-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kipphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem im Wesentlichen aus zwei mit einem Querbalken verbundenen Seitenwänden gebildeten Kipphebelkörper aus Blech, bei dem eine Nockenablaufbewegung eines Kipphebelendes über das andere Kipphebelende auf ein Gaswechselventil übertragbar ist und die Seitenwände in einem Mittelteil zwei zueinander fluchtende Öffnungen zur schwenkbeweglichen Aufnahme des Kipphebelkörpers auf einer Achse aufweisen.
-
Blechkipphebel sind allgemein als kostengünstige Nockenfolger zur Ventilsteuerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen bereits bekannt. Ihr Aufbau besteht im Wesentlichen aus zwei Seitenteilen, die durch einen Querbalken verbunden sind, so dass ein U-förmiges oder H-förmiges Querprofil entsteht, wobei an einem Ende, je nach Steuerungsbauart, eine Abgriffsfläche für einen Nocken oder ein Widerlager für eine Stößelstange und an dem anderen Ende eine Kontaktfläche zur mittelbaren oder unmittelbaren Beaufschlagung eines Gaswechselventils angeordnet ist. In einem Mittelteil ist der Kipphebelkörper verschwenkbar auf einem ortsfesten Drehzentrum fixierbar. Dazu sind meist zwei zueinander fluchtende Bohrungen in den Seitenteilen zur schwenkbeweglichen Aufnahme des Kipphebels auf einer Schwenkachse vorgesehen. Solche Kipphebel benötigen zur Führung der Kipphebelachse eine Achslagerung.
-
Ein solcher Blechkipphebel zur Steuerung eines Gasventils ist beispielsweise aus
DE 10 2007 012 797 bekannt. Dieser Kipphebel wird im Wesentlichen aus einem U-förmigen Umformteil aus Blech gebildet, welches eine Basis, einen ersten und einen zweiten Schenkel umfasst. Jeder dieser Schenkel wird von einem Durchbruch durchdrungen. Die Kipphebelachse. welche durch die Durchbrüche verläuft, unterteilt den Kipphebel in einen sich radial zur Kipphebelachse erstreckenden und einen ersten Ventilport ausweisenden ersten Bereich und in einen sich ebenfalls radial zur Kipphebelachse erstreckenden und mit einer Nockenrolle versehenen zweiten Bereich.
-
Neben Blechkipphebeln sind etwa aus
DE 2163529 auch geschmiedete oder gegossene Kipphebel bekannt.
-
Außerdem ist bekannt, dass Zylinder von Verbrennungsmotoren nicht nur mit einem Auslass- und einem Einlassventil versehen sind. Moderne Verbrennungsmotoren können auch drei, vier oder fünf Ventile haben, wobei etwa bei einem vierventiligen Verbrennungsmotor zwei dieser Ventile als Einlass- und die beiden verbleibenden Ventile als Auslassventile fungieren. Üblicherweise wird jedes Ventil eines drei- oder mehrventiligen Verbrennungsmotors jeweils über einen separaten entweder aus Blech geformten oder einen geschmiedeten Kipphebel angesteuert. Neben der Betätigung der verschiedenen Ventile über speparate Kipphebel ist es auch bekannt, etwa zwei Einlassventile eines drei- oder vierventiligen Verbrennungsmotors über einen gemeinsamen Kipphebel zu betätigen. Derartige Kipphebel sindgeschmiedet ausgebildet, wobei der erste Bereich dieser geschmiedet ausgebildeten Kipphebel im Wesentlichen gabelförmig ausgebildet ist und jeder der beiden Zinken auf ein Ventil wirkt. Solche geschmiedeten Kipphebel, welche beispielsweise zwei Ventile gleichzeitig steuern, werden von der Firma ZHEJIANG HERI ROCKER ARM CO., LTD unter der Bezeichnung „TVS Housing cam shaft“ unter der Internetseite http://www.heri.com.cn/eweb.asp?action=workshow&wsid=133&classID=2 gezeigt.
-
Wenngleich über die gabelförmige Ausbildung des ersten Bereichs der geschmiedeten Kipphebel etwa zwei Einlass- und/oder zwei Auslassventile gleichzeitig betätigt werden können, wird als nachteilig erachtet, dass geschmiedete Kipphebel zur Bereitstellung ihrer Funktionsbereiche sehr aufwendig nachbearbeitet werden müssen. Außerdem sind geschmiedete Kipphebel in aller Regel relativ massiv und schwer, wodurch besondere Maßnahmen vorgesehen werden müssen, um die oszillierenden Massen auszugleichen.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen auf zwei Ventile gleichzeitig wirkenden Kipphebel anzugeben, welcher die Nachteile im Stand der Technik überwindet.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 5 entnehmbar.
