EP0853716B1 - Kipphebel für eine brennkraftmaschine - Google Patents
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Classifications
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/18—Rocking arms or levers
- F01L1/181—Centre pivot rocking arms
- F01L1/182—Centre pivot rocking arms the rocking arm being pivoted about an individual fulcrum, i.e. not about a common shaft
- F01L1/183—Centre pivot rocking arms the rocking arm being pivoted about an individual fulcrum, i.e. not about a common shaft of the boat type
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- F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
- F01L2305/02—Mounting of rollers
Definitions
- the invention relates to a rocker arm for valve control an internal combustion engine, the rocker arm from a stamped, deep-drawn and then heat-treated deep-drawn sheet is produced.
- rocker arms are from the prior art known, they are as a transmission element at three Types of engine control common for bumper engines with camshaft at the bottom, at the top Camshaft with rocker arm as direct transmission link between camshaft and valve and tappet control, rocker arm and tappet the transmission mechanism form.
- the mechanical valve setting at Sheet metal rocker arms are located on the ball socket bearing or at the rocker arm end with adjusting screws or Eccentric. This affects an adjustment on the Ball socket bearing the change in the lever ratio disadvantageous.
- the stand the technology used thumb rest on the valve side End of the rocker arm unfavorable friction on what to high lost friction and valve guide wear due to the lateral force of the valve stem.
- rocker arm In addition, the well-known deep-drawn rocker arms an additional anti-rotation device is required to hold the rocker arm to stabilize its longitudinal axis.
- Such one Rocker arm is described in DE 4024446 A1. The rocker arm is secured against rotation by a roller bearing stored.
- the present invention therefore has the problem (Task) based on the state of the art known to improve deep-drawn rocker arm and Reduce valve guide wear significantly Simplify manufacturing and to make it cheaper.
- the rocker arm is designed such that that it has opposite side parts, between which a roller body is rotatably arranged is.
- the rocker arm according to the invention very inexpensive to manufacture, since only deep-drawing and punching processes, but no machining required are.
- the heat treatment of the The deep-drawn part is then made by nitriding, Carburizing or case hardening.
- the valve setting takes place in the present case on the ball socket bearing by means of a ball nut and lock bolt or lock screw.
- the ball nut can corresponding shape of the rocker arm also semi-cylindrical or cylindrical guide stone with Lock nut can be used.
- the invention further provides before that the roller body in slots of the side parts is stored in the direction of the valve stem are open. This makes installation easy guaranteed and an additional locking of the Roll body saved in the warehouse because of the roll body due to the back pressure of the valve tappet in the bearing is held.
- roller body is loosely received in the slots. This will on the one hand the easy rotation and on the other hand easy assembly guaranteed.
- a highly advantageous embodiment of the invention provides that side guide parts in the two End regions of the roller body are provided, which overlap the valve stem on the side. This will a twisting of the Prevents rocker arm on the valve stem, i.e. the valve lever stabilized around its longitudinal axis. You can the side guide parts in one piece with the roller body be connected, i.e. protrude beyond its diameter, or be separate components. Important is doing that the tilting movement of the rocker arm and the Rolling of the roll body are not hindered.
- a further advantageous embodiment provides that the side guide parts are guide disks. Hereby you can use mass production parts that are available inexpensively.
- the rocker arm 1 consists of a deep-drawn sheet, the contours and recesses are punched out. Then the deep-drawing sheet is formed, in which the two side parts 3 to stiffen the Band 18 are bent perpendicular to it.
- the recess 8 serves to accommodate the ball nut and the bearing pin, and the roll body bed 5 serves to accommodate the Roller body and the guide disc 4. After the Reshaping takes place around the rocker arm better strength and surface properties to lend.
- Fig. 2 shows a plan view of the rocker arm 1 of the type according to the invention, the same parts with the same Reference numerals are provided.
- the roller body 10 is shown, which in the roller body bed 5 is arranged between the guide disks 4.
- FIG. 3 shows a section of the rocker arm 1 according to FIG. 1 in installed condition.
- Fig. 4 shows detail IV from Fig. 3, the clearly The guiding function of the guide disk 4 is recognizable, which includes the valve stem 22 on both sides. This prevents the rocker arm 1 from rotating and the rocker arm stabilized about its longitudinal axis.
