DE102013211280A1

DE102013211280A1 - Kipphebel

Info

Publication number: DE102013211280A1
Application number: DE102013211280.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Grötsch; Claudia Zielinski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-18
Also published as: WO2014202062A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Kipphebel (1) aus Stahlblech für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) an ihrer Oberseite (10) einteilig verbundenen Seitenwänden (3), die im Bereich ihrer Längsmitte mit einem Lagerauge (4) zur verschwenkbeweglichen Abstützung auf einer Achse (5) versehen sind, wobei einerseits an einem ersten Ende (6) des Kipphebels (1) an einer Unterseite (19) des Querbalkens (2) ein Kontaktbereich (7) für ein Gaswechselventil dargestellt ist und andererseits an einem zweiten Ende (8) des Kipphebels (1) die Seitenwände (3) von einer Nockenanlauffläche (9) überbrückt sind, wobei die für einen unmittelbaren Kontakt mit der Achse (5) ausgeführten Lageraugen (4) lediglich in einer Breite ihrer respektiven Seitenwand (3) vorliegen und wobei der Querbalken (2) in dem Bereich der Längsmitte ein Fenster (11) hat sowie, ausgehend von diesem Fenster (11) bis zum zweiten Ende (8), durchgehend geschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kipphebel aus Stahlblech, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken einteilig verbundenen Seitenwänden, die im Bereich ihrer Längsmitte mit einem Lagerauge zur verschwenkbeweglichen Abstützung auf einer Achse versehen sind, wobei einerseits an einem ersten Ende des Kipphebels an einer Unterseite des Querbalkens ein Kontaktbereich für ein Gaswechselventil dargestellt ist und andererseits an einem zweiten Ende des Kipphebels die Seitenwände von einer Nockenanlauffläche überbrückt sind.
Ein gattungsgemäßer Kipphebel geht aus der DE 10 2005 046 897 A1 hervor. Dieser ist für einen Einsatz in einem Ventiltrieb einer geringvolumigen Brennkraftmaschine (Moped, Motorrad, Hilfsmotor, Gartengerätemotor usw.) vorgesehen. Zu erkennen ist, dass in den Lageraugen der Seitenwände ein Rohrstück sitzt, das dort verschweißt ist und über welches der Kipphebel verschwenkbeweglich auf der Achse des Zylinderkopfes gelagert wird. Das Rohrstück versteift den Kipphebel, gestaltet diesen jedoch zugleich unnötig aufwändig und teuer. Aufgrund der für die Schweißverbindung notwendigen Mindestwandstärke ist der Schlepphebel erhöht. Während einer Montage des Rohrstücks ist zudem eine aufwändige Überwachung dessen korrekter Positionierung notwendig. Gleichzeitig vergrößert das Rohrstück die Masse des Kipphebels.
Zu erkennen ist außerdem, dass der Querbalken am anderen Ende bei der als Rolle ausgeführten Nockenanlauffläche offen gestaltet ist, so dass es hier zu Steifigkeitseinbußen sowie unerwünschtem Verzug beim Umformprozess kommt.
Aufgabe ist es daher, einen Kipphebel wie vorgenannt zu kreieren, der bei ausreichender Steifigkeit äußerst preiswert darstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Seitenwände an ihrer Oberseite durch den Querbalken verbunden sind, so dass im Querschnitt durch den Kipphebel ein umgekehrt U-ähnliches Profil vorliegt, wobei die für einen unmittelbaren Kontakt mit der Achse ausgeführten Lageraugen, oder zumindest eines hiervon, lediglich in einer Breite ihrer respektiven Seitenwand vorliegen und wobei der Querbalken in dem Bereich der Längsmitte ein Fenster hat sowie, ausgehend von diesem Fenster bis zum zweiten Ende, durchgehend geschlossen ist.
Somit liegt ein Kipphebel ohne die eingangs zitierten Nachteile vor. Der Kipphebel hat vorzugsweise im Querschnitt ein umgekehrtes U-Profil, das insbesondere durch dessen geschlossene Ausbildung am anderen Ende des Querbalkens eine gute Steifigkeit garantiert. Er kann jedoch auch eine H-ähnliche Gestaltung aufweisen.
Der Schutzbereich der Erfindung betrifft gleichermaßen auch eine Lösung, bei welcher in den Lageraugen eine Hülse sitzt, über welche der Hebel dann auf der Achse verschwenkbeweglich verläuft. Somit müsste als „Lageraugen“ nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dann die Hülse gelesen werden, welche sich hierbei zweckmäßigerweise durch beide Lageraugen erstreckt.
Das zumindest eine Fenster des Querbalkens leistet einen Beitrag in Richtung Leichtbau. Ggf. kann hierüber auch Schmierstoff zur Achslagerung oder zum Kontaktbereich / zur Nockenanlauffläche gezielt oder über Ölnebel gelangen.
Anstelle der Blechausbildung kann der Kipphebel auch aus einem anderen Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff, auch faser- oder partikelverstärkt, oder einem Blech-Kunststoffverbund bestehen.
