennvorgang hergestelltes Blech aufweist.
Bekannte Ventilhebelkörper, welche aus gestanztem Blech hergestellt sind, weisen zwei parallel zueinander angeordnete Seitenwände auf, welche miteinander verbunden sind. Derartige Ventilhebelkörper werden üblicherweise aus einem dünnwandigen, gestanzten, tiefgezogenen und anschliessend wärmebehandelten Tiefziehblech hergestellt. Ventilhebel dieser Art werden in den Veröffentlichungen DE 94 01 047 Ul, DE 32 15 429 Cl, DE 32 19 175 AI, DE 195 43 657 C2, DE 196 18 417 AI, DE 196 31 653 Al, DE 196 37 069 Al und DE 198 10 462 Al beschrieben.
Nachteilig ist, dass neben dem Stanzvorgang noch weitere formgebende Schritte zur Gestaltung des Ventilhebels erforderlich sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und die Herstellung eines Ventilhebels der genannten Art zu vereinfachen.
Erfindungsgemäss erfolgt dies dadurch, dass der Ventilhebelkörper im Wesentlichen aus einem einzigen, dickwandigen Blechteil und einem mit dem Blechteil fest verbundenen Nabenteil besteht. Der Ventilhebelkörper besteht in einer bevorzugten Ausführungsvariante nur aus einem ebenen Blechteil, der keiner weiteren formgebenden Behandlung mehr unterzogen werden muss. Aus konstruktiven Gründen kann aber auch vorgesehen sein, dass der Blechteil zumindest einen bezüglich einer Normalebene auf die Drehachse abgewinkelten Schenkel aufweist. Ebenfalls aus Platzgründen kann vorgesehen sein, dass der Blechteil und/oder dessen Kraftangriffsebene bezüglich der Normalebene auf die Drehachse geneigt ausgeführt ist.
Der Blechteil wird aus einem dickwandigem Stahlblech durch Zerteilen oder durch thermisches Schneiden und einer Wärmebehandlung des Kontaktbereiches zum Betätigungselement (z. B. Stossstange) bzw. zum Ventil hergestellt und wird sodann nur mehr mit dem Nabenteil verbunden.
Um diese Verbindung herzustellen, weist der Blechteil im Bereich einer Drehachse eine Öffnung auf, in welche der im Wesentlichen hülsenförmige Nabenteil eingesetzt ist.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Nabenteil an seiner äusseren Mantelfläche eine Ringnut aufweist, deren Breite im Wesentlichen der Blechstärke, und deren innerer Durchmesser im Wesentlichen dem, vorzugsweise kleinsten, Durchmesser der Öffnung des Blechteiles entspricht, so dass der Nabenteil mittels der Ringnut in die Bohrung einsetzbar ist.
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Der Nabenteil kann in die Öffnung eingepresst, eingefädelt oder eingeschrumpft werden. Genauso denkbar ist es, den Nabenteil mit dem Blechteil zu verschweissen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Nabenteil und Blechteil formschlüssig miteinander drehverbunden sind. Eine sehr einfache Ausführungsvariante der Erfindung sieht dabei vor, dass Nabenteil und Blechteil durch zumindest eine Keilverbindung oder zumindest eine Pass- oder Scheibenfederverbindung miteinander drehverbunden sind. Separate Formschlussteile wie Keile oder Federn können aber eingespart werden, wenn die Öffnung des Blechteiles zumindest einen Formschlussbereich aufweist, welcher mit einem entsprechend konträr geformten Formschlussbereich des Nabenteiles zusammenwirkt, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Formschlussbereiche der Öffnung und des Nabenteils durch Flachstellen gebildet sind.
Im Rahmen der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass Blechteil und Nabenteil gegeneinander in axialer Richtung formschlüssig gesichert sind, wobei es besonders vorteilhaft für die Fertigung ist, wenn der Nabenteil zumindest einen Bund mit einer stirnseitigen Anfasung aufweist. Der angefaste Bund des Nabenteils wird beim Fügevorgang durch die Öffnung des Blechteiles gedrückt. Durch die Anfasung wird der Einpressvorgang erleichtert. Eine besonders gute Verbindung zwischen Blechteil und Nabenteil ergibt sich, wenn die Öffnung gegenüber der Mantelfläche des Nabenteils zumindest abschnittsweise als Presssitz ausgebildet ist.
