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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Kipphebel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher als Blechformteil mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt hergestellt ist, mit einer mittleren Lagerstelle für seine schwenkbare Lagerung an einer im Zylinderkopf der Maschine angeordneten Achse, mit einer an einem Längsende des Kipphebels drehbar gelagerten Rolle für die Einwirkung eines Nockens über die Rolle auf den Kipphebel und mit einer an dem anderen Längsende befindlichen Anordnung für eine Vorrichtung zur Einwirkung des Kipphebels auf einen Ventilstößel.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein solcher Kipphebel ist aus der Druckschrift
DE 42 34 868 C2 bekannt, welche ein Verfahren zur Herstellung eines Schlepp- oder Kipphebels betrifft. Konstruktive Angaben über die schwenkbare Lagerung des dort beschriebenen und dargestellten Kipphebels an der im Zylinderkopf der Maschine angeordneten Achse sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.
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Mechanische Kipphebel werden üblicherweise als Guss- oder Schmiedeteile ausgeführt. Aktuell ist für die Achslagerung von Kipphebeln die Gleitlagerung bekannt. Mit einer Rollenlagerung ergäben sich bei der Schwenkbewegung des Kipphebels für den Rollenkontakt im Vergleich mit dem Gleitkontakt die Vorteile einer reduzierten Reibung, besserer Notlaufeigenschaften bei Mangelschmierung sowie einer Verschleißverringerung.
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Nach dem Aufbohren des Kipphebels für die Lagerachse kann in diesem auch ein Standard-Hülsen-Nadellager, mit oder ohne Käfig, montiert werden. Die Verwendung eines solchen Lagers, welches in diesem Fall auch als Sonderpivotlager bezeichnet wird, hat jedoch den Nachteil, dass das Lager kostenintensiv ist. Außerdem erfordert die Anbringung dieses Lagers im Kipphebelkörper einen zusätzlichen Bauraum.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem als Blechkipphebel der eingangs genannten Art ausgeführten Hebel an der mittleren Lagerstelle eine Achslagerung zu integrieren einzugliedern), welche es ermöglicht, auf eine spanende Bearbeitung weitgehend zu verzichten und welche an dem Kipphebel eine Austauschbarkeit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der mittleren Lagerstelle in zwei koaxialen bohrungsförmigen Ausnehmungen der beiden Hebelwangen des im Querschnitt U-förmigen Kipphebels wenigstens ein Rollenlager mit einer Lagerhülse eingesetzt und befestigt ist.
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An der mittleren Lagerstelle kann auch in jeder der beiden koaxialen bohrungsförmigen Ausnehmungen der Hebelwangen ein Rollenlager mit einer Lagerhülse eingesteckt und befestigt sein. Bei dieser Ausführung können statt eines axial längeren Rollenlagers zwei axial kürzere Lager verwendet werden.
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Nach einem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kipphebels wird das Rollenlager mit der Lagerhülse in den Ausnehmungen der Hebelwangen montiert und mittels eines Schweißprozesses entlang von in Umfangsrichtung der Lagerhülse verlaufenden Schweißnähten in dem Kipphebel befestigt, wonach diese gesamte, aus dem Kipphebel und der Lagerhülse mit dem Rollenlager bestehende Baugruppe einem Härteprozess unterworfen wird. Eine Nachbehandlung entfällt dann.
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Um einen zusätzlichen Platzbedarf so gering wie möglich zu halten, wird die bei Kipphebeln z. B. mit Gleitlagerung verwendete Achshülse durch die erfindungsgemäße Lagerhülse ersetzt, d. h., dass die neue Pivotlagerung die Funktion der bisherigen Achshülse übernimmt. Dabei muss die Wandstärke der Lagerhülse deutlich erhöht werden. Bisherige Standardlagerhülsen besitzen eine Wandstärke von 0,5 mm. Die hier beschriebene neue Lagerhülse muss eine Wandstärke von 1,0 bis 1,2 mm aufweisen, um die nötige Festigkeit als Wälzkörperlaufbahn zu gewährleisten. Ebenso erfordert der Schweißprozess mit einer maximalen Einschweißtiefe von 0,8 mm diese Wandstärke. Dabei empfiehlt es sich, die Lagerborde, wie in 2 der Zeichnung dargestellt, innerhalb des Einschweißbereichs zu positionieren.
