DE10229158A1

DE10229158A1 - Ventilstrang mit Montageführungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE10229158A1
Application number: DE10229158A
Authority: DE
Inventors: Alan W Hayman; Terry W Black
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2022-06-29
Also published as: JP2003138912A; DE10229158B4; US20030019452A1; US6505591B1

Abstract

Ein Ventilstrang mit durch Kugelgelenke verbundenen Komponenten ist mit vorstehenden Montageführungen versehen, die Buchsen ausgewählter Gelenke benachbart sind. Die Montageführungen umfassen Führungsflächen, die schräg auf die Buchsen zulaufen, um das Kugelende einer Stößelstange oder eines anderen Aktuators in die Buchse eines zugehörigen Kipphebels oder einer anderen Komponente zu führen. Die Führungsflächen können im Allgemeinen konisch sein oder mehrere beabstandete Flächen umfassen. Die Montageführungen erleichtern die Montage von Ventilsträngen, und zwar insbesondere dann, wenn Komponenten mit mehreren Kugelgelenken vorhanden sind.

Description

Die Erfindung betrifft Motor-Ventilstränge und insbesondere Ventilstränge mit Gelenkverbindungen vom Typ eines Kugelgelenks.

In Bezug auf Motor-Ventilstränge ist es im Stand der Technik bekannt, Betätigungsglieder mit Gelenkverbindungen vom Typ eines Kugelgelenks vorzusehen, wie zum Beispiel Kipphebel und Stößelstangen oder andere Elemente. In einigen Ausführungsformen können mehr als nur ein Kipphebel und/oder eine Stößelstange oder ein anderer Aktuator in einem Strang verwendet werden, um ein einzelnes Ventil oder mehrere Ventile zu betätigen. Eine Montage derartiger Ventilstränge kann in Bezug auf eine Ausrichtung der Bestandteile übermäßig viel Zeit in Anspruch nehmen. Zum Beispiel kann bei Kugelgelenken das Verbinden zweier Kipphebel mit einer zwischenliegenden Stößelstange zum Einsetzen der Kugelenden in die Buchsen erfordern, dass gleichzeitig der Ventilbetätigungsschaft gegen die Ventilfeder niedergedrückt wird. Überdies kann sich ein Einsetzen einer einzelnen Stößelstange in eine Buchse eines Kipphebels hinsichtlich einer Ausrichtung der Bestandteile als schwierig erweisen.

Die Erfindung erleichtert die Montage von Ventilsträngen mit Kugelgelenkverbindungen, indem an geeigneter Stelle Montageführungsvorrichtungen vorgesehen sind, um ein Einsetzen und Ausrichten eines Betätigungsgliedes, wie beispielsweise eine Stößelstange, mit einer oder mehreren Buchsen an einem oder mehreren passenden Betätigungsgliedern zu unterstützen. In einer beispielhaften Ausführungsform steht eine erste Stößelstange mit einem ersten Kipphebel in Eingriff und betätigt diesen, wobei der Kipphebel mit einer zweiten Stößelstange verbunden ist, die ihrerseits mit einem ein Ventil direkt betätigenden zweiten Kipphebel in Eingriff steht und diesen betätigt. Die erste Stößelstange hat ein sphärisches oder kugelförmiges Ende, das in einer Buchse des ersten Kipphebels aufgenommen ist, um eine Ausrichtung mit dem und ein Einsetzen der Stößelstange in die Kipphebel- Buchse zu unterstützen. Die Erfindung sieht eine die Buchse umgebende konische Führungsvorrichtung vor, die in Richtung zur Buchse einwärts geneigt ist und bei einer Montage das Ende der Stößelstange in die Position in die Buchse unter minimalem Führungsaufwand von Menschenhand führt.

