DE19817849B4

DE19817849B4 - Kipphebel

Info

Publication number: DE19817849B4
Application number: DE19817849A
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Kotani; Kazuo Uchida
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1997-04-23
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: US6041747A; DE19817849A1; US6283077B1

Abstract

Kipphebelanordnung mit einem Hauptteil, einem Nockenfolger (32, 34, 35, 36) und einer Kippachse (38), wobei
der Hauptteil zwei gegenüberliegende Wandbereiche (31) aufweist, die durch einen Nocken zur Betätigung eines Ventils gekippt werden, an einem freien Ende jedes der beiden Wandbereiche (31) ein Nockenfolger-Montagebereich (34, 40) vorgesehen ist,
jeder Nockenfolger-Montagebereich (34, 40) eine Montagebohrung (40) aufweist, in die die beiden Enden einer Nockenfolger-Achse (34) eingefügt sind, in einer Stellung, in der eine Rolle (32) zwischen den beiden Wandbereichen (31) liegt, die gegen den Nacken anliegt, wobei die Nockenfolger-Achse (34) die Rolle (32) trägt,
ein Kippachsenmontagebereich (39) in jedem der beiden Wandbereiche (31) zur Montage einer Kippachse (38) zwischen den beiden gegenüberliegenden Wandbereichen (31) vorgesehen ist,
der Kippachsen-Montagebereich (39) beabstandet zu den beiden Enden des Wandbereichs (31) liegt,
der Kippachsen-Montagebereich (39) einen zylindrischen Ansatz (39a) aufweist, der aus dem Wandbereich (31) in Axialrichtung der Kippachse (38) vorspringt...