-
Ein sehr einfacher und leichter Kipphebel ist gemäß Anspruch 1 dann geschaffen, wenn der erste Bereich des Umformteils einen zweiten Ventilport aufweist und dieser zweite Ventilport in Richtung der Kipphebelachse einen axialen Abstand A1 zum ersten Ventilport einhält, dem ersten Schenkel des U-förmigen Umformteils ein Stanzteil aus Blech nebengeordnet ist, welches ebenfalls mit einem Durchbruch versehen ist, alle Durchbrüche von einer Hülse durchdrungen sind und die Nockenrolle zwischen dem Stanzteil und dem ersten Schenkel angeordnet ist, wozu ein Bolzen in Bohrungen im Stanzteil und im ersten Schenkel eingesetzt ist.
-
Dieser modulare Aufbau des erfindungsgemäßen Kipphebels hat außerdem den Vorteil, dass dessen Hauptbestandteile mittels von einfachen und gut beherrschbaren Prozessen gefertigt werden können.
-
Ist gemäß Anspruch 2 die in die Durchbrüche eingesetzte Hülse mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Aufschweißung versehen, wobei jede erste Aufschweißung einen geringen seitlichen Abstand A3 bezogen auf die in Erstreckungsrichtung der Kipphebelachse linken Seite eines der Schenkel und/oder des Stanzteils hat und jede zweite Aufschweißung einen geringen seitlichen Abstand A3 bezogen auf die in Erstreckungsrichtung der Kipphebelhebelachse rechten Seite eines der Schenkel und/oder des Stanzteils hat, wird durch diese Maßnahme eine axiale Bewegung der Hülse in den Durchbrüchen ausgeschlossen.
-
Aus Gründen der Klarstellung wird darauf hingewiesen, dass im Zusammenhang mit dieser Anmeldung unter einer Aufschweißung ein durch Schweißen bewirkter Materialauftrag auf die Hülse verstanden wird.
-
Eine drehfeste Verbindung zwischen den im Wesentlichen runden Durchbrüchen und einer die Durchbrüche durchdringenden Hülse ist gemäß Anspruch 3 dann gegeben, wenn zumindest einer der Durchbrüche und die Hülse mit zueinander komplementären Einschnitten, Nasen oder Abschnitten versehen sind.
-
Eine weitere drehfeste Verbindung zwischen Hülse und den Schenkel und/oder dem Stanzteil ist gemäß Anspruch 4 dann gegeben, wenn die Hülse zumindest an einem Durchbruch, den sie durchdringt, mit dem jeweiligen Schenkel (3a, 3b) und/oder Stanzteil (8) verschweißt ist. Schon dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Verschweißung gemäß Anspruch 4 nicht nur zusammen mit den Ausführungen gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, sondern auch völlig selbständig von diesen Ausbildungen ausgeführt sein kann. Ist bei einer Ausbildung gemäß Anspruch 1 die Hülse mit dem oder den Schenkeln bzw. dem Stanzteil verschweißt, übernehmen die jeweiligen Schweißnähte oder Schweißpunkte gleichzeitig auch einen axiale Festlegung der Hülse in den Durchbrüchen.
-
Eine verbesserte Festigkeit des Kipphebels ist gemäß Anspruch 5 dann gegeben, wenn zumindest das U-förmige Umformteil und/oder das Stanzteil mit wenigstens einer Sicke versehen ist.
-
Eine besonders gute Stabilität des Kipphebels ist gemäß Anspruch 6 dann erreicht, wenn sich in der Basis eine der Sicken radial im axialen Abstand A1 zwischen den beiden Ventilports ausdehnt.
-
Schon in diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass unter einer Sicke eine rinnenförmige Vertiefung in der Basis verstanden wird, die entweder vollständig von nicht vertieften Bereichen der Basis umrandet wird oder von zwei oder drei Seiten von nicht vertieften Bereichen der Basis umsäumt ist und mit der oder den verbleibenden, nicht umsäumten Seiten im Rand der Basis münden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Es zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäßen Kipphebel in Seitenansicht;
-
2 eine Draufsicht auf einen Kipphebel gemäß 1;
-
3a, 3b je einen Schnitt AA gemäß 2; und
-
4a, 4b, 4c je ein Detail eines Durchbruchs.
