DE3500523C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kipphebelfeder für den Ventilbetätigungsmechanismus einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-AS 11 98 606 ist ein Ventilbetätigungsmechanis­ mus für eine Brennkraftmaschine bekannt, der einen Kipp­ hebel umfaßt, der schwenkbar an einem Ende mit Hilfe eines Kugelgelenks und einer Kipphebelfeder am Zylinderkopf ge­ lagert ist und bei dem eine oben liegende Nockenwelle mit dem mittleren Abschnitt des Kipphebels in Eingriff tritt, um ein Einlaß- oder Auslaßventil der Brennkraftmaschine zu betätigen.

Diese Kipphebelfeder dient dazu, den Kipphebel einerseits in ständigem Kontakt mit einem Ventilschaft des Einlaß- oder Auslaßventils zu halten und andererseits die halbkugelförmige Lagerfläche des Kugelgelenks in die zugeordnete Lagerfassung in Form einer Kugelpfanne zu drücken. Um diesen beiden Anforderungen gerecht zu werden, ist die Kipphebelfeder sowohl an dem Zylinderkopf als auch an dem Kipphebel gelagert. Gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel in der DE-AS 11 98 606 ist die Kipphebelfeder in einem unteren Bereich bzw. mit einem unteren Arm in einer Ausnehmung der am Zylinderkopf befestigten Lagerfassung ge­ halten, während ein oberer Bereich bzw. ein oberer Arm an einem am Kipphebel angebrachten Zapfen abgestützt ist. Ge­ mäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der DE-AS 11 98 606 ist der obere Arm funktionell zweigeteilt, wobei der eine Teil weiterhin an einem am Kipphebel angebrachten Zapfen abgestützt ist, während der andere Teil direkt an einem Schwenkschaft des Universalgelenks befestigt ist, um diesen in die Lagerfassung zu drücken.

Selbst wenn der untere Arm der Kipphebelfeder paßgenau in die Ausnehmung eingesetzt ist, kann sich aufgrund der bei Betrieb einer Brennkraftmaschine auftretenden starken Vibrationen die Befestigung der Kipphebelfeder an dem Zylinderblock lösen, was zu Spiel und einer daraus resul­ tierenden unerwünschten Geräuschentwicklung führen kann.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kipphebelfeder derart weiterzubilden, daß auch nach längerer Betriebsdauer das Auftreten von Spiel zuverlässig vermieden ist.

Diese Aufgabe wird anmeldungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des neuen Patentanspruchs 1 gelöst.

Anmeldungsgemäß ist der untere Arm der Kipphebelfeder senk­ recht zu seiner Befestigungsfläche, d. h. zu dem Grund der Ausnehmung bzw. der Umfangsnut, in die er eingesetzt ist, in sich gekrümmt, so daß er sich elastisch an die Lagerflä­ che der Ausnehmung bzw. der Umfangsnut anlegt und in die­ ser unter einer gewissen Vorspannung gehaltenist. Auf diese Weise kann selbst bei längerem Betrieb auftretendes Spiel ausgeglichen werden, so daß eine Entwicklung von un­ erwünschten Klappergeräuschen zuverlässig vermieden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil des Zy­ linderkopfes einer Brennkraftmaschine, die mit einem Ventilbetätigungsmechanismus ver­ sehen ist, welcher eine erfindungsgemäß aus­ gebildete Kipphebelfeder aufweist;

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des in Fig. 1 ge­ zeigten Ventilbetätigungsmechanismus, wo­ bei der detaillierte Aufbau des Mechanis­ mus und dessen Betriebsweise dargestellt sind;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Ventilbetätigungsmechanismus;

Fig. 4 eine Seitenansicht der erfindungsgemäß aus­ gebildeten Kipphebelfeder, die an einer Lagerfassung montiert ist;

Fig. 5 eine Draufsicht in reduziertem Maßstab auf den oberen Armabschnitt der Kipphebelfeder; und

