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Die
Erfindung betrifft Rollenschlepphebel für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor.
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Kipphebel
und Schlepphebel werden für
Verbrennungsmotoren seit etwa der Zeit verwendet, als Viertaktmotoren
erfunden wurden. Während
die Motortechnik Fortschritte gemacht hat, begannen Rollen an verschiedenen
Bewegungspunkten der Schlepphebel in Erscheinung zu treten. Bis
vor sehr kurzer Zeit hatten die Motoren typischerweise ausreichend
Platz für
Rollenschlepphebel jeder beliebigen Größe und Konfiguration. Die Arme
der Rollenschlepphebel nach dem Stand der Technik pflegten breit,
dick und lang zu sein. Im heutigen Umfeld eines ständig zunehmenden
Druckes von Seiten staatlicher Gesetze und Umweltorganisationen haben
Konstrukteure und Hersteller von Verbrennungsmotoren Anstrengungen
unternommen, Gewicht und Größe der Motorkomponenten
zu verringern, in dem Bemühen,
den Kraftstoffverbrauch und Emissionen zu reduzieren und dennoch
gleichzeitig die PS und die Drehmomentabgabe des Motors zu erhalten
oder zu erhöhen.
Zumindest bis zu einem gewissen Grad werden diese Parameter durch
die Festigkeit und Präzision
des Kipphebels beeinflusst. In einigen Fällen ist es auch erforderlich,
die Größe des Rollenschlepphebels
zu reduzieren, damit dieser in den verfügbaren Raum in dem Motor passt.
Jedoch führt
die Reduktion von Größe und Gewicht
vieler Komponenten zu dem Problem einer Verringerung der Festigkeit.
Besonders schwer zu überwinden
waren die Festigkeits- und Toleranzprobleme im Zusammenhang mit
der Reduktion der Größe des Rollenschlepphebels.
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Dem
Fachmann ist bekannt, dass das Stanzen eines schmalen Teiles aus
einem Blechwarenmaterial wegen der Breite im Zusammenhang mit dem
Falten des Blechs um sich selbst herum nicht machbar ist. Daher müsste, um
ein solches Teil herzustellen, die Ware, um die Breiten-Spezifikationen
zu erfüllen,
so dünn
sein, dass die Festigkeitseigenschaften in einem großen Ausmaß minderwertig
wären.
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Der
Fachmann hat sich dem Gießen
als einer Alternative zum Erzeugen von Rollenschlepphebeln, die in
die räumlichen
Begrenzungen passen, zugewandt. Während räumlichen Begrenzungen durch
das Gießverfahren
genügt
wird, leidet das Gießverfahren
unter dem Nachteil, dass es sehr kostspielig ist. Überdies
leidet das Gießen
an dem zusätzlichen
Nachteil, dass es nicht seine Präzision
von dem Stangensockel zu dem Träger
zuverlässig
halten kann, und eine zweite Bearbeitung erfordert.
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Trotz
der großen
Anstrengungen der Industrie war eine bessere Lösung als Gießen schwer
fassbar, bis die vorliegende Erfindung erdacht wurde.
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Vor
der Beschreibung des bevorzugten Beispiels der vorliegenden Erfindung
wird eine kurze Betrachtung eines typischen nach dem Stand der Technik
gestanzten Rollenschlepphebels, in den 1 und 2 gezeigt,
dabei helfen, die Bedeutung einiger beispielhafter Merkmale der
vorliegenden Erfindung besser zu verstehen.
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich,
weist ein typischer nach dem Stand der Technik gestanzter Rollenschlepphebel 10 eine
relativ große
Gesamtbreite W1 im Vergleich mit der Materialwanddicke t auf. Auch sind
die vorderen Leitwände 12 an
dem Ende des Teiles, das mit den Motorventilschäften in Kontakt steht, aus zwei
Lagen von in einem engen Bogen verbundenem Material ausgebildet.
