DE2241606C3 - Gaswechselventil-Betätigungshebel, insbesondere Kipp- bzw. Schwinghebel für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gaswechselventil- erreichen, daß er seine Lage selbst bei stärkster Betätigungshebel, insbesondere Kipp- bzw. Schwing- 50 Belastung und bei schnellem Lauf beibehält,

fcebel für Brennkraftmaschinen, mit einem form- Die Lösung der Aufgabe kennzeichnet sich da-

•chlüssig im Hebelkörper eingegossenen, zum Zu- durch, daß der Hebelkörper ein Druckgußteil ist

lammenwirken mit einer Nockenfläche bestimmten und der Schaft von einer parallel zur Schwenkachse

Cleitstein, der in bezug auf eine Schwenkachse des verlaufenden Bohrung durchsetzt ist, welche an den Hebels ausgerichtet ist und einen vom Gußmaterial ₅₅ Schaftseitenflanken sich kegelstumpfförmig nach

«es Hebelkörpers im Sinn einer Fixierung gegen ein innen verjüngende Ansenkungen aufweist, die mit

Herausbewegen des Gleitsteins aus dem Hebelkörper Druckgußmaterial gefüllt sind, während der Boh-

•mgebenen Schaft mit zwei Seitenflanken aufweist. rungsinnenteil frei von Druckgußmatenal ist.

Gaswechselventil-Betätigungshebel, so insbeson- Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die

«ere Kipp- bzw. Schwinghebel für Brennkraftma- 60 Schaftseitenflanken und zwei Schaftstirnflanken je-

schinen werden nach bisher bekannten Verfahren weils parallel verlaufen.

aus Stahl geschmiedet oder gegossen, aus Blech Sollten die Kosten der Herstellung des Schwinggepreßt oder bei Verwendung von Aluminium in hebeis ohne vorrangige Bedeutung sein, dann sieht KokUle oder Schleuderguß gegossen. Stahlbleche eine zweckmäßige Ausgestaltung gemäß der Erfinwerden wegen ihrer Fertigkeit verwendet, da der 65 dung vor, daß die Schaftstirnflanken schwalben-Kipp- bzw. Schwinghebel entweder auf der Nocken- schwanzförmig sich erweiternd verlaufen,
welle gleitet oder von einem Stößel bzw. von einer Der Vorteil des Betätigungshebels gemäß der Stößelstange betätigt wird. Erfindung äußert sich darin, daß der Gleitstein bei

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Verwendung von Dnickgußmaterial für den Schwing- Die beschriebene Anordnung der Bohrung mit

hebelkörper lagegenau fixierbar ist; der Gleitstein den Senkungen kann an jedem Gleitstein vorgesehen

kann quer zu der ihn durchsetzenden Bohrung genau werden, wenn eine mechanische Bearbeitung auf

fixiert werden und bedarf nur noch seitlicher Zen- Grund der Härte des Gleitsteins möglich ist. Sollte

trierung. Die Möglichkeit lagegenauer Fixierung des 5 ein vollständig durchgehärteter Gleitstein Verwen-

Gleitsteins hat zur Folge, daß der Gleitstein selbst dung finden, so müßten die Bohrung 5 und die Sen-

bei stärkster Belastung nicht aus dem Schwinghebel- kungen 8 und 9 zuvor gegossen, gepreßt oder gesin-

körper herausfällt, also beispielsweise bei hoch- tert werden oder vor dem Härten des Gleitsteins an-

tourigem Lauf in Brennkraftmaschinen. Zudem gebracht werden.

bedarf es keiner bzw. nur sehr geringer Nachbearbei- io Die kegelstumpfförmig nach innen sich verjüngen-

tung am Gleitstein, was die Fertigungskosten des den Senkungen 8 und 9 sind, wie aus F i g. 2 ersicht-

