DE4336360A1

DE4336360A1 - Nockenstößel-Kipphebel zur Betätigung von zwei Ventilen

Info

Publication number: DE4336360A1
Application number: DE4336360A
Authority: DE
Inventors: Jesse V Mills
Original assignee: HENLEY Manufacturing HOLDING
Current assignee: HENLEY Manufacturing HOLDING
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2013-10-26
Also published as: CA2103771A1; CA2103771C; JPH06200718A; GB2272254A; DE4336360C2; US5259346A; GB2272254B; GB9317019D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenstößel-Kipphebel für die gleichzeitige Betätigung von zwei Ventilen eines Zylinders eines Verbrennungsmotors.

Es gibt immer mehr Verbrennungsmotoren, die Zylinder mit meh reren Ventilen aufweisen. Solche Motoren weisen pro Zylinder mindestens zwei Einlaßventile und mindestens zwei Auslaßventile auf. Ein Art von Kipphebel für die Betätigung von zwei Ventilen ist in der US-PS 4 913 104, erteilt am 3. April 1990, darge stellt.

Ein Nockenstößel-Kipphebel gemäß vorliegender Erfindung kann gleichzeitig zwei Einlaß- bzw. Auslaßventile eines Zylinders betätigen. Der Kipphebel umfaßt einen einteiligen, kaltgeformten Metallkörper, der mittels Kaltformverfahren, wie Gesenk schmieden, Strangpressen, Prägen und anderen bekannten Verfahren herstellbar ist. Der Metallkörper des Kipphebels weist einen im allgemeinen umgekehrt U-förmigen Querschnitt über den Großteil seiner Länge auf. Der Kipphebel umfaßt einen Mittelbereich und zwei Endbereiche. Der Mittelbereich besitzt zwei sich nach oben erstreckende Seitenwandungen mit einer großen, im allgemeinen rechteckigen Öffnung oben und zwei Endwandungen, die sich zu dieser nach oben erstrecken. Von den unteren Rändern der Seiten wandungen erstrecken sich flache Rippen nach außen und weisen sich nach unten erstreckende Versteifungsflansche auf.

Ein erster Endbereich des Körpers besitzt eine breite, ebene obere Wandung, die einstückig mit einer Endwandung des Mittel bereichs des Kipphebels ausgebildet ist und kurze Versteifungs flansche aufweist, die sich von deren Rändern nach unten er strecken. Ein Mittelbereich der oberen Wandung des ersten Endbe reichs weist eine nach unten offen ausgebildete Ausnehmung auf, in die das abgerundete Ende eines Kipphebellagerzapfens ein greift.

Der zweite Endbereich des Kipphebelkörpers weist eine lange, schmale Rippe auf, die mit einer Endwandung des Mittelbereichs des Körpers einstückig ausgebildet ist und sich zumindest bis zu den senkrechten Seitenwandungen des Mittelbereichs erstreckt. An den Enden der Rippen ragen zwei Vorsprünge vom Körper hervor, wobei sich neben dem jeweiligen Vorsprung eine tiefere, abgerun dete Fläche befindet, die eine Auflage bilden, um am oberen Ende eines Ventilschafts anzugreifen.

Die Seitenwandungen des Mittelbereichs des Körpers besitzen fluchtende Öffnungen mit einer diese durchsetzenden Achse, auf der eine Rolle zur Beaufschlagung eines obengelegenen Nockens durch die rechteckige Öffnung drehbar gelagert ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nockenstößel-Kipphebel zur gleichzeitigen Betätigung von zwei Ventilen eines Verbrennungsmotors zu schaffen. Ferner befaßt sich die Erfindung mit der Schaffung eines Nockenstößel-Kipphe bels, welcher eine einzige, mit dem Nocken in Kontakt tretende Rolle aufweist sowie einer Einrichtung, welche an den Enden von zwei Ventilschäften angreift.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematische Ansicht einer Ventilbetätigungs vorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Kipphebel im Querschnitt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kipphebels gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kipphebel gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen Längsquerschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3; und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3.

