WO2014169909A1 - Kipphebel für den ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

Kipphebel für den ventiltrieb einer brennkraftmaschine Download PDF

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Andreas GRÖTSCH
Joachim Seitz
Claudia Zielinski
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • F01L2305/02—Mounting of rollers

Definitions

  • the invention relates to a rocker arm for the Ventethhefo a Brennkra- masch ne, soft ice Bleehformtell is berge rigid with a substantially U-fdrniigen cross-section, with a central bearing parts for its pivotal mounting on an axis arranged in the cylinder head of the machine, with a a roller rotatably mounted on a longitudinal end of the Kipphebeis for Ein- wsrkung a cam on the roll on the rocker arm and having: a located at the other longitudinal end assembly for a mechanism for Einprung the rocker arm on a Ventilstö el.
  • Such a rocker arm is from the document DE 42 34 868 C2 beka nt, which relates to a method for producing a towing or rocker arm. Constructive information on the pivotable mounting of the rocker arm described and illustrated there on the angeord-Neten in Zylloderkapf the machine axis are not this document. refer to.
  • the invention is based on the object.
  • the EIT Sch requires pro ess having a maximum Einschwelt3 # efe of 0.8 mm, this wall thickness, In this case, it is recommended "as shown in Figure 2 of the drawing, the stock tray, to move within the Einsch spaherelchs.
  • the selection of the bearing type is: subject to the following criteria: Hobe claims to the basic load ratings require a lndestroll fashionf f of 1, 0 to 1, ⁇ mm. Due to the small space available ndndder the high required load ratings a voliroiilges bearing is preferably used. Oils version with a lagerkiiig offers the advantage of a simple assembly as well as a better handling of the bearing at the customer.
  • the two cheeks of the cross-sectionally U-shaped tilting arms are produced by cutting, whereby the roller bearings with the bearing sleeves on both sides from the outside into the recess -mungen be pressed.
  • this rocker arm is characterized by the following features or procedures: The pressing in of the two individual bearings, which may be standard standard bushing adapters with or without bearing blocks, into the respective lever cheek; the copy-saving design obviously a. Additional Baurayrnhedarfs for the Ryotlageryng ;. the ability to reduce the diameter of the rocker arm on the center bearing file from 10 mm to 8 mm and thus to install space; the use of non-cutting production technology, namely the punching of usne ne ne für für für für für für für und und und für Ne Ne Ne Ne Ne Ne,
  • rocker arm according to the invention is possible, inter alia, with motorcycle drives and chainsaws.
  • Figure 1 shows a rocker arm of a first ⁇ us Solutionsfom
  • Figure 2 shows the rocker arm of Figure 1 in a vertical section g according to line II
  • Figure 3 shows the rocker arm of Figure 1 in the Ünteransieht
  • Figure 4 shows the rocker arm of Figure 1 in side view with a partial section along line IV -IV of Figure 3;
  • Figure 5 shows a rocker arm of another Ausufungsform in side view
  • Figure 6 shows the rocker arm of Figure 5 in a vertical section along the line
  • Figure 7 shows the rocker arm of Figure 5 in the ünteransieht
  • a rocker arm 1 shown in FIGS. 1 to 4 has the shape of a U-shaped bleed mold, in which m areas of its middle bearing sections 2 are arranged in the two U-edges of the sheet metal coaxial drillholes 3 and 4 in these recesses is a roller bearing ⁇ with a tagerhölse 6Lese zt, which makes it possible to d tilting rocker 1 about an axis m attached to the cylinder head BrennkraitmascMne.
  • a roller 9 is rotatably mounted, on whose iu erer surface, a ochen a rotatable camshaft of Brennkraftrnasehine rolls.
  • the cam acts on the rocker arm 1 for the Verschwenkong.
  • the rocker arm 1 At its left-side longitudinal end 10, the rocker arm 1 a Einsohraobgewinde 11. This is for attaching a valve clearance equalization of the engine org h h n.
  • rocker arm 12 also has the shape of a cross-sectional ü-formlgen Bleohfo mteife.
  • two coaxial boring holes 14 and IS are arranged in the region of its central bearing skins 13.
  • a roller layer 16 with a bearing oil 17 is inserted, while in the left-side recess 15 a roller bearing 18 with a bearing oil 19 is used, the two roller bearings 18 and 18 allow ⁇ the rocker arm 12 to pivot about an axis and which is mounted in the cylinder head of a combustion-rnaschine

