DE102008019809A1

DE102008019809A1 - Kipphebel zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008019809A1
Application number: DE102008019809A
Authority: DE
Inventors: Ciprian Ioan Danet
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2008-04-19
Publication date: 2009-04-09

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Kipphebel (1) zur Betätigung eines Gaswechselventils (6) einer Brennkraftmaschine mit mechanischer Ventilspieleinstellung, mit einem aus Blechwerkstoff umgeformten länglichen Hebelkörper (8), der mit zwei Seitenwänden (9) und einem diese verbindenden Quersteg (10) ein im Wesentlichen U-förmiges Querschnittprofil aufweist und der an einem Endabschnitt (2) mit einer Nockenabgriffsfläche (11), am anderen Endabschnitt (5) mit einer das Gaswechselventil betätigenden Ventilspieleinstellschraube (15) und an einem Zwischenabschnitt (7) mit einer Lagerstelle (14) versehen ist, welche Ventilspieleinstellschraube eine sich zwischen den Seitenwänden erhebende Ausformung (17) des Querstegs durchsetzt. Dabei sollen die Seitenwände am anderen Endabschnitt des Hebelkörpers in eine an den Quersteg angeformte Stirnwand (21) übergehen, wobei der Quersteg mit der Stirnwand und der Ausformung ein im Wesentlichen U-förmiges Längsschnittprofil auf der der Nockenabgriffsfläche abgewandten Seite der Ventilspieleinstellschraube aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kipphebel zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine mit mechanischer Ventilspieleinstellung. Der Kipphebel umfasst einen aus Blechwerkstoff umgeformten länglichen Hebelkörper, der mit zwei Seitenwänden und einem die Seitenwände verbindenden Quersteg ein im wesentlichen U-förmiges Querschnittprofil aufweist und der an einem Endabschnitt mit einer Nockenabgriffsfläche, am anderen Endabschnitt mit einer das Gaswechselventil betätigenden Ventilspieleinstellschraube und an einem Zwischenabschnitt mit einer Lagerstelle zur schwenkbeweglichen Lagerung des Kipphebels auf einer Kipphebelachse versehen ist. Die Ventilspieleinstellschraube durchsetzt eine sich zwischen den Seitenwänden erhebende Ausformung des Querstegs.
Hintergrund der Erfindung
Aus der als gattungsbildend betrachteten DE 10 2005 046 897 A1 geht ein Kipphebel mit einem Hebelkörper hervor, dessen Quersteg am ventilseitigen Endabschnitt – abgesehen von der Ausformung für die Ventilspieleinstellschraube – eben ausgebildet ist. Im Hinblick auf eine möglichst geringe dynamische Verformung des in der Regel hohen Betriebslasten ausgesetzten Kipphebels kann eine derartige Profilgestaltung mitunter jedoch unzureichend für das der Verformung entgegenstehende Flächenträgheitsmoment des Hebelkörpers sein. Ein unzureichendes Flächenträgheitsmoment des Hebelkörpers und folglich dessen geringe Steifigkeit können jedoch zu einer unzulässigen Beeinträchtigung des bekanntlich bei Kipphebel-Ventiltrieben ohnehin vergleichsweise ungünstigen dynamischen Betriebsverhaltens führen.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kipphebel der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass der genannte Nachteil mit einfachen Mitteln beseitigt ist. Es soll demnach ein Kipphebel geschaffen werden, der sowohl leichtbauend und kostengünstig herstellbar ist als auch im Hinblick auf eine günstige Ventiltriebsdynamik eine an seinem ventilseitigen Endabschnitt geringst mögliche Verformung aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach sollen die Seitenwände am anderen Endabschnitt des Hebelkörpers in eine an den Quersteg angeformte Stirnwand übergehen, wobei der Quersteg mit der Stirnwand und der Ausformung ein im wesentlichen U-förmiges Längsschnittprofil auf der der Nockenabgriffsfläche abgewandten Seite der Ventilspieleinstell schraube aufweist. Eine derartige Stirnwand, die sich ohne oder mit allenfalls nur geringfügigem Zusatzaufwand in den Herstellprozess des in der Regel aus einer Blechplatine umgeformten Hebelkörpers integrieren lässt, führt am ventilseitigen Endabschnitt des Hebelkörpers zu einer signifikanten Steifigkeitserhöhung sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Kipphebels.
In Weiterbildung der Erfindung sollen die U-förmigen Profile des Hebelkörpers zum Gaswechselventil hin offen orientiert sein. Alternativ hierzu kann es jedoch auch vorgesehen sein, den Kipphebel zum Gaswechselventil hin geschlossen zu profilieren, was dem Fachmann auch unter dem Begriff des nach oben hin offenen U-Profils geläufig ist.
Außerdem ist es vorgesehen, dass die Stirnwand kreisbogenförmig ausgebildet ist. Dabei ergibt sich eine gleichermaßen steife und kompakte Gestaltung des ventilseitigen Endabschnitts des Hebelkörpers, wenn die Stirnwand konzentrisch zur Ventilspieleinstellschraube verläuft.
Im Hinblick auf eine zusätzliche Steifigkeitserhöhung des Hebelkörpers kann es weiterhin zweckmäßig sein, wenn der Quersteg im Bereich des Zwischenabschnitts des Hebelkörpers unter Bildung einer Längssicke zwischen die Seitenwände eingeformt ist.