Fig. 6 eine Unteransicht des unteren Armabschnittes der Kipphebelfeder in reduziertem Maßstab.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Zylinderkopfes 10 einer mehrere Zylinder aufweisenden Brennkraftmaschine darge­ stellt. Der Zylinderkopf 10 ist mit einer Vielzahl von Einlaß- oder Auslaßventilen versehen, von denen eines bei 12 gezeigt ist. In üblicher Weise wird der Ventil­ schaft eines jeden Ventiles 12 gleitend von einer im Zylinderkopf 10 montierten Ventilführung 14 aufgenommen und in dieser geführt. Eine Ventilfeder 16 ist zwischen einem Federsitz 18, der an der oberen Seite des Kopfes 10 ausgebildet ist, und einem Federhalter 20 vorgesehen, der über einen Splintbolzen 22 am oberen Ende des Ven­ tilschaftes befestigt ist. Jedes Ventil 12 wird durch die Ventilfeder 16 in ihre geschlossene Stellung unter Vorspannung gesetzt und von einem zugehörigen Kipphebel 24 angehoben, der durch einen Nocken 26 einer oben­ liegenden Nockenwelle angetrieben wird, welche in ge­ eigneter Weise auf dem Zylinderkopf 10 gelagert ist.

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Kipphebel 24 an seinem in Fig. 2 linken Ende schwenkbar durch eine Kugelgelenkeinheit 28 gelagert. Das Kugel­ gelenk 28 umfaßt eine Lagerfassung 30 mit einem Schaft­ abschnitt 32, der im Preßsitz in einer Bohrung 34 eines runden Vorsprungs 36 des Zylinderkopfes 10 angeordnet ist. Die Lagerfassung 30 ist an ihrem Kopf mit einer teilkugelförmigen, konkaven Lagerfläche 38 versehen. Ein Schwenkschaft 48, der den anderen Teil des Kugel­ gelenkes 28 bildet, besitzt einen mit einem Gewinde ver­ sehenen Schaftabschnitt 42, der in eine Bohrung 44 mit Innengewinde geschraubt ist, welche im linken Ende des Kipphebels 24 ausgebildet ist, und der durch eine Ver­ riegelungsmutter 46 fixiert ist. Der Schwenkschaft 40 weist einen teilkugelförmigen, konvexen unteren Endab­ schnitt 48 auf, der an die konkave Lagerfläche 38 der Fassung 30 angepaßt und in der Fassung aufgenommen ist. Eine Kipphebelfeder 50, die in Verbindung mit den Fig. 4 bis 6 später im einzelnen beschrieben wird, dient dazu, den Schwenkschaft 40 und die Fassung 30 zu­ sammenzuhalten und das rechte Ende des Kipphebels 24 in Kontakt mit der Oberseite des Ventilschaftes zu drücken. Der Kipphebel 24 ist mit einem Abschnitt 52 ver­ sehen, der in Gleitkontakt mit dem Nocken 26 der oben­ liegenden Nockenwelle 54 steht. Wenn die Nockenwelle 54 rotiert, wird der Nasenabschnitt des Nockens 26 mit dem Abschnitt 52 in Kontakt gebracht, wodurch der Kipp­ hebel 24 um den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 28 verschwenkt wird, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig. 2 angedeutet. Auf diese Weise wird das Ein­ laß- oder Auslaßventil 12 angehoben. Das Ventilspiel des Ventilbetätigungsmechanismus kann eingestellt werden, indem die Verriegelungsmutter 46 gelöst und der Schwenk­ schaft 40 in beide Richtungen gedreht wird.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besitzt bei dem dargestellten Beispiel jeder Zylinder zwei Einlaßventile und ein Aus­ laßventil. Somit ist die Nockenwelle 54 für jeden Zylinder mit drei Nocken 26 versehen, die jeweils mit dem zuge­ hörigen Kipphebel in Eingriff stehen. Die Anzahl der Ventile kann jedoch je nach Ausführungsform der Brenn­ kraftmaschine geändert werden.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, besteht die Kipphebelfeder 50 aus einer etwa U-förmig ausgebildeten Blattfeder, die einen oberen und einen unteren Armabschnitt 56 und 58 auf­ weist, welche über einen Zwischenabschnitt 60 miteinander verbunden sind. Die Feder 50 kann durch Ausstanzen von Rohlingen aus einem Federstahlblech und durch Kalt­ schlagen und Verbiegen der Rohlinge mit nachfolgendem Härten hergestellt werden. Wie Fig. 4 zeigt, konvergieren die offenen Enden des oberen und unteren Armabschnittes 56 und 58 geringfügig im freien Zustand der Kipphebel­ feder 50. Der obere Arm 56 ist länger ausgebildet als der untere Arm 58. Der Bereich des oberen Armes benachbart zum freien Ende desselben besitzt einen halbkreisförmigen Querschnitt, wie gezeigt, so daß das freie Ende 62 ab­ wärts gerichtet ist. Wie am besten in Fig. 2 gezeigt, steht das freie Ende 62 des oberen Armes 56 mit einer Quernut 64 in Eingriff, die am Kipphebel 24 ausgebildet ist. Der obere Armabschnitt 56 der Feder 50 weist die in Fig. 5 dargestellte äußere Form auf und ist mit ei­ ner Öffnung 66 versehen. Wie die Fig. 2 und 3 am besten zeigen, erstrecken sich der Schwenkschaft 40 und das linke Ende des Kipphebels 24 durch die Öffnung 66, so daß die Feder 50 die Kugelgelenkeinheit 28 teil­ weise umgibt.

