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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Kipphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Montage einer Kipphebelanordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 10 näher definierten Art.
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Beispielsweise befassen sich
DE 10 2013 218 644 und
DE 10 2012 213 662 mit der Gestaltung von Kipphebeln für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.
DE 10 2013 218 644 beschreibt einen sogenannten wandgelagerten Kipphebel, der über Aufnahmeöffnungen an seinen Seitenwandabschnitten direkt auf einer Kipphebelachse schwenkgelagert ist. Hierbei begrenzt die Wandstärke der Seitenwandabschnitte die Größe der Kontaktfläche, so dass diese Ausgestaltung eine ausreichend große Wandstärke voraussetzt, die aber das Gesamtgewicht, die Trägheit und den axialen Bauraumbedarf des Kipphebels erhöht. In
DE 10 2012 213 662 sind zur schwenkbeweglichen Lagerung des Kipphebels auf einer Kipphebelachse Bohrungen vorgesehen, in denen eine Hülse verschweißt ist, über die der Kipphebel auf der Kipphebelachse befestigbar ist. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausführung der große Herstellungs- und Kostenaufwand aus.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kipphebelanordnung und ein Verfahren der vorgenannten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig die Lagerung eines Kipphebels auf einer Kipphebelachse ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und alternativ durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es wird eine Kipphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Kipphebel vorgeschlagen, wobei zur schwenkbeweglichen Lagerung des Kipphebels auf einer Kipphebelachse in einem mittleren Bereich zwischen zwei Hebelendbereichen an gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten des Kipphebels fluchtende Aufnahmeöffnungen vorgesehen sind und eine Hülse an ihren axialen Endbereichen in den Aufnahmeöffnungen kraftschlüssig verbunden angeordnet ist. Zur Fixierung weist die Hülse laschenförmig ausgeschnittene Wandabschnitte auf, die umgebogen in korrespondierende Aussparungen am Innendurchmesser der Aufnahmeöffnungen formschlüssig eingreifen. Auf diese Weise ist die Hülse kraft- und formschlüssig sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung an den Aufnahmeöffnungen des Kipphebels einfach fixierbar. Ein aufwendiges Verschweißen der Hülse wird vermieden. Weiterhin ermöglicht die Hülse eine große Kontaktfläche zur Lagerung des Kipphebels auf der Kipphebelachse, wodurch die Flächenpressungen an den Kontaktstellen reduziert werden. Zudem können die Seitewandabschnitte des Kipphebels über die mit diesen in den Aufnahmeöffnungen kraftschlüssig verbundene Hülse miteinander verspannt werden, wodurch die Steifigkeit des Kipphebels erhöht wird.
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In einer bevorzugten besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung sind die ausgeschnittenen Wandabschnitte der Hülse mit ihren freien Enden an den Außenseiten der Aufnahmeöffnungen geringfügig herausragend angeordnet und liegen zur axialen Fixierung der Hülse an den Außenseiten der Seitenwandabschnitte formschlüssig an.
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Alternativ können die geschlitzten Wandabschnitte mit ihren freien Enden an den Innenseiten der Aufnahmeöffnungen geringfügig herausragend angeordnet und zur axialen Fixierung der Hülse an den Innenseiten der Seitenwandabschnitte formschlüssig angelegt sein.
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Die laschenförmigen Wandabschnitte sind vorzugsweise jeweils an zwei vom jeweiligen stirnseitigen Ende der Hülse ausgehenden sich parallel in axiale Richtung erstreckenden Schnittkanten ausgeschnitten. Dabei sind die Wandabschnitte, beispielsweise durch Stanzen, besonders einfach herstellbar.
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Eine besonders einfach herstellbare Ausgestaltung wird erreicht, wenn die ausgeschnittenen Wandabschnitte der Hülse eine rechteckige Form und die Aussparungen am Innendurchmesser der Aufnahmeöffnungen in Hebelquerrichtung ein rechteckiges Querschnittsprofil aufweisen.
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Bevorzugt sind die geschlitzten Wandabschnitte an der Hülse axial fluchtend zueinander angeordnet.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Aussparungen am Innendurchmesser der Aufnahmeöffnungen an den Seitenwandabschnitten in Hebelquerrichtung jeweils durchgängig verlaufen. Dadurch sind sie, insbesondere durch Stanzen, besonders einfach herstellbar.
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Die Hülse ist vorzugsweise in Blech durch Stanzen und Tiefziehen hergestellt.
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Die Wandstärke der Hülse liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 1,5 mm.