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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Bei einem Kipphebel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher als Blechformteil mit einem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt hergestellt ist, mit einer mittleren Lagerstelle (2) für seine schwenkbare Lagerung an einer Zylinderkopf der Maschine angeordneten Achse, mit einer an einem Längsende (8) des Kipphebels (1) drehbar gelagerten Rolle (9) für die Einwirkung eines Nockens über die Rolle (9) auf den Kipphebel (1) und mit einer an dem anderen Längsende (10) befindlichen Anordnung für eine Vorrichtung zur Einwirkung des Kipphebels (1) auf einen Ventilstössel, ist erfindungsgemäss an der mittleren Lagestelle (29 in zwei koaxialen bohrungsförmigen Ausnehmungen (3) der beiden Hebelwangen des im Querschnitt U-förmigen Kipphebels (1) wenigstens ein Rollenlager (5) mit einer Lagerhülse (6) eingesteckt und befestigt.

Description

Bezeichnu g der rf ndung Kipphebel f r d n Ventltrieb einer Brennkraftmaschihe
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Kipphebel für den Ventitthefo einer Brennkra -masch ne, weicher eis Bleehformtell mit einem im Wesentlichen U-fdrniigen Querschnitt berge- steift ist, mit einer mittleren Lagersteile für seine schwenkbare Lagerung an einer im Zylinderkopf der aschine angeordneten Achse,, mit einer an einem Längsende des Kipphebeis drehbar gelagerten Rolle für die Ein-wsrkung eines Nockens über die Rolle auf den Kipphebel und mit: einer an dem anderen Längsende befindlichen Anordnung für eine Verrichtung zur Ein- lrkung des Kipphebels auf einen Ventilstö el.
Hintergrund der Erfi ctoi
Ein solcher Kipphebel ist aus der Druckschrift DE 42 34 868 C2 beka nt, welche ein Verfahren zur Herstellung eines Schlepp- oder Kipphebels betrifft. Konstruktive Angaben über die schwenkbare Lagerung des dort beschriebenen und dargestellten Kipphebels an der Im Zylloderkapf der Maschine angeord-neten Achse sind dieser Druckschrift nicht . zu entnehmen.
Mechanische Kipphebel werden üblicherweise als Guss- oder Sehmiedeteile ausgeführt, Aktuell ist für dte Achsiagerung von Kipphebeln die Gleihagerung bekannt. Mit einer Rollenlagerung ergäben sieh bei de Schwenkbewegung des Kipphebels für den Rollenkontakt Im Vergleich mit dem G!eitkon!akt die Vorteile einer reduzierten Reibung, besserer oflaufelgensehaften bei ;angelschmle-rung sowie einer Verschleiß» Verringerung. Nach dem Äufeehren des Kipphebels für die Lagerachse kann in diesem auch ein Standard-Hülsen-Nadellager, mit oder ohne Käfig, montiert werden. Die Verwendung eines solche Lagers, welches in diesem Fall auch als Sonder plvotlager bezeichnet wird, hat jedoch den Nachteil dass das Lager kesten-intensiv Ist Außerdem erfordert: die Anbringung dieses Lagers im Kipphehebkörper einen zusätzlichen Bauraurn,
Zusammenfassung der Er indu g
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. In einem als Bieehkipphehei der eingangs genannten Art ausgeführten Nebel an der mittleren Lagerstelle eine Ächslagerung zu integrieren (einzugliedern), welche es ermöglicht, auf eine span nde Bearbeitung weitgehend zu verzichten und welche an dem Kippnebel eine Austauschbarkeit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindung$gemä dadurch gelöst dass an der mittleren Lagerstelle In zwei koaxialen bohrungsförmsgen Ausnehmungen der beiden Hebelwaagen des im Querschnitt ü-förmlgen Kipphebels wenigstens ein Rollenlager mit einer La- gerhüise eingesetzt und befestigt ist