Schwinghebels beträchtlich herabsetzt. Hch, nach erfolgtem Einspritzen des Druckguß- Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines materials durch dieses gefüllt. Da die Bohrung 5 Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die während des Einspritzens in nachfolgend beschrie- Zeichnung erläutert. i₅ bener Weise durch einen Kern gefüllt ist verbleibt Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsge- sie in fertigem Zustand des Kipphebels frei von

mäßen Kipphebels, in welchem ein eine Bohrung Dnickgußmaterial. Man erreicht dadurch, daß der

aufweisender Gleitstein formschlüssig eingegossen Gleitstein infolge des die kegelstumpfförmig verlau-

ist; fenden Senkungen ausfüllenden Druckgußmaterials

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht von ao durch dieses lagegenau fixiert bzw. verkeilt ist. Je Linie 2-2 in Fig. 3 durch eine Druckgießform mit nach Länge des während der Fertigung verwendeten in die Form sich erstreckendem Kern, auf welchen Kerns in der Bohrung S setzt die Bohrung sich frei der formschlüssig zu verbindende Gleitstein aufge- von Druckgußmaterial bis zu beiden Seiten des Kippsteckt ist; und hebeis 1 fort.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht von Linie 3-3 in a₅ Der Beschriebene Aufbau des aus Druckguß- F' &■ 2· material, so aus Aluminium bestehenden Kipphebels

Der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Kipp- ermöglicht eine gegenüber bekannten Konstruktionen hebel 1 gemäß der Erfindung besteht aus einem lagegenaue und sichere Fixierung des Gleitsteins, Druckgußteil, welches unter Verwendung schnell ohne daß die Gefahr der Lockerung besteht. Es hat arbeitender Druckgußmaschinen hergestellt ist. Bei 30 _si_cn herausgestellt, daß der Kipphebel bei sehr Druckgußmaschinen neuerer Bauart arbeiten die hohen Drehzahlen von Brennkraftmaschinen benutzt Einspritzsysteme so, daß der ganze Einspritzvorgang werden kann, ohne daß Lockerungen am Gleitstein bis zum völligen Druckanstieg in einer Zeit von in irgendeiner Richtung stattfinden. Die Verwendung 0,1 Sekunden abgewickelt ist. Das bedeutet, daß die des Druckgußmaterials an einem Gleitstein der beGefahr der Lunkerbildung, der Bildung von Kalt- 35 schriebenen Art bietet zudem den großen Vorteil, flußstellen usw. in den aus Druckguß gefertigten daß der Kipphebel nahezu ohne Nachbearbeitung Schwinghebeln nicht mehr besteht. Der in der gefertigt werden kann, also keiner zeit- und kosten-Zeichnung dargestellte Kipphebel 1 kann aus einer aufwendigen Bearbeitungen in Sondermaschinen Kolbenlegierung gefertigt sein, welche eine Zug- bedarf. Aus diesem Grund entfällt die Notwendigfestigkeit von etwa 28 ^kp bei einer Härte von etwa «° ^keh,^eine* bei Nachbearbeitung in üblicher Weise er-⁶ mm* forderlichen Übermaßes am Material des Gleitsteins. 110 Brinell besitzt. Man erreicht damit, daß auf die Wie vorangehend erwähnt wird der Gleitstein unter bislang zur Lagerung erforderlichen Büchsen gänzlich Verwendung eines Kerns in der Druckgießform verzichtet werden kann. fixiert, bevor die Druckgießform durch das Druck-