Der Sockel 14 für
die Ventilspielaus gleichseinrichtung (am Ende des von den Beinen 12 entfernten
Teiles) ist ein offenes, kugelförmiges,
zu der Unterseite des Teiles weisendes Segment (nicht zu sehen)
zur Aufnahme des Ventilspielausgleichseinrichtungs-Drehzapfens weist,
und die Oberseite des Sockels ist ein volles kugelförmiges Segment 16,
das zwischen den Seitenwänden 18 angeordnet
ist. Es ist auch zu bemerken, dass die Wände 18 aus einer Lage
eines Materials der Dicke t gebildet sind, und die Beine 12 jeweils
aus zwei Lagen eines Materials der Dicke t gebildet sind. Auch müssen die
Wände 18 derart
beabstandet sein, dass die gesamte Größe des kugelförmigen Segmentes 16 untergebracht
werden kann. All das trägt
zu einem breiten Teil mit flachen Führungswänden bei, die relativ kurze
flache Flächen
zur Führung
an dem Ventil für
den typischen nach dem Stand der Technik gestanzten Rollenschlepphebel
aufweisen. Auch ist, um die Gesamtbreite W1 zu verringern, die Breite
W2 des Trägerraumes 19,
der zur Aufnahme des Ventilschaftes vorhanden ist, nur eine Wandmaterialdicke
t oder etwas mehr. Demgemäß beträgt die Mindestbreite
W1 für
diese Konfiguration nach dem Stand der Technik zumindest fünf Wandmaterialdicke
t, und das Verhältnis
W2:W1 beträgt
etwa 1:5. Da der Trägerraum 19 breit
genug sein muss, um die Spitze des Ventilschaftes aufzunehmen, bedeutet
das Verhältnis
zwischen W2 und W1, dass W2 nicht mehr als etwa 20% von W1 übersteigen
kann, um W1 zu minimieren.
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Ein
weiterer Rollenschlepphebel nach dem Stand der Technik ist in der
EP 0 573 674 A1 offen
gelegt. Das Patent offenbart eine Konfiguration, in der der Träger
14 zwischen
die Beine
11b und
11c geschweißt ist. Wie bei dem Stand der
Technik der
1 und
2 weisen
die den Trägerbereich
definierenden Beine jeweils die doppelte Dicke der Wände
11b und
11c auf
und die Gesamtbreite ist durch die Trägerbreite diktiert. Wie in der
EP 0573 674 A1 gezeigt
ist, kann die Trägerbreite
größer sein
als 20% der Gesamtbreite des Teiles, dies wird aber nur auf Kosten
einer Vergrößerung der
Gesamtbreite auf mehr als fünf
Wandmaterialdicken erreicht. Es ist auch zu beachten, dass das Trägerende
dieses Teiles die volle Breite des Teiles ist, und daher kann dieses
Trägerende
nur in einem Motorraum untergebracht werden, der groß genug
ist, um den gesamten Rollenschlepphebel aufzunehmen.
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Eine
noch weitere Konfiguration nach dem Stand der Technik ist in dem
US-Patent Nr. 5 535 641 gezeigt. In diesem Patent ist der Träger 7 schmaler
als der Hauptkörper
des Teiles. Es gibt jedoch keine Haltebeine an den Seiten des Trägerbereiches,
die den Kipphebel daran hindern, außer Eingriff mit dem Ventilschaft zu
gelangen, d. h. es gibt keine Größe W2. Die
Konstruktion dieses Teiles erfordert auch, dass jede Seitenwand
in einem Abstand D von der Rückseite
der Drehzapfenausnehmung 6 beabstandet ist, und erhöht somit die
Mindestbreite des Teiles um 2D.
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Das
vorstehend erläuterte
und weitere Probleme des Standes der Technik werden durch den Rollenschlepphebel
der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 1 definiert, überwunden
oder gemildert.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein neuer und verbesserter
Rollenschlepphebel mit verbesserten Größen- und Festigkeitseigenschaften.
Obwohl nicht darauf beschränkt,
ist der verbesserte Rollenschlepphebel besonders für die Verwendung
in Motoren geeignet, bei denen die räumlichen Überlegungen die Größe des Rollenschlepphebels
begrenzen.
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Bekannte
wettbewerbsfähige
Konzepte für
gestanzte Rollenschlepphebel bestehen aus Falten einer flachen Ware
relativ zu der Orientierung des Teiles in der Maschine entweder
- 1. Aufwärts,
um die Seitenwände
auszubilden (Standard Channel-Konfiguration),
oder
- 2. Abwärts,
um die Seitenwände
auszubilden (Reverse Channel-Konfiguration).