Außerdem kann eine an der Ausformung befestigte Gewindebuchse zur Aufnahme der Ventilspieleinstellschraube vorgesehen sein, wobei eine dem Gaswechselventil abgewandte Stirnseite der Gewindebuchse als Stützfläche für eine die Ventilspieleinstellschraube fixierende Kontermutter dient. Eine derartige Gewindebuchse dient nicht nur zur Verstärkung der Ausformung, sondern kann auch für eine ausreichend tragfähige Länge des die Ventilspieleinstellschraube tragenden Innengewindes erforderlich sein. Darüber hinaus dient die dem Gaswechselventil abgewandte Stirnseite der Gewindebuchse insbesondere bei vergleichsweise dünnwandigen Hebelkörpern als ausreichend große Stützfläche für die Kontermutter der Ventilspieleinstellschraube oder eine dazwischenliegende Unterlegscheibe.
Zugunsten einer möglichst niedrigen Ventiltriebsreibung ist es ferner vorgesehen, dass es sich bei der Nockenabgriffsfläche um eine Rolle handelt, die mittels einer Gleit- oder Wälzlagerung auf einem die Seitenwände überspannenden Bolzen angeordnet ist.
Schließlich soll die Lagerstelle als die Seitenwände überspannendes und in Öffnungen der Seitenwände befestigtes Rohrstück ausgebildet sein. Dabei können bekannte Befestigungsverfahren, wie insbesondere Schweißen, aber auch Verstemmen, Löten, Kleben, Rollieren, Einpressen oder Kleben des Rohrstücks in den Öffnungen vorgesehen sein.
Sofern es zweckmäßig und möglich ist, sollen die vorgenannten Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung auch beliebig miteinander kombinierbar sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Kipphebel-Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine in perspektivischer Darstellung;
2 einen Kipphebel gemäß 1 in perspektivischer Längsschnittdarstellung und
3 den Kipphebel gemäß 2 in perspektivischer Untersicht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist ein Ausschnitt eines Kipphebel-Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine mit mechanischer Ventilspieleinstellung offenbart. Dargestellt sind zwei identisch ausgebildete Kipphebel 1, die jeweils an einem Endabschnitt 2 von einem Nocken 3 einer Nockenwelle 4 angetrieben sind, am anderen Endabschnitt 5 ein Gaswechselventil 6 betätigen und an einem Zwischenabschnitt 7 schwenkbeweglich auf einer hier nicht dargestellten Kipphebelachse gelagert sind.
Im Folgenden ist einer der erfindungsgemäßen Kipphebel 1 anhand der 2 und 3 näher erläutert. Der Kipphebel 1 weist einen aus Blechwerkstoff umgeformten länglichen Hebelkörper 8 auf, der mit zwei beabstandet verlaufenden Seitenwänden 9 und einem diese verbindenden Quersteg 10 ein im wesentlichen U-förmiges und zum Gaswechselventil 6 hin offenes Querschnittprofil bildet. Der Hebelkörper 8 ist an dem einen Endabschnitt 2 mit einer als Rolle ausgebildeten Nockenabgriffsfläche 11 versehen, die hier mittels eines Nadellagersatzes 12 auf einem die Seitenwände 9 überspannenden Bolzen 13 gelagert ist. Zur schwenkbeweglichen Lagerung des Kipphebels 1 auf der Kipphebelachse dient eine als Rohrstück ausgebildete Lagerstelle 14, die die Seitenwände 9 im Bereich des Zwischenabschnitts 7 überspannt und in entsprechenden Öffnungen der Seitenwände 9 befestigt ist. Der Hebelkörper 8 ist an seinem anderen Endabschnitt 5 mit einer Ventilspieleinstellschraube 15 versehen, deren ventilseitige Stirnfläche 16 das Gaswechselventil 6 betätigt.
Der andere Endabschnitt 5 des Hebelkörpers 8 ist strukturell so beschaffen, dass die Ventilspieleinstellschraube 15 eine sich zwischen den Seitenwänden 9 erhebende Ausformung 17 des Querstegs 10 durchsetzt, wobei an der Ausformung 17 eine Gewindebuchse 18 mittels Verschweißen befestigt ist. Die Ventilspieleinstellschraube 15 ist in das Innengewinde der Gewindebuchse 18 bis zum vorgegebenen Ventilspiel eingeschraubt. Ein ungewolltes Lösen der Ventilspieleinstellschraube 15 wird durch eine Kontermutter 19 verhindert, die ge gen eine Stützfläche auf der dem Gaswechselventil 6 abgewandten und im Durchmesser erweiterten Stirnseite 20 der Gewindebuchse 18 verspannt ist.
Erfindungsgemäß wird die Struktursteifigkeit des Hebelkörpers 8 zum einen dadurch erhöht, dass die Seitenwände 9 am anderen Endabschnitt 5 in eine an den Quersteg 10 angeformte Stirnwand 21 übergehen, die hier kreisbogenförmig und zur Ventilspieleinstellschraube 15 konzentrisch verlaufend ausgebildet ist. Wie es aus 3 deutlich wird, bedeutet dies geometrisch betrachtet, dass der Quersteg 10 mit der Stirnwand 21 und der Ausformung 17 auf der der Rolle 11 abgewandten Seite der Ventilspieleinstellschraube 15 ein Längsschnittprofil aufweist, das ebenfalls im wesentlichen U-förmig und zum Gaswechselventil 6 hin offen ausgebildet ist.
Eine weitere signifikante Steifigkeitserhöhung des Hebelkörpers 8 ergibt sich dadurch, dass der Quersteg 10 im Bereich des Zwischenabschnitts 7 unter Bildung einer Längssicke 22 zwischen die Seitenwände 9 eingeformt ist.

