DE3500524C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kipphebelfeder für eine Ventilbetätigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der GB-PS 9 63 995 ist eine Kipphebelfeder dieser Gattung für eine Ventil­ betätigungsvorrichtung bekannt.

Bei dieser ist die Steifigkeit des Oberarms der Kipphebelfe­ der unzureichend, um eine unzulässige Verbiegung des Oberarms zu verhindern, da die Feder aus einem flachen Blech Federstahls hergestellt ist, das zu einem U-förmi­ gen Querschnitt verbogen ist. Daher besteht die Möglich­ keit, daß der Oberarm in Resonanz mit der Schwingbewe­ gung des Kipphebels vibriert, so daß ein Vibrationszen­ trum in einem bestimmten örtlich festgelegten Bereich des Oberarms entsteht, woraus ein Versagen der Feder in diesem Bereich resultiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kipphebelfeder zu schaffen, deren Oberarm eine verbesserte Biegesteifigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäß vorgesehenen umgebogenen Seitenränder der Kipphebelfeder bewirken eine Verstärkung des Oberarms und einen Anstieg der Biege­ steifigkeit.

Gemäß der DE-OS 19 19 993 ist ein als Kipphebelfeder funktionierender Halter für Ventilsteuerungen bekannt, der zwischen einem Ende eines Kipphebels und einem Ventilschaft angeordnet ist. Der Halter weist abgebogene Führungsflächen auf, die eine Radialverstellung zwischen dem Halter und dem dort angeordneten Ende des Kipphebels verhindern sollen. Dabei können die Führungsflächen in keiner Weise zur Versteifung des Oberteils des Halters beitragen, so daß sie die erfindungsgemäße Aufgabe nicht lösen können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 definiert. Diese Anordnung verringert die Querausdehnung des Kipp­ hebels beträchtlich und ermöglicht so eine Verringerung der Längsausdehnung der Brennkraftmaschine, wodurch die Gesamtabmessungen der Brennkraftmaschine minimiert wer­ den können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Teils des Zylinderkopfs einer Brennkraftmaschine mit einer Ventil­ betätigungsvorrichtung, die mit der erfindungsgemäßen Kipphebelfeder ausgerüstet ist;

Fig. 2 eine vergrößerte, schematische Ausschnittsdar­ stellung der in Fig. 1 gezeigten Ventilbetätigungsvor­ richtung, wobei nur die wesentlichen Elemente darge­ stellt sind;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Ventilbetätigungsvorrichtung;

Fig. 4 eine Teildarstellung der erfindungsgemäßen Kipp­ hebelfeder;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Kipphebelfeder, durch die der Oberarm der Kipphebelfeder dargestellt ist; und

Fig. 6 eine Unteransicht der Kipphebelfeder, durch die der Unterarm dargestellt ist.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Zylinderkopfes 10 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine dargestellt. Der Zylinderkopf 10 weist eine Mehrzahl Einlaß- oder Auslaßventile 12 auf, von denen eines dargestellt ist. In bekannter Art und Weise ist der Ventilschaft jedes Ven­ tils 12 in eine den Ventilschaft führende Ventilführung 14 eingepaßt, die im Zylinderkopf 10 ausgebildet ist. Eine Ventilfeder 16 sitzt zwischen einem Federsitz 18, der auf der Oberfläche des Zylinderkopfes 10 ausgebildet ist, und einer Federhalteplatte 20, die mittels eines Splints 22 an das obere Ende des Ventilschafts befestigt ist. Jedes Ventil 12 wird durch die Ventilfeder 16 in Schließstellung vorgespannt und wird durch einen Nocken 26 betätigt, der auf einer obenliegenden Nockenwelle sitzt, die in geeigneter Art und Weise auf dem Zylinder­ kopf 10 gelagert ist.

Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Kipphebel 24 an seinem linken Ende - in Fig. 2 - drehbar durch ein Drehlager 28 gelagert. Das Drehlager 28 weist eine Lagerbuchse 30 mit einem Schaftabschnitt 32 auf, der in eine Bohrung 34 in einm Vorsprung 36 des Zylinderkopfs 10 eingepaßt ist. Die Lagerbuchse 30 weist an ihrer Oberseite eine teilweise sphärisch-konkave Aufla­ gefläche 38 auf. Ein schwenkbarer Bolzen 40, der das andere Teil des Drehlagers 28 bildet, weist einen mit einem Gewinde versehenen Schaftabschnitt 42 auf, der in eine Bohrung 44 mit Innengewinde geschraubt ist, die am linken Ende des Kipphebels 24 ausgebildet ist, wobei der Schaftabschnitt 42 durch eine Kontermutter 46 in seiner Lage fixiert wird. Der schwenkbare Bolzen 40 hat einen teilweise sphärisch-konvexen unteren Endabschnitt 48, der an die konkave Auflagefläche 38 der Lagerbuchse 30 angepaßt ist und von dieser aufgenommen wird. Eine Kipphebelfeder 50, die später in Einzelheiten anhand der Fig. 4 bis 6 beschrieben wird, dient dazu, den schwenkbaren Bolzen 40 und die Lagerbuchse 30 zusammenzu­ halten, und außerdem dazu, das rechte Ende des Kipphe­ bels 24 in Anlage an das obere Stirnende des Ventil­ schafts zu drücken. Der Kipphebel 24 weist einen Auflage­ abschnitt 52 auf, der in Berührung mit dem Nocken 26 der obenliegenden Nockenwelle 54 steht. Wenn sich die Nocken­ welle 54 dreht, wird der Vorsprung des Nockens 26 in Berührung mit dem Auflageabschnitt 52 gebracht, so daß sich der Kipphebel 24 um den Drehpunkt des Drehla­ gers 28 dreht, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 dargestellt; dadurch wird das Einlaß- oder Auslaßven­ til 12 angehoben. Das Ventilspiel der Ventilbetätigungs­ vorrichtung kann durch Nachlassen der Kontermutter 46 und Drehen des schwenkbaren Bolzens 40 in jede Richtung eingestellt werden.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist bei der dargestellten Ausführungsform jeder Zylinder 2 Einlaßventile und ein Auslaßventil auf. Daher ist die Nockenwelle 54 für jeden Zylinder mit drei Nocken 26 versehen, die jeweils mit den zugeordneten Kipphebeln zusammenwirken. Die Anzahl der Ventile kann jedoch je nach Motorbauart unterschiedlich sein.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen die Kipphebelfeder 50, die als im wesentlichen U-förmige Blattfeder ausgebildet ist, die beispielsweise durch Stanzen eines Federstahl­ blechs zu Rohlingen und durch Pressen und Biegen der Rohlinge hergestellt werden kann. Die Kipphebelfeder 50 weist einen Oberarmabschnitt 56 und einen Unterarmab­ schnitt 58 auf, die durch einen bogenförmigen Zwischenab­ schnitt 60 miteinander verbunden sind. Bei dem ursprüng­ lichen Rohling hat der Oberarmabschnitt 56 die Form, die durch die unterbrochene Linie in Fig. 5 dargestellt ist. Das freie Ende des Oberarms 56 wird in eine halb­ kreisförmige Querschnittsform gepreßt, wie in Fig. 4 dargestellt ist, so daß dieses freie Ende in eine Quer­ nut 62 (Fig. 2) des Kipphebels 24 eingreift. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist der Oberarmabschnitt 56 eine Öffnung 64 auf, durch die sich der verschwenkbare Bolzen 40 und das Ende des Kipphebels 24 erstrecken, wie am besten aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.