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In
Abhängigkeit
von den Breiten- und Längenanforderungen
des gestanzten Schlepphebels können die
vorstehenden herkömmlichen
Verfahren zum Ausbilden des Teiles in einer Konstruktion mit Breitenbeschränkungen,
geringer Steifigkeit und/oder geringer Festigkeit resultieren.
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Der
Rollenschlepphebel wird durch ein Verfahren aus Stanzen und Kaltstrangpressen
erzeugt, und eine bevorzugte Ausführungsform weist vier wichtige
Merkmale auf.
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Das
Fertigungsverfahren beginnt mit flachem Warenmaterial. Ein Rohling
und ein Vorformteil werden durch eine Reihe von Stanzschritten geformt.
Die Vorform weist ein Paar voneinander beabstandeter Seitenwände auf,
deren Dicke jeweils gleich der Dicke des ursprünglichen flachen Warenmaterials
ist. Die gestanzte Vorform wird dann kalt stranggepresst, um die
Seitenwände
zu verdicken und Haltebeine an dem Trägerende auszubilden, das den
Ventilschaft aufnehmen soll.
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Das
erste Merkmal des beispielhaften Rollenschlepphebels dieser Erfindung
ist eine Gesamtkanalkonfiguration, wobei die Seitenwände aufwärts gefaltet
werden, und der Rollentaschenbereich herunter gezogen wird, um an
der Position der Bohrungen, die die Rollenwelle aufnehmen, ein hohes
Höhen-zu-Breiten-Verhältnis aufzuweisen.
Diese Konfiguration lässt
eine größere Konstruktions-
und Verfahrensfreiheit zu, indem eine schmalere Gesamtteilbreitenanforderung
erzielt werden kann, ohne Festigkeit oder Steifigkeit zu opfern. Auch
ist das Verhältnis
von Höhe
zu Breite in der Nähe
der Wellenbohrungen größer als
im Stand der Technik.
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Das
zweite Merkmal des beispielhaften Rollenschlepphebels der Erfindung
sind die massiven und dünnen
Beine, die durch Kaltstrangpressen ausgebildet sind, und die sich
von den vertikalen Seitenwänden an
dem vorderen (Träger-)
Ende der Kanalstruktur, wo der Rollenschlepphebel mit der Spitze
des Motorventils in Kontakt steht, nach unten erstrecken. Die Beine
sorgen für
eine Struktur, um zu verhindern, dass der Ventilschaft außer Eingriff
mit dem Rollenschlepphebel gelangt. Dies unterscheidet sich deutlich
von Rollenschlepphebeln nach dem Stand der Technik, bei denen diese
vorderen Führungswände aus
zwei Lagen eines in einem engen Bogen geformten Materials ausgebildet
sind. Ein bevorzugter kanalgestanzter Rollenschlepphebel könnte eine
Gesamtbreite von etwa drei (3) Mal der Seitenwandmaterialdicke in
dem Trägerbereich
aufweisen, während
Standard Channel- und Reverse Channel-Konfigurationen ca. fünf (5) Mal
die Seitenwandmaterialdicke für
eine Minimalbreite erfordern würden.
Einige Rollenschlepphebel nach dem Stand der Technik können massive
Vorderbeine umfassen, aber die Fertigung dieser Gussteile ist viel
kostspieliger. Da die anhängigen
Beine dünn
sind, kann die für
die Aufnahme eines Ventilschaftes zur Verfügung stehende Breite W2 sich
der Gesamtbreite W1 in dem Trägerbereich
des Teiles annähern
(siehe 6). Das schmale Ventilende dieses Rollenschlepphebels
minimiert die effektive sich hin- und
herbewegende Ventilendmasse was wiederum die Systembelastungen-
und -reibung minimiert.
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Das
dritte Merkmal des beispielhaften Rollenschlepphebels der Erfindung
ist die Verwendung eines abgestumpften kugelförmigen Hydraulikstößelsockels.
Der Sockel ist an der funktionslosen Seite, d. h. der Seite, die
von der mit dem Drehzapfen des Hydraulikstößels in Kontakt stehenden Seite entfernt
ist, abgestumpft, während
die mit dem Drehzapfen des Hydraulikstößels in Kontakt stehende Seite
ihre Kugelgestalt behält.
Ein Teil der funktionslosen Fläche
des Sockels wird durch Kaltstrangpressen zu den Seitenwände verschmolzen. Dies
verstärkt
die Seitenwände
und trägt
zur schmalen Breite des Teiles bei.
