DE3503313A1

DE3503313A1 - Kipphebelanordnung

Info

Publication number: DE3503313A1
Application number: DE19853503313
Authority: DE
Inventors: Christopher Ignatius Mccarthy; Michael Stephen Parr
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1985-08-14
Also published as: CA1233714A; JPS60184910A; JPH0323721B2; US4497307A; GB2153925A; GB2153925B; DE3503313C2; GB8431628D0

Description

Die Erfindung betrifft Kipphebel, wie sie bei Ventilbetätigungsmechanismen für Brennkraftmotore Verwendung finden, und insbesondere eine integrale Anordnung aus Kipphebel, Hydraulikstößel und Lager zur Verwendung in einem Ventilbetätigungsmechanismus eines solchen Motors.

Bei einer üblichen Art von Ventilbetätigung, wie sie bei Brennkraftmotoren Verwendung findet, sind die Kipphebel durch Lager an einer feststehenden Kipphebelwelle schwenkbar angebracht. Bei bestimmten Anwendungsformen ist eine hydraulisch betätigte Spielnachstellung in jedem Kipphebel angebracht, wobei die Spielnachstellung entweder den Schaft des zugeordneten Ventiles oder einen Ventilbetätiger berührt, der beispielsweise entweder die Nockenfläche einer Nockenwelle oder ein durch eine Nockenwelle hin- und herbetätigter Stößel sein kann.

Ein bei der Verwendung dieser Art von Kipphebelanordnung anzutreffendes Problem besteht darin, das Lager mit entsprechender Schmierung zu versorgen, und den kontinuierlichen Nachschub von unter Druck stehendem Hydraulikfluid, wie z.B. Schmieröl, für die hydraulische Spielnachstellung, sicherzustellen.

Erfindungsgemäß enthält eine Kipphebelanordnung eine hydraulische Spielnachstellung in einheitlichem Aufbau mit der Kipphebelanordnung, wobei der Kipphebel ein darin angebrachtes Hybrid-Lager besitzt, so daß der Kipphebel an einer feststehenden Kipphebelwelle schwenkbar angebracht werden kann, und wobei die feststehende Kipphebelwelle ein Ölversorgungs-Durchlaßmittel in sich angebracht besitzt und das Hybridlager eine Vielzahl von zur Abrollberührung mit einem Lastaufnahmeabschnitt der Kipphebelwelle angeordneten Walzen und eine halbzylindrische Lagerhülse besitzt, die den verbleibenden Abschnitt der Kipphebelwelle umgibt, mit darin befindlichen Öffnungsmitteln, die so angeordnet sind, daß dadurch öl von der Ölversorgung ungehindert der hydraulischen Spielnachstellung zugeliefert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Abschnittes eines Brennkraftmotors mit einem Anteil der Ventilbetätigung des Motors, die eine integrale Anordnung aus Kipphebel, Hydraulik-Heber und Hybridlager in erfindungsgemäßer Weise enthält,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Hybridlager selbst aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Hybridlagers selbst längs Linie 3-3 der Fig. 2, und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Hybridlagers selbst nach Linie 4-4 der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Motors mit einem Zylinderkopf 10, der üblicherweise an einem (nicht dargestellten) Zylinderblock befestigt ist. Ein Tellerventil 11 mit einem Schaft 12 ist hin- und hergehend in einer Ventilführungsbohrung 14 im Zylinderkopf 10 so abgestützt, daß es sich zum öffnen bzw. Schließen einer Öffnung 15 bewegt, die entweder eine Einlaß- oder eine Auslaßöffnung des Motors sein kann. Das Tellerventil 11 wird normalerweise in seine dargestellte geschlossene Stellung durch eine Ventilrückholfeder 16 vorgespannt. Das Tellerventil 11 wird in entsprechender Weise von einer (nicht dargestellten) Nockenwelle aus betätigt, und zwar über einen Stößel 17, einer integralen aus Kipphebel, Hydraulikheber und Lager bestehenden Anordnung 20, die hier in erfindungsgemäßer Weise aufgebaut gezeigt ist und einen Kipphebel 21 mit einer darin angebrachten hydraulischen Spielnachstellung 22 und ein zusammengesetztes Lager 50, auch als Hybridlager bezeichnet, enthält, wobei dieses dazu benutzt wird, die Anordnung an einer hohlen Kipphebelwelle 24 schwenkbar abzustützen.

