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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
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Ein derartiger Schlepphebel ist aus
DE 10 2015 052 553 A1 bekannt. Dieser weist verschwenkbeweglich zueinander angeordnete Hebelteile auf, die durch Federmittel in Schwenkrichtung verspannt sind. Dabei wird durch Koppeln und Entkoppeln der Hebelteile das Umschalten zwischen zwei unterschiedlichen Hubcharakteristika zur Ventilhubumschaltung oder zur Ventil- bzw. Zylinderumschaltung ermöglicht. Zur Vermeidung einer Überbeanspruchung der Federmittel ist die Schwenkbewegung der Hebelteile durch Anschlagmittel begrenzt. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung der Umstand aus, dass während der Montage des Schlepphebels die Begrenzung der Schwenkbewegung der Hebelteile ein Hindernis darstellt, das die Montage aufwendig und kostenintensiv macht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen schaltbaren Schlepphebel der vorgenannten Art hinsichtlich seines Aufbaues und seiner Montage zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es wird ein schaltbarer Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Bennkraftmaschine mit verschwenkbar zueinander angeordneten Außen- und Innenhebel vorgeschlagen, die über Rückstellfedermittel gegeneinander in eine Grundstellung vorgespannt sind, wobei zur Begrenzung der Schwenkbewegung von Außen- und Innenhebel Anschlagmittel über zumindest einen Abschnitt der Rückstellfedermittel ausgebildet sind. Auf diese Weise wird eine einfach aufgebaute Begrenzung der Schwenkbewegung erreicht. Da hierbei die Begrenzung der Schwenkbewegung erst nach der Montage der Rückstellfedermittel wirksam wird, sind vor der Montage bzw. in gelöstem Zustand der Rückstellfedermittel Außen- und Innenhebel frei zueinander verschwenkbar, wodurch die Montage des Schlepphebels vereinfacht wird.
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Vorzugsweise ist zur Begrenzung der Schwenkbewegung zumindest ein Abschnitt der Rückstellfedermittel an zumindest einem im Schwenkweg angeordneten Anschlag anlegbar.
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Die Rückstellfedermittel können zumindest eine Drehschenkelfeder aufweisen, die an Außen- und Innenhebel verspannt angeordnet ist. Zur Begrenzung der Schwenkbewegung ist es dabei auf einfache Weise möglich, zumindest einen Schenkel der Drehschenkelfeder im Schwenkweg am Anschlag anlegbar anzuordnen.
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In eine bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind als Rückstellfedermittel zwei Drehschenkelfedern vorgesehen, die jeweils mit einem außenliegenden Schenkel am Außenhebel und mit einem innenliegenden Schenkel am Innenhebel verspannt angeordnet sind, wobei zur Begrenzung der Schwenkbewegung die innenliegenden Schenkel jeweils an einem Anschlag am Außenhebel anlegbar sind.
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Außen- und Innenhebel können zumindest abschnittsweise gegenüberliegende Seitenwände aufweisen. Hierbei ist es möglich, zumindest einen Schenkel zumindest einer Drehschenkelfeder an zumindest einer Seitenwand verspannt anzuordnen, wobei der Schenkel an der dieser gegenüberliegenden Seitenwand zur Begrenzung der Schwenkbewegung anlegbar ist.
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Zur Begrenzung der Schwenkbewegung kann zumindest ein im Schwenkweg angeordneter Anschlag zur Anlage eines Schenkels zumindest einer Drehschenkelfeder an zumindest einer Seitenwand ausgebildet sein.
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In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung wird der Anschlag durch einen Vorsprung an einer Seitenwand gebildet.
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Weisen Außen- und Innenhebel zumindest abschnittsweise gegenüberliegende Seitenwände auf, ist es von Vorteil, korrespondierend zu zumindest einem Anschlag an zumindest einer Seitenwand an der dieser gegenüberliegenden Seitenwand zumindest einen gestuften Bereich derart auszubilden, dass am gestuften Bereich zur Montage an dieser Seitenwand ein Schenkel der Drehschenkelfeder am Anschlag vorbeiführbar ist.
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Es ist von Vorteil, wenn der Anschlag eine plane Anlagefläche bildet, an der ein Schenkel einer Drehschenkelfeder flächig anlegbar ist. Hierdurch wird ein betriebssicherer Anschlag geschaffen, bei dem Flächenpressungen und Verschleiß minimiert sind.