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Die erfindungsgemäße Kipphebelanordnung ist umformtechnisch in Blech besonders einfach und kostengünstig herstellbar. Sie ist besonders vorteilhaft für SOHC(Single Overhead Camshaft)-Einzylinder-Motoren mit zwei Ventilen im Motorradbereich einsetzbar.
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Durch die erfindungsgemäße Kipphebelanordnung ist es möglich, einen kostengünstig aus dünnwandigem Blech mit besonders geringem Gewicht in leichtbauweise hergestellten Kipphebel auf einfache Weise auf einer Kipphebelachse zu lagern. Der Kipphebel ist hierbei vorzugsweise durch Stanzen und Biegen hergestellt. Vorzugsweise sind zumindest die Seitenwandabschnitte des Kipphebels mit einer Wandstärke ausgeführt, die kleiner ist als 3 mm.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Montage einer Kipphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, zur schwenkbeweglichen Lagerung eines Kipphebels auf einer Kipphebelachse eine Hülse an ihren axialen Endbereichen in fluchtende Aufnahmeöffnungen an parallelen Seitenwandabschnitten des Kipphebels kraftschlüssig einzupressen oder einzustecken. Zur Fixierung der Hülse werden an ihren Endbereichen laschenförmig vorausgeschnittene Wandabschnitte jeweils derart umgebogen, dass sie jeweils in korrespondierende Aussparungen am Innendurchmesser der Aufnahmeöffnungen formschlüssig eingreifen.
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Das Verfahren wird vorzugsweise zur Montage einer vorangehend beschriebenen Kipphebelanordnung verwendet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine geschnittene Draufsicht einer erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung,
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2 eine Draufsicht der Kipphebelanordnung,
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3 eine Seitenansicht der Kipphebelanordnung,
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4 einen Querschnitt der Kipphebelanordnung,
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5 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hülse der Kipphebelanordnung,
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6 eine Seitenansicht eines Kipphebels der Kipphebelanordnung.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 bis 4 zeigen beispielhaft eine erfindungsgemäße Kipphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Kipphebel. Zur schwenkbeweglichen Lagerung des Kipphebels auf einer nicht dargestellten Kipphebelachse sind in einem mittleren Bereich zwischen zwei Hebelendbereichen an gegenüberliegenden Seitenwandabschnitten 1, 2 des Kipphebels fluchtende Aufnahmeöffnungen 3, 4 ausgebildet. Dabei ist eine Hülse vorgesehen, die an ihren axialen Endbereichen in die Aufnahmeöffnungen 3, 4 eingreift und kraftschlüssig mit diesen verbunden ist. Die Hülse ist hohlzylindrisch, beispielsweise als ein gerades Rohrstück, ausgeführt. Sie erstreckt sich durchgehend zwischen den Seitenwandabschnitten 1, 2 und ist an ihren axialen Endbereichen in die Aufnahmeöffnungen 3, 4 eingepresst (1 und 4).
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Dadurch sind die Seitenwandabschnitten 1, 2 über die Hülse miteinander verspannt. In die Hülse kann die Kipphebelachse schwenkbeweglichen aufgenommen werden. Der Kipphebel ist so an den Aufnahmeöffnungen 3, 4 über die Hülse auf der Kipphebelachse lagerbar. Dabei stehen Hülse und Kipphebelachse in unmittelbarem Gleitkontakt. Zur Ölversorgung der Lagerung kann die Hülse eine Öldurchtrittsöffnung aufweisen. Durch die Hülse werden die Auflageflächen zur Lagerung auf der Kipphebelachse vergrößert und die Flächenpressungen an den Kontaktflächen zur Kipphebelachse reduziert.
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Die Hülse ragt an ihren axialen Enden geringfügig aus den Aufnahmeöffnungen 3, 4 an den voneinander abgewandten Außenseiten der Seitenwandabschnitte 1, 2 heraus (1, 2 und 4). Zur Fixierung in den Aufnahmeöffnungen 3, 4 weist die Hülse an ihren axialen Endbereichen in rechteckiger Form laschenförmig ausgeschnittene Wandabschnitte 5, 6 auf, die derart nach radial außen umgebogen sind, dass sie jeweils in korrespondierende Aussparungen 7, 8 am Innendurchmesser der Aufnahmeöffnungen 3, 4 formschlüssig eingreifen (1). Hierbei sind die ausgeschnittenen Wandabschnitte 5, 6 an der Hülse axial fluchtend zueinander angeordnet (1 und 4). Zur beidseitigen axialen Fixierung der Hülse in den Aufnahmeöffnungen 3, 4 sind dabei die herausragenden freien Enden 11, 12 der ausgeschnittenen Wandabschnitte 5, 6 der Hülse an den Außenseiten der Seitenwandabschnitte 1, 2 des Kipphebels formschlüssig angelegt.