- Fig. 5 shows a sectional view of the detail 4 in the direction of arrow V.
- the side walls 3 and the guide disks 4 and the roller body 10 and the valve stem 22 can be seen.
- the roller body 10 is freely rotatable in the roll body bed 5, wherein it is so fitted in the rolling body bed 5 that through the guide washers 4 only a very little play remains.
- Fig. 6 shows an exploded view of a rocker arm of the type according to the invention in which the side parts 3, the roll body bed 5 and the roll body 10 and the Guide discs 4 are shown.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kipphebel für die Ventilsteuerung
einer Brennkraftmaschine, wobei der Kipphebel
aus einem gestanzten, tiefgezogenen und anschließend
wärmebehandelten Tiefziehblech hergestellt ist.
Derartige Kipphebel sind aus dem Stand der Technik
bekannt, sie sind als Übertragungselement bei drei
Arten der Motorsteuerung üblich, bei Stoßstangenmotoren
mit unten liegender Nockenwelle, bei oben liegender
Nockenwelle mit Kipphebel als Direktübertragungsglied
zwischen Nockenwelle und Ventil und Stößelsteuerung,
wobei Kipphebel und Stößel den Übertragungsmechanismus
bilden. Die mechanische Ventileinstellung bei
Blechkipphebeln erfolgt dabei an der Kugelpfannenlagerung
oder am Kipphebelende durch Verstellschrauben oder
Exzenter. Dabei wirkt sich bei einer Verstellung an der
Kugelpfannenlagerung die Änderung des Hebelverhältnisses
nachteilig aus. Des weiteren weist die beim Stand
der Technik verwendete Daumenauflage am ventilseitigen
Ende des Kipphebels ungünstige Reibwerte auf, was zu
einer hohen Verlustreibung und Ventilführungsverschleiß
aufgrund der Seitenkraft des Ventilschafts führt.
Außerdem ist bei den bekannten tiefgezogenen Kipphebeln
eine zusätzliche Verdrehsicherung nötig, um den Kipphebel
um seine Längsachse zu stabilisieren. Ein derartiger
Kipphebel wird in der DE 4024446 A1 beschrieben.
Der Kipphebel ist dabei durch ein Wälzlager verdrehsicher
gelagert.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem
(Aufgabe) zugrunde, den aus dem Stand der Technik
bekannten tiefgezogenen Kipphebel zu verbessern und den
Ventilführungsverschleiß wesentlich zu reduzieren und
gleichzeitig die Herstellung zu vereinfachen und
kostengünstiger zu gestalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kipphebel
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist der Kipphebel dabei derart ausgebildet,
daß er gegenüberliegende Seitenteile aufweist,
zwischen welchen ein Rollenkörper drehbar angeordnet
ist.
Durch die geringe Rollreibung am Ventilschaft wird auch
dessen Seitenkraft an der Ventilführung reduziert und
damit der Ventilführungsverschleiß wesentlich verringert.
Des weiteren ist der erfindungsgemäße Kipphebel
sehr kostengünstig herzustellen, da lediglich Tiefzieh-
und Stanzvorgänge, jedoch keine spanabhebende Bearbeitung
erforderlich sind. Die Wärmebehandlung des
Tiefziehteils erfolgt anschließend durch Nitrieren,
Karborieren oder Einsatzhärten. Die Ventileinstellung
erfolgt im vorliegenden Fall an der Kugelpfannenlagerung
mittels Kugelmutter und Konterbolzen oder Kontermadenschraube.
Anstelle der Kugelmutter kann bei
entsprechender Formgebung des Kipphebels auch ein
halbzylindrischer oder zylindrischer Führungsstein mit
Kontermutter verwendet werden. Ferner sieht die Erfindung
vor, daß der Rollenkörper in Schlitzen der Seitenteile
gelagert ist, die in Richtung des Ventilschafts
offen sind. Hierdurch wird eine einfache Montage
gewährleistet und eine zusätzliche Arretierung des
Rollenkörpers im Lager eingespart, da der Rollenkörper
durch den Gegendruck des Ventilstößels im Lager
gehalten wird.
Des weiteren ist es vorteilhaft, daß der Rollenkörper
lose in den Schlitzen aufgenommen ist. Dadurch wird
einerseits die leichte Drehbarkeit und zum anderen
einfache Montage gewährleistet.