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Der Anschlag kann auf einfache Weise durch Umformen, insbesondere durch Prägen oder Biegen, und/oder durch Stanzen vorzugsweise in einem Arbeitsschritt hergestellt werden.
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Es ist auch möglich, den Anschlag zur Montage lösbar auszubilden. Dadurch kann er nachträglich, insbesondere nach der kompletten Montage des Schlepphebels angebracht werden.
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Der Anschlag kann beispielweise durch einen Bolzen oder eine Hülse gebildet werden, der bzw. die in einer Aufnahmeöffnung am Außen- oder Innenhebel, insbesondere an einer Seitenwand, zur Befestigung einsteckbar ist. Dabei kann neben einem Bolzen oder einer Hülse jedes andere Bauteil als Anschlag vorgesehen sein, das durch Einstecken in eine Aufnahmeöffnung am Außen- oder Innenhebel befestigbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Außen- und/oder Innenhebel zumindest teilweise aus Blech durch blechverarbeitende Verfahren, insbesondere durch Stanzen, Biegen, Tiefziehen und/oder Prägen, hergestellt.
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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 Draufsicht eines erfindungsgemäßen schaltbaren Schlepphebels,
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2 eine geschnittene Seitenansicht des Schlepphebels in einem ersten Betriebszustand,
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3 eine geschnittene Seitenansicht des Schlepphebels in einem zweiten Betriebszustand,
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4 einen perspektivischen Längsschnitt eines Außenhebels des Schlepphebels,
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5 eine Seitenansicht des Schlepphebels in einem ersten Montagezustand,
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6 eine geschnittene Seitenansicht des Schlepphebels in einem zweiten Montagezustand,
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7 einen Teilquerschnitt des Schlepphebels in einem dritten Montagezustand,
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8 eine Teildraufsicht des Schlepphebels im Montagezustand,
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9 eine Teildraufsicht des Schlepphebels.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Der in 1 bis 3 beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße schaltbare Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine weist verschwenkbar zueinander angeordnete Außen- und Innenhebel 1, 2 auf, die über Rückstellfedermittel gegeneinander in eine Grundstellung vorgespannt sind. Die Rückstellfedermittel werden hier durch zwei Drehschenkelfedern 3, 4 gebildete. Sie dienen zur Erzeugung einer Vorspannkraft, die ein Rückschwenken von Außen- und Innenhebel 1, 2 aus einer zueinander verschwenkter Lage in eine Grundstellung gewährleistet. Zur Begrenzung der Schwenkbewegung von Außen- und Innenhebel 1, 2 sind Anschlagmittel vorgesehen. Diese werden über Abschnitte der Rückstellfedermittel gebildet, die zur bzw. bei der Montage lösbar und jeweils an einem im Schwenkweg von Außen- und Innenhebel 1, 2 angeordneten Anschlag 15, 16 anlegbar sind.
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Der Außenhebel 1 umfasst den Innenhebel 2 zumindest abschnittsweise. Außen- und Innenhebel 1, 2 sind jeweils mit zwei sich in Hebellängsrichtung parallel erstreckenden Seitenwänden 5, 6 und 7, 8 ausgebildet, wobei die Seitenwände 5, 6 des Außenhebels 1 die Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 an deren Außenseiten umfassen. Hierbei liegen sich die Seitenwände 5, 6 des Außenhebels 1 und die Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 parallel gegenüberliegen. 2 und 3 zeigen den Schlepphebel ohne die Seitenwand 5 des Außenhebels 1. Die Drehschenkelfedern 3, 4 werden durch Schraubenfedern mit jeweils hebelartigen Schenkeln 9, 11 und 10, 12 zur Einleitung eines Biege- bzw. Drehmoments um die Federachse gebildet. Dabei sind die außenliegenden Schenkel 9, 10 am Außenhebel 1 und die innenliegenden Schenkel 11, 12 an den Außenseiten der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 zur oder bei der Montage lösbar verspannt angelegt. Zur Anlage der innenliegenden Schenkel 11, 12 sind Anlagen 13, 14 an den Außenseiten der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 ausgebildet. Die Anlagen 13, 14 werden durch Vorsprünge mit an den Unterseiten jeweils einer in Schwenkrichtung ausgerichteten leicht gekrümmt verlaufenden Anlagefläche gebildet, an der die innenliegenden Schenkel 11, 12 mit ihren Enden verspannt angelegt und während des Verschwenkens geführt sind. Die Anlagen 13, 14 bilden stirnseitig zur jeweiligen gegenüberliegenden Seitenwand 5, 6 des Außenhebels 1 planparallele Flächen zur Führung aus.
