DE10043230A1 - Ventiltrieb mit einem Kipphebel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventiltrieb mit einem Kipphebel (1), der mit einem Drehgelenk (2) um eine quer zum Kipphebel (1) liegende Schwenkachse (3) bewegbar ist, eine Steuereinrichtung (5) dient zur Betätigung eines Endes (4) des Kipphebels (1), welcher wiederum mit einem Ende (8) ein Gaswechselventil (6) betätigt. Ein Führungselement (9), welches zwischen dem Ventilschaftende (7) des Gaswechselventils (6) und einem Ende (8) des Kipphebels (1) angeordnet ist, dient zur Lagesicherung des Endes (8) des Kipphebels (1) relativ zum Ventilschaftende (7). Das Führungselement (9) ist getrennt von Kipphebel (1) und Ventilschaft (13) ausgeführt und das Ende (8) des Kipphebels (1) kommt zwischen Anlageflächen (11, 12) des Führungselementes (9) zu liegen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb mit einem Kipp­ hebel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Ventiltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines handgeführten Arbeitsgerätes, weist einen Kipphebel auf, der mit einem Drehgelenk um eine quer zum Kipphebel liegende Schwenkachse bewegbar und an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gehalten ist. Eine Steuereinrichtung, die elektromechanisch oder mechanisch oder in sonst ge­ eigneter Weise auf ein Ende des Kipphebels wirkt, dient zur Betätigung des Gaswechselventils. Auf das Ventilschaftende des Gaswechselventils wirkt zu diesem Zweck das andere Ende des Kipphebels.

Aus der DE 198 45 489 A1 ist ein Ventiltrieb mit einem Kipphebel bekannt, bei dem zur seitlichen Führung des Kipp­ hebels auf dem Ventilschaftende eines Gaswechselventils flache Teilstücke aus der Kipphebelseitenwand ausgebogen sind. Die Teilstücke sind aus dem Kipphebel ausgeschnitten und um 180° umgebogen und ragen vom Kipphebel in Richtung auf das Ventil. Ein derartiger Aufbau schwächt den Kipp­ hebel im Bereich des den Ventilschaft betätigenden Endes, wodurch der Kipphebel dauerbruchgefährdet sein kann. Nach­ teilig ist ferner, daß der bekannte Kipphebel in seiner Geometrie auf das Ende des Ventilschaftes abzustimmen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb derart weiterzubilden, daß bei steifer, einfacher Aus­ bildung des Kipphebels eine sichere Seitenführung zwischen dem Kipphebel und dem Ventilschaftende eines Gaswechsel­ ventils gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird durch einen Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Zur Seitenführung des auf dem Ventilschaftende des Gas­ wechselventils aufliegenden Endes des Kipphebels ist ein Führungselement oder eine Führungsvorrichtung aus Führungs­ elementen vorgesehen, wobei das Führungselement gegenüber­ liegende Anlageflächen zur Lagesicherung des Endes des Kipphebels relativ zum Ventilschaftende aufweist. Vorzugs­ weise sind die Anlageflächen eben. Es kann zweckmäßig sein, die Anlageflächen, beispielsweise zur Bildung einer linien­ förmigen Anlage an dem Kipphebel, sphärisch gewölbt zu ge­ stalten.

Das Führungselement ist als vom Kipphebel getrenntes Führungselement bildet. Das Führungselement ist am Ventil­ schaft, vorzugsweise formschlüssig gehalten und kann axial auf dem Ventilschaft verschiebbar sein. Zwischen den sich gegenüberliegenden Anlageflächen des Führungselementes ist das dem Gaswechselventil zugeordnete andere Ende des Kipp­ hebels seitlich fixiert, wobei sich in Betrieb der Brenn­ kraftmaschine der Kipphebel zwischen den Anlageflächen gleitend bewegen kann, um die unterschiedlichen Bewegungen vom Kipphebel und Ventilschaft auszugleichen.