-
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
-
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
-
In 1 ist ein Kipphebel 1 in Seitenansicht gezeigt. Dieser Kipphebel 1 – wie auch in 2 – wird im Wesentlichen von einem U-förmigen Umformteil 2 aus Blech gebildet, welches zwei Schenkel 3a, 3b und eine die beiden Schenkel 3a, 3b verbindende Basis 4 umfasst. Jeder dieser beiden Schenkel 3a, 3b wird von einem Durchbruch 5 durchdrungen, welcher im Zusammenhang mit den Ausführungen gemäß den 1 und 2 kreisrund ausgebildet sind. Deutlich ist der Darstellung gemäß 2 entnehmbar, dass die Kipphebelachse K, welche innerhalb der Durchbrüche 5 in den Schenkeln 3 verläuft, die Basis 4 und die Schenkel 3a, 3b des einstückigen Umformteils 2 in einem ersten und einen zweiten Bereich 6a, 6b unterteilt. Beide Bereiche 6a, 6b erstrecken sich radial zur Kipphebelachse K. Der erste Bereich 6a des Umformteils 2 ist an seinem der Kipphebelachse K abgewandten Ende mit einem ersten Ventilport 7a und einem zweiten Ventilport 7b versehen, wobei der zweite Ventilport 7b zum ersten Ventilport 7a einen axialen Abstand A1 in Richtung des Verlaufs der Kipphebelachse K einhält.
-
Auch wenn diese in den 1 und 2 nicht gezeigt ist, sei nur aus Gründen der Vollständigkeit darauf hingewiesen, dass jeder der beiden Ventilports 7a, 7b mit einem Gewinde versehen ist, in welche Einstellschrauben eingedreht sind, die im montierten Zustand mit den Ventilen des Verbrennungsmotors in Wirkverbindung stehen.
-
Dem Schenkel 3a des Umformteils 2 ist mit axialem Abstand A1 ein aus Blech gebildetes Stanzteil 8 nebengeordnet. Ebenso wie die Schenkel 3a, 3b des Umformteils 2 ist auch das Stanzteil 8 mit einem Durchbruch 5 versehen. Ist der Kipphebel 1 so wie in 2 gezeigt montiert, fluchten die beiden Durchbrüche 5 in den Schenkeln 3a, 3b mit dem Durchbruch 5 im Stanzteil 8.
-
Zur Verbindung des Stanzteils 8 mit dem Umformteil 2 ist eine Hülse 9 vorgesehen, welche die drei Durchbrüche 5 im Stanzteil 8 und den beiden Schenkeln 3a, 3b durchdringt.
-
Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass durch die Hülse 9 in an sich bekannter Weise eine Achse geschoben ist, der die Verbindung zur Anschlusskonstruktion im Zylinderkopf herstellt (alles nicht in den Figuren gezeigt).
-
Außerdem ist 2 entnehmbar, dass sowohl das Stanzteil 8 als auch der Schenkel 3a mit jeweils einer Bohrung 10a, 10b versehen ist. In diesen Bohrungen 10a, 10b ist ein Bolzen 11 festgelegt, auf welchem die Nockenrolle 12 angeordnet ist. Diese Nockenrolle 12 rollt auf einer Nocke der Nockenwelle (nicht gezeigt) ab und steuert in bekannter Weise durch ein Verkippen des Kipphebels 1 um die Kipphebelachse K das gemeinsame Öffnen bzw. Schließen der beiden mit den beiden Ventilports 7a, 7b in Wirkverbindung stehenden Ventile (nicht gezeigt). Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Bolzen 11 zu seiner Festlegung in den Bohrungen 10a, 10b verstemmt.
-
Eine gegenseitige Relativbewegung in Axialrichtung von Hülse 9 und U-förmigem Umformteil 2 bzw. Stanzteil 8 wird durch ringförmig ausgeführte Aufschweißungen 13 am Außenmantel 14 der Hülse 9 ausgeschlossen. Wie in diesem Zusammenhang 2 zeigt, sind in dem dort gezeigten Ausführungsbeispiel vier ringförmig ausgebildete Aufschweißungen 13 ausgebildet, wobei die ersten Aufschweißungen mit 13.1 und 13.1’ und die zweiten Aufschweißungen mit 13.2 und 13.2’ bezeichnet sind. Jede dieser Aufschweißungen 13 hat einen geringen axialen Abstand A3 zu dem jeweiligen der Aufschweißung 14 nahen Durchbruch 5.