Description

Die Erfindung betrifft einen Kipphebel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung bezieht sich insgesamt auf einen Kipphebel, der zentral gelagert ist und der durch einen Nocken geschwenkt wird und seinerseits ein Ventil auf einem Zylinderkopf öffnet und schließt.
Ein herkömmlicher, zentral gelagerter Kipphebel aus Blech oder Metallplattenmaterial wird in der JP 58-152503 U beschrieben.
Bei diesem bekannten Kipphebel sind zwei seitliche Wandbereiche vorgesehen, die an einem Ende offen und am anderen Ende verbunden sind. Die Wandbereiche liegen parallel zueinander und sind mit den Innenseiten einander zugewandt, liegen jedoch im Abstand zueinander. Die beiden Wandbereiche werden durch Umfalten eines flachen Blechstreifens um 180° von seinem Längsmittelbereich her hergestellt. Jeder der Wandbereiche weist im Mittelpunkt, bezogen auf seine Längsrichtung, eine Bohrung auf. Eine zylindrische Buchse wird in die beiden miteinander fluchtenden Bohrungen eingefügt und hier befestigt. Eine Schwenkachse wird in die Buchse oder Hülse eingesetzt und andererseits am Zylinderkopf oder dergleichen abgestützt.
In diesem Falle besitzt die Buchse oder Hülse an einem Ende einen Flansch, der einen größeren Durchmesser als die Bohrungen aufweist und damit gegen einen der seitlichen Wandbereiche von außen anliegt. Nach dem Einfügen dieser Buchse in die Bohrungen der Wandbereiche wird das andere Ende außerhalb des anderen Wandbereichs verstemmt.
Bei dieser herkömmlichen Lösung wird die während des Betriebes und bei der Kippbewegung auftretende Last über die Buchse auf die beiden Bohrungen ausgeübt. Das Material der Wandbereiche wird daher stark belastet. Die Wandbereiche können sich daher im Laufe der Zeit verformen.
Ein anderer herkömmlicher, endseitig gelagerter Kipphebel aus Blech wird in der JP 63-272903 A beschrieben.
Dieser Kipphebel weist ebenfalls zwei parallele gegenüberliegende Wandbereiche auf, die an einem Ende offen und am anderen verbunden sind. Die Herstellung erfolgt wiederum dadurch, daß ein länglicher Streifen aus Blech oder Plattenmaterial um 180° in Längsrichtung gefaltet wird.
Eine Rolle wird drehbar im Mittelbereich der Länge der beiden Wandbereiche angeordnet, und zwar so, daß die Rolle mit einem Nocken in Kontakt steht. Kleine Platten sind an den freien Enden der gegenüberliegenden Wandbereiche angeordnet und stehen mit einem Ventil in Berührung. Die verbundenen Enden der Wandbereiche sind zu einer zylindrischen Form zusammengebogen. Zum besseren Verständnis soll diese zylindrische Struktur genauer beschrieben werden. Die zylindrische Form ist entstanden durch Krümmen eines Plattenmaterials zu einem Zylinder und anschließendes Verschweißen der beiden Enden des Plattenmaterials. Eine Innenfläche dieses zylindrischen Bereichs ist mit Innengewinde versehen, und eine Schwenkachse ist in den zylindrischen, gekrümmten Bereich eingefügt.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei diesem herkömmlichen Kipphebel der zylindrisch gekrümmte Bereich am geschlossenen Ende der Wandbereiche lediglich dadurch gebildet, daß das streifenförmige Blech gebogen und zu einer geschlossenen Struktur zusammengeschweißt wird. Es besteht daher die Möglichkeit oder sogar Wahrscheinlichkeit, daß der zylindrisch gekrümmte Bereich durch Torsionsmomente verformt wird, die wiederholt bei der Kippbewegung auftreten, so daß sich der gekrümmte Bereich wieder öffnen kann.
Zur Eliminierung derartiger Schäden kann die Dicke der gegenüberliegenden Wandbereiche und damit der Querschnitt des Verbindungsbereichs zu dem zylindrischen Teil erhöht werden. Daraus ergibt sich eine höhere Steifigkeit in bezug auf Torsionsmomente. Es ist jedoch schwierig, das Gewicht des Kipphebels zu reduzieren und eine genaue Biegeverformung vorzunehmen, wenn das Wandmaterial dicker ist und eine höhere Steifigkeit aufweist.
Zum weiteren Stand der Technik wird auf die DE 25 11 727 C3 , die US 5 887 474 A und die US 5,010,857 hingewiesen.
Die GB 528.997 betrifft einen Kipphebel für die Betätigung von Ventilen in Brennkraftmaschinen. Diese Druckschrift offenbart die im eingangs genannten Oberbegriff der vorliegenden Anmeldung aufgeführten Merkmale.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kipphebel zu schaffen, der auch bei langem Gebrauch zuverlässig und ausreichend steif, insbesondere torsionssteif ist.
Dies gilt sowohl für den Bereich der Schwenkachse des Kipphebels als auch für denjenigen Bereich, der mit dem Ventil zusammenwirkt. Die höhere Torsionssteifigkeit soll erreicht werden, ohne daß die Wandstärke der gegenüberliegenden Wandbereiche erhöht werden muß.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist ein erfindungsgemäßer Kipphebel in seinem Hauptbereich zwei gegenüberliegende, parallel in Abstand zueinander liegende Wandbereiche auf. In der üblichen Weise ist der Kipphebel schwenkbar gelagert, und er wirkt einerseits mit einem Nocken, andererseits mit einem Ventil zusammen. Die gegenüberliegenden Wandbereiche nehmen wenigstens eine Rolle auf, die mit dem Nocken in Berührung steht. Eine Schwenkachse ermöglicht die Kippbewegung. Diese Schwenkachse wird zwischen den beiden gegenüberliegenden Wandbereichen gehalten. An den einander zugewandten Innenseiten der Wandbereiche sind um die Bohrungen zur Aufnahme der Schwenkachse zylindrische Ansätze vorgesehen, die für eine sichere Abstützung der Schwenkachse sorgen.
An dem dem Ventil zugewandten Ende sind die beiden Wandbereiche miteinander verbunden und zu einer zylindrischen Form zusammengedrückt.
Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung nähert erläutert.
1 ist eine Explosionsdarstellung eines Kipphebels gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht des Kipphebels der 1;
3 ist ein Schnitt entlang der Linie X-X in 2;
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll anhand von 1 bis 3 beschrieben werden. Ein Kipphebel 3 ist zwischen einem Nocken 1 und einem Ventil 2 so angeordnet, daß die Bewegung von dem Nocken 1 auf das Ventil 2 übertragen wird.