Um ein einfaches Einsetzen des Nabenteils in die Öffnung des Bleches zu ermöglichen, sieht eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung vor, dass die Öffnung eine von einer Kreisform abweichende Form mit einem Bereich mit kleinstem Durchmesser und einem darauf etwa normal ausgebildeten Bereich mit grösstem Durchmesser aufweist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Ventilhebel in einer ersten Ausführungsvariante, Fig. 2 diesen Ventilhebel in einer Draufsicht, Fig. 3 den Ventilhebel in einem Schnitt gemäss der Linie III - III in Fig. 1, Fig. 4 und 5 einen Blechteil dieses Ventilhebels in einem Aufriss und einem Grundriss, Fig. 6 einen Keil dieses Ventil hebels, Fig. 7 einen Nabenteil dieses Ventilhebels in einem Schnitt gemäss der Linie VII - VII in Fig. 8, Fig. 8 diesen Nabenteil in einer Seitenansicht, Fig. 9 einen erfindungsgemässen Ventilhebel in einer zweiten Ausführungsvariante, Fig. 10 diesen Ventilhebel in einer Draufsicht, Fig. 11 den Ventilhebel in einem Schnitt gemäss der Linie XI - XI in Fig. 9, Fig. 12 einen Blechteil dieses Ventilhebels, Fig. 13 einen Nabenteil dieses Ventilhebels in einer stirnseitigen Ansicht, Fig.
14 den Nabenteil in einem Schnitt gemäss der Linie XIV XIV in Fig. 15, Fig. 15 den Nabenteil in einer Seitenansicht, Fig. 16 einen erfindungsgemässen Ventilhebel in einer dritten Ausführungsvariante, Fig. 17 diesen
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Ventilhebel in einer Draufsicht, Fig. 18 und 19 einen Blechteil dieses Ventilhebels in einem Aufriss und einem Grundriss.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Ventilhebelkörper 1 des Ventilhebels 2 besteht aus einem dickwandigen gestanzten Blechteil 3, mit dem ein hülsenförmiger Nabenteil 4 verbunden ist. Der Nabenteil 4 ist in eine Öffnung 5 des Blechteiles 3 eingesetzt. Die Öffnung 5 ist dabei nicht kreisrund mit einem einheitlichen Durchmesser ausgeführt. Vielmehr weist die Öffnung 5 einen Bereich 18 mit kleinstem Durchmesser d beidseits einer die Drehachse la beinhaltenden Hochebene 19 in einem Winkelbereich a von maximal 60 vorzugsweise maximal 45 auf, in welchem ein Vorsprung 20 ausgebildet ist. Orthogonal zum Bereich 18 mit kleinstem Durchmesser d besitzt die Öffnung 5 einen Bereich 21 mit grösstem Durchmesser D.
Der Nabenteil 4, der zur Aufnahme einer nicht weiter dargestellten Hebelachse dient, weist an seiner äusseren Mantelfläche 6 eine Ringnut 7 auf, deren Breite 8 der Dicke 9 des Blechteiles 3 entspricht. Beidseits der Ringnut 7 weist der Nabenteil 4 einen Bund 10,11 auf. Im montiertem Zustand liegt der Blechteil 3 mit seiner Öffnung 5 insbesondere im Bereich 18 in der Ringnut 7 und wird axial durch die Bünde 10 und 11 gesichert.