In üblicher Weise ist die Ventilhebelwelle 24 über dem Zylinderkopf 10 beispielsweise durch in entsprechendem Abstand angebrachte Laschen 25 befestigt, von denen nur eine dargestellt ist. Ebenfalls in bekannter Weise ist die Ventilhebelwelle 24 mit einem sich in Axialrichtung erstreckenden Durchlaß 26 versehen, der in fortlaufender Verbindung mit der Druck-Schmieröl-Nachfuhr des Motors über entsprechende Verbindungsdurchlaßmittel (nicht dargestellt) steht, und die Kipphebelwelle ist mit mindestens einem radialen Steiger-Durchlaß 27 für jede Kipphebelanordnung versehen, wobei der Steiger-Durchlaß 27 in dem gezeigten Aufbau sich vertikal vom Durchlaß 26 durch die Kipphebelwelle 24 erstreckt.

Der Kipphebel 21 ist mit Armen 31 und 30 versehen, welche die oberen Enden des Stößels 17 bzw. des Tellerventils 11 überdecken, und mit einem dazwischenliegenden zentralen Schwenkabschnitt 37, der eine sich durch diesen hindurcherstreckende Querbohrung 33 zur Aufnahme des Lagers besitzt.

Bei der gezeigten Ausführung ist der Arm 30 mit einer sich von seiner unteren Fläche nach oben erstreckenden, gestuften Sackbohrung 34 versehen, die in ihrer Größe so ausgelegt ist, daß sie die hydraulische Spielnachstellung 22 aufnimmt. Da die hydraulische Spielnachstellung 22, die auch als ein hydraulischer Ventilheber bezeichnet werden kann, in jeder entsprechenden bekannten Bauart ausgeführt sein kann, wird es nicht als notwendig erachtet, sie im einzelnen hier zu beschreiben. In der gezeigten Weise besitzt die Spielnachstellung 22 ein an ihrem Stößelkörper 36 befestigtes Halteteil 35, so daß die Spielnachstellung als Montageeinheit in dem Kipphebel gehalten werden kann. Wie gezeigt, besitzt der untere Endabschnitt des Stößelkörpers 36 einen Fortsatz 37 zur Anlage an dem oberen freien Ende des Schaftes 12 des Tellerventils 11.

Der obere Teil der Bohrung 34 in dem Kipphebel mit vergrößertem Durchmesser bestimmt einen Fluidbehälter 38, der mit einem ge-

bohrten Durchlaß 40 in Verbindung steht, welcher sich durch den Arm 30 und den Schwenkabschnitt 32 des Kipphebels so erstreckt, daß er sich durch den oberen Teil der Innenwand öffnet, die durch die Lager-Aufnahmebohrung 33 bestimmt ist. Der Bohrungsdurchlaß 40 wird an seinem äußeren Ende, dem rechten Ende in Fig. 1, teilweise durch einen Pfropfen 41 verschlossen, der beispielsweise durch Preßsitz in diesem Bohrungsdurchlaß befestigt ist, und dieser Pfropfen 41 besitzt eine durch ihn hindurchgehende Mündung 42 von entsprechender Größe, die eine Pfropfenschmierung des Ventilschaftes 12 ergibt. In der gezeigten Weise ist der Arm 31 an seiner Unterfläche mit einer sphärischen Vertiefung versehen, die eine Fassung 43 zur Aufnahme des oberen Endes des Stößels 17 ergibt.

Das zusammengesetzte Lager 50, auch als Hybridlager bezeichnet, enthält, wie am besten in Fig. 2 bis 4 zu sehen, einen zylindrischen Außenlauf 51, dessen Außenumfangsfläche einen derartigen Durchmesser besitzt, daß sie in der Innenwand der Bohrung 33 des Kipphebels aufgenommen werden kann. Wie es beispielsweise in der US-PS 3 539 232 gezeigt ist, ist der aus Blech in einem Ziehvorgang gefertigte Außenlauf 51 mit in Radialrichtung nach innen gerichteten ringförmigen Endlippen oder -flanschen 52 versehen, wobei jede Lippe oder jeder Flansch in einen radial am weitesten innenliegenden axial gerichteten zurückgebogenen Abschnitt 53 ausläuft.