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Das
vierte Merkmal des beispielhaften Rollenschlepphebels der Erfindung
ist die Verwendung nicht kreisförmiger
Wellen-Bohrungen für
die Rollenwelle. Dies sperrt und hält die Rollenwelle während des
Verbindungsvorgangs in dem Teil.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf
die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines typischen Rollenschlepphebels nach
dem Stand der Technik ist;
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2 eine
Vorderansicht eines typischen Rollenschlepphebels von 1 ist;
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3 eine
Explosionsansicht eines beispielhaften Rollenschlepphebels der vorliegenden
Erfindung ist;
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4 eine
Draufsicht eines beispielhaften Rollenschlepphebels der vorliegenden
Erfindung ist;
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5 eine
Seitenrissansicht eines beispielhaften Rollenschlepphebels von 4 ist;
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6 bzw. 7 eine
Vorderansicht und eine Hinteransicht des Rollenschlepphebels von 5 sind;
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8 eine
Druntersicht des Rollenschlepphebels von 4 ist;
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9 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 von 4 ist;
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10a–10c einen Vergleich zwischen dem beispielhaften
Fertigungsverfahren der vorliegenden Erfindung (10a) und dem Stand der Technik (10b und 10c)
veranschaulicht; und;
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11a–11c Beispiele nicht kreisförmiger Gestaltungen für die Rollenwelle-
und -bohrung zeigen.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf eine kombinierte Betrachtung der 1–9 ist
der verbesserte gestanzte Rollenschlepphebel 20 gezeigt.
Der Rollenschlepphebel 20 weist durch einen unterbrochenen Steg 24 getrennte
Seitenwände 22 auf,
die eigentlich einen Kanal ausbilden. Der Steg 24 weist
eine darin ausgebildete gestanzte Öffnung 26 auf, die
einen Arbeitsraum oder eine Tasche für eine Rollenanordnung 28 bereitstellt,
welche an einer in gestanzten oder in gestanzten und nachgeschnittenen
Bohrungen 32 in den Seitenwänden 22 aufgenommenen
Welle befestigt ist.
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Der
Rollenschlepphebel 20 ist gekennzeichnet durch ein hohes
H/B-Verhältnis (siehe 4, 5 und 6).
Dieses Höhen-zu-Breiten-Verhältnis gestattet
größere vertikale
Wände 22 in
der Nähe
der Wellenbohrungen als im Stand der Technik, was die Steifigkeit
und die Festigkeit des Teiles verbessert und dennoch die Anforderung
nach einer schmalen Paketbreite erfüllt.
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Ein
zweites wichtiges Merkmal ist die Gestaltung des Trägerendes
des Teiles, das mit der Spitze des Motorventilschaftes in Kontakt
steht. Dieses Teil ist durch ein Paar beabstandeter massiver Beine 34 definiert, die
Führungswände bilden,
welche eine Tasche 36 zum Aufnehmen der Spitze des Ventilschaftes
definieren. Die massiven 34 Beine erstrecken von ihren
jeweiligen Seitenwänden 22 abwärts, und
die Beine werden im Fertigungsverfahren gebildet, indem die flache
Ware aufwärts
gebogen wird, um die Wände
zu bilden und dann das Material abwärts kalt stranggepresst wird,
um die massiven Beine 34 zu bilden. Es ist anzumerken, dass
die Beine 34 beträchtlich
dünner
sind als die Materialdicke t1 der Wände 22, von denen
die Beine abhängen.
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Unter
besonderer Bezugnahme auf 6 liegt
die Gesamtbreite W 1 des Teiles an dem Trägerende (d. h. dem rechten
Ende in den 3, 4, 5, 8 und 9)
gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung im Bereich von etwa 2,5 t1 bis
etwa 4,0 t1, wobei t1 die Materialdicke der Wand 22 ist.
Des Weiteren ist die Mindestgröße (d. h.,
W1 ist etwa 2,5 t1) nur durch die Größe des Ventilschaftes, der
in der Tasche 36 aufgenommen werden muss, und durch Überlegungen
hinsichtlich der Fertigung, von denen eine die ist, dass das Loch,
das den oberen Raum zwischen den Wänden 22 an dem Trägerende
bildet, etwa 0,5 t1 beträgt, begrenzt.