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Zur Begrenzung der Schwenkbewegung von Außen- und Innenhebel 1, 2 sind die innenliegenden Schenkel 11, 12 der Drehschenkelfedern, 3, 4 an im Schwenkweg ausgebildeten Anschlägen 15, 16 am Außenhebel 1 anlegbar. Die Begrenzung der Schwenkbewegung dient zum Schutz der Drehschenkelfedern 3, 4, um diese im Betrieb vor Überdehnung zu schützen. Die innenliegenden Schenkel 11, 12 sind dabei jeweils mit ihren voneinander abgewandt in Schwenkrichtung ausgerichteten Seiten einerseits an den Anlagen 13, 14 der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 verspannt angelegt und andererseits zur Begrenzung der Schwenkbewegung an den Anschlägen 15, 16 am Außenhebel 1 anlegbar. Unter Belastung bilden dabei die Reaktionskräfte an den Anlagestellen ein Kräftepaar mit zueinander entgegengesetzter Wirkrichtung. Die Anschläge 15, 16 sind jeweils an der Innenseite der Seitenwände 5, 6 des Außenhebels 1 als Vorsprung mit einer in Schwenkrichtung ausgerichteten planen Anlagefläche 17, 18 ausgeführt. An den Anlageflächen 17, 18 sind die innenliegenden Schenkel 11, 12 flächig anlegbar. Die Drehschenkelfedern mit ihren außen- und innenliegenden Schenkeln 9, 10 und 11, 12, die Anlagen 13, 14 und die Anschläge 15, 16 sind spiegelbildlich zur Hebellängsache ausgebildet. In 2 und 3 ist jeweils die Seitenwand 5 des Außenhebels 1 nicht dargestellt. Es ist nur der Anschlag 16 mit der Anlagefläche 18 an der Innenseite der Seitenwand 6 des Außenhebels 1 und die Anlage 13 an der Außenseite der Seitenwand 11 des Innenhebels 2 dargestellt.
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1 und 2 zeigen den Schlepphebel in seiner Grundstellung, in der Außen- und Innenhebel 1, 2 in unverschwenktem Zustand über einen Verriegelungsmechanismus gekoppelt sind. In 3 ist dagegen den Schlepphebel in entriegeltem Zustand und mit um den maximal zulässigem Schwenkwinkel γ gegenüber dem Außenhebel 1 verschwenkten Innenhebel 2 dargestellt. Dabei wird die Schwenkbewegung durch die an den Anschlägen 15, 16 anliegenden innenliegenden Schenkel 11, 12 der Drehschenkelfedern 3, 4 begrenzt.
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Der Außenhebel 1 ist hier als sogenannter Primärhebel ausgeführt, der an einem ventilseitigen Hebelendbereich an seiner Hebelunterseite mit einer Ventilauflage 19 mit zumindest einem nicht dargestellten zu betätigenden Gaswechselventil der Brennkraftmaschine in ständigem Kontakt steht. Der Primärhebel ist zugleich an seinem abstützseitigen Hebelendbereich mit einer kalottenförmigen Kontaktfläche 20 an der Hebelunterseite schwenkbeweglich abstützbar (2). Der Innenhebel 2 bildet hier den sogenannten Sekundärhebel, der am Primärhebel schwenkbeweglich abgestützt und von diesem an den Außenseiten zumindest abschnittsweise umfasst ist.