Eine formschlüssige Drehverbindung zwischen Blechteil 3 und Nabenteil 4 wird in den Figuren 1 bis 8, sowie 16 bis 19 dargestellten Ausführungen durch einen Keil 13 erreicht, weicher in entsprechende Längsnuten 14 und 15 des Blechteiles 3 und des Nabenteils 4 eingeschoben wird. Die Längsnut 14 des Blechteiles 3 ist dabei diametral zum Vorsprung 20 angeordnet. Statt einem Keil 13 kann auch eine Scheibenfeder oder eine Passfeder verwendet werden. Um eine einfache Montage zu ermöglichen ist dabei zumindest ein Bund 10 mit einem Durchmesser 12 ausgeführt, der kleiner oder gleich dem kleinsten Durchmesser d ist. Der Nabenteil 4 wird mit dem Bund 10 in die Öffnung 5 eingefädelt und mit der Ringnut 7 auf den Vorsprung 20 gelegt, so dass die Längsnuten 14 und 15 zueinander ausgerichtet sind. Danach wird der Keil 13 in die Längsnuten 14 und 15 eingeschoben.
Federn und Keile können eingespart werden, wenn die formschlüssige Drehverbindung durch zwei konträr zueinander geformte Formschlussbereiche 16,17 gebildet werden. Bei dem in den Figuren 9 bis 15 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Formschlussbereiche 16,17 durch entsprechende Flachstellen im Blechteil 3 diametral zum Vorsprung 20 und im Nabenteil 4 gebildet.
Der Durchmesser 12 des Bundes 10 ist dabei geringfügig grösser als der kleinste Durchmesser d der Öffnung 5 bzw. als Presssitz ausgeführt, so dass der Nabenteil 4 mit seinem Bund 10 in axialer Richtung gerade durch die Öffnung 5 ge-
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presst werden kann. Der innere Durchmesser dr der Ringnut 7 entspricht etwa dem kleinsten Durchmesser d der Öffnung 5 oder ist etwas kleiner als dieser ausgeführt.
Der Bund 10 kann an seiner Stirnseite zumindest im mit dem Vorsprung 20 des Blechteiles 3 zusammenwirkende Bereich eine leicht konische Anfasung 10a aufweisen, um den Fügevorgang des Nabenteils 4 in die Öffnung 5 zu erleichtern, wie in den Fig. 10,11 und 15 dargestellt ist.
Der Nabenteil 4 kann in die Öffnung 5 des Blechteiles 3 eingepresst oder eingeschrumpft sein.
Eine starre Verbindung zwischen Nabenteil 4 und Blechteil 3 kann anstelle einer formschlüssigen Verbindung auch durch Schweissen erreicht werden.
In den Ausführungen gemäss den Fig. 1 bis 15 ist der Blechteil eben ausgeführt, wodurch weitere formgebende Fertigungsschritte eingespart werden.
Die Fig. 16 bis 19 stellen eine Ausführungsvariante dar, bei der beide Schenkel 3a, 3b des Blechteiles 3 bezüglich einer Normalebene 22 auf die Drehachse la abgewinkelt sind. Dies kann aus platz- oder konstruktiven Gründen erforderlich sein. Die Abwinklung wird in einem einfachen Biegevorgang hergestellt. Um seitliche Kippmomente auf den Ventilhebel 2 und somit eine zusätzlich Belastung der Verbindung zwischen Blechteil 3 und Nabenteil 4 zu vermeiden, sollte der Schnittpunkt S zwischen einer Kraftangriffsebene 23 und der Drehachse la in- nerhalb des Blechteiles 3 liegen. Die Kraftangriffsebene 23 wird dabei durch die Kraftlinien hunt 12 der auf den Ventilhebel 2 einwirkenden Kräfte Fi bzw.
Fz zufolge des Ventilstössels bzw. der Ventilbetätigungseinrichtung aufgespannt.
Der Blechteil 3 des Ventilhebelkörpers 1 wird in einem Trennvorgang aus dickwandigem Stahlblech herausgestanzt (Zerteilen) oder thermisch herausgeschnitten (thermisches Schneiden).
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The invention relates to a valve lever for valve control of an internal combustion engine, the valve lever body has a sheet made by a separation process.