An der mittleren tagerstelie. kann auch in jeder der beiden koaxialen bohrungsförmh gen Ausnehmungen der Hebelwangen ein Rollenlager mit einer Lagerhöise eingesteckt und befestigt sein. Bei dieser Ausführung können statt eines axial längeren Rollenlagers zwei axial kürzere Lager verwendet werden.
Nach einem Verfahren r Herstellung eines erfindungsgemäSe Kipphebels wird das Rollenlager mit der Lagerhülse In den Ausn hmenden der He el-wangen montiert und mittels eines Schwei&prozesses entlang von in Umfangshchtung der Lagerhülse vedaufenden "Schweißnähten in dem Kipp-hehel befestigt, wonach diese gesamte, aus dem Kipphebel und der Lagerhöise mit dem Rollenlager bestehende Baugruppe einem Härteprozess unterworfen wird. Eine Nachbehandlung entfällt dann.
Um einen zusä zl chen Platzbedarf so gering wie möglich zu halten, wird die bei Kipphebeln 2. 8. mit eieitl gerung verwendete Aehshölse durch die erfind yng -femaEe Lagerhülse ersetzt, d. h..s dass die neue Pivoila erung die Funktion der bisherigen Aehshüise übernimmt. Dabei muss die Wandstärke der Lagerliölse deutlich erhöht werden. Bisherige Standardlagerhülsen: besitzen eine VVand-starke von 0,5 mm. Öle hier beschriebene neue Lagerhülse muss eine VVand-stärke von 1.0 bis 12 mm aufweisen, um die nötige Festigkeit als Wä z-körperiaufhahn zu gewäbrtelsten. Ebenso erfordert der Sch eit pro ess mit einer maximalen Einschwelt3#efe von 0,8 mm diese Wandstärke, Dabei empfiehlt es sich« die Lagerhorde, wie in Figur 2 der Zeichnung dargestellt, innerhalb des Einschweißherelchs zu positionieren.
Die Auswahl der Lagerart Ist: folgenden Kriterien unterworfen: Hobe Ansprüche an die Tragzahlen erfordern einen lndestrollendurchmessef von 1 ,0 bis 1 ,§ mm. Aufgrund des geringen vorhandenen Bauraums nd .der hohen geforderten Tragzahlen wird ein voliroiilges Lager bevorzugt verwendet. Öle Ausführung mit einem lagerkiiig bietet den Vorteil einer einfachen Montage sowie einer ieich-teren Handhabung de Lagers beim Kunden.
Nach einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemä&en Kipphebels, welcher zwei Rollenlager mit Lagerhölsen enthält, werden d e beiden koaxialen bobrungsfdrmigen Ausnehmungen der Hebelwangen des Im Querschnitt U-förmigen Kippbebeis durch Stanzen spanlos hergestellt, wonach die Rollenlager mit den Lagerhülsen beidseitig von auß n In die Ausneh-mungen eingepresst werden. Nach dem Einsatzhirten des KIpphebebBlechforrntefe mit dem im Wesentlichen U- förmigen Querschnitt und der Montage von Nockenrolle und Bötzen an dem gehärteten Blechforrntell; Ist das Einpressen der Rollenlager mit den LagerhOfsen in die Äus- nehmungen der letzte Arbeitsgang.
Der Vorteil dieser beiden i de Blechhebelwangen direkt integrierten (eingegliederten} Pivotlager liegt im einfachen und somit kostengünstigen f ertlgyngsprozess, welcher die Verwendung gleicher Teile ermöglicht und eine Bauraumersparnis zur Folge hat. Dabei ermöglicht diese Ausführungsvanante die Umsetzung der spanlosen Fertigung gestanzter bohrungsförmiger Äus-nehmungeri und erfüllt zusammen mit. dem Einsatz von Standardlagem den Anspruch an eine äußerst kostengünstige Fertigung : ohne bei ihrer Anwendung auf den Vorteil eines Pivotlagem in Bezug auf die Reibung ynd die No layf-eigenschaflen verzichten zu müsse .
Die Konstruktion dieses erfindungsgeniafen Kipphebels ist durch folgende Merkmale bzw. Vorgehensweisen gekennzeichnet Das Einpressen der beiden einzelnen Lager, weiche Standard-H lsen- adeliager mit oder ohne Lagerkäii sein können, in die jeweilige Hebelwange; die platesparende Ausführung hln-sichtlich eines .zusätzlichen Baurayrnhedarfs für die Ryotlageryng;. die ögl c keit, den Ach durchmessef d s Kipphebels an der mittleren Lagersfeile von 10 mm auf 8 mm zu verringern und damit Bauraum einzus aren; den Einsatz der spanlosen Fertigungstechnologie, nämlich das Stanzen von Äusnehrnyooen für die Kipphehelaehse und für die NeekenrolienauK n hme,