Fig. 1 zeigt einen Nockenstößel-Kipphebel 10 mit einem auf einem den Kipphebeldrehpunkt bestimmenden Teil oder Kipphebellagerzap fen 12 angeordneten ersten Endbereich, welcher sich von einem Zylinderkopf 14 eines Verbrennungsmotores nach oben erstreckt. Ein zweiter Endbereich des Kipphebels greift am oberen Ende des Ventilschafts 16 an. Der zweite Ventilschaft ist unmittelbar hinter dem in der Zeichnung dargestellten Ventilschaft angeordnet und ist nicht sichtbar. Die Ventilschäfte erstrecken sich vom Zylinderkopf durch spiralförmige Druckfedern 18 hin durch nach oben, welche zwischen Zylinderkopf und an den Ventil schäften 16 angeordneten Halteringen 20 angeordnet ist. Ein obenliegender Nocken 22 beaufschlagt einen Mittelbereich des Kipphebels 10, so daß sich am unteren Ende der Ventilschäfte 16 angeordnete, nicht dargestellte Ventile bei Längsbewegung des Schaftes durch den Kipphebel 10 öffnen und schließen, wenn dessen Drehbewegung durch den Nocken bewirkt wird.

Der Kipphebellagerzapfen 12 ist gleitend in einer Kammer 24 eines Zylinders 26 angeordnet. Der Kipphebellagerzapfen wird durch Öl in der Kammer 24 nach oben gedrückt. Das Öl wird durch eine kleine Öffnung 28 von einem Zuführkanal 30 zugeführt. Der Kipphebellagerzapfen 12 kann somit bei Drehen des Nockens etwas nachgeben, wobei der Kipphebellagerzapfen bei nach unten gerich teter Nase des Nockens 22 leicht nach unten gedrückt wird, wodurch der Kipphebel spielfrei ist. Die Öffnung ist so bemessen, daß ein kontrolliertes Austreten des Öls aus der Kam mer 24 und somit die Regelung des Öldrucks in der Kammer er möglicht wird. Darüber hinaus kann das Öl auch vom Zuführkanal 30 zu einem in dem Kipphebellagerzapfen 12 vorgesehenen, nicht dargestellten Kanal und zu einem im Kipphebel 10 vorgesehenen Ölloch 31 zur Schmierung hinaufgeleitet werden.

Wie insbesondere in den Fig. 2-5 dargestellt, umfaßt der Kipphebel 10 einen einstückigen, kaltgeformten Metallkörper 32, der vorzugsweise durch Kaltformverfahren, wie Gesenkschmieden, Strangpressen, Prägen und andere Verfahren herstellbar ist. Der Kipphebelkörper umfaßt einen den Nocken 22 beaufschlagenden Mittelbereich 34, einen ersten Endbereich 36, in den der Kipphebellagerzapfen 12 eingreift, und einen zweiten Endbereich 38, der an den beiden Ventilschäften 16 angreift.

Der Mittelbereich 34 des Kipphebelkörpers weist senkrechte Sei tenwandungen 40 und 42 auf, die sich von flachen Wandungen oder Rippen 44 und 46 nach oben erstrecken. Kurze gerade Ver steifungsflansche 48 und 50 erstrecken sich von den äußeren Rändern der Rippen 44 und 46 nach unten und sind mit diesen einstückig ausgebildet. Der Mittelbereich 34 weist sich nach oben erstreckende Endwandungen 52 und 54 auf. Der Mittelbereich weist des weiteren eine große, im allgemeinen rechteckige Öffnung 56 auf, die an den oberen Rändern der Wandungen 40, 42 und 52, 54 gebildet ist.

Der erste Endbereich des Kipphebelkörpers besitzt eine breite, ebene obere Wandung 58, die mit den Rippen 44 und 46 des Mittel bereichs 34 einstückig ausgebildet ist und in diese übergeht. Zwei schräge Versteifungsflansche 60 und 62 erstrecken sich von der ebenen Wandung 58 nach unten und sind durch einen mit diesen einstückig ausgebildeten gekrümmten Nasenflansch 63 miteinander verbunden. In der oberen ebenen Wandung 58 ist eine nach unten offene, abgerundete Ausnehmung 64 ausgebildet, in die das obere Ende des Kipphebellagerzapfens 12, auf dem der Kipphebel 10 drehbar gelagert ist, eingreift.

Der zweite Bereich 38 des Kipphebelkörpers weist eine lange schmale Versteifungsrippe 66 mit Vorsprüngen 68 und 70 auf, die sich von den Enden der Rippe nach außen erstrecken. Falls er wünscht, kann die Rippe 66 mit einem sich nach unten erstrecken den Flansch für ein erhöhtes Maß an Steifheit versehen sein. Abgerundete Flächen 72 und 74 bilden nach unten gekehrte Auf lagen am zweiten Bereich 38, die an die oberen Enden der Ven tilschäfte 16 angreifen. Diese Auflagen sind jenseits der Enden der Rippe 66 bei den Vorsprüngen 68 und 70 gebildet. Die Auf lagen sind ebenfalls unter den Rippen 44 und 46 nahe den Enden der sich nach unten erstreckenden Flansche 48 und 50 angeordnet.

