DE102013212072A1

DE102013212072A1 - Kipphebel

Info

Publication number: DE102013212072A1
Application number: DE102013212072.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Grötsch; Claudia Zielinski; Joachim Seitz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-08
Also published as: WO2014206403A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Kipphebel (1) aus Stahlblech, mit zwei durch einen Querbalken (2) einteilig verbundenen Seitenwänden (3), die im Bereich ihrer Längsmitte je ein Lagerauge (4) zur Abstützung auf einem Kippzentrum aufweisen, wobei einerseits an einem ersten Ende (5) des Kipphebels (1), an einer Unterseite (19) des Querbalkens (2), ein Kontaktbereich (6) für ein Gaswechselventil sitzt und andererseits an einem zweiten Ende (7) des Kipphebels (1) die Seitenwände (3) von einer Nockenanlauffläche (8) überbrückt sind, wobei der Kipphebel (1) aus zwei zueinander lateral versetzten Längsabschnitten (10, 11) besteht, wobei der erste Längsabschnitt (10) von dem ersten Ende (5) ausgeht und den Kontaktbereich (6) hat, welcher zweite Längsabschnitt (11) aus einem ersten Untersegment (12) bei den Lageraugen (4) und einem zweiten Untersegment (13) bei dem zweiten Ende (7) mit der Nockenanlauffläche (8) gebildet ist, wobei die Längsabschnitte (10, 11) durch zwei gleichsinnig gekröpfte Seitenwandbereiche (14) verbunden sind, wobei die Seitenwände (3) bei dem zweiten Längsabschnitt (11) einen durchgehend unausgebauchtgeradwandigen, orthogonal zur Drehachse der Lageraugen (4) ausgerichteten Verlauf haben und wobei die Seitenwände (3) an ihrer Oberseite (9) durch den Querbalken (2) verbunden sind.