Daher bestehen die folgenden Beziehungen: W1(min) ~ 2,5 t1 (1) W2(min) ~ 0,7 t1 (2)
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Die
Beziehung (2) resultiert aus der Überlegung hinsichtlich der
Fertigung, dass die das Loch bildende Tasche
36 sich zumindest
auf jeder Seite um zumindest 0,1 t1 über den oberen Raum zwischen
den Wänden
22 hinaus
erstrecken muss, um eine Scherung von Material während der Fertigung zu verhindern.
Daher gilt, wenn W 1 bei dem Minimum von 2,5 t1 liegt und W2 ebenfalls
bei seinem Minimum von 0,7 t1 liegt, die folgende Beziehung auch
für die
Breite t2(max) eines jeden kalt stranggepressten Beines
34 -
Die
Beziehung (3) legt den Maximalwert für t2 fest. Ebenfalls gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung beträgt der Minimalwert für t2 0,2
t1, was zu der folgenden Beziehung führt, wenn W 1 = 2,5 t1 W2(max) = 2,1 t1 (4)und auch
t2
liegt im Bereich von etwa 0,2 t1 bis etwa 0,9 t1 (5)
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Das
heisst, wenn W1 sich an seinem Minimum von etwa 2,5 t1 befindet,
ist das größte W2 für die Tasche
36 etwa
2,1 t1. Somit kann im Unterschied zu dem Stand der Technik, bei
dem das Verhältnis
W2:W etwa 1:5 beträgt,
in einem Beispiel der vorliegenden Erfindung selbst für das kleinste
W2 das Verhältnis
W2:W1 so hoch sein wie
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Demgemäß kann bei
einem Beispiel der vorliegenden Erfindung das Verhältnis W2:W1
sich 1 annähern,
und noch immer die Ventilschaft haltende Struktur der abhängigen Wände 34 bereitstellen.
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Aus
dem Vorhergehenden ist auch ersichtlich, dass für ein Teil, bei dem W1 = 4
t1, W2(max) 3,6 t1 sein kann und W2(min) 2,2 t1 sein kann. Somit
beträgt
für ein
maximales W1 von 4 t1 das Verhältnis
W2:W1
und die folgende Beziehung
gilt auch für
t2 (max)
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Das
heißt,
für das
maximale W1 nähert
das Verhältnis
W2:W1 sich ebenfalls 1 und das Verhältnis W2:W1 ist beinahe das
gleiche, ungeachtet, ob W1 das Minimum von etwa 2,5 t1 oder das
Maximum von etwa 4,0 t1 ist.
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Unter
Bezugnahme insbesondere auf die 3, 4, 5, 8 und 9 sind
Details des Sockels zum Aufnehmen des Hydraulikstößels dargestellt.
Dieser Sockel umfasst eine kugelförmige (d. h., einen Abschnitt
einer Kugel) Aufnahme 38 an der Unterseite, die die Oberseite
des Hydraulikstößels aufnimmt.
Jedoch ist die Oberseite oder funktionslose Seite 40 kein
voll kugelförmiges
Segment. Stattdessen ist die funktionslose Seite 40 entlang
der inneren Abschnitte der Seitenwände 22 abgestumpft.
Diese Abstumpfung wird bewirkt durch Ziehen von Material von der
funktionslosen Seite 40 des Sockels aufwärts in die
Seitenwände 22 hinein,
während
des Fertigungsverfahrens; und dies wird erreicht, ohne die Größe oder
Gestalt des kugelförmigen
Abschnittes 38, der den Hydraulikstößel aufnimmt, zu verringern.
Die Verwendung des abgestumpften kugelförmigen Abschnittes 40 resultiert
in einer Reduktion der Breite W des Rollenschlepphebels. Dies ist eine
Unterscheidung von dem Stand der Technik, bei dem die minimal mögliche Breite
von Rollenschlepphebeln nach dem Stand der Technik von dem erforderlichen
Sockeldurchmesser und der Tiefe bestimmt ist.
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf die 11a–11c kann die Wellenbohrung in den Seitenwänden 22 nicht
kreisförmig
sein. Zum Beispiel kann die Bohrung achteckig wie in 11a, eiförmig,
wie in 11b oder keilverzahnt sein,
wie in 11c. Diese nicht kreisförmigen Bohrungsgestalten
sind als Teil des Ausbildungsverfahrens in die Seitenwände 22 gestanzt
und/oder nachgeschnitten, um das Festhalten der Rollenwelle 30 zu
unterstützen.