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Die Auswahl der Lagerart ist folgenden Kriterien unterworfen: Hohe Ansprüche an die Tragzahlen erfordern einen Mindestrollendurchmesser von 1,0 bis 1,5 mm. Aufgrund des geringen vorhandenen Bauraums und der hohen geforderten Tragzahlen wird ein vollrolliges Lager bevorzugt verwendet. Die Ausführung mit einem Lagerkäfig bietet den Vorteil einer einfachen Montage sowie einer leichteren Handhabung des Lagers beim Kunden.
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Nach einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kipphebels, welcher zwei Rollenlager mit Lagerhülsen enthält, werden die beiden koaxialen bohrungsförmigen Ausnehmungen der Hebelwangen des im Querschnitt U-förmigen Kipphebels durch Stanzen spanlos hergestellt, wonach die Rollenlager mit den Lagerhülsen beidseitig von außen in die Ausnehmungen eingepresst werden. Nach dem Einsatzhärten des Kipphebel-Blechformteils mit dem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt und der Montage von Nockenrolle und Bolzen an dem gehärteten Blechformteil ist das Einpressen der Rollenlager mit den Lagerhülsen in die Ausnehmungen der letzte Arbeitsgang.
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Der Vorteil dieser beiden in den Blechhebelwangen direkt integrierten (eingegliederten) Pivotlager liegt im einfachen und somit kostengünstigen Fertigungsprozess, welcher die Verwendung gleicher Teile ermöglicht und eine Bauraumersparnis zur Folge hat. Dabei ermöglicht diese Ausführungsvariante die Umsetzung der spanlosen Fertigung gestanzter bohrungsförmiger Ausnehmungen und erfüllt zusammen mit dem Einsatz von Standardlagern den Anspruch an eine äußerst kostengünstige Fertigung, ohne bei ihrer Anwendung auf den Vorteil eines Pivotlagers in Bezug auf die Reibung und die Notlaufeigenschaften verzichten zu müssen.
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Die Konstruktion dieses erfindungsgemäßen Kipphebels ist durch folgende Merkmale bzw. Vorgehensweisen gekennzeichnet: Das Einpressen der beiden einzelnen Lager, welche Standard-Hülsen-Nadellager mit oder ohne Lagerkäfig sein können, in die jeweilige Hebelwange; die platzsparende Ausführung hinsichtlich eines zusätzlichen Bauraumbedarfs für die Pivotlagerung; die Möglichkeit, den Achsdurchmesser des Kipphebels an der mittleren Lagerstelle von 10 mm auf 8 mm zu verringern und damit Bauraum einzusparen; den Einsatz der spanlosen Fertigungstechnologie, nämlich das Stanzen von Ausnehmungen für die Kipphebelachse und für die Nockenrollenaufnahme.