Dieser Kipphebel 3 weist zwei gegenüberliegende Wandbereiche 31 auf. Diese gegenüberliegenden Wandbereiche 31 sind parallel oder im wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Jeder der beiden Wandbereiche 31 besitzt ein freies Ende und eine Montage-Bohrung 40, die zur Aufnahme eines Nockenfolgers dient. Eine Rolle 32, die mit einem Nocken zusammenwirkt, ist mit Hilfe der Bohrungen 40 an den freien Enden der beiden gegenüberliegenden Wandbereiche über eine Anzahl von Nadelrollen 33 gelagert. Die Rolle 32 befindet sich zwischen den beiden freien Enden der beiden gegenüberliegenden Wandbereiche und stützt sich an einem Nocken 1 ab, der sich in Berührung mit der Oberfläche der Rolle 32 dreht. Das andere Ende der beiden gegenüberliegenden Wandbereiche 31 dient zum Zusammenwirken mit einem Ventil. An diesem Ende ist ein rohrförmiger oder zylindrischer Bereich 35a ausgebildet, der über Verbindungsbereiche 35b mit den Wandbereichen 31 verbunden ist und im Inneren eine Bohrung 35f aufweist. Eine Schraube 36 ist in diesem insbesondere zylindrisch gekrümmten Bereich 35a eingeschraubt und stützt sich an dem Ventil ab.
Die Schraube 36 steht mit dem oberen Ende des Schafts des Ventils 2 in Berührung. Die gegenüberliegenden Wandbereiche 31 weisen ferner Montage-Bohrungen 39 auf, die eine Schwenkachse aufnehmen, die etwa in der Mitte der Länge des Kipphebels liegt. Diese Bohrungen 39 besitzen rohrförmige, vorzugsweise zylindrische Ansätze 39a, die sich in Richtung der gemeinsamen Achse erstrecken bzw. einander zugewandt sind und von den Innenflächen der Wandbereiche 31 ausgehen. Innerhalb der Bohrungen 39 in den beiden Wandbereichen 31 ist eine Schwenkachse 38, auf die eine Hülse 37 aufgeschoben ist, angeordnet. Die Achse 38 wird durch die beiden vorspringenden Ansätze 39a der beiden Wandbereiche 31 aufgenommen.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist an demjenigen Ende des Kipphebels, der mit dem Ventil 2 zusammenwirkt, der gekrümmte, zylindrisch geschlossene Bereich 35a mit den Verbindungsbereichen 35b als Endbereich der beiden Wandbereiche 31 vorgesehen. Dieser Teil des Kipphebels zusammen mit den beiden Wandbereichen 31 soll als Hauptteil des Kipphebels angesehen werden. An diesem Hauptteil sind auch die Rolle 32 und die Schwenkachse 38 zwischen den beiden gegenüberliegenden Wandbereichen 31 angeordnet, und die Schraube 36 befindet sich an dem ventilseitigen Ende des Hauptteils des Kipphebels.
Dieser Kipphebel 3 wird von seinem freien Ende her synchron mit der Bewegung des Nocken 1 bewegt und um die Schwenkachse 38 als Mittelpunkt geschwenkt, so daß am anderen Ende das Ventil verschoben wird. Die Schwenkachse 38 wird durch einen nicht gezeigten Zylinderkopf oder dergleichen abgestützt.
Die Hülse 37 befindet sich zwischen den beiden Bohrungen 39, in denen die beiden Enden der Hülse festgelegt sind, und die Schwenkachse 38 wird in die Hülse 37 eingefügt und ist in dieser drehbar. Die Hülse 37 besteht aus einem Stahlrohr oder auch aus einem Material mit selbstschmierender Wirkung, wie etwa einer Kupferlegierung. Die Ansätze 39a an den Bohrungen 39, die nach innen vorspringen, dienen zur Aufnahme und Abstützung der Schwenkachse 38 bzw. der Hülse 37. Anschließend soll das Herstellungsverfahren des Kipphebels beschrieben werden.
Zunächst werden die beiden gegenüberliegenden Wandbereiche 31 hergestellt. Zu diesem Zweck wird eine Blechplatte in vorgegebener Form ausgestanzt. Die Ansätze 39a werden durch Ziehen hergestellt, und zwar so, daß zylindrische Ansätze mit einem Boden entstehen, und die Böden werden anschließend ausgestanzt. Die freien Enden der gegenüberliegenden Wandbereiche 31 werden mit zylindrischen Stanzungen zur Herstellung der Bohrungen 40 für die Achse 34 der Rollen 32 versehen.
Zur Bildung der gegenüberliegenden Wandbereiche 31 wird eine streifenförmige Blechplatte von der Mitte aus in Längsrichtung gefaltet. Dabei liegt die Faltungsachse der Wandbereiche auf der Seite des Ventils. Dieser Bereich wird zu einem Zylinder zusammengebogen, der hier als zylindrischer Bereich 35a bezeichnet wird, und sodann werden die angrenzenden Bereiche der Wandbereiche 31 so zusammengedrückt, daß die Verbindungsbereiche 35b zu den restlichen Wandbereichen 31 entstehen, die sich vorzugsweise berühren. Zur Schließung des zylindrischen Bereichs 35a werden die Verbindungsbereiche 35b vorzugsweise miteinander verschweißt, während gleichzeitig im Inneren des zylindrischen Bereichs 35a ein Gewinde hergestellt wird.
Anschließend wird die Hülse 37 in die Bohrungen 39 bzw. die Ansätze 39a der gegenüberliegenden Wandbereiche 31 durch Preßsitz oder Schrumpfsitz eingefügt. Die Schraube 36 wird von unten in den zylindrischen Bereich 35a eingeschraubt. Die Hülse 37 kann durch Schweißen oder Verformen der Endbereiche festgelegt werden.
Anschließend wird die Achse 34, auf der die Rolle 32 angebracht wird, in den beiden Bohrungen 40 am freien Ende der Wandbereiche 31 durch Preß- oder Schrumpfsitz befestigt. Diese Achse 34 kann durch Schweißen oder Verformen, z. B. Stauchen der Achsenenden befestigt werden.
Wie oben beschrieben wurde, sind bei dieser Ausführungsform der Erfindung die beiden zylindrischen Ansätze 39 an den Bohrungen 39 der gegenüberliegenden Wandbereiche 31 vorgesehen, und die Hülse 37 wird in den Bohrungen 39 bzw. den Ansätzen 39a befestigt. Die Schwenkachse 38 wird in die Hülse 37 eingefügt. Die Belastung, die während der Kippbewegung auftritt, kann durch die Ansätze 39a aufgenommen werden, die dicker sind als die gegenüberliegenden Wandbereiche 31. Daher können die Lagerlasten, die auf die gegenüberliegenden Wandbereiche 31 einwirken, reduziert werden im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, so daß die gegenüberliegenden Wandbereiche 31 in bezug auf die Abstützung der Achse 38 versteift werden. Es besteht daher kaum die Gefahr, daß die Ansätze 39a bei langem Gebrauch verformt werden, und daß somit Spiel in der Lagerung des Kipphebels besteht.