Der vorzugsweise aus Hartguß bestehende Gleit- ₄₅ gußmaterial ausgespritzt wird. Die Vorrichtung zur stein 2 (Fig. 1, 2 und 3) ist in erfindungsgemäßer Herstellung des Kipphebels der beschriebenen Art Weise lagegenau im Dnickgußmaterial des Kipp- ist insbesondere aus den Fig. 2 und 3 der Zeichhebels 1 fixiert. Zu diesem Zweck ist der Schaft 3 nung zu entnehmen. Gemäß Fig. 2 kennzeichnet des Gleitsteins 2 durch eine parallel zur Kipphebel- sich die Druckgießform durch ein ortsfeste Form achse 4 verlaufende Bohrung 5 durchsetzt. Gemäß 50 hälfte 12, von welcher ein dornartiger Kern 12 a in Darstellung in Fig. 2 weist die Bohrung an den das Innere der Druckgießform vorsteht, um den beiden Schaftseitenflanken 6 und 7 Senkungen 8 Schaft 3 des Gleitsteins mittels seiner Bohrung 5 so und 9 auf, welche kegelstumpfförmig nach innen über den Kern zu ziehen, daß zwischen Kernaußenverjüngend ausgebildet sind. Die Bohrung 5 ist dem- fläche und den beiden Senkungen 8 und 9 beschrienach an den beiden Schaftseitenflanken 6 und 7 55 bener Art konische Ringräume bestehen. Die zweite kegelstumpfförmig sich erweiternd vorgesehen. Die Formhälfte 13 ist an der ortsfesten Formhälfte 12 Bohrung und die beiden Senkungen lassen sich in schließbar, nachdem der Gleitstein 2 in die Druckeiner Sonderbearbeitungsmaschine ohne großen gießform eingesetzt ist. An der Formbasis sind in Kostenaufwand herstellen; zweckmäßigerweise wer- Querrichtung zur Gleitfläche des Gleitsteins verlauden in dieser Sonderbearbeitungsmaschine gleich- 60 f»_nde schneidenartige Erhöhungen 15 vorgesehen, zeitig die beiden Planflächen6α und Ta geschliffen. auf welchen sich der Gleitstein nach Aufschieben Die Bohrung 5 kann zur Radiusfläche des Gleit- auf den Kern 12 α aufsetzt. Wie erwähnt ist die Bohsteins mit einer gewissen Toleranz vorgesehen sein, rung 5 unter einer gewissen Toleranz zur Radiusso daß es keiner Nachbearbeitung der Bohrung be- fläche des Gleitsteins gefertigt, so unter einer ToIedarf. Da auch die Senkungen 8 und 9 grob vermaßt 65 ranz von 0,1 mm, weshalb sich der Gleitstein mit werden können, stellt sich die Herstellung des Gleit- wenig Luft an die beiden schneidenartigen Erhöhunsteins und infolgedessen des Kipphebels als sehr gen anlegt. Die Erhöhungen sind in der Lage, den preiswert dar. Metalldruck während des Gießens mit aufzufangen

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Nach Aufstecken auf den Kern ist der Gleitstein in schneidenartigen Erhöhungen gut konisch in der Entzwei Richtungen fixiert und liegt mittels seiner bei- formungsrichtung sein kann und infolgedessen ein den Flanken 17 mit relativ viel Spiel an Einschnürun- Selbstreinigungseffekt der Druckgießform bei jedem gen 16 der Form an. Der Gleitstein kann infolge sogenannten Schuß vorliegt. Das Einlegen des nächeine r Toleranz von beispielsweise 0,3 mm um die 5 sten Gleitsteins kann aus diesen Gründen ungehin-Bohrung etwas schwingen und liegt dann in der dert vor sich gehen.

Form entweder links oder rechts an. Für die spätere Die Erfindung ist demnach verwirklicht in einem Verwendung des Kipphebels ist diese Winkeltoleranz unter Verwendung des Druckgießverfahrens gefer-

des Gleitsteins ohne Bedeutung, insbesondere dann, tigten Gaswechselventil-Betätigungshebel und einer

wenn die Gleitfläche nachgeschliffen oder poliert io zu seiner Herstellung dienenden Druckgießform. Der