Die Enden der Rollenwelle sind relativ weich, und wenn diese weichen
Enden in die Bohrungen eingesteckt oder eingenietet werden, werden
sie derart verformt, dass sie der Gestalt der Bohrung entsprechen,
wodurch die Enden der Rollenwelle in die Wellenbohrungen hinein
festgeklemmt werden.
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Während des
Betriebes der gestanzten Rollenschlepphebels liegt ein Nocken, nicht
gezeigt, gegen die Rolle 28, um den Hub des Nockens auf
den Motorventilschaft zu übertragen.
Der Hub des Nockens wird durch das Kipphebelverhältnis des Rollenschlepphebels
vervielfacht. Das Verhältnis
ist das Verhältnis
von augenblicklichem Ventilhub zu augenblicklichem Nockenhub, und
dieses Verhältnis
variiert über
die gesamte Drehung des Nockens und hängt ab von der Geometrie des
Rollenschlepphebels und wie er in dem Ventiltrieb ausgerichtet ist.
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Der
Rollenschlepphebel 20 verschwenkt um einen kugelförmigen Kopf
eines Hydraulikstößels (hydraulic
lash adjuster = HLA) oder Bolzens herum. Der kugelförmige Kopf
passt in den kugelförmigen
Sockel 38 in dem Rollenschlepphebel 20. Der Rollenschlepphebel
steht mit dem Nocken mit einer auf einer Rollenwelle 30 gelagerten
Rollenlageranordnung 28 in Kontakt. Die Rollenwelle ist
in einer Rollenwellenbohrung 32 in dem Rollenschlepphebel
aufgenommen und gelagert. Der Ventilträger (definiert durch die Beine 34 und
die Tasche 36) des Rollenschlepphebels steht mit der Ventilspitze
eines Ventilschaftes eines Motorventils in Kontakt.
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Die
Gestalt der vertikalen Seitenwände 22 und
der Rollentasche 26 ist aus einem flachen Stück Warenmaterial
durch ein Verfahren des Formens eines Rohlings und eines Vorformteiles
von einer Spule Warenmaterials durch eine Reihe von Stanzschritten
ausgebildet. Das Warenmaterial wird dann in einem weiteren Stanzschritt
aufwärts
gefaltet und das Material wird dann in dem Bereich der Rollentasche
kalt heruntergezogen, um die Seitenwände 22 um die Öffnungen 32 herum
zu vergrößern, so
dass eine Schwächung
der Seitenwände
in der Nähe
der Öffnungen 32 vermieden
wird. Danach wird die Rollentasche 26 durch Stanzen ausgebildet,
und die Bohrungen 32 werden durch Stanzen oder durch Stanzen
und danach Nachschneiden ausgebildet. Dieses Fertigungsverfahren
lässt eine
größere Konstruktions-
und Verfahrensfreiheit als die Standard Channel oder Standard Reverse
Channel-Konfigurationen nach dem Stand der Technik zu, bei denen
die Wandhöhe
unterhalb oder oberhalb der Rollenwellenbohrungen auf der Grundlage
der zulässigen
Breite des Schlepphebels, die die Festigkeit und/oder die Steifigkeit
vermindern oder ein breiteres Paket als das Beispiel der vorliegenden
Erfindung erfordern können,
begrenzt.
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Die 10a–10c veranschaulichen einen Vergleich des beispielhaften
Fertigungsverfahrens der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit
dem Stand der Technik. Jede der 10a,
b und c zeigt ein Ausgangsstück
eines flachen Warenmaterials zum Ausbilden eines gestanzten Rollenschlepphebels. 10a stellt die Ausgangskonfiguration und verschiedene
Parameter für
den beispielhaften Rollenschlepphebel der vorliegenden Erfindung
dar; 10b stellt die Ausgangskonfiguration
und verschiedene Parameter für
einen Rollenschlepphebel mit einem Standard Channel nach dem Stand
der Technik dar; 10c stellt die Ausgangskonfiguration
und verschiedene Parameter für
einen Rollenschlepphebel mit Reverse Standard Channel nach dem Stand
der Technik dar. Bezug nehmend auf 10a ist:
A
= die Rollentaschenbreite
B = der Abstand von dem Boden der
Wellenbohrung zu der Faltelinie; bestimmt durch die relative Position
der Wellenbohrung zu der Sockelmitte
E = die Gesamtbreite vor
dem Falten, die die Positionen der Oberseite der vertikalen Wände definiert;
kann maximiert werden, um die Steifigkeit zu maximieren. Der begrenzende
Faktor ist die gegenseitige Beeinflussung mit der Nockenerhebung
oder etwas anderem in dem Zylinderkopf. Sie ist typischerweise nicht
konstant für
die Länge
des Teiles, ist hier aber zum Zweck der Einfachheit konstant dargestellt.