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 je ein Lagerauge zur zumindest mittelbaren verschwenkbeweglichen Abstützung auf einem Kippzentrum aufweisen, wobei einerseits an einem ersten Ende des Kipphebels, an einer Unterseite des Querbalkens, ein Kontaktbereich für ein Gaswechselventil sitzt 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 in Draufsicht gesehen zweifach gekröpft und baut insbesondere im Bereich seiner Längsmitte bei den Lageraugen breit.
Aufgrund der zweifachen Kröpfung des Kipphebels, welche insbesondere in dessen Längsabschnitt bei der Nockenanlauffläche sehr stark ist, ist der Fertigungsaufwand erhöht und es besteht die Gefahr von Rissbildung etc. im Kröpfungsbereich. Zudem wird festgestellt, dass sich ein derartiges Design nur schwerlich bei vergleichsweise kurzen Abständen zwischen Gaswechselventil und Nocken implementieren lässt und dass es aufgrund der breiten Gestaltung des Kipphebels unter Umständen zur Kollision mit Umgebungsteilen des Zylinderkopfes wie Kerzenschächten, Kanälen, Lagerstegen, Einspritzdüsen etc. kommen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kipphebel zu schaffen, bei welchem die o. g. Nachteile eliminiert sind und der sich insbesondere leicht und extrem kostengünstig fertigen lässt sowie nur wenig Bauraum beansprucht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kipphebel aus zwei zueinander lateral versetzten Längsabschnitten besteht, wobei der erste Längsabschnitt von dem ersten Ende ausgeht und den Kontaktbereich hat, welcher zweite Längsabschnitt aus einem ersten Untersegment bei den Lageraugen und einem zweiten Untersegment bei dem zweiten Ende mit der Nockenanlauffläche gebildet ist, wobei die Längsabschnitte durch zwei gleichsinnig gekröpfte Seitenwandbereiche verbunden sind, wobei die Seitenwände bei dem zweiten Längsabschnitt einen durchgehend unausgebauchtgeradwandigen, orthogonal zur Drehachse der Lageraugen ausgerichteten Verlauf haben und wobei die Seitenwände an ihrer Oberseite durch den Querbalken verbunden sind.
Somit liegt ein Kipphebel ohne die eingangs aufgeführten Nachteile vor. Ggf. kann der Kipphebel, neben seiner besonders bevorzugten Anwendung in einem Ventiltrieb einer geringvolumigen Brennkraftmaschine (Moped, Motorrad, Hilfs- oder Gartengerätemotor usw.), auch in einem Pumpentrieb oder Verdichter eingesetzt werden.
Anstelle der Blechausbildung kann der Kipphebel auch aus einem anderen Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff, auch faser- oder partikelverstärkt, oder einem Blech-Kunststoffverbund bestehen.
Der Kipphebel hat vorzugsweise im Querschnitt ein umgekehrtes U-Profil, das insbesondere durch dessen zumindest weitestgehend geschlossenen Querbalken eine gute Steifigkeit garantiert. Er kann jedoch auch eine H-ähnliche Gestaltung aufweisen.
Der Fachmann erkennt, dass durch die nur einmalige sowie gleichgerichtete Kröpfung des Kipphebels Letztgenannter einfach baut und ggf. auch kürzer als der Hebel nach dem Stand der Technik darstellbar ist. Aufgrund dessen schmaler und gerader Darstellung im zweiten Längsabschnitt baut der Hebel vergleichsweise leicht und simpel.
Der Schutzbereich der Erfindung betrifft eine Lösung, bei welcher in den Lageraugen ein Rohrstück bspw. über eine Schweiß- oder Pressverbindung befestigt ist, über welches Rohrstück der Kipphebel dann auf der Achse verschwenkbeweglich verläuft. Alternativ kann der Kipphebel über dessen Lageraugen direkt auf seinem Kippzentrum sitzen. Unter Kippzentrum ist auch ein Lagerbock zu verstehen.
Einfache Maßnahmen einer Schmierung der Lagerung des Kipphebels sind Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach sind das Rohrstück sowie das darüber liegende erste Untersegment des zweiten Längsabschnitts mit wenigstens einem als Bohrung oder Fenster ausgebildeten Schmiermitteldurchtritt für Ölnebel oder Öl versehen. Das Fenster kann gelocht oder gebohrt sein. Alternativ kann Schmiermittel über die Achse herangeleitet werden.
Aufgrund der unteranspruchsgemäß vorgeschlagenen weitestgehend geschlossenen und glattwandigen Ausbildung des obenliegenden Querbalkens hat der Kipphebel eine gute Steifigkeit und ist besonders einfach fertigbar. Sollte es jedoch weiter notwendig sein, Masse zu sparen, so kann der Querbalken auch mit Aussparungen bspw. im Bereich seiner Kippenden versehen sein.
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 und ggf. auch als separates Teil ausgebildet sein kann.
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.
Zur Zeichnung:
1 zeigt den Kipphebel in Draufsicht;
2 zeigt den Kipphebel in Seitenansicht und
3 zeigt einen Querschnitt durch den Kipphebel im Bereich dessen Lageraugen.
Dargestellt ist ein Kipphebel 1 aus Stahlblech. Dieser ist für einen Ventiltrieb einer Low-Cost-Brennkraftmaschine vorgesehen.
Der Kipphebel 1 hat zwei durch einen oben liegenden Querbalken 2 einteilig verbundene Seitenwände 3. Diese sind im Bereich ihrer Längsmitte mit je einem Lagerauge 4 versehen. In den Lageraugen 4 sitzt fest ein Rohrstück 16, welches die Seitenwände 3 überragt. Über das Rohrstück 16 ist der Kipphebel 1 verkippbeweglich auf einer nicht dargestellten Achse lagerbar.
Letztgenanntes Rohrstück 16 sowie das darüber liegende erste Untersegment 12 des zweiten Längsabschnitts 11 sind jeweils mit einem fensterartigen Schmiermitteldurchtritt 17, 20 versehen. Somit kann im Betrieb Schmieröl aus Ölnebel oder von einem direkten Ölfluss (Anspritzung, Kanal) zu der Achslagerung gelangen.
An einem ersten Ende 5 des Kipphebels 1, an einer Unterseite 19 des Querbalkens 2, sitzt ein Kontaktbereich 6 für ein Gaswechselventil. Dieser Kontaktbereich 6 liegt als Dom mit einer Bohrung 18 mit einem Gewinde vor. In die Bohrung 18 wird eine Spieleinstellschraube montiert.
An einem zweiten Ende 7 des Kipphebels 1 sind die Seitenwände 3 von einer Nockenanlauffläche 8 überbrückt. Diese liegt als wälzgelagerte Rolle vor, welche auf einem Bolzen 15 verläuft, der in den Seitenwänden 3 befestigt ist.
In Draufsicht gesehen (s. 1) besteht der Kipphebel 1 aus zwei zueinander lateral versetzten Längsabschnitten 10, 11. Der erste Längsabschnitt 10 geht von dem ersten Ende 5 aus und hat und den Kontaktbereich 6. Der zweite, hieran angeschlossene Längsabschnitt 11 ist aus einem ersten Untersegment 12 bei den Lageraugen 4 und einem zweiten Untersegment 13 bei dem zweiten Ende 7 mit der Nockenanlauffläche 8 gebildet.
Zu erkennen ist des Weiteren, dass die Längsabschnitte 10, 11 durch zwei gleichsinnig gekröpfte Seitenwandbereiche 14 verbunden sind. Dabei haben die Seitenwände 3 bei dem zweiten Längsabschnitt 11 einen durchgehend unausgebaucht-geradwandigen, orthogonal zur Drehachse der Lageraugen 4 ausgerichteten, schmalen Verlauf.
Wie aus den 1, 3 entnehmbar ist, umfassen die Seitenwände 3 die Nockenanlauffläche 8 (Rolle) unmittelbar. Anders gesagt verläuft die Rolle 8 mit ihren Stirnen unmittelbar vor Innenflächen der Seitenwände 3.
Der Querbalken 2 überdacht die Rolle 8 weitestgehend. Dabei ist er, wie am besten aus 1 zu entnehmen ist, vom ersten bis zum zweiten Ende 5, 7, bis auf die vorgenannte Bohrung 18 im ersten Längsabschnitt 10 sowie den Schmiermitteldurchtritt 17 im ersten Untersegment 12 des zweiten Längsabschnitts 11, durchgehend geschlossen und weitestgehend glattwandig dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Kipphebel
2: Querbalken
3: Seitenwand
4: Lagerauge
5: erstes Ende
6: Kontaktbereich
7: zweites Ende
8: Nockenanlauffläche, Rolle
9: Oberseite
10: erster Längsabschnitt
11: zweiter Längsabschnitt
12: erstes Untersegment
13: zweites Untersegment
14: Seitenwandbereich
15: Bolzen
16: Rohrstück
17: Schmiermitteldurchtritt
18: Bohrung
19: Unterseite
20: Schmiermitteldurchtritt