Claims

Kipphebelanordnung mit einem Hauptteil, einem Nockenfolger (32, 34, 35, 36) und einer Kippachse (38), wobei der Hauptteil zwei gegenüberliegende Wandbereiche (31) aufweist, die durch einen Nocken zur Betätigung eines Ventils gekippt werden, an einem freien Ende jedes der beiden Wandbereiche (31) ein Nockenfolger-Montagebereich (34, 40) vorgesehen ist, jeder Nockenfolger-Montagebereich (34, 40) eine Montagebohrung (40) aufweist, in die die beiden Enden einer Nockenfolger-Achse (34) eingefügt sind, in einer Stellung, in der eine Rolle (32) zwischen den beiden Wandbereichen (31) liegt, die gegen den Nacken anliegt, wobei die Nockenfolger-Achse (34) die Rolle (32) trägt, ein Kippachsenmontagebereich (39) in jedem der beiden Wandbereiche (31) zur Montage einer Kippachse (38) zwischen den beiden gegenüberliegenden Wandbereichen (31) vorgesehen ist, der Kippachsen-Montagebereich (39) beabstandet zu den beiden Enden des Wandbereichs (31) liegt, der Kippachsen-Montagebereich (39) einen zylindrischen Ansatz (39a) aufweist, der aus dem Wandbereich (31) in Axialrichtung der Kippachse (38) vorspringt und einstückig mit dem Wandbereich (31) ausgebildet ist und in den zylindrischen Ansätzen (39a) eine zylindrische Hülse (37) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass, die beiden Wandbereiche (31) gebildet werden durch beide Enden einer Metallplatte, die in einem Mittelbereich (35a) so gebogen ist, dass die beiden Enden der Metallplatte einander parallel gegenüber liegen, wobei die beiden Wandbereiche (31) angrenzend an den gebogenen Mittelbereich (35a) als Verbindungsbereiche (35b) aneinander liegen, während die übrigen Bereiche der beiden Wandbereiche (31) in Abstand zueinander liegen, der gebogene Mittelbereich (35a) zu einem zylindrisch geschlossenen Bereich geformt ist und einen Vetilstößel (36) aufnimmt, der auf ein oberes Ende eines zu betätigenden Ventils einwirkt, und, der zylindrische Ansatz (39a) jedes Wandbereichs (31) zum gegenüberliegenden Wandbereich (31) hin vorspringt.
Kipphebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den zylindrischen Ansätzen (39a) die beiden Enden der zylindrischen Hülse (37) eingefügt sind, wobei die Kippachse (38) drehbar innerhalb der zylindrischen Hülse (37) gelagert ist.