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Die Seitenwände 5, 6 des Außenhebels 1 sind am abstützseitigen Hebelendbereich über einen Quersteg miteinander verbunden, an dessen Unterseite die Kontaktfläche 20 zur schwenkbewegliche Abstützung. Im Quersteg ist ein hydraulischer Verriegelungsmechanismus mit einem nicht dargestellten verschiebbaren Koppelelement zum Koppeln von Außen- und Innenhebel 1, 2 ausgebildet ist. An der von der Hebelunterseite abgewandten Hebeloberseite der Seitenwände 9, 10 sind Gleitflächen zum Abgriff einer Nockenhubbewegung von einer nicht dargestellten antreibenden Nockenwelle ausgebildet. Die Drehschenkelfedern 3, 4 sind an der Hebeloberseite des abstützseitigem Hebelendbereichs mit ihren zylindrischen Federkörpern quer zur Hebelängsachse und koaxial zueinander auf jeweils einer am Quersteg befestigten Hülse angeordnet. Sie sind dabei jeweils einer Seitenwand 5, 6 des Außenhebels 1 zugeordnet, so dass sie jeweils einerseits mit ihrem außenliegenden Schenkel 9, 10 an der Außenseite der jeweiligen Seitenwand 5, 6 und andererseits mit ihrem innenliegenden Schenkel 11, 12 an der Außenseite der jeweiligen Seitenwand 7, 8 des Innenhebels 2 angreifen können.
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Der Außenhebel 1 umschließt mit seinem abstützseitigen Hebelendbereich und mit seinen Seitenwänden 5, 6 den Innenhebel 2 an dessen quer zur Schwenkrichtung ausgerichteten Außenseiten. Die Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 liegen dabei den Seitenwänden 5, 6 des Außenhebels 1 parallel gegenüber. An den Innenseiten der Seitenwände 5, 6 des Außenhebels 1 sind korrespondieren zu den Anlagen 13, 14 an den Außenseiten der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 Aussparungen vorgesehen. Zwischen den Seitenwänden 7, 8 des Innenhebels 2 ist eine Nockenrolle zum Abgriff einer Nockenhubbewegung über einen Bolzen an den Seitenwänden 7, 8 drehbar abgestützt. Am ventilseitigen Hebelendbereich des Außenhebels 1 ist der Innenhebel 2 über eine Verbindungsachse schwenkbeweglich abgestützt.
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Der Außenhebel 1 ist in 4 in einer längsgeschnittenen perspektivischen Einzelansicht dargestellt. An der Innenseite der Seitenwand 6 ist der Anschlag 16 einteilig mit dieser als Vorsprung mit der Anlagefläche 18 am abstützseitigem Hebelendbereich nahe des Ansatzes des Querstegs und der Hebelunterseite ausgebildet. Die Anlagefläche 18 ist schräg zur Hebeloberseite hin ausgerichtet. Die nicht dargestellte Seitenwand 5 mit dem Anschlag 15 und der Anlagefläche 17 ist spiegelbildlich ausgeführt. An der Hebelunterseite des Querstegs ist die kalottenförmige Kontaktfläche 20 zur schwenkbeweglichen Abstützung an einem nicht dargestellten hydraulischen Abstützelement ausgeführt. In den Quersteg ist der hydraulische Verriegelungsmechanismus des Schlepphebels integriert. An der Außenseite des Querstegs ist auf Höhe der Seitenwand 6 eine Hülse zur Abstützung der nicht dargestellten Drehschenkelfeder 4 befestigt. Der ventilseitige Hebelendbereich bildet an der Hebelunterseite die Ventilauflage 19. An der Seitenwand 6 ist dort eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme der Verbindungsachse zur schwenkbeweglichen Abstützung des Innenhebels 2 ausgebildet.