Bei der Ausführung des gezeigten, nun zu erläuternden Hybridlagers werden die einander gegenüberliegenden Flansche 52 benutzt, um in Axialrichtung sowohl eine Vielzahl von Lagernadeln oder -walzen 54 als auch eine halbzylindrische Lagerhülse 55 zurückzuhalten. Bei dem gezeigten Aufbau sind die Walzen 54 einander benachbart und axial parallel zueinander etwa im unteren Drittel der zylindrischen Innenfläche 56 des Außenlaufes 51 angeordnet, und zwar werden acht solche Walzen 54 bei dem dargestellten Aufbau verwendet. Die Lagerhülse 55, die beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial wie Nylon 6/6 besteht, ist so festgelegt, daß sie sich gegen die verbleibenden ca. 2/3 der oberen In-

nenfläche 56 des Außenlaufes 51 abstützt.

Der Innendurchmesser der Innenfläche 57 der Lagerhülse 55, der auch durch die Walzen 54 definiert wird, wird entsprechend zum Außendurchmesser der Kipphebelwelle 24 ausgebildet, so daß diese Elemente so angeordnet sind, daß sie wirksam die Kipphebelwelle so umgeben, daß der Kipphebel schwenkbar abgestützt wird. Da jedoch, wie am besten in Fig. 1 zu sehen, die von dem Stößel 17 und der Ventilrückholfeder 16 über das Tellerventil 11 auf den Kipphebel 21 einwirkenden Kräfte beide im wesentlichen vertikal nach oben wirken (mit Bezug auf Fig. 1), ist es der mit den Walzen 54 versehene Abschnitt des Hybridlagers 50, der sich wirksam an die Lastaufnahme-Außenfläche der Kipphebelwelle 24 anlegt, so daß der Kipphebel 21 entsprechend schwenkbar daran angebracht ist.

Der Außenlauf 51 ist mit einem zentralen, sich radial erstreckenden Durchbruch 60 versehen, und die Lagerhülse 55 besitzt einen gleichartig angeordneten Durchlaß 61, der sich in Radialrichtung durch sie hindurcherstreckt, um eine Strömungsverbindung zwischen dem Steiger-Durchlaß 27 in der Kipphebelwelle 24 und dem Durchlaß 40 im Kipphebel 21 zu bewirken, wodurch Schmierfluid dem die Ventilnachstellung 22 umgebenden Fluidbehälter 38 zugeführt wird, wobei das Hybridlager 50 in der in Fig. 1 gezeigten Weise winkelmäßig an der Kipphebelwelle 24 sitzt. Zusätzlich ist bei dem gezeigten Aufbau eine längliche schlitzförmige Vertiefung 62 an der Innenfläche 57 der Lagerhülse 55 vorgesehen, die sich in Axialrichtung mit entsprechendem Abstand zu beiden Seiten des Durchlasses 61 erstreckt, wodurch während der normalen Schwenkbewegung des Kipphebels 21 diese schlitzförmige Vertiefung 62 die Fluidverbindung zu dem Steiger-Durchlaß 27 aufrechterhält.

Bei dem gezeigten Aufbau ist die Lagerhülse 55 gleichfalls mit zwei sich in Radialrichtung mit Abstand voneinander nach außen erstreckenden Warzen 63 versehen, die in mit Abstand versehene Durchbrüche 64 hinein vorstehen, welche zu diesem Zweck in dem

Außenlauf 51 vorgesehen sind; die Warzen 63 und die Durchbrüche 64 sind axial mit dem Durchlaß 61 bzw. dem Durchlaß 60 ausgerichtet, um die richtige Axialausrichtung dieser Elemente beim Zusammenbau der Lagerhülsen 55 mit dem Außenlauf 51 sicherzustellen.

Bei dem dargestellten Aufbau bewirkt die Lagerhülse 55 bei dem an der Oberseite befindlichen ölzuführabschnitt unter Benutzung des vertikalen Steigerdurchlasses 27 in der dargestellten Weise gleichzeitig als begrenzte ölabdichtung, während dann, wenn die üblichen Walzen oder Nadeln statt der Lagerhülse 55 benutzt würden, Schmieröl frei in Axialrichtung nach außen durch die Durchlässe fließen könnte, die durch die Außenumfangsflächen einander benachbarter Walzen 54 und die Umfangsfläche der Kipphebelwelle 24 bestimmt sind.