-
Nur der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass minimal nur zwei Aufschweißungen 13 zur axialen Festlegung der Hülse 9 erforderlich sind, sofern die einzige erste Aufschweißung 13.1 nur geringen seitlichen Abstand A3 zur bezogen auf die Erstreckungsrichtung der Kipphebelachse K linken Seite 15.1 des Stanzteils 8 und die einzige zweite Aufschweißung 13.2 nur einen geringen seitlichen Abstand A3 zur bezogen auf die Erstreckungsrichtung der Kipphebelachse K rechten Seite 15.2 eines Schenkels 3b hat. Ist dies realisiert, können die übrigen in 2 gezeigten Aufschweißungen 13.1’ und 13.2’ entfallen, sofern die beiden verbleibenden Aufschweißungen 13.1, 13.2 die geforderte axiale Festlegung der Hülse 9 allein bewirken können.
-
Zur Erhöhung der Steifigkeit des U-förmigen Umformteils 2 ist dessen Basis 4 mit eine Sicke 16 versehen, die sich im Wesentlichen radial im axialen Abstand zwischen den beiden Ventilports 7a, 7b ausdehnt.
-
Nur aus Gründen der Vereinfachung ist die Basis 4 gemäß 2 mit zwei verschiedenen Sickenausführungen dargestellt, obwohl die Basis 4 letztlich nur eine Sickenausführung aufweist. Nach der ersten Ausführung, die auch 3a zum Gegenstand hat, wird die eingedrückte Sicke 16 vollständig von nicht vertieften Bereichen der Basis 4 umrandet. Die zweite Ausführung, die auch 3b zum Gegenstand hat, wird die Sicke 16’ nur von drei Seiten von nicht vertieften Bereichen der Basis 4 umrandet, während die vierte Seite der Sicke 16’ im Rand 17 des U-förmigen Umformteils 2 endet.
-
Um ein Rotieren der Hülse 9 in den Durchbrüchen 5 auszuschließen, sind in den 4a, 4b und 4c drei Ausführungen für eine drehfeste Verbindung zwischen Hülse 9 und Umformteil 2 bzw. Stanzteil 8 gezeigt. Wesentlich für die drehfeste Verbindung von Hülse 9 und Umformteil 2 bzw. Stanzteil 8 ist, dass die im wesentlichen runden Durchbrüche 5 entweder mit einem Abschnitt 18, einer Nase 19 oder einem – nutförmigen – Einschnitt 20 versehen sind und in diese Abschnitte 18, Nasen 19 oder Einschnitte 20 in komplementäre, an der Hülse 9 angeformte Abschnitte 18’, Einschnitte oder Nasen (letztere nicht gezeigt) eingreifen, wenn die Hülse 9 die Durchbrüche 5 durchdrungen hat. Wie eine mit einem Abschnitt 18’ versehene Hülse 9 einen mit einem komplementären Abschnitt 18 versehenen Durchbruch 5 durchdringt, ist lediglich in 4a veranschaulicht.
-
Außerdem ist in 4a durch die gezeigten Schweißpunkte 21 gedeutet, dass die Hülse 9 zusätzlich zu dem Formschluß mit dem jeweiligen Schenkel 3a oder 3a verschweißt ist. Nur der Vollständigkeit halber sei in diesem Zusammenhang ausgeführt, dass in einem anderen – nicht dargestellten – Ausführungsbeispiel die stoffschlüssige Verbindung auch als umlaufende Schweißnaht ausgebildet sein kann. Wird einen Kombination aus Schweißpunkten 21 und Aufschweißungen 13 gewählt, haben die Aufschweißungen noch die Funktion von Abstands- und Führungsringen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kipphebel
- 2
- U-förmiges Umformteil
- 3a, 3b
- Schenkel
- 4
- Basis
- 5
- Durchbrüche
- 6a, 6b
- erster Bereich, zweiter Bereich
- 7a, 7b
- erster Ventilport, zweiter Ventilport
- 8
- Stanzteil
- 9
- Hülse
- 10a, 10b
- Bohrung
- 11
- Bolzen
- 12
- Nockenrolle
- 13
- Aufschweißung
- 14
- Außenmantel
- 15.1, 15.2
- linke Seite, rechte Seite
- 16
- Sicke
- 17
- Rand
- 18, 18’
- Abschnitt
- 19
- Nase
- 20
- Einschnitte
- 21
- Schweißpunkte
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007012797 [0003]
- DE 2163529 [0004]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- http://www.heri.com.cn/eweb.asp?action=workshow&wsid=133&classID=2 [0005]