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5 bis 9 zeigen den Schlepphebel in verschiedenen Montagezuständen. In 5 ist der Schlepphebel mit den vormontierten Drehschenkelfedern 3, 4 und mit den über die Verbindungsachse schwenkbeweglich verbundenen Außen- und Innenhebel 1, 2 dargestellt. Dabei befinden sich die innenliegend Schenkel 11, 12 der Drehschenkelfedern 3, 4 in von den Anlagen 13, 14 an den Außenseiten der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 gelöstem Zustand, so dass die Anschläge 15, 16 zur Begrenzung Schwenkbewegung von Außen- und Innenhebel 1, 2 nicht wirksam sind. Dadurch ist der Innenhebel 2 über den zulässigen maximalen Schwenkwinkel γ hinaus an der Unterseite Hebelunterseite des Außenhebels verschwenkbar, so dass der Bolzen 21 zur Abstützung der Nockenrolle an den Durchgangsbohrungen der Seitenwänden 7, 8 des Innenhebels 2 einfach montierbar ist. Danach kann der Innenhebel 2 wieder zurückgeschwenkt und die innenliegenden Schenkel 11, 12 der Drehschenkelfedern 3, 4 sind an den Anlagen 13, 14 der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 verspannt werden. Dadurch werden die Anschläge 15, 16 am Außenhebel 1 wirksam und sperren eine Schwenkbewegung über den maximalen Schwenkwinkel γ hinaus, so dass der Bolzen 21 mit seinen Enden in den Durchgangsbohrungen der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 jeweils an den Innenseiten der Seitenwände 5, 6 des Außenhebels 1 gesichert ist. Auf diese Weise werden zur Montage lösbare Anschlagmittel zur Begrenzung der Schwenkbewegung von Außen- und Innenhebel 1, 2 über zumindest einen zur Montage lösbaren Abschnitt der Drehschenkelfeder 3, 4 gebildet, wobei in gelöstem Zustand Außen- und Innenhebel 1, 2 frei zueinander verschwenkbar sind.
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6 zeigt eine Seitenansicht des Schlepphebels ohne die Seitenwand 5 des Außenhebels 1. Zur Montage der innenliegenden Schenkel 11, 12 der Drehschenkelfedern 3, 4 an den Seitenwänden 11, 12 des Innenhebels 2 werden wie in 6 dargestellt dieser und die beiden Drehschenkelfedern 3, 4 gleichzeitig zur Hebeloberseite geschwenkt. Dabei ist es möglich, die innenliegenden Schenkel 11, 12 an den Anschlägen 15, 16 stirnseitig vorbeizuführen, um sie an den Anlagen 13, 14 der Seitenwände 11, 12 des Innenhebel 2 verspannt anzulegen (7 und 8). Hierzu sind korrespondierend zu den an den Innenseiten der Seitenwände 5, 6 des Außenhebels 1 ausgebildeten Anschlägen 15, 16 an den diesen gegenüberliegenden Außenseiten der Seitenwände 7, 8 des Innenhebels 2 gestufte Bereiche 22, 23 vorgesehen. Diese sind jeweils mit einem Absatz und einer von diesem ausgehenden zur Hebelunterseite der Seitenwand 7, 8 erstreckende Aussparung ausgebildet. Der nicht dargestellte innenliegende Schenkel 12 der Drehschenkelfeder 4 wird, wie durch gestrichelte Pfeile angedeutet, von der Hebelunterseite aus in Richtung der Hebeloberseite am gestuften Bereich 22 der Außenseite der Seitenwand 12 des Innenhebels 2 an dem dieser gegenüberliegenden Anschlag 16 des Außenhebels 1 vorbeigeführt und dann nach außen in Richtung der Seitenwand 6 des Außenhebel 1 gedrückt. Der Schenkel 12 kann dann an der Unterseite der Anlage 14 an der Seitenwand 8 des Innenhebels 2 anliegend verspannt werden. In analoger Weise kann die Montage des inneren Schenkels 11 der Drehschenkelfeder 3 am gestuften Bereich 23 und der Anlage 13 an der Seitenwand 7 des Innenhebels 2 erfolgen. Zum Lösen wird, wie in 9 beispielhaft für den innenliegenden Schenkel 12 dargestellt, dieser wie durch einen Pfeil angedeutet aus der Anlage 14 nach innen in Richtung der Seitenwand 8 des Innenhebels 2 gedrückt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Außenhebel
- 2
- Innenhebel
- 3
- Drehschenkelfeder
- 4
- Drehschenkelfeder
- 5
- Seitenwand
- 6
- Seitenwand
- 7
- Seitenwand
- 8
- Seitenwand
- 9
- Schenkel
- 10
- Schenkel
- 11
- Schenkel
- 12
- Schenkel
- 13
- Anlage
- 14
- Anlage
- 15
- Anschlag
- 16
- Anschlag
- 17
- Anlagefläche
- 18
- Anlagefläche
- 19
- Ventilauflage
- 20
- Kontaktfläche
- 21
- Bolzen
- 22
- Bereich
- 23
- Bereich
- γ
- Schwenkwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015052553 A1 [0002]