Die zweite Stößelstange muss mit den Buchsen an sowohl dem ersten als auch dem zweiten Kipphebel ausgerichtet und in diese eingesetzt werden. Um diesen Prozess zu unterstützen, sieht die Erfindung Führungsvorrichtungen vor, die jeweils mindestens eine Führungsfläche aufweisen, die in einer bevorzugten Ausführungsform eine teilweise konische Fläche aufweisen, die sich von der unteren Seite einer jeden Kipphebel-Buchse weg erstreckt. Während einer Montage wird der das Ventil betätigende Kipphebel in eine Richtung zum Öffnen des Ventils geschwenkt, wobei die Stößelstange auf die teilweise konischen Führungsflächen gelegt wird. Der das Ventil betätigende Kipphebel wird dann freigegeben, wobei er durch die Ventilfeder in die Betätigungsposition zurückkehrt, was dazu führt, dass die Enden der Stößelstange an den Montageführungsvorrichtungen entlang fahren und in die Buchsen an den Kipphebeln in ihre Betriebsposition gleiten.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bestimmter spezieller Ausführungsformen der Erindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Draufsicht einer nahezu montierten exemplarischen Ventilstranganordnung mit erfindungsgemäßen Montageführungsvorrichtungen;
Fig. 2 eine teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht der Ventilstranganordnung aus Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Anordnung aus den Fig. 1 und 2, die eine Stößelstange in einer nahezu eingebauten Position zeigt; und
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines alternativen Kipphebels mit mehreren Montage-Führungsvorsprüngen, die an einer Kugel- Buchse angrenzen.
Im Detail ist mit Bezug auf die Zeichnung mit Nr. 10 im Allgemeinen eine exemplarische Ventilstranganordnung mit Gelenkverbindungen vom Typ eines Kugelgelenks gekennzeichnet, die mit erfindungsgemäßen Montageführungsvorrichtungen versehen ist.
Der Ventilstrang 10 weist eine erste Stößelstange 12 auf, die an einer Kugelgelenksverbindung 14 mit einem ersten Kipphebel 16 verbunden ist. Der Kipphebel 16 schwenkt um eine Achse 18 und weist eine zweite Buchse 20 auf, in der ein Kugelende 22 einer zweiten Stößelstange 24 aufgenommen ist. Ein zweites Kugelende 26 der Stößelstange 24 ist in einer Buchse 28 eines zweiten Kipphebels 30 aufgenommen, der um eine zweite Achse 32 schwenkbar ist. Der zweite Kipphebel 30 steht überdies mit einem Ventilschaft 34 zur Betätigung eines Ventils in Eingriff, das durch eine Ventilfeder 36 geschlossen ist.
Die Montage des oben beschriebenen Ventilstrangs ohne erfindungsgemäße Montageführungsvorrichtungen kann auf beliebige Weise vollzogen werden. Ein mögliches Montageverfahren könnte jedoch folgende Schritte beinhalten:
Einsetzen der ersten Stößelstange 12 in ein Nockeneingriffsglied, das nicht gezeigt ist;
Ausrichten der ersten Stößelstange 12 mit einer Buchse 38 des Gelenks 14 und Schwenken des Kipphebels 16, um mit der Stößelstange 12 in Eingriff zu treten;
Schwenken des zweiten Kipphebels 30 gegen den Ventilschaft 34 und die Feder 36, um einen Zwischenraum zum Einsetzen der zweiten Stößelstange 24 zu schaffen;
Ausrichten der Kugelenden 22, 26 der zweiten Stößelstange mit den Buchsen 20, 28 des ersten und zweiten Kipphebels; und
Schwenken des zweiten Kipphebels 30 mittels der Feder 36 zurück in die Schließposition des Ventils, um die Kugelenden der Stößelstange 24 mit ihren jeweiligen Buchsen in den Kipphebeln 16, 30 in Eingriff zu bringen.
Das eben beschriebene Verfahren erfordert eine vorsichtige Handhabung bei der Ausrichtung und der Aufrechterhaltung einer Ausrichtung der Bestandteile, während diese in ihre jeweiligen Kugelgelenksverbindungen eingesetzt werden, was zu einer erhöhten Montagezeit oder einer Fehlausrichtung führen kann, die zu wiederholten Versuchen für die Beendigung des Montageverfahrens führt.
Zur Vereinfachung der Montage sind die Buchsen 20, 28 der Kipphebel 16, 30 jeweils mit einer Montageführungsvorrichtung 40 in der Gestalt einer vorstehenden Lippe versehen, die eine teilweise konische Führungsfläche 42 hat, die in Richtung ihrer jeweiligen Buchse 20 oder 28 nach innen geneigt ist. Bei. Bedarf kann die kontinuierliche Lippe der Montageführungsvorrichtung 40 durch eine Mehrzahl von Stiften oder anderen individuellen Vorsprüngen ersetzt sein, die jeweils eine geneigte Fläche vorsehen, die auf ihre jeweilige Buchse 22 oder 28 zuläuft. Wie gezeigt, sind die Montageführungsvorrichtungen 40 vorzugsweise an ihrer vorgesehenen Stelle als ein Teil der Kipphebel 16, 30 ausgeformt. Alternativ könnten sie jedoch als separate Elemente ausgebildet sein, die nachfolgend an ihre jeweiligen Kipphebel auf jeglich geeignete Weise befestigt werden. Beispielsweise können sie aus Kunststoff hergestellt sein und in geeignete vorstehende Stifte einrasten, welche die Buchsen der Kipphebel umgeben.