Damit wird der die Walzen 54 enthaltende Abschnitt des Hybridlagers 50 als Lastaufnahmeabschnitt dieser Lageranordnung benutzt. Der die Lagerhülse 55 aufweisende Abschnitt des Hybridlagers 50 wird benutzt, um das Durchmesserspiel zwischen der Innenfläche 57 der Hülse 55 und der Außenumfangsfläche der Kipphebelwelle 24 bei einem Minimalwert von beispielsweise ca. 0,051 mm (0,002 inch) zu halten, so daß ein angemessener Nachschub von Schmieröl mit relativ hohem Druck kontinuierlich zu der hydraulischen Spielnachstellung 22 zugeführt werden kann. Dementsprechend wird die Lagerhülse 55 nur zur Aufrechterhaltung des Durchmesserspiels benutzt, da die gesamte Lastaufnahme durch die Walzen 54 im Walzenabschnitt des Hybridlagers 50 bewirkt wird.

Dabei ist die Erfindung nicht auf die besonderen, beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern es sind manche Abänderungen möglich. Beispielsweise können der Durchbruch 60 im Außenlauf 51 und der Durchlaß 61 in der Lagerhülse 55 der schlitzartigen Vertiefung 62 angepaßt werden, statt als runde Durchbrüche ausgebildet zu sein.

Claims

Patentansprüche

1J Kipphebelanordnung zur Verwendung bei der Ventilbetätigung eines Brennkraftmotors, der Bauart, die eine feststehende Kipphebelwelle (24) zum Abstützen mindestens eines Kipphebels (21) besitzt, wobei die Kipphebelwelle (24) einen axialen Durchlaß (26) besitzt, welcher zur kontinuierlichen Verbindung mit dem Druck-Schmierstoffnachschub des Motors ausgelegt ist, und mindestens einem radialen Steiger-Durchlaß (27)_f der sich vom axialen Durchlaß wegerstreckt, wobei der oder jeder Kipphebel (21) einen zentralen Schwenkabschnitt (32) besitzt mit einer sich in Querrichtung hindurcherstreckenden Lager-Aufnahmebohrung (33) und einander entgegengesetzt liegenden, von dem Schwenkabschnitt abstehenden Antriebs- bzw. angetriebenen Armen (30, 3D, wobei der Antriebsarm (30) eine Spiel-Nachstellungsbohrung (34) in sich

aufweist mit einem Durchlaß (40), der sich von der Nachstellbohrung (34) zu der Aufnahmebohrung (33) erstreckt, wobei eine hydraulische Spielnachstellung (22) wirksam in die Nachstellbohrung (34) eingesetzt ist und ein Nadellager- und ölzuführmittel (50) wirksam in die Aufnahmebohrung (33) eingesetzt die Kipphebelwelle (24) über dem Steiger-Durchlaß (27) umgibt, das Nadellagerund ölzuführmittel (50) einen Außenlauf (51) mit einer zylindrischen Innenfläche (56) des Laufes enthält und einen radialen Durchbruch (60) in Fluidverbindung mit dem Durchlaß (40), und eine Vielzahl von Nadeln oder Walzen (54), die wirksam an der Fläche (56) des Laufes in Abrollberührung mit einem dem Steiger-Durchlaß (27) in derselben gegenüberliegenden Anteil der Welle (24) angeordnet ist, dadurch

gekennzeichnet , daß das Nadellager- und ölzuführmittel (50) weiter ein an dem Außenlauf (51) in Wirkeingriff mit der Fläche (56) des Laufes zwischen den jeweiligen letzten Nadeln oder Walzen (54) befestigtes halbzylindrisches Hülsenlager (55) aufweist, um dadurch den restlichen Anteil der Kipphebelwelle (24) zu umgeben, wobei das Hülsenlager (55) eine sich radial erstreckende öffnung (61) aufweist, die eine Strömungsverbindung zwischen dem Steiger-Durchlaß (27) in der Kipphebelwelle (24) und dem Durchbruch (60) in dem Außenlauf (51) schafft, wodurch Schmiermittel der hydraulischen Spielnachstellung (22) zugeführt werden kann.
2. Kipphebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Nadellager- und ölzuführmittel (50) ein zusammengesetztes Lager oder Hybridlager umfaßt.