In die, wie in Konkretisierung der Erfindung ausgeführt, nachträglich zur weiteren Kostenabsenkung nicht feinbearbeiteten Lageraugen kann jeweils ein Kontaktring für einen unmittelbaren Achskontakt eingebaut werden.
Als Nockenanlauffläche am zweiten Ende des Kipphebels ist eine auf einem Bolzen drehbar gelagerte Rolle vorgesehen. Alternativ ist an eine mit den Seitenwänden verbundene Gleitfläche gedacht, die ggf. mit einer separaten Verschleißschutzschicht versehen sein kann.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, die vorgenannte Rolle über das zweite Ende des Kipphebels hinausstehen zu lassen. Somit kann Seitenwandmaterial gespart werden. Der Kipphebel kann an seinem Stirnende hinter der Rolle jedoch auch geschlossen sein, so dass dieser weiter versteift ist.
Über einen bspw. gelochten Schmiermittelübertritt im geschlossenen Querbalken am anderen Ende kann der Nocken- o. ggf. auch Stößelstangenkontakt geschmiert werden.
Des Weiteren ist es in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Kontaktbereich am ersten Ende des Kipphebels als einteilig aus dem Querbalken geformten Zylinderansatz darzustellen, welcher optional mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Ventilspieleinstellglieds wie einer gekonterten Schraube vorgesehen ist. Alternativ, und dies ist die kostengünstigere, für eine Vielzahl von Kleinmotoren ausreichende Variante, liegt der Kontaktbereich unausgeformt glattflächig vor.
Die vorschlagsgemäßen Maßnahmen betreffen auch Schlepp- oder Schwinghebel. Gleichfalls kann der Hebel in einem Pumpentrieb oder einem Verdichter eingesetzt sein.
Zur Zeichnung:
1 zeigt eine Seitenansicht des Kipphebels,
2 zeigt eine Draufsicht auf den Kipphebel und
3 zeigt einen Längsschnitt durch den Kipphebel.
Dargestellt ist ein dünnwandiger, stanz-biegetechnisch aus Stahlblech dargestellter Kipphebel 1. Dieser ist für einen Einsatz in einem Ventiltrieb einer Low-Cost-Brennkraftmaschine vorgesehen.
Der Kipphebel 1 besteht aus zwei durch einen Querbalken 2 an ihrer Oberseite 10 verbundenen Seitenwänden 3. Somit liegt im Querschnitt ein umgekehrtes U-Profil vor. Die Seitenwände 3 sind im Bereich einer Längsmitte des Kipphebels 1 mit je einem unausgestellten Lagerauge 4 versehen, über welche Lageraugen 4 der Kipphebel 1 verschwenkbeweglich auf einer Achse 5 gelagert werden kann. – Die Achse 5 kann jedoch gleichermaßen auch als Hülse gesehen werden, welche in den Lageraugen 4 fest sitzt. Somit würde der Kipphebel 1 bei dieser Betrachtung über die Hülse 5 dann auf einer nicht gezeichneten Achse verlaufen. – Die beiden zueinander fluchtenden Lageraugen 4 sind durch Lochen hergestellt und nachträglich nicht weiter bearbeitet. Anzustreben ist hierbei eine möglichst große tragende Breite der Lageraugen 4. Die Seitenwände 3 liegen somit im Umgebungsbereich der Lageraugen 4 glattwandig vor.
An einem ersten Ende 6 des Kipphebels 1 ist dem Querbalken 2 an dessen Unterseite 19 zwischen den Seitenwänden 3 ein Kontaktbereich 7 für ein Gaswechselventil immanent. Der Kontaktbereich 7 besteht aus einem einteilig aus dem Querbalken 2 geformten Zylinderansatz mit einer mit einem Gewinde versehenen Bohrung 15 zur Aufnahme einer Spieleinstellschraube.
An einem zweiten Ende 8 des Kipphebels 1 sind die Seitenwände 3 von einer Nockenanlauffläche 9 überbrückt, welche hier als Rolle vorliegt, die auf einem in den Seitenwänden 3 angeordneten Bolzen 12 über eine Wälzlagerung 20 (s. 3) verläuft. Die Rolle 9 steht über das zweite Ende 8 des Kipphebels 1 hinaus. Dabei ist aus 1 entnehmbar, dass der Querbalken 2 in seinem am zweiten Ende 8 liegenden Abschnitt 13 über der Rolle 9 geschlossen ist.
2 offenbart, dass der Querbalken 2 bei der Achse 5 ein Fenster 11 hat. Diese Maßnahme hilft Masse zu sparen.
Aus 3 ist entnehmbar, dass der Querbalken 2 im Längsabschnitt bei der Rolle 9 mit einem Schmiermitteldurchtritt 14 versehen ist. Somit ist ein Beitrag zur Vermeidung von Mangelschmierung im Nocken-Rollenkontakt bzw. der Wälzlagerung 20 geleistet.
Der Kipphebel 1 hat, wie aus der Draufsicht nach 2 entnehmbar ist, ausgehend von dessen mittig liegendem Verbindungsstück 18, eine zweifach gekröpfte Gestaltung. Demnach ist, bezogen auf die Längsmittelebene des Kipphebels 1, ein Längsabschnitt 16 des Kipphebels 1 mit dem Kontaktbereich 7 bei dem ersten Ende 6 seitlich in eine Richtung versetzt. Ein weitere Längsabschnitt 17 des Kipphebels 1 bei dem zweiten Ende 8 mit der Nockenanlauffläche 9 ist seitlich in die andere Richtung verlagert.
Bezugszeichenliste