Es kann zweckmäßig sein, das Führungselement als Teil eines Ventilfedertellers des Gaswechselventils auszubilden, wobei das Führungselement auf dem Ventilfederteller insbesondere kraftschlüssig festgelegt ist. Auf diese Weise ist eine Seitenführung zwischen dem Kipphebel und dem Ventil­ schaftende bei einem vorhandenen Ventiltrieb leicht nach­ rüstbar. Es kann auch zweckmäßig sein, das Führungselement einstückig mit dem Ventilfederteller auszubilden.

Vorteilhaft ist das Führungselement ein im Querschnitt U- förmiges Bauteil, dessen Schenkel eine Seitenführung mit Anlageflächen an dem Kipphebel bilden. Die Schenkel des Führungselements sind als Laschen aus dem Ventilfederteller ausgebogen, wobei der Abstand der Schenkel etwa der Breite des Kipphebels an der Stelle entsprechen kann, an der die Schenkel zur Anlage an den Kipphebel kommen. Vorzugsweise sind die Schenkel des Führungselementes aus einander gege­ nüberliegenden Materialfahnen des Ventilfedertellers auf­ gebogen. Die Breite der Schenkel ist zweckmäßig etwa so groß wie der Durchmesser des Ventilschaftendes und ist so bemessen, daß kein Verkanten des zwischen den Schenkeln des Führungselementes sich bewegenden Kipphebelendes möglich ist.

Der Kipphebel selbst ist vorzugsweise ein durch Umformen gebildetes Blechteil mit etwa U-förmigem Querschnitt. Die offene Seite liegt dabei dem Gaswechselventil abgewandt. Es kann zweckmäßig sein das Drehgelenk an dem Kipphebel auszu­ bilden, wozu in dessen Boden eine Kugelkalotte ausgebildet ist, in die der teilkugelförmige Lagerabschnitt eines Lagerbolzens eingreift, der in dem Zylinderkopf festgelegt ist. Zum Durchgriff des Ventilschaftendes weist das Führungselement ein Langloch oder zumindest eine teilkreis­ förmige Öffnung mit einem Bogenwinkel von mehr als 180° auf, wodurch das Führungselement auf dem Ventilschaftende in der Ebene des Kipphebels formschlüssig gesichert ist. Es kann zweckmäßig sein, das Führungselement vorzugsweise in einer Nut des Ventilschaftendes in axialer Richtung der Ventillängsachse unverschieblich zu halten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kipphebels eines Ventil­ triebs,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Kipphebel längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kipphebel in Pfeilrichtung III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ventiltrieb in einer Brennkraftmaschine bei entferntem Ventilgehäuse­ deckel,

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Seitenführung eines Kipp­ hebels,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung nach Fig. 2 durch ein drittes Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Kipphebel.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Kipphebels 1 aus einem Ventiltrieb einer in Fig. 4 dargestellten Brennkraft­ masche 28 für ein handgeführtes Arbeitsgerät gezeigt. Der Kipphebel 1 weist im Boden 30 eine Kugelkalotte 31 für ein Drehgelenk 2 auf. In die Kugelkalotte 31 greift der Lager­ abschnitt eines Lagerbolzens 40 ein, der im Zylinderkopf 41 gehalten, vorzugsweise eingeschraubt ist. Auf diese Weise ist der Kipphebel 1 schwenkbar um eine quer zum Kipphebel 1 liegende Schwenkachse 3 an dem Gehäuse 27 der Brennkraft­ maschine fixiert. Eine nicht näher dargestellte Steuerein­ richtung 5 wirkt mechanisch, elektromechanisch oder in sonst geeigneter Weise z. B. über eine Stößelstange 43 auf ein Ende 4 des Kipphebels 1. Der Kipphebel 1 wirkt mit seinem anderen dem Ende 4 gegenüberliegenden Ende 8 auf ein Ventilschaftende 7 eines Gaswechselventils 6, um dieses zu betätigen. Das Ventilglied des Gaswechselventils ist in be­ kannter Weise im wesentlichen aus einem Ventilteller 23 und einem daran anschließenden Ventilschaft 13 gebildet.