Im Mittelbereich 34 des Kipphebels 10 ist eine sich mit dem Nocken in Kontakt befindliche Rolle 76 drehbar gelagert, die an der Öffnung 56 freiliegt und mit dem obenliegenden Nocken 22 in Kontakt tritt, wodurch bei Drehung des Nockens 22 eine Dreh bewegung des Kipphebels um den Kipphebellagerzapfen 12 bewirkt wird.

Durch die Verwendung der Rolle wird die Reibung zwischen dem Nocken und dem Kipphebel auf ein Minimum reduziert, wodurch Belastungen reduziert werden und sich eine bessere Brenn stoffersparnis, ein höhere Leistung sowie ein geringerer Ver schleiß ergeben.

Die Rolle 76 ist drehbar auf einer Achse 78 gelagert, die zwei fluchtende Öffnungen 80 in den Seitenwandungen 40 und 42 durch setzt. Die äußeren Enden der Öffnungen können zur Aufnahme von aufgeweiteten Enden der Achse abgeschrägt ausgebildet sein, um, wie im Stand der Technik bekannt, die Achse in Position zu hal ten.

Gemäß vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß lediglich der eine Kipphebel 10 zur Betätigung von zwei Ventilen erforder lich ist. Hierdurch ergibt sich ein geringeres Gewicht als bei der Verwendung von getrennten Kipphebeln. Da außerdem eine Rolle und eine Nockennase weniger erforderlich sind, ergibt sich eine Reduzierung der Kosten und der beweglichen Teile, wodurch eine geringere Wartungsintensität erforderlich ist. Des weiteren ergibt sich eine Platzersparnis längs des Motors, was oft von entscheidender Bedeutung ist. Außerdem läßt sich mit einer Rolle für zwei Ventile die Reibung verringern.

Claims

1. Nockenstößel-Kipphebel für die gleichzeitige Betätigung von zwei Ventilen eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß
ein einstückiger, kaltgeformter Metallkörper (32) vorhanden ist, bestehend aus einem Mittelbereich (34), einem ersten Endbereich (36) und einem zweiten Endbereich (38), wobei der Mittelbereich (38) zwei senkrechte Seitenwandungen (40, 42) und zwei Endwandungen (52, 54), die eine große obere Öffnung (56) bilden, aufweist, sowie zwei mit dem unteren Bereich der senkrechten Seitenwandungen (40, 42) einstückig ausgebildete und sich davon nach außen erstreckende flache Rippen (44, 46) und sich von den äußeren Randbereichen der Rippen (44, 46) nach unten erstreckende gerade Versteifungsflansche (60, 62), wobei die senkrechten Seitenwandungen (40, 42) fluchtende Öf fnungen (80) aufweisen, aus einer in den fluchtenden Öffnun gen (80) angeordneten Achse (78) und einer drehbar auf der Achse (78) gelagerten und an der großen Öffnung (56) frei liegenden Rolle (76), wobei der erste Endbereich (36) des Körpers eine ebene Wandung (58) aufweist, die sich über eine der Endwände hinaus nach außen erstreckt und mit den Rippen (44,. 46) einstückig ausgebildet ist, sowie aus sich entlang den Rändern der flachen Wandung erstreckende Versteifungs flanschen (60, 62),
daß ein Mittelbereich der flachen Wandung (58) eine nach unten offen Ausnehmung (64) aufweist, in die ein oberes Ende eines Kipphebelagerzapfens (12) eingreift,
daß der zweite Endbereich (38) des Kipphebelkörpers eine mit der anderen der Endwandungen (52, 54) des Mittelbereichs (34) einstückig ausgebildete lange, schmale Rippe (66) aufweist, wobei der zweite Endbereich (38) jenseits der Enden der schmalen Rippe (66) sich nach außen erstreckende Vorsprünge (68, 70) aufweist, und
daß der Körper nach unten gekehrte konvexe Flächen (72, 74) aufweist, die nahe den Vorsprüngen (68, 70) Auflagen bilden, um am oberen Ende der Ventilschäfte (16) der Ventile anzu greifen.

2. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen (72, 74) an Endbereichen der flachen Rippen (44, 46) angeordnet sind.