Das Kugelgelenk 14 zwischen der Stößelstange 12 und dem Kipphebel 16 stellt ein Beispiel dieses oben erwähnten alternativen Vorschlags dar. Der Kipphebel 16 weist eine als ein separates Element aus einem beliebigen geeigneten Metall- oder Kunststoffmaterial gefertigte Montageführungsvorrichtung 44 auf. Die Führungsvorrichtung 44 ist mit einer inneren konischen Führungsfläche 46 versehen und mit einem Verbindungsende 48 ausgebildet, das auf einem maschinell gefertigten Teil des Kipphebels 16 einrastet, welches die Buchse 38 des Gelenks 14 umgibt. Nach Wunsch kann die Montageführungsvorrichtung 44 aus einem leichtgewichtigen Kunststoffmaterial gefertigt sein, um die Trägheit des Ventilstrangs während einer Betätigung des Ventils zu minimieren.
Eine Montage des beschriebenen Ventilstrangs kann mit denselben, zuvor beschriebenen Schritten vollzogen werden. Durch die vorgesehenen Montageführungsvorrichtungen 40, 44 ist das Montageverfahren jedoch erleichtert. Beispielsweise ist das anfängliche Einsetzen der Stößelstange 12 in die Buchse 38 des Gelenks 14 durch die konische Fläche 46 der Montageführungsvorrichtung erleichtert, die eine weniger genaue Ausrichtung der Bestandteile erfordert und das Ende der Stößelstange 12 in die Position in die Buchse 38 führt, wenn der Kipphebel 16 geschwenkt wird, um ihn mit der Stößelstange zu verbinden. In gleicher Weise wird der Einbau der zweiten Stößelstange 24 erleichtert. Wenn der Kipphebel 30 gegen die Ventilfeder 36 geschwenkt wird, wird lediglich die Stößelstange 24 mit ihren Kugelenden 22, 26 an den Führungsflächen 42 der Montageführungsvorrichtungen 40 in Position gebracht. Dem Kipphebel 30 wird dann ermöglicht, in seine Montage-Stellung zurückzukehren, wobei die Kugelenden der Stößelstange durch die konischen Führungsflächen 42 nach oben in ihre jeweiligen Buchsen 20, 28 der betreffenden Kipphebel 16, 30 geführt werden.
Folglich ist zu ersehen, dass das Vorsehen von Montageführungsvorrichtungen angrenzend an die Buchsen der zugehörigen Kugelgelenke die Montage der Bestandteile eines Ventilstrangs beträchtlich vereinfacht, indem die Notwendigkeit eines vorsichtigen Ausrichtens der Teile reduziert oder vermieden wird und statt dessen eine Führung der Kugelelemente vorgesehen ist, wenn diese in ihre jeweiligen Buchsen eingesetzt werden.
Fig. 4 zeigt einen alternativen, ein Ventil betätigenden Kipphebel 50 mit einer Kugelgelenkbuchse 52, um ein eine Stößelstange mit Kugelende (wie beispielsweise die Stößelstange 24) oder ein anderes Betätigungsglied aufzunehmen. Unterhalb der Buchse 52 ist eine Montageführungsvorrichtung 54 vorgesehen, die durch ein Paar Vorsprünge 56 mit schräg nach oben in Richtung zur Buchse 52 laufenden Führungsflächen 58 gebildet ist. Wie zuvor beschrieben, wird die Montageführungsvorrichtung 54 dazu verwendet, um ein Kugelende einer Stößelstange zu unterstützen und das Kugelende nach oben in die Buchse 52 zu führen, wenn der Kipphebel 50 geschwenkt wird, um die Buchse 52 mit der Stößelstange in Eingriff zu bringen. Ein Kipphebel kann dabei in jeder beliebigen Ausführungsform vorliegen, wie es für die Ventilstrang-Anwendung erforderlich ist. Im vorliegenden Fall sind ein Ventil-Betätigungsarm 60 und ein eine Buchse tragender Verbindungsarm 62 mittels beabstandeter Lagerabschnitte 64 unterstützt, um den Kipphebel 50 auf einer Welle oder einem anderen Traggelenk drehbar zu befestigen.
Die Ausdrücke "Kugel" und "Kugelende" sind hier verwendet worden, um einen Verbindungsabschnitt zu kennzeichnen, der mit einer Buchse in Eingriff tritt, wobei diese Ausdrücke in breitem Umfang zu interpretieren sind, um verschiedene geeignete Lagerverbindungen zum Eingriff mit einer Buchse zu umfassen. Derartige Verbindungen können, ohne Beschränkung, in zweckdienlicher Weise ringförmige oder teilweise kugelförmige Lager mit kontinuierlichen oder unterbrochenen Lagerflächen enthalten.
Zusammenfassend ist ein Ventilstrang mit durch Kugelgelenke verbundenen Komponenten mit vorstehenden Montageführungen versehen, die Buchsen ausgewählter Gelenke benachbart sind. Die Montageführungen umfassen Führungsflächen, die schräg auf die Buchsen zulaufen, um das Kugelende einer Stößelstange oder eines anderen Aktuators in die Buchse eines zugehörigen Kipphebels oder einer anderen Komponente zu führen. Die Führungsflächen können im Allgemeinen konisch sein oder mehrere beabstandete Flächen umfassen. Die Montageführungen erleichtern die Montage von Ventilsträngen, und zwar insbesondere dann, wenn Komponenten mit mehreren Kugelgelenken vorhanden sind.