Zwischen dem Ende 8 des Kipphebels 1 und dem Ventilschaft­ ende 7 ist ein Führungselement 9 zur Führung, insbesondere zur Seitenführung des Kipphebels 1 quer zur Ventillängs­ achse 10 angeordnet. Das Führungselement 9 weist zu diesem Zweck sich gegenüberliegende Anlageflächen 11, 12 zur Lage­ sicherung des Endes 8 des Kipphebels 1 relativ zum Ventil­ schaftende auf (vgl. Fig. 2). Um eine in bezug auf die Geo­ metrie des Ventiltriebs variabel einsetzbare Seitenführung zu schaffen, ist das Führungselement 9 getrennt von Kipp­ hebel 1 und vorzugsweise auch dem Ventilschaft 13 ausge­ führt (vgl. Fig. 1 und 6). Das Führungselement 9 ist am Ventilschaft 13 gehalten, und zwischen sich gegenüber­ liegenden Anlageflächen 11, 12 des Führungselementes kommt das Ende 8 des Kipphebels 1 zu liegen (vgl. Fig. 2). Wie der Schnittdarstellung in Fig. 2 zu entnehmen, kann in einem ersten Ausführungsbeispiel das Führungselement 9 Teil eines Ventilfedertellers 14 des Gaswechselventils 6 sein. Der Ventilfederteller 14 ist in bezug auf die Ventillängsachse 10 zwischen dem Ventilschaftende 7 und einer den Ventil­ schaft 13 koaxial umgebenden Ventilfeder 22 am Ventil­ schaftende 7 gehalten. Das Führungselement 9 ist in dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel in den Fig. 2 bis 4 einstückig mit dem Ventilfederteller 14 gebildet. Es kann zweckmäßig sein, das Führungselement 9 auf dem Ventilfederteller 14 kraftschlüssig oder formschlüssig festzulegen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.

Vorzugsweise ist das Führungselement 9 ein im Querschnitt U-förmiges Bauteil, dessen Schenkel 15 eine Seitenführung des Kipphebels 1 bilden. Die Schenkel 15 können als Materialfahnen am Rand des Ventilfedertellers 14 vorzugs­ weise einteilig angeformt sein und werden entsprechend ge­ bogen. Es kann zweckmäßig sein, die Schenkel 15 aus sich gegenüberliegenden Bereichen des Randes 16 des Ventilfeder­ tellers 14 S-förmig auf- und zurückzubiegen. Die Schenkel 15 weisen die führenden Anlageflächen 11 und 12 auf, die außerhalb des kontaktierenden Bereiches 17 des Kipphebels 1 an dem Ventilschaftende 7 seitlich zum Kipphebel 1 liegen. Zweckmäßig liegen die Schenkel 15 mit ihren Anlageflächen 11 und 12 oberhalb des kontaktierenden Bereichs 17 des Kipphebels 1 an dessen Längsseiten 18 und 19 an. Vorteil­ haft können die Anlageflächen 11 und 12 auf den Längsseiten 18 und 13 gleiten, um die durch die unterschiedliche Be­ wegungsbahn von Kipphebel 1 und Ventilschaft 13 sich erge­ benden Relativbewegungen auszugleichen.

Die Breite 20 der Schenkel 15 ist etwa gleich groß, wie der Durchmesser 21 des Ventilschaftendes 7. Es kann zur Ver­ minderung der Anlageflächen 11 und 12 zwecks Reduktion der Reibungskräfte vorteilhaft sein, die Schenkel mit einer ge­ ringeren Breite auszubilden.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist der Kipphebel 1 im Aus­ führungsbeispiel als Blechteil mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet, wobei die Weite W1 des Querschnitts im Bereich des Drehgelenkes 2 des Kipphebels 1 größer als die Weite W2 an dessen Enden 4 und 8 ist.

Die Fig. 1 und 3 verdeutlichen, daß das Drehgelenk 2 des Kipphebels 1 kugelkalottenförmig geformt ist. Zu diesem Zweck ist in den Boden 30 des Kipphebels 1 eine Kugel­ kalotte 31 eingeformt, die in eine zentral zur Kipphebel­ hochachse 32 angeordnete ovale Öffnung 34 übergeht. Die Öffnung 34 wird von einem Lagerbolzen 40 durchragt, der den der Kugelkalotte 31 entsprechenden Lagerabschnitt zur Bil­ dung des Drehgelenkes 2 aufweist.