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Die Anwendung des erfindungsgemäßen Kipphebels ist unter anderem bei Motorradantrieben und Kettensägen möglich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden jäher beschrieben. Es zeigen
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1 einen Kipphebel einer ersten Ausführungsform in der Seitenansicht;
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2 den Kipphebel nach 1 in einem senkrechten Schnitt gemäß Linie II-II der 1;
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3 den Kipphebel nach 1 in der Unteransicht;
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4 den Kipphebel nach 1 in der Seitenansicht mit einem Teilschnitt gemäß Linie IV-IV der 3;
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5 einen Kipphebel einer weiteren Ausführungsform in der Seitenansicht;
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6 den Kipphebel nach 5 in einem senkrechten Schnitt gemäß Linie VI-VI der 5;
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7 den Kipphebel nach 5 in der Unteransicht;
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8 den Kipphebel nach 5 in der stirnseitigen Ansicht gemäß Pfeil VIII der 5;
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9 den Kipphebel nach 5 in der Draufsicht.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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Ein in den 1 bis 4 dargestellter Kipphebel 1 weist die Form eines im Querschnitt U-förmigen Blechformteils auf, in welchem im Bereich seiner mittleren Lagerstelle 2 in den beiden U-Wangen des Blechformteils zwei koaxiale bohrungsförmige Ausnehmungen 3 und 4 angeordnet sind. In diesen Ausnehmungen ist ein Rollenlager 5 mit einer Lagerhülse 6 eingesetzt, welches es ermöglicht, den Kipphebel 1 um eine Achse zu verschwenken, die in dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Befestigung der Lagerhülse 6 in dem Blechformteil des Kipphebels 1 ist durch eine Verschweißung erfolgt, und zwar verlaufen zwei Schweißnähte 7 an der Außenseite des Kipphebels 1 in Umfangsrichtung der Lagerhülse 6 zwischen dieser und dem Blechformteil.
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An seinem in 1 rechtsseitigen Längsende 8 ist in dem Kipphebel 1 eine Rolle 9 drehbar gelagert, an deren äußerer Oberfläche sich ein Nocken einer drehbaren Nockenwelle der Brennkraftmaschine abwälzt. Dabei wirkt der Nocken auf den Kipphebel 1 für dessen Verschwenkung ein. An seinem linksseitigen Längsende 10 weist der Kipphebel 1 ein Einschraubgewinde 11 auf. Dieses ist für die Anbringung einer Ventilspiel-Ausgleichseinrichtung der Brennkraftmaschine vorgesehen.
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Ein in des 5 bis 9 dargestellter Kipphebel 12 weist ebenfalls die Form eines im Querschnitt U-förmigen Blechformteils auf. In diesem sind im Bereich seiner mittleren Lagerstelle 13 zwei koaxiale bohrungsförmige Ausnehmungen 14 und 15 angeordnet. In der in 6 rechtsseitigen Ausnehmung 14 ist ein Rollenlager 16 mit einer Lagerhülse 17 eingesetzt, während in der in 6 linksseitigen Ausnehmung 15 ein Rollenlager 18 mit einer Lagerhülse 19 eingesetzt ist. Die beiden Rollenlager 16 und 18 ermöglichen es, den Kipphebel 12 um eine Achse zu verschwenken, die in dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt ist.
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An seinem in 5 rechtsseitigen Längsende 20 ist in dem Kipphebel 12 eine Rolle 21 drehbar gelagert, an deren äußerer Oberfläche sich ein Nocken einer drehbaren Nockenwelle der Brennkraftmaschine abwälzt. Dabei wirkt der Nocken auf den Kipphebel 12 für dessen Verschwenkung ein. An seinem linksseitigen Längsende 22 weist der Kipphebel 12 ein Einschraubgewinde 23 auf. Dieses ist für die Anbringung einer Ventilspiel-Ausgleichseinrichtung vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kipphebel
- 2
- mittlere Lagerstelle
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Ausnehmung
- 5
- Rollenlager
- 5
- Lagerhülse
- 7
- Schweißnaht
- 8
- rechtsseitiges Längsende
- 9
- Rolle
- 10
- linksseitiges Längsende
- 11
- Einschraubgewinde
- 12
- Kipphebel
- 13
- mittlere Lagerstelle
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Rollenlager
- 17
- Lagerhülse
- 18
- Rollenlager
- 19
- Lagerhülse
- 20
- rechtsseitiges Längsende
- 21
- Rolle
- 22
- linksseitiges Längsende
- 23
- Einschraubgewinde
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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