wird. Gleitstein ist infolge der besonderen Ausgestaltung

Die schneidenartigen Erhöhungen 15 und die Ein- seines Schaftes lagegenau im Kipphebel fixierbar, so schnürungen 16 haben besondere Bedeutung sowohl daß es keiner bislang erforderlichen aufwendigen für den Gießvorgang als auch für das nachfolgende Nachbearbeitung des Kipphebels bedarf. Die zur Entfernen des den Gleitstein in der Druckgießform 15 Herstellung des Kipphebels dienende Druckgießform umgebenden Druckgußmaterials Wie erwähnt stützt ist so ausgebildet, daß der Kipphebel mit gewährsich der Gleitstein 2 auf den beiden schneidenartigen barer Toleranz eingelegt werden kann. Auch diese Erhöhungen 15 ab, so daß das von oben her drük- Maßnahme gestattet es, mit einer minimalen Nachkende Druckgußmaterial den Gleitstein nicht qacr bearbeitung des Gleitsteins auszukommen. Es hat zur Achse des Kerns 12 α verschiebt und dabei den »o sich in der Praxis erwiesen, daß infolge des dem Kern abbrechen oder verbiegen kann. Kommt der Gleitstein eigenen Aufbaus und infolge der neuartigen Enddruck in der Druckgießform zustande, dann Konstruktion der Druckgießform Kostenersparungen spritzt das Druckgußmaterial durch die lose Zen- bis zu einem Drittel erzielbar sind,
trierung an den beiden Flanken 17 hindurch und Ein wesentlicher Vorteil der neuartigen Fixierung füllt den Raum hinter dem Gleitstein, also am vor- >s des Gleitsteins im Kipphebel muß darin gesehen gegossenen Radius völlig aus. Durch die beiden werden, daß der Kipphebel bei sehr hohen Drehschneidenartigen Erhöhungen 15 ergeben sich drei zahlen von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden außen aufgespritze flache Stücke mit etwa 2 mm kann, ohne daß die Gefahr der Lockerung oder des Stärke, die beim nachfolgenden Stanzen leicht ent- Bruches besteht. Die Erfindung ist nicht auf die fernt werden können, ohne daß der Stanzschnitt den 3° dargestellten Ausführungsformen beschränkt. So vorzugsweise aus Hartguß bestehenden Gleitstein kann man an den beiden Planflächen 6 α und 7 a berühren muß. Der Stanzschnitt kann vielmehr in Wülste 20,21 übergießen, so daß an diesen Flanken einer theoretischen Entfernung von etwa 1 mm vom gleichfalls eine Sollbruchstelle entsteht, an welcher Gleitstein aufsetzen und die angegossenen kleinen das Material abreißen kann. Man erreicht dadurch, Blöcke zu beiden Seiten der Erhöhungen einfach 35 daß auch die beiden langen Flanken bzw. Planwegdrücken, flächen nicht mehr geschliffen werden müssen.

Die Einschnürungen 16 besitzen die Funktion einer Die Druckgießform ist natürlich nicht auf zwei Sollbruchstelle, d. h. innerhalb der Einschnürung schneidenartige Erhöhungen 15 beschränkt. In

reißt das Druckgußmaterial ab und es wird somit gleicher Weise kann eine oder können mehrere

rings um das lose Druckgußmaterial entfernt. Es 4° Erhöhungen vorgesehen sein, um die zum nachfol-

besteht weiter der Vorteil, daß die Druckgießform genden Entstanzen erforderlichen Stücke an der

rings um den Gleitstein mit Ausnahme der beiden Gleitfläche des Gleitsteins anzugießen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

.1 Es sind weiterhin Schwinghebel, so aus Kokillen-Patentansprüche: ^*** guß bekannt, welche an der Kontaktflache zur

1. Gaswechselventil-Betätigungshebel, insbe- Nockenwelle ein ^^^J^S £?n •andere Kipp- bzw. Schwinghebel für Brennkraft- gossenes Teil aus Hartguß ^a^^j*^~ maschinen, mit einem formschlüssig im Hebel- 5 Schwinghebeln wird Hartguß fur den Gl«meui gefcörper eingegossenen, zum Zusammenwirken mit wal.lt, weil die Paarung ««tsten aus HarfcuB und «n?r Nockenfläche bestimmten Gleitstein, der Nockenwelle aus Hartguß ideal ^a*«^ ^™?" in bezug auf eine Schwenkachse des Hebels aus- sehen den beiden Kontaktflachen tritt eine minimale gerichtet ist und einen vom Gußmaterial des Abnutzung auf. Kinnhehein H^r Hebelkörpers im Sinn einer Fixierung gegen ein ,„ Die Fertigung von Schwmg- bzw. fopphebetojfcr Herausbewegen des Gleitsteins aus dem Hebel- eingangs erwähnten Art unterliegt jedoch gewissen körper umgebenen Schaft mit zwei Seitenflanken Nachteilen und Problemen, *££%*.??*? aufwlist, dadurch gekennzeichnet, daß Fixieren des Gleitste.ns im Schwinghetel betnfft. 4er Hebelkörper ein Druckgußteil ist und der Der vorzugsweise aus Hartguß gefertigte Gle.tetem Schaft (3) von riner parallel zur Schwenkachse (4) ,₅ muß im Schwinghebelkorper formschlüssig gehalten »erlaufenden Bohrung(5) durchsetzt ist, welche werden, d.h. er muß gegen das Herausziehen und an den Schaftseitenflanken .6,7) sich kegel- Lockern aus dem Gußmatenal des Schwinghebels ■tumpfförmig nach innen verjüngende Ansen- abgesichert werden.