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 je ein Lagerauge (4) zur zumindest mittelbaren verschwenkbeweglichen Abstützung auf einem Kippzentrum aufweisen, wobei einerseits an einem ersten Ende (5) des Kipphebels (1), an einer Unterseite (19) des Querbalkens (2), ein Kontaktbereich (6) für ein Gaswechselventil sitzt und andererseits an einem zweiten Ende (7) des Kipphebels (1) die Seitenwände (3) von einer Nockenanlauffläche (8) überbrückt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (1) aus zwei zueinander lateral versetzten Längsabschnitten (10, 11) besteht, wobei der erste Längsabschnitt (10) von dem ersten Ende (5) ausgeht und den Kontaktbereich (6) hat, welcher zweite Längsabschnitt (11) aus einem ersten Untersegment (12) bei den Lageraugen (4) und einem zweiten Untersegment (13) bei dem zweiten Ende (7) mit der Nockenanlauffläche (8) gebildet ist, wobei die Längsabschnitte (10, 11) durch zwei gleichsinnig gekröpfte Seitenwandbereiche (14) verbunden sind, wobei die Seitenwände (3) bei dem zweiten Längsabschnitt (11) einen durchgehend unausgebauchtgeradwandigen, orthogonal zur Drehachse der Lageraugen (4) ausgerichteten Verlauf haben und wobei die Seitenwände (3) an ihrer Oberseite (9) durch den Querbalken (2) verbunden sind.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Nockenanlauffläche (8) eine wälz- oder gleitgelagerte Rolle vorgesehen ist, welche auf einem in den Seitenwänden (3) vor dem zweiten Ende (7) sitzenden Bolzen (15) verläuft sowie zumindest weitestgehend zwischen den Seitenwänden (3) sowie unterhalb des am zweiten Ende (7) geschlossen ausgeführten Querbalkens (2) aufgenommen ist und wobei die Seitenwände (3) im Bereich des zweiten Längsabschnitts (11) derartig eng benachbart sind, dass diesen lediglich eine lichte Weite in der Breite der hierzwischen verlaufenden Rolle als Nockenanlauffläche (8) immanent ist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lageraugen (4) der Seitenwände (3) ein Rohrstück (16) zur unmittelbaren Lagerung des Kipphebels (1) auf einer Achse als Kippzentrum sitzt.
Kipphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (16) sowie das darüber liegende erste Untersegment (12) des zweiten Längsabschnitts (11) mit wenigstens einem als Bohrung oder Fenster ausgebildeten Schmiermitteldurchtritt (17) versehen sind.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (2) vom ersten bis zum zweiten Ende (5, 7), bis auf eine Bohrung (18) zur Aufnahme eines Ventilspieleinstellglieds im ersten Längsabschnitt (10) sowie einen Schmiermitteldurchtritt (17) im ersten Untersegment (12) des zweiten Längsabschnitts (11), durchgehend geschlossen ist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (6) für das Gaswechselventil entweder als einteilig aus dem Querbalken (2) geformter Zylinderansatz dargestellt ist, welcher a) für einen unmittelbaren Ventilkontakt vorgesehen oder b) mit einer Bohrung (18) zur Aufnahme eines Ventilspieleinstellglieds (Schraube, Stift, Ansatz) versehen ist oder dass der Kontaktbereich (6) unausgeformt glattflächig vorliegt.