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Die Wandabschnitte 5, 6 der Hülse sind jeweils an zwei vom ihrem jeweiligen axialen Ende stirnseitig ausgehende sich parallel in axiale Richtung erstreckende Schnittkanten 9, 10 bzw. Schlitzen laschenförmig ausgeschnitten (4). Die an der Hülse ausgeschnittenen Wandabschnitte 5, 6 bilden beidseitig an den Schnittkanten 9, 10 in Umfangsrichtung plane Anlageflächen die an korrespondierenden planen Anlageflächen der Innenseiten der Aussparungen 7, 8 anliegen (1). Diese weisen ein rechteckiges Profil in Hebelquerrichtung auf (3). Hierdurch ist die Hülse an ihren ausgeschnittenen Wandabschnitten 5, 6 beidseitig formschlüssig in Umfangsrichtung in den Aufnahmeöffnungen 3, 4 fixiert und auf diese Weise gegen ein Verdrehen gesichert.
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Der Kipphebel ist an einem nockenseitigen Hebelendbereich mit einer auf einem Bolzen wälzgelagerte Nockenrolle 15 zum Abgriff einer Nockenhubbewegung von einer nicht dargestellten Nockenwelle ausgebildet (1, 2, 3 und 4). An einem ventilseitigen Hebelendbereich ist durch Übertragung der Nockenhubbewegung an einem Ventilkontaktabschnitt 16 zumindest ein Gaswechselventil der Brennkraftmaschine betätigbar. Der Ventilkontaktabschnitt 16 ist mit einem Gewinde für eine nicht dargestellte Ventilspieleinstellschraubeausgeführt. In dem mittleren Bereich zwischen nockenseitigem und ventilseitigem Hebelendbereich sind die Aufnahmeöffnungen 3, 4 an parallelen Seitenwandabschnitten 1, 2 angeordnet, die an der Oberseite des Kipphebels durch einen Quersteg 17 miteinander verbunden sind. Quersteg 15 und Seitenwandabschnitte 1, 2 bilden ein U-förmiges Querschnittsprofil (4), wobei der Kipphebel an seiner von der Oberseite abgewandten Unterseite mit der offenen U-Seite seines Querschnittsprofils dem nicht dargestellten zu betätigenden Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zugewandt ist. Der Kipphebel ist leicht gekröpft ausgeführt. In einem Übergangsbereich zum ventilseitigen Hebelendbereich verläuft der Kipphebel mit parallelen Seitenwandabschnitten 1, 2 in Hebelquerrichtung leicht gebogen. Am nockenseitigen Hebelendbereich ist der Seitenwandabschnitt 2 nach innen eingezogen und dadurch der Abstand der Seitenwandabschnitte 1, 2 zueinander geringer als im übrigen Verlauf.
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Zur Montage der Kipphebelanordnung wird die Hülse an ihren Endabschnitten an einer Außenseite eines Seitenwandabschnitts 1, 2 des Kipphebels in die Aufnahmeöffnungen 3, 4 mit im Durchmesser geringfügigem Übermaß eingepresst. Dabei werden die axial fluchtenden ausgeschnittenen Wandabschnitte 5, 6 der Hülse derart ausgerichtet, dass sie den Aussparungen 7, 8 an den Aufnahmeöffnungen 3, 4 des Kipphebels radial gegenüberliegen. In montiertem Zustand bildet die Hülse an ihrem Außendurchmesser in den Aufnahmeöffnungen 3, 4 mit den Seitenwandabschnitten 1, 2 einen Pressverband. Dabei ragt sie an ihren Enden beidseitig mit einem geringfügigen axialen Überstand über die Aufnahmeöffnungen 3, 4 hinaus. Dann erfolgt das Umbiegen der ausgeschnittenen Wandabschnitte 5, 6 der Hülse nach radial außen in die Aussparungen 7, 8 an den Aufnahmeöffnungen 3, 4 zur Ausbildung des Formschlusses durch Erzeugung eines Hinterschnittes. Dabei werden die freien Enden 11, 12 der ausgeschnittenen Wandabschnitte 5, 6 an den Außenseiten der Seitenwandabschnitte 1, 2 axial formschlüssig angelegt. Die Gesamtbreite der Kipphebelanordnung wird durch den axialen Überstand der Hülse an den Aufnahmeöffnungen 3, 4 des Kipphebels bestimmt. Der Überstand der Hülse kann an die Einbauverhältnisse angepasst werden. Durch die in den Aufnahmeöffnungen 3, 4 eingepresste Hülse werden Kipphebel und Hülse verspannt, wodurch die Steifigkeit des Kipphebels erhöht wird. Auf diese Weise wird insbesondere ein Ausbiegen, d.h. ein so genanntes Atmen der Seitenwandabschnitte 1, 2, unter Last begrenzt.