Eine höchst vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
sieht vor, daß Seitenführungsteile in den beiden
Endbereichen des Rollenkörpers vorgesehen sind, welche
den Ventilschaft seitlich übergreifen. Hierdurch wird
in überraschend einfacher Weise ein Verdrehen des
Kipphebels am Ventilschaft verhindert, d.h. der Ventilhebel
um seine Längsachse stabilisiert. Dabei können
die Seitenführungsteile einstückig mit dem Rollenkörper
verbunden sein, d.h. über dessen Durchmesser hervorstehen,
oder aber separate Bauteile sein. Wichtig ist
dabei, daß die Kippbewegung des Kipphebels und das
Abrollen des Rollenkörpers nicht behindert werden.
Weiterhin sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung vor, daß die Seitenführungsteile
zwischen den Seitenteilen und dem Rollenkörper angeordnet
sind. Hierdurch sind der Kipphebel und der Ventilschaft
über die Seitenführungsteile relativ zueinander
fixiert.
Eine weiter vorteilhafte Ausführungsform sieht vor,
daß die Seitenführungsteile Führungsscheiben sind. Hierdurch
lassen sich Massenfertigungsteile verwenden, die
kostengünstig erhältlich sind.
Schließlich ist es eine höchst vorteilhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wenn der Rollenkörper
abgesetzte Lagerenden aufweist. Dies reduziert
die Anzahl der Bauteile und gestaltet Montage und
Lagerkosten günstiger.
Die vorliegende Erfindung soll im folgenden anhand
eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den
beigefügten Figuren näher erläutert werden. Dabei
zeigen
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen Kipphebel der erfindungsgemäßen Art;
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf einen Kipphebel nach Fig. 1;
- Fig. 3
- einen Schnitt durch einen Kipphebel der erfindungsgemäßen Art in eingebautem Zustand;
- Fig. 4
- Detail IV aus Fig. 3;
- Fig. 5
- einen Schnitt in Pfeilrichtung V des Details aus Fig. 4; und
- Fig. 6
- eine dreidimensionale Teilansicht der Einzelteile eines Kipphebels der erfindungsgemäßen Art.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kipphebel 1
mit balligem Lagerbett 2, Seitenteil 3, Band 18,
Führungsscheibe 4, Rollkörperbett 5 und Stößelaufnahme
6. Schließlich sind die Aussparungen 7, 8 und 9 im
Tiefziehblech erkennbar.
Dabei besteht der Kipphebel 1 aus einem Tiefziehblech,
dessen Konturen und Aussparungen ausgestanzt werden.
Anschließend erfolgt die Umformung des Tiefziehblechs,
bei der die beiden Seitenteile 3 zur Versteifung des
Bandes 18 senkrecht dazu gebogen werden. Die Aussparung
8 dient zur Aufnahme der Kugelmutter und des Lagerbolzens,
und das Rollkörperbett 5 dient der Aufnahme des
Rollenkörpers und der Führungsscheibe 4. Nach dem
Umformen erfolgt die Wärmebehandlung, um dem Kipphebel
bessere Festigkeits- und Oberflächeneigenschaften zu
verleihen.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Kipphebel 1 der
erfindungsgemäßen Art, wobei gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind. Zusätzlich ist in Fig. 2
der Rollenkörper 10 gezeigt, der im Rollkörperbett 5
zwischen den Führungsscheiben 4 angeordnet.ist.
Der durch Nitrieren, Karborieren oder Einsatzhärten
wärmebehandelte Kipphebel nimmt im Rollkörperbett 5 den
Rollenkörper 10 auf, der zwischen den Führungsscheiben
4 frei drehbar gelagert ist.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt des Kipphebels 1 nach Fig. 1
in eingebautem Zustand. Neben den bereits in Fig. 1
beschriebenen Teilen sind die Kugelmutter 11, ein
Konterbolzen 12, ein Ventilstößel 13, ein Ventil 14,
eine Ventilfeder 15, das Gehäuse 16, der Lagerbolzen
17, die Ventilführung 19 und der Ventilsitz 20 zu
erkennen.
Über die nicht gezeigte Nockenwelle wird der Stößel 13
angetrieben, der mit seinem halbkugelförmig ausgebildeten
Ende 21 in der Stößelaufnahme 6 aufgenommen wird.