Known valve lever bodies, which are made from stamped sheet metal, have two side walls arranged parallel to one another, which are connected to one another. Such valve lever bodies are usually produced from a thin-walled, stamped, deep-drawn and then heat-treated deep-drawn sheet. Valve levers of this type are described in the publications DE 94 01 047 Ul, DE 32 15 429 Cl, DE 32 19 175 AI, DE 195 43 657 C2, DE 196 18 417 AI, DE 196 31 653 Al, DE 196 37 069 Al and DE 198 10 462 A1.
It is disadvantageous that in addition to the punching process, further shaping steps for designing the valve lever are required.
The object of the present invention is to avoid this disadvantage and to simplify the manufacture of a valve lever of the type mentioned.
According to the invention, this is done in that the valve lever body consists essentially of a single, thick-walled sheet metal part and a hub part which is firmly connected to the sheet metal part. In a preferred embodiment variant, the valve lever body consists only of a flat sheet metal part, which does not have to be subjected to any further shaping treatment. For constructional reasons, however, it can also be provided that the sheet metal part has at least one leg that is angled with respect to a normal plane to the axis of rotation. Also for reasons of space, provision can be made for the sheet metal part and / or its force application plane to be inclined with respect to the normal plane to the axis of rotation.
The sheet metal part is made from a thick-walled steel sheet by cutting or by thermal cutting and heat treatment of the contact area to the actuating element (e.g. bumper) or to the valve and is then only connected to the hub part.
In order to establish this connection, the sheet metal part has an opening in the region of an axis of rotation, into which the essentially sleeve-shaped hub part is inserted.
It is preferably provided that the hub part has an annular groove on its outer circumferential surface, the width of which essentially corresponds to the sheet thickness, and the inner diameter of which essentially corresponds to the, preferably smallest, diameter of the opening of the sheet metal part, so that the hub part enters the Hole can be used.
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The hub part can be pressed into the opening, threaded or shrunk. It is also conceivable to weld the hub part to the sheet metal part.
It is particularly advantageous if the hub part and the sheet metal part are rotationally connected to one another in a form-fitting manner. A very simple embodiment variant of the invention provides that the hub part and the sheet metal part are rotatably connected to one another by at least one wedge connection or at least one key or disc spring connection. Separate form-fitting parts such as wedges or springs can, however, be saved if the opening of the sheet metal part has at least one form-fitting area which interacts with a correspondingly contrasting form-fitting area of the hub part, it preferably being provided that the form-fitting areas of the opening and the hub part are formed by flat spots.
In the context of the invention it is further provided that the sheet metal part and the hub part are positively secured against one another in the axial direction, it being particularly advantageous for production if the hub part has at least one collar with a front bevel. The chamfered collar of the hub part is pressed through the opening of the sheet metal part during the joining process. The chamfering process is made easier by the chamfer. A particularly good connection between the sheet metal part and the hub part is obtained if the opening is at least partially designed as a press fit with respect to the lateral surface of the hub part.
In order to make it easy to insert the hub part into the opening of the sheet, a particularly preferred embodiment of the invention provides that the opening has a shape deviating from a circular shape with an area with the smallest diameter and an area of approximately normal design thereon with the largest diameter.
The invention is explained in more detail below with reference to the figures.
1 shows a valve lever according to the invention in a first embodiment, FIG. 2 shows this valve lever in a plan view, FIG. 3 shows the valve lever in a section along the line III-III in FIG. 1, FIGS. 4 and 5 shows a sheet metal part of this valve lever 6 shows a wedge of this valve lever, FIG. 7 shows a hub part of this valve lever in a section along the line VII-VII in FIG. 8, FIG. 8 shows this hub part in a side view, and FIG 10 according to the invention in a second embodiment variant, FIG. 10 a top view of this valve lever, FIG. 11 the valve lever in a section along the line XI-XI in FIG. 9, FIG. 12 a sheet metal part of this valve lever, FIG. 13 a hub part of this valve lever in an end view, Fig.
14 the hub part in a section along the line XIV XIV in FIG. 15, FIG. 15 the hub part in a side view, FIG. 16 a valve lever according to the invention in a third embodiment variant, FIG. 17 this
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Valve lever in a plan view, FIGS. 18 and 19 a sheet metal part of this valve lever in an elevation and a plan view.