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Zur Herstellung des Kipphebels werden in einen Blechgrundkörper die Aufnahmeöffnungen 3, 4 mit den rechteckigen Aussparungen 7, 8 durch Stanzen eingebracht. Dabei ist der Durchmesser der Aufnahmeöffnungen 3, 4 geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Hülse, um eine Presspassung zwischen Hülse und Aufnahmeöffnungen 3, 4 zu erreichen. Der Blechgrundkörper wird durch Tiefziehen in die gewünschte Form des Kipphebels gebracht. Der Kipphebel ist vorzugsweise dünnwandig ausgeführt und weist eine Wandstärke d auf, die kleiner als 3 mm ist. Die Hülse wird vorzugsweise in Blech durch Tiefziehen hergestellt. Zur Herstellung der laschenförmigen Wandabschnitte 5, 6 werden die Schnittkanten 9, 10 ausgestanzt. Optional kann die Hülse am Innendurchmesser nach dem gemeinsamen Einsatzhärten mit dem Kipphebel spannend nachbearbeitet werden. Dazu muss die Hülse am Innendurchmesser ein Übermaß aufweisen.
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5 zeigt eine perspektivische Einzelansicht der Hülse. Ausgehend von den stirnseitigen freien axialen Enden der Hülse sind die Wandabschnitte 5, 6 an parallelen sich in axiale Richtung erstreckenden Schnittkanten 9, 10 laschenförmig ausgeschnitten. Die ausgeschnittenen Wandabschnitte 5, 6 sind axial fluchtend zueinander angeordnet sind. Sie sind jeweils zwischen ihren axial innenliegenden Biegekanten 18, 19 und ihren freien stirnseitigen axial äußeren Enden 11, 12 nach radial außen umgebogen. Die Schnittkanten 9, 10, die stirnseitigen freien Enden 11, 12 und die Biegekanten 18, 19 bilden dabei jeweils die rechteckige Form der Wandabschnitte 5, 6 aus. Die Schnittkanten 9, 10 bilden in Umfangsrichtung ausgerichtete plane Anlageflächen zum Formschluss mit den Aussparungen 7, 8 der Aufnahmeöffnungen 3, 4. Am stirnseitigen Ende der Hülse bilden die umgebogenen Wandabschnitte 5, 6 rechteckige Ausnehmungen.
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Die Hülse ist vorzugsweise in Blech durch Tiefziehen hergestellt und mit einer radialen Wandstärke s ausgeführt, die in einem Bereich von 1 mm ≤ s ≤ 1,5 mm liegt. Die axiale Länge der Hülse ist variabel. Sie entspricht mindestens der Kipphebelbreite.
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6 zeigt eine Seitenansicht des Kipphebels ohne die Hülse. An den Seitenwandabschnitten 1, 2 sind am Innendurchmesser der Aufnahmeöffnungen 3, 4 die im Querschnitt rechteckigen Aussparungen 7, 8 ausgebildet. Die Aufnahmeöffnungen 3, 4 sind an den Seitenwandabschnitten 1, 2 in vertikaler Richtung etwa mittig zwischen der Hebeloberseite mit dem Quersteg 17 und der offenen Hebelunterseite und in Hebellängsrichtung etwa mittig zwischen dem Ventilkontaktabschnitt 16 am ventilseitigen Hebelendbereich und den Aufnahmelöchern für die nicht dargestellte Achse der Nockenrolle am nockenseitigen Hebelendbereich angeordnet. Im Bereich der Aufnahmeöffnungen 3, 4 sind die Seitenwandabschnitte 1, 2 in vertikaler Höhe gegenüber der Ausgestaltung an den Hebelendbereichen vergrößert ausgeführt. Die Aussparungen 7, 8 sind an der dem ventilseitigen Hebelendbereich zugewandten Seiten der Aufnahmeöffnungen. 3, 4 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seitenwandabschnitt
- 2
- Seitenwandabschnitt
- 3
- Aufnahmeöffnung
- 4
- Aufnahmeöffnung
- 5
- Wandabschnitt
- 6
- Wandabschnitt
- 7
- Aussparung
- 8
- Aussparung
- 9
- Schnittkante
- 10
- Schnittkante
- 11
- Ende
- 12
- Ende
- 15
- Nockenrolle
- 16
- Ventilkontaktabschnitt
- 17
- Quersteg
- 18
- Biegekante
- 19
- Biegekante
- s
- Wandstärke
- d
- Wandstärke
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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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- DE 102013218644 [0002, 0002]
- DE 102012213662 [0002, 0002]