Bei den in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen des Kipphebels 1 durchragt das Ventilschaftende 7 ein Lang­ loch 24 (Fig. 3) in dem Führungselement 9 etwa recht­ winklig, wobei die Längsachse 25 des Langlochs 24 etwa parallel zur Längsachse 26 des Kipphebels 1 liegt. Es ist zweckmäßig, insbesondere wenn das Führungselement 9 Teil des Ventilfedertellers 14 ist, das Führungselement 9 in axialer Richtung der Ventillängsachse 10 unverschieblich, beispielsweise in einer Nut 33 am Ventilschaftende 7 zu halten. Die Anlageflächen 11, 12 der Schenkel 15 können so­ wohl eben als auch sphärisch gewölbt ausgebildet sein.

Wie in Fig. 7 in einer Draufsicht auf einen Kipphebel 1 zeigt, sind die Schenkel 15 durch vom Rand 16 des Ventil­ federtellers 14 aufgebogene Laschen gebildet.

Claims (12)

1. Ventiltrieb mit einem Kipphebel (1), der mit einem Drehgelenk (2) um eine quer zum Kipphebel (1) liegende Schwenkachse (3) bewegbar ist, mit einer an einem Ende (4) des Kipphebels (1) angreifenden Steuerein­ richtung (5) zur Betätigung eines Gaswechselven­ tils (6), wobei das andere Ende (8) des Kipphebels (10) auf das Ventilschaftende (7) des Gaswechsel­ ventils (6) wirkt, mit einem zwischen dem Ventil­ schaftende (7) und dem anderen Ende (8) des Kipphebels (1) angeordneten Führungselement (9) mit quer zur Ven­ tillängsachse (10) einander gegenüberliegenden Anlage­ flächen (11, 12) zur Lagesicherung des anderen Endes (8) des Kipphebels (1) relativ zum Ventilschaftende (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9) vom Kipphebel (1) getrennt ausgeführt ist, wobei das Führungselement (9) am Ventilschaft (13) gehalten ist und zwischen den Anlageflächen (11, 12) des Führungs­ elementes (9) das andere Ende (8) des Kipphebels (1) liegt.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9) Teil eines Ventilfedertellers (14) des Gaswechselven­ tils (6) ist.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9) an dem Ventilfederteller (14) festgelegt ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9) einstückig mit dem Ventilfederteller (14) ausgebildet, vorzugsweise aus dem Ventilfederteller (14) ausgeformt ist.

5. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9) ein im Querschnitt U-förmiges Bauteil ist, dessen Schenkel (15) die Anlageflächen (11, 12) zur Seiten­ führung des Kipphebels (1) aufweisen.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (15) ein­ stückig aus dem Ventilfederteller (14), vorzugsweise aus dem Rand (16) des Ventilfedertellers (14), ausge­ bogene Materialfahnen sind.

7. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (15) in dem das Gaswechselventil (6) kontaktierenden Bereich (17) des Kipphebels (1) gleitbar an den Seiten (18, 19) des Kipphebels (1) anliegen.

8. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (20) der Schen­ kel (15) etwa gleich dem Durchmesser (21) des Ventil­ schaftendes (7) ist.

9. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (1) ein Blechteil mit etwa U-förmigem Querschnitt ist und das Drehgelenk (2) kugelkalottenförmig ausgebildet ist.

10. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschaftende (7) ein Langloch (24) des Führungselementes (9) durch­ greift und die Längsachse (25) des Langlochs (24) etwa parallel zur Längsachse (26) des Kipphebels (1) liegt.

11. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (9) in axialer Richtung der Ventillängsachse (10) unver­ schieblich am Ventilschaftende (7) gehalten ist.

12. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (11, 12) eben, vorzugsweise gewölbt, insbesondere sphärisch ge­ wölbt sind.