F
= der allgemeine Bereich, der nach dem Falten heruntergezogen wird,
um den erforderlichen Abstand zum Einsetzen der Wellenbohrungen
und zum Tragen der Belastung zu erzeugen.
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Während es
herunter stranggepresst wird, wird das Material von oben derart
hineingezwungen, dass die Wanddicke nicht übermäßig ausgedünnt wird. Dies lässt eine
recht schmale Breite der Rollentasche zu, wobei noch immer ausreichend
Material unter den Wellenbohrungen ist, um die Belastung zu tragen.
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Als
Nächstes
Bezug nehmend auf 10b zum Vergleich ist:
A
= die Rollentaschenbreite
B = der Abstand von dem Boden der
Wellenbohrung zu der Faltelinie, der bestimmt ist durch die relative
Position der Wellenbohrung zu der Sockelmitte
G = die Gestalt,
die für
die Rollentasche vor dem Falten ausgestanzt werden soll
C =
die minimale Breite, die ausgestanzt werden kann (d. h., minimale
zulässige
Stanzendicke)
D = der Abstand unterhalb der Wellenbohrung zum
Beherbergen der Wellenbohrung zum Tragen der Belastung D = ½ (A – C) + B (Gl. 1)
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Wie
aus Gleichung 1 oben ersichtlich ist, ist der Wert für D durch
A, B und C begrenzt. Wenn A und B schmaler werden, für schmalere
Schlepphebel mit kürzeren
vertikalen Abständen
zwischen der Wellenbohrung und der Sockelmitte, wird der Wert D
kleiner, bis er nicht mehr groß genug
ist, um die Belastung zu tragen. Daher wird für bestimmte Werte von A und
B der Standard Channel auf Grund der kleinen Werte für D nicht stark
genug sein, während
das Beispiel der vorliegenden Erfindung dies sehr wohl sein wird.
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Als
Nächstes
Bezug nehmend auf 10c zum Vergleich ist:
A
= die Rollentaschenbreite
J = die Gesamtbreite vor dem Falten,
die die Positionen der Unterseite der vertikalen Wände definiert;
kann maximiert werden, um die Steifigkeit zu maximieren. Der begrenzende
Faktor ist die gegenseitige Beeinflussung mit dem HLA, dem Ventil,
der Federkappe oder etwas anderem in dem Zylinderkopf.
K =
der Abstand von der Oberseite der Wellenbohrung zu der Faltelinie
an der entfernten Seite des Materials, bestimmt durch die relative
Position der Wellenbohrung zu der Sockelmitte.
T = die Materialdicke
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Trotz
der Tatsache, dass die Breiten J (für den Reverse Standard Channel)
oder E (für
das Beispiel der vorliegenden Erfindung) typischerweise nicht konstant
sind, kann der Vergleich der Höhen-zu-Breiten-Verhältnisse
des Standard Reverse Channels und dem Beispiel der vorliegenden
Erfindung wie unten gezeigt dargestellt werden:
Standard Reverse
Channel n. Stand d. Techn. Beispiel d. vorl. Erfindung ½(J – (A + 2T))/(A + 2T) typischerweise < ½(E – (A + 2T))/(A
+ 2T) (Gl. 2) da
J typischerweise kleiner als E ist. Dies ist im Allgemeinen deshalb
der Fall, da mehr offener Raum in der Aufwärtsrichtung (in Richtung des
Nockens) als in der Abwärtsrichtung
(in Richtung des HLA und des Ventiles) vorhanden ist. Dieses Ergebnis
zeigt, dass das Beispiel der vorliegenden Erfindung steifer sein
wird.