In Fig. 5 ist dargestellt, daß die Seitenränder 66 und 68 des Oberarms 56 im rechten Winkel längs den Krümmungs­ linien X-X und Y-Y nach unten gebogen sind, so daß sie ein paar senkrecht verlaufender Seiten bilden. Aufgrund dieser Seiten 66 und 68 ist die Biegesteifigkeit des Oberarms 56 beträchtlich erhöht. Dadurch wird bewirkt, daß die spezifische Eigenfrequenz des Oberarms 56 über den Frequenzbereich erhöht wird, in dem der Kipphebel 24 während normaler Betriebsbedingungen der Brennkraftma­ schine schwingt oder vibriert, wodurch das Auftreten einer Resonanzschwingung des Oberarms 50 vermieden wird. Auf diese Art und Weise wird die Lebensdauer der Kipphe­ belfeder 50 über das normale Maß hinaus ausgedehnt.

Zusätzlich ermöglicht die Umbiegung der Seitenränder 66 und 68, daß die Querausdehnung der Federn 50 minimiert wird, so daß ein größerer Raum zwischen benachbarten Kipphebelfedern zur Verfügung steht, wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht. Dadurch wird der Zugriff auf die Zylinderkopfschrauben 70 erleichtert; außerdem kann die Längserstreckung des Motors verringert werden, ohne daß das Problem auftritt, daß die Werkzeuge mit den Federn 50 in Berührung kommen oder diese beeinträchtigen, wenn die Schrauben 70 gelöst oder angeschraubt werden.

Wie in Fig. 6 dargestellt, hat der Unterarmabschnitt 58 der Feder 50 ein Gabelende 72, daß in Schnappassung innerhalb einer Ringnut 74 (Fig. 2) der Lagerbuchse 30 sitzt.

Claims (2)

1. Kipphebelfeder für die Ventilbetätigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine, die einen Kipphebel (24), der an einem Ende über ein Drehlager (28) verschwenkbar auf einem Zylinder­ kopf (10) gelagert ist und dessen anderes Ende an einem Ventilschaft eines Einlaß- oder Auslaßventils (12) anliegt, und eine oben liegende Nockenwelle (54) mit einem Nocken (26) aufweist, der von oben auf einen Abschnitt des Kipphebels (24) zwischen dessen Enden zu dessen Drehung um das Drehlager (28) einwirkt, das ein auf dem Zylinderkopf (10) sitzende und eine teilweise sphärisch-konkave Auflagefläche ausbildende Lagerbuchse (30) aufweist, die drehbar ein teilweise sphärisch- konvexes Ende (48) eines drehbaren Bolzens (40) aufnimmt, der an dem einen Ende des Kipphebels (24) sitzt, wobei die Kipphebel­ feder (50) aus einem etwa U-förmigen, das eine Ende des Kipphebels (24) teilweise umgebenden Federblatt hergestellt ist und einen Unterarm (58), der mit der Lagerbuchse (30) verbindbar ist, und einen Oberarm (56) hat, der mit dem Kipphebel (24) verbindbar ist, so daß das konvexe Ende (48) des schwenkbaren Bolzens (40) in Berührung mit der Auflagefläche (38) der Lagerbuchse (30) gebracht wird und das andere Ende des Kipphebels (24) in Anlage an den Ventilschaft vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenränder (66, 68) des Oberarms (56) der Kipphebelfeder (50) etwa im rechten Winkel längs etwa longitudinaler Biegelinien (X-X, Y-Y) gebogen sind, um die Biegesteifigkeit des Oberarms (56) zu erhöhen.

2. Kipphebelfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberarm (56) eine Öffung (64) aufweist, die zum Durchlaß des schwenkbaren Bolzens (40) und des einen Endes des Kipphebels (24) dient, und daß die Biegelinien (X-X, Y-Y) neben dem Außenrand der Öffnung (64) angeordnet sind.