1: Kipphebel
2: einer Endabschnitt
3: Nocken
4: Nockenwelle
5: anderer Endabschnitt
6: Gaswechselventil
7: Zwischenabschnitt
8: Hebelkörper
9: Seitenwand
10: Quersteg
11: Nockenabgriffsfläche/Rolle
12: Nadellagersatz
13: Bolzen
14: Lagerstelle
15: Ventilspieleinstellschraube
16: ventilseitige Stirnfläche
17: Ausformung
18: Gewindebuchse
19: Kontermutter
20: Stirnseite
21: Stirnwand
22: Längssicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005046897 A1 [0002]

Claims

Kipphebel (1) zur Betätigung eines Gaswechselventils (6) einer Brennkraftmaschine mit mechanischer Ventilspieleinstellung, mit einem aus Blechwerkstoff umgeformten länglichen Hebelkörper (8), der mit zwei Seitenwänden (9) und einem die Seitenwände (9) verbindenden Quersteg (10) ein im wesentlichen U-förmiges Querschnittprofil aufweist und der an einem Endabschnitt (2) mit einer Nockenabgriffsfläche (11), am anderen Endabschnitt (5) mit einer das Gaswechselventil (6) betätigenden Ventilspieleinstellschraube (15) und an einem Zwischenabschnitt (7) mit einer Lagerstelle (14) zur schwenkbeweglichen Lagerung des Kipphebels (1) auf einer Kipphebelachse versehen ist, welche Ventilspieleinstellschraube (15) eine sich zwischen den Seitenwänden (9) erhebende Ausformung (17) des Querstegs (10) durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (9) am anderen Endabschnitt (5) des Hebelkörpers (8) in eine an den Quersteg (10) angeformte Stirnwand (21) übergehen, wobei der Quersteg (10) mit der Stirnwand (21) und der Ausformung (17) ein im wesentlichen U-förmiges Längsschnittprofil auf der der Nockenabgriffsfläche (11) abgewandten Seite der Ventilspieleinstellschraube (15) aufweist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Profile des Hebelkörpers (8) zum Gaswechselventil (6) hin offen orientiert sind.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (21) kreisbogenförmig ausgebildet ist.
Kipphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (21) konzentrisch zur Ventilspieleinstellschraube (15) verläuft.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (10) im Bereich des Zwischenabschnitts (7) des Hebelkörpers (8) unter Bildung einer Längssicke (22) zwischen die Seitenwände (9) eingeformt ist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der Ausformung (17) befestigte Gewindebuchse (18) zur Aufnahme der Ventilspieleinstellschraube (15) vorgesehen ist, wobei eine dem Gaswechselventil (6) abgewandte Stirnseite (20) der Gewindebuchse (18) als Stützfläche für eine die Ventilspieleinstellschraube (15) fixierende Kontermutter (19) dient.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Nockenabgriffsfläche (11) um eine Rolle handelt, die mittels einer Gleit- oder Wälzlagerung auf einem die Seitenwände (9) überspannenden Bolzen (13) angeordnet ist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (14) als die Seitenwände (9) überspannendes und in Öffnungen der Seitenwände (9) befestigtes Rohrstück ausgebildet ist.