Claims

1. Motor-Ventilstrang (10) mit paarweisen Gliedern (12, 16; 24, 30), die jeweils an einem Gelenk (14) verbunden sind, das eine Buchse (38, 20, 28) an einem ersten Glied und eine mit der Buchse in Eingriff bringbare Kugel (22, 26) an einem zweiten Glied aufweist, wobei der Ventilstrang (10) eine an der Buchse (38, 20, 28) angrenzende Montageführungsvorrichtung (40, 44) an dem ersten Glied aufweist, welche Montageführungsvorrichtung mindestens eine Führungsfläche (42, 46) hat, gegen die die Kugel (22, 26) des zweiten Gliedes bei der Montage des Ventilstranges (10) angelegt werden kann, wobei die Führungsfläche (42, 46) derart gebildet ist, dass die Kugel (22, 26) in die Buchse (38, 20, 28) geführt wird, wenn das zweite Glied in die Richtung für einen Eingriff mit der Buchse des ersten Gliedes relativ bewegt wird.

2. Motor-Ventilstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (42, 46) von einer Seite der Buchse (38, 20, 28) winklig abragt, so dass die Kugel (22, 26) seitwärts gegen die Führungsfläche eingesetzt werden kann und nachfolgend im Wesentlichen in Längsrichtung entlang der Führungsfläche gleitet, wobei die Kugel zur Buchse (38, 20, 28) geführt wird.

3. Motor-Ventilstrang (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (42, 46) näherungsweise die Form eines Kegelteilstücks hat.

4. Motor-Ventilstrang (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (42, 46) näherungsweise ein Kegel ist, der von einem Eingangsbereich der Buchse winklig abragt.

5. Motor-Ventilstrang (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (42, 46) unterbrochen ist, um eine Mehrzahl von kooperierenden Flächen zu bilden.

6. Motor-Ventilstrang (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied ein erster Kipphebel (16) und das zweite Glied ein Betätigungsglied ist.

7. Motor-Ventilstrang (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass überdies ein zweiter Kipphebel (30) mit einer Buchse (28) vorgesehen ist und das Betätigungsglied eine Stößelstange (24) mit einer Kugel (22, 26) an jedem Ende ist, wobei die Kugeln im montierten Zustand mit den jeweiligen Buchsen (20, 28) der beiden Kipphebel (16, 30) in Eingriff stehen, so dass der zweite Kipphebel (30) aufgrund einer Betätigung des ersten Kipphebels (16) betätigt wird, wobei jede der Buchsen (20, 28) eine teilweise konische Führungsfläche (42) entlang einer Seite hat, wodurch die Kipphebel- Buchsen (20, 28) auseinander bewegt werden können und die Stößelstange (24) seitwärts gegen die Führungsflächen beider Buchsen (20, 28) eingesetzt und durch die Führungsflächen (42) in beide Buchsen geführt werden kann, wenn die Kipphebel (16, 30) in ihre Betriebspositionen zurück geführt werden.

8. Motor-Ventilstrang (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kipphebel (16) eine erste Buchse (38), mit der im montierten Zustand eine erste Stößelstange in Eingriff steht, und eine im Wesentlichen konische Führungsfläche (46) aufweist, die an die erste Buchse (38) angrenzt und auf diese zuläuft, um die erste Stößelstange während einer Montage in die Buchse (38) zu führen.

9. Motor-Ventilstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsflächen (42, 46) an einem separaten Teil ausgebildet ist, das an dem die zugehörige Buchse tragenden Glied befestigt ist.

10. Motor-Ventilstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das separate Teil aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.

11. Motor-Ventilstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageführungsvorrichtung (40, 44) aus mehreren Vorsprüngen gebildet ist, die angrenzend an die Buchse angeordnet sind und Führungsflächen (42, 46) aufweisen, die dazu bestimmt sind, während einer Montage des Ventilstranges ein Verbindungsende in die Buchse zu führen.