Wie in Fig. 6 gezeigt, besitzt der untere Armabschnitt 58 der Feder 50 ein gegabeltes Ende 68, das durch ei­ nen Ausschnitt 70 mit kreisförmigen Abschnitten 72 ge­ bildet wird. Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt, befindet sich das gegabelte Ende 68 der Feder 50 in Rastkontakt mit einer Umfangsnut 74, die am Kopf der Lagerfassung 30 ausgebildet ist. Die Nut 74 unterteilt den Kopf der Fassung 30 in einen oberen Flansch 76 und einen unteren Flansch 78, wobei der obere Flansch 76 einen kleineren Durchmesser als der untere Flansch 78 aufweist. Somit be­ sitzt die untere Seitenwand 80 der Nut 74 eine größere Lagerfläche als die obere Seitenwand 82.

Der untere Armabschnitt 58 der Kipphebelfeder 50 ist im freien Zustand derselben senkrecht zur Ebene des unteren Armabschnittes 58 gekrümmt ausgebildet. Im in die Nut 74 eingepaßten Zustand stoßen somit die obere und untere Fläche des unteren Armabschnittes 58 elastisch und eng anliegend gegen die obere und untere Seitenwand 82 und 80 der Nut 74, wie in Fig. 4 gezeigt, so daß der unte­ re Armabschnitt 58 sicher gelagert wird. Daher wird der untere Armabschnitt 58 während der Durchbiegungs­ bewegung der Kipphebelfeder 50, die durch das Ver­ schwenken des Kipphebels 24 bewirkt wird, ohne Spiel in der Umfangsnut 74 gehalten, so daß auf diese Weise ein übermäßiger Verschleiß und ein vorzeitiges Aus­ fallen der Feder 50 verhindert wird.

Claims (1)

1. Kipphebelfeder für einen Ventilbetätigungsmechanis­ mus einer Brennkraftmaschine, der einen Kipphebel, der an seinem einen Ende über ein Kugelgelenk schwenkbar an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gelagert ist und an seinem anderen Ende mit einem Ventilschaft eines Einlaß- oder Auslaßventils der Brennkraftmaschine in Kontakt steht, und eine Nockenwelle mit einem Nocken aufweist, der zum Ver­ schwenken des Kipphebels um das Kugelgelenk mit einem Abschnitt des Kipphebels in Eingriff tritt,
   wobei das Kugelgelenk eine am Zylinderkopf montier­ te Lagerfassung sowie einen Schwenkschaft aufweist, der an dem Kipphebel angebracht ist, und
   wobei die Kipphebelfeder eine im wesentlichen U-förmige Blattfeder mit einem unteren Arm, der mit einer in der Lagerfassung ausgebildeten Umfangsnut in Eingriff bringbar ist, und einem oberen Arm ist, der mit dem Kipphebel in Ein­ griff bringbar ist,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß der untere Arm (58) der Kipphebelfeder (50) senk­ recht zum Nutgrund der Umfangsnut (74) gekrümmt ist, so daß er unter Vorspannung in die Umfangsnut (74) der Lagerfassung (30) einpaßbar ist.