Durch die Auf- und Abbewegung des Stößels 13 wird der
Kipphebel 1 um die Kugelmutter 11, die im balligen
Lagerbett 2 aufgenommen wird, gekippt. Dabei ist die
Kugelmutter 11 am Lagerbolzen 17 fixiert. Durch die
Kippbewegung drückt der im Rollkörperbett 5 aufgenommene
nicht gezeigte Rollenkörper auf den Ventilschaft
22 des Ventils 14. Bei der Abwärtsbewegung wird die
Feder 15 zusammengedrückt und der Rollenkörper rollt
auf dem Ventilschaft 22 ab. Dadurch bewegt sich das
Ventil 14 aus dem Ventilsitz 20 und öffnet somit. Die
Aufwärtsbewegung des Kipphebels 1 wird durch die Federkraft
der Feder 15 unterstützt. Des weiteren wird so
ein Abheben des Rollenkörpers 10 vom Ventilstößel 13
verhindert. Durch das erneute Abrollen des nicht
gezeigten Rollenkörpers entstehen bei der Auf- und
Abbewegung des Ventilschafts so gut wie keine Reibungsverluste.
Fig. 4 zeigt Detail IV aus Fig. 3, wobei deutlich die
Führungsfunktion der Führungsscheibe 4 erkennbar ist,
die beidseitig jeweils den Ventilschaft 22 umfaßt.
Dadurch wird ein Verdrehen des Kipphebels 1 verhindert
und der Kipphebel um seine Längsachse stabilisiert.
Fig. 5 zeigt eine geschnittene Ansicht des Details aus
Fig. 4 in Pfeilrichtung V. Dabei sind die Seitenwände 3
und die Führungsscheiben 4 sowie der Rollenkörper 10
und der Ventilschaft 22 erkennbar. Der Rollenkörper 10
befindet sich dabei frei drehbar in dem Rollkörperbett
5, wobei er so in das Rollkörperbett 5 gepaßt ist, daß
durch die Führungsscheiben 4 lediglich ein sehr
geringes Spiel verbleibt. Durch das seitliche Aufnehmen
des Ventilschafts 22 zwischen den Führungsscheiben 4
und die dadurch erzeugt Stützfunktion wird ein Verdrehen
des Kipphebels wirkungsvoll vermieden.
Fig. 6 zeigt eine Explosionszeichnung eines Kipphebels
der erfindungsgemäßen Art, in der die Seitenteile 3,
das Rollkörperbett 5 sowie der Rollenkörper 10 und die
Führungsscheiben 4 dargestellt sind.
Bei der Montage werden zunächst die Führungsscheiben 4
auf die abgesetzten Lagerenden des zylindrischen
Rollenkörpers 10 aufgesetzt. Anschließend werden diese
Teile in die Schlitzlagerung 5 des Kipphebels 1 lose
eingesteckt. Durch den aus der Federkraft der
Ventilfeder 15 resultierenden Druck des Ventilstößels
13 wird der Rollenkörper 10 mit den Führungsscheiben 4
im Rollkörperbett 5 gehalten, wodurch ein Abheben des
Rollenkörpers aus dem Lagerbett während des Betriebs
verhindert wird.
Claims (6)
- Kipphebel (1) für die Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, wobei der Kipphebel (1) gegenüberliegende Seitenteile (3) aufweist, zwischen welchen ein Rollenkörper (10) drehbar aufgenommen ist, wobei der Kipphebel (1) aus einem gestanzten, tiefgezogenen und anschließend wärmebehandelten Tiefziehblech hergestellt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rollenkörper (10) in Schlitzen (5) der Seitenteile gelagert ist, die in Richtung des Ventilschafts (22) offen sind. - Kipphebel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rollenkörper (10) lose in den Schlitzen (5) aufgenommen ist. - Kipphebel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Seitenführungsteile in den beiden Endbereichen des Rollenkörpers (10) vorgesehen sind, welche den Ventilschaft (22) seitlich übergreifen. - Kipphebel nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenführungsteile zwischen den Seitenteilen (3) und dem Rollenkörper (10) angeordnet sind. - Kipphebel nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenführungsteile Führungsscheiben (4) sind. - Kipphebel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rollenkörper (10) mit abgesetzten Lagerenden versehen ist.
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