1: Kipphebel
2: Querbalken
3: Seitenwand
4: Lagerauge
5: Achse, Hülse
6: erstes Ende
7: Kontaktbereich
8: zweites Ende
9: Nockenanlauffläche, Rolle
10: Oberseite
11: Fenster
12: Bolzen
13: Querbalkenabschnitt, Abschnitt
14: Schmiermitteldurchtritt
15: Bohrung
16: Längsabschnitt
17: Längsabschnitt
18: Verbindungsstück
19: Unterseite
20: Wälzlagerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005046897 A1 [0002]

Claims

Kipphebel (1) aus Stahlblech, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) einteilig verbundenen Seitenwänden (3), die im Bereich ihrer Längsmitte mit einem Lagerauge (4) zur verschwenkbeweglichen Abstützung auf einer Achse (5) versehen sind, wobei einerseits an einem ersten Ende (6) des Kipphebels (1) an einer Unterseite (19) des Querbalkens (2) ein Kontaktbereich (7) für ein Gaswechselventil dargestellt ist und andererseits an einem zweiten Ende (8) des Kipphebels (1) die Seitenwände (3) von einer Nockenanlauffläche (9) überbrückt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (3) an ihrer Oberseite (10) durch den Querbalken (2) verbunden sind, so dass im Querschnitt durch den Kipphebel (1) ein umgekehrt U-ähnliches Profil vorliegt, wobei die für einen unmittelbaren Kontakt mit der Achse (5) ausgeführten Lageraugen (4), oder zumindest eines hiervon, lediglich in einer Breite ihrer respektiven Seitenwand (3) vorliegen und wobei der Querbalken (2) in dem Bereich der Längsmitte ein Fenster (11) hat sowie, ausgehend von diesem Fenster (11) bis zum zweiten Ende (8), durchgehend geschlossen ist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenanlauffläche (9) eine wälz- oder gleitgelagerte Rolle ist, welche auf einem in den Seitenwänden (3) sitzenden Bolzen (12) verläuft.
Kipphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (9) über das zweite Ende (8) des Kipphebels (1) hinaussteht, wobei ein die Rolle (9) überdachender Querbalkenabschnitt (13) unausgeformtglattwandig ist.
Kipphebel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (2) im Bereich seines die Rolle (9) überdachenden Querbalkenabschnitts (13) mit wenigstens einem Schmiermitteldurchtritt (14) versehen ist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (7) entweder als einteilig aus dem Querbalken (2) geformter Zylinderansatz dargestellt ist, welcher a) für einen unmittelbaren Ventilkontakt vorgesehen oder b) mit einer Bohrung (15) zur Aufnahme eines Ventilspieleinstellglieds (Schraube, Stift, Ansatz) versehen ist oder dass der Kontaktbereich (7) unausgeformt glattflächig vorliegt.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Stanzen dargestellten Lageraugen (4) nachbearbeitungsfrei für eine Montage auf der Achse (5) vorgesehen sind.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf eine Längsmittelebene des Kipphebels (1), ein Längsabschnitt (16) des Kipphebels (1) mit dem Kontaktbereich (7) bei dem ersten Ende (6) seitlich versetzt zu einem Längsabschnitt (17) des Kipphebels (1) mit der Nockenanlauffläche (9) bei dem zweiten Ende (8) ist, wobei die Lageraugen (4) in einem Verbindungsstück (18) zwischen den Längsabschnitten (16, 17) liegen.