3. Kombination eines Verbrennungsmotors mit einem Zylinder mit mindestens zwei Ventilen, einem Kipphebellagerzapfen (12) mit einem an einer Seite der Ventile angeordneten, sich nach oben erstreckenden abgerundeten Ende, einer Lagereinrichtung für den Kipphebellagerzapfen (12), einem neben und oberhalb der Ventile und des Kipphebellagerzapfens (12) angeordneten Nocken (22), dadurch gekennzeichnet, daß
ein Nockenstößel-Kipphebel (10) vorhanden ist, bestehend aus einem Metallkörper (32) mit einem Mittelbereich (34) und zwei Endbereichen (36, 38), wobei der Mittelbereich (34) senk rechte Seitenwandungen (40, 42), eine sich zwischen den Seitenwandungen (40, 42) erstreckende Achse (78) und eine drehbar auf der Achse (78) gelagerte Rolle (76) aufweist, die so angeordnet ist, daß sie sich in Kontakt mit dem Nocken (22) befindet,
daß einer der Endbereiche (36, 38) des Körpers (32) eine nach unten offene Ausnehmung (64) aufweist, in die das obere Ende eines Kipphebellagerzapfens (12) eingreift, und
daß der andere Endbereich des Körpers (32) nach unten gekehrte, gekrümmte Flächen (72, 74) aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, und die Auflagen bilden, um an das obere Ende der Ventilschäfte (16) der Ventile anzugreifen.

4. Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Endbereich sich nach außen erstreckende Vorsprünge (68, 70) neben den Auflagen (72, 74) aufweist.

5. Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (34) zwei Endwandungen (52, 54) aufweist, die mit den zwei senkrechten Seitenwandungen (40, 42) eine große obere Öffnung (56) bilden.

6. Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (34) zwei flache, mit dem unteren Bereich der senkrechten Seitenwandungen (40, 42) einstückig ausgebil dete und sich davon nach außen erstreckende Rippen (44, 46) aufweist.

7. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich gerade Versteifungsflansche (60, 62) von den äußeren Randbereichen der flachen Rippen (44, 46) nach unten er strecken.

8. Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Endbereiche eine ebene Wandung (58) aufweist, in welcher die nach unten offene Ausnehmung (64) ausgebildet ist.

9. Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich Versteifungsflansche (60, 62) von den Rändern der flachen Wandung (58) nach unten erstrecken.

10. Nockenstößel-Kipphebel für die gleichzeitige Betätigung von zwei Ventilen eines Zylinders eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß
ein einstückiger Metallkörper (32) vorhanden ist, bestehend aus einem Mittelbereich (34), einem ersten Endbereich (36) und einem zweiten Endbereich (38), wobei der Mittelbereich (34) zwei fluchtende Öffnungen (80) aufweist, aus einer in den Öffnungen (80) angeordneten Achse (78) und einer drehbar auf der Achse (78) gelagerten Rolle (76),
daß der erste Endbereich (36) des Körpers (32) eine nach unten offene Ausnehmung (64) aufweist, in die das obere Ende eins Kipphebellagerzapfens (12) eingreift,
daß der zweite Endbereich (38) des Körpers (32) mit einer langen Rippe (66) versehen ist und der Körper (32) nach unten gekehrte Flächen (72, 74) aufweist, die Auflagen nahe den Enden der langen Rippe (66) aufweisen, um an das obere Ende der Ventilschäfte (16) der Ventile anzugreifen.

11. Kipphebel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endbereich (38) sich nach außen erstreckende Vor sprünge (68, 70) jenseits der Enden der langen Rippe (66) aufweist.

12. Kipphebel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (34) zwei senkrechte Seitenwandungen (40, 42) aufweist, in denen die fluchtenden Öffnungen (80) aus gebildet sind.

13. Kipphebel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (34) zwei Endwandungen (52, 54) aufweist, die mit den zwei senkrechten Seitenwandungen (40, 42) eine große obere Öffnung (56) bilden.

14. Kipphebel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (34) zwei mit den unteren Bereichen der senkrechten Seitenwandungen (40, 42) einstückig ausgebildete und sich davon nach außen erstreckende flache Rippen (44, 46) aufweist.

15. Kipphebel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich Versteifungsflansche (60, 62) von den äußeren Randbereichen der flachen Rippen (44, 46) nach unten er strecken.

16. Kipphebel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endbereich (36) eine flache Wandung (58) aufweist, in welcher die nach unten offene Ausnehmung (64) ausgebildet ist.

17. Kipphebel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich Versteifungsflansche (60, 62) von den Rändern der flachen Wandung (58) nach unten erstrecken.