kungen (8,9) aufweist, die mit Druckgußmaterial Bekannt ist ein Vorschlag (deutsches Gebrauchs-

gefüHt sind/während der Bohrungsinnenteil frei ao muster 1 908 833), nach welchem der GleiKtein dort,

von Druckgußmaterial ist. wo er im Leichtmetall des Schwing- oder Kipphebels

2. Betätigungshebel nach Anspruch 1, dadurch sitzt, eine schwalbenschwanzartige Hinterschneidung gekennzeichnet, daß die Schaftseitenflanken (6,7) aufweist. Diese Lösung erweist sich jedoch u. a. aus und zwei Schaftstirnflanken (10,11) jeweils par- gußtechnischen Gründen als nachteilig, wen oer allel verlaufen. »5 Gießer für das Hartgußteil keine gunstige Entfor-

3. Betätigungshebel nach Anspruch 1, dadurch mungsmöglichkeit des Sandes vom Modell hat. Das gekennzeichnet, daß zwei Schaftstirnflanken (10, heißt, daß der später in das Leichtmetall des Schwing-11) schwalbenschwanzförmig sich erweiternd hebeis ragende Schaft zumindest flankenparaUeI, verlaufen jedoch vorteilhafterweise leicht konisch ausgebildet

4. Druckgießfor ur Herstellung des Betäti- 30 sein müßte, um die Entfernung einfacher zu gestalgungshebels nach Anspruch 1, gekennzeichnet ten. Dies wiederum würde dazu fuhren daß der durch eine ortsfeste Formhälfte (12), von welcher Gleitstein leichter aus dem Schwinghebelkorper ein dornartiger Kern (12 a) in das Innere der herausfällt. .
Druckgießform vorsteht, um den Schaft (3) mit- Ein den als bekannt anzusehenden Schwing- und tels seiner Bohrung (5) so über den Kern zu ₃₅ Kipphebeln eigenes Problem ist darüber hinaus ziehen, daß zwischen Kernaußenfläche und beiden darin zu sehen, daß der Gleitstein nicht mit ausrei-Ansenkungen(8,9) konische Ringräume bestehen, chender Genauigkeit in seiner Lage fixierbar ist, so eine zweite, an der ortsfesten Formhälfte (12) daß es umfangreicher und damit aufwendiger Nachschließbare Formhälfte (13) und in der ortsfesten bearbeitungen der Gleitsteinflachen bedarf. Insbe-Formhälfte senkrecht zur Gleitfläche des Gleit- *o sondere ist es notwendig, die auf der Nockenwelle steins (2) verlaufende, schneidenartige Erhöhun- laufende Fläche des Gleitstems zu schleifen, und gen (15), auf welchen sich der Gleitstein nach zwar genau achsparallel als auch in genauem Ab-Aufschieben auf den Kern (12 a) aufsetzt, und an stand in den drei Dimensionen zur Schwinghebelzwei Stirnflächen des Gleitsteins verlaufende, Lagerbohrung.

Sollbruchstellen des Druckgußmaterials ausbil- 45 Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindende Einschnürungen (16). dung darin, einen Schwinghebel zu schaffen, dessen

Gleitstein in seiner Lage genau fixierbar ist, um Kosten der Nachbearbeitung zu sparen und um zu