Functionally identical parts are provided with the same reference symbols in the design variants.
The valve lever body 1 of the valve lever 2 consists of a thick-walled stamped sheet metal part 3, to which a sleeve-shaped hub part 4 is connected. The hub part 4 is inserted into an opening 5 of the sheet metal part 3. The opening 5 is not circular with a uniform diameter. Rather, the opening 5 has an area 18 with the smallest diameter d on both sides of a plateau 19 containing the axis of rotation la in an angular range a of a maximum of 60, preferably a maximum of 45, in which a projection 20 is formed. Orthogonally to the area 18 with the smallest diameter d, the opening 5 has an area 21 with the largest diameter D.
The hub part 4, which serves to receive a lever axis (not shown further), has an annular groove 7 on its outer circumferential surface 6, the width 8 of which corresponds to the thickness 9 of the sheet metal part 3. The hub part 4 has a collar 10, 11 on both sides of the annular groove 7. In the assembled state, the sheet metal part 3 lies with its opening 5, in particular in the region 18 in the annular groove 7 and is axially secured by the collars 10 and 11.
A positive rotary connection between sheet metal part 3 and hub part 4 is achieved in FIGS. 1 to 8 and 16 to 19 shown embodiments by a wedge 13, which is inserted into corresponding longitudinal grooves 14 and 15 of the sheet metal part 3 and the hub part 4. The longitudinal groove 14 of the sheet metal part 3 is arranged diametrically to the projection 20. Instead of a wedge 13, a disc spring or key can also be used. In order to enable simple assembly, at least one collar 10 with a diameter 12 that is smaller than or equal to the smallest diameter d is implemented. The hub part 4 is threaded with the collar 10 into the opening 5 and placed with the annular groove 7 on the projection 20, so that the longitudinal grooves 14 and 15 are aligned with one another. Then the wedge 13 is inserted into the longitudinal grooves 14 and 15.
Springs and wedges can be saved if the positive-locking rotary connection is formed by two form-fitting areas 16, 17 which are shaped opposite to one another. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 9 to 15, the interlocking areas 16, 17 are formed by corresponding flat points in the sheet metal part 3 diametrically to the projection 20 and in the hub part 4.
The diameter 12 of the collar 10 is designed to be slightly larger than the smallest diameter d of the opening 5 or as a press fit, so that the hub part 4 with its collar 10 passes through the opening 5 in the axial direction.
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can be pressed. The inner diameter dr of the annular groove 7 corresponds approximately to the smallest diameter d of the opening 5 or is somewhat smaller than this.
The collar 10 can have a slightly conical chamfer 10a on its end face, at least in the area interacting with the projection 20 of the sheet metal part 3, in order to facilitate the joining process of the hub part 4 into the opening 5, as is shown in FIGS. 10, 11 and 15 .
The hub part 4 can be pressed or shrunk into the opening 5 of the sheet metal part 3.
A rigid connection between the hub part 4 and the sheet metal part 3 can also be achieved by welding instead of a positive connection.
In the embodiments according to FIGS. 1 to 15, the sheet metal part is made flat, whereby further shaping manufacturing steps are saved.
16 to 19 illustrate an embodiment variant in which both legs 3a, 3b of the sheet metal part 3 are angled with respect to a normal plane 22 to the axis of rotation la. This may be necessary for space or construction reasons. The bend is made in a simple bending process. In order to avoid lateral tilting moments on the valve lever 2 and thus an additional load on the connection between the sheet metal part 3 and the hub part 4, the intersection S between a force application plane 23 and the axis of rotation la should lie within the sheet metal part 3. The force application level 23 is hunted by the force lines 12 of the forces acting on the valve lever 2 Fi or
Fz clamped according to the valve lifter or the valve actuation device.
The sheet metal part 3 of the valve lever body 1 is punched out of thick-walled steel sheet in one cutting process (cutting) or thermally cut out (thermal cutting).