Die Anwendung des erfindungsgemäfSen Kipphebels Ist unter anderem bei Motorrad« antrieben und Kettensägen möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausfuhfungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Feigenden näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 einen Kipphebel einer ersten Äusführungsfom In der Seitenansicht: Figur 2 den Kipphebel nach Figur 1 in einem senkrechten Schnitt g mäß Linie II
- II der Figur 1 ;
Figur 3 den Kipphebel nach Figur 1 in der Ünteransieht;
Figur 4 den Kipphebel nach Figur 1 in der Seitenansicht mit einem Teilschnitt gemit Linie IV -IV der Figur 3;
Figur 5 einen Kipphebel einer weiteren Ausfühfungsform in der Seitenansicht; Figur 6 den Kipphebel nach Figur 5 in einem senkrechten Schnitt gemi Linie
VI - VI der Figur 5;
Figur 7 den Kipphebel nach Figur 5 In der ünteransieht;
Figur 8 den Kipphebel nach Figur 5 in der s!irnselbgen Ansicht gemäß Pfeil VII I der Figur 5; Figur 9 en Kipphebel nach. Figur 5 in der Draufsicht
Ausfü rlich® Beschre un der Zei h ung
Ein In den Figuren 1 bis 4 dargestellter Kipphebel 1 weist die Form eines im Querschnitt U-förmigen Bleehiormtells auf, in welchem m Bereich seiner mittleren Lager- steile 2 in den beiden U-VVangen des Blechfoirntell »ei koaxiale bohryngsförrnige Ausnehmungen 3 und 4 angeordnet sind, in diesen Ausneh-mungen Ist ein Rollenlager § mit einer tagerhölse 6 eingese zt, welches es ermöglicht, d Kipphebel 1 um eine Achse zu versehwenken, die m dem Zylinderkopf einer BrennkraitmascMne befestigt ist. Die Befestigung der Lagerhülse 6 in dem Blecliformtell des Kipphebels 1 ist durch eine Versohwei-ßung erfolgt, und zwar verlaufen zwei Schweißnähte 7 an der Au&eoselie des Kipphebels 1 In Umfaogshehtong der tagerhölse 6 zwischen dieser und dem Bleehformteii,
An seinem in figur 1 rechtsseitigen tängseode 8 ist n dem Kipphebel 1 eine Rolle 9 drehbar gelagert, an deren iu&erer Oberfläche sich ein ochen einer drehbaren Nockenwelle der Brennkraftrnasehine abwälzt. Dabei wirkt der Nocken auf den Kipphebel 1 für dessen Verschwenkong ein. An seinem linksseitigen Längsende 10 weist der Kipphebel 1 ein Einsohraobgewinde 11 auf. Dieses ist für die Anbringung einer Ventil- spiel AusgleichseinriehEy ng der Brennkraftmaschine org s h n .
Ein in des Figuren 5 bis 9 dargestellter Kipphebel 12 weist ebenfalls die Form eines im Querschnitt ü-formlgen Bleohfo mteife auf. In diesem sind Im Bereich seiner mittleren Lagersfelle 13 zwei koaxiale bohryngsfömiige Äosnebmungen 14 und IS angeordnet In der in Figur 6 rechtsseitigen Ausnehmung 14 Ist ein Rollenlage 16 mit einer tagerhölse 17 eingesetzt, während in der In Figur § linksseitigen Ausnehmung 15 ein Rollenlager 18 mit einer tagerhölse 19 eingesetzt ist Die beiden Rollenlager 18 und 18 ermöglichen es< den Kipphebel 12 um eine Achse u verschwenken, die in dem Zylinderkopf einer Brennkraft-rnaschine befestigt ist
An seinem In Figur S rechtsseitigen Langsende 20 Ist in dem Kipphebel 12 ein Rolle 21 drehbar gelagert, an deren iuSerer Oberfläche sieh ein Nocken einer drehbaren ^enwelle der Bmn kraftniaschine abwälzl Dabei wlM der Pock auf den Kippbebel 12 für dessen Verschwenkung ein. Äo seinem linksseitigen Längsende 22 weist der Kipphebel 12 ein Einse raofege inde 23 auf. Dieses Ist für die Anbringung einer Ventfepiei-Äysg eichseinriehtyng von-gesehen.
1 i hebel
2 mittlere Lagersielle
3 Ausnehmung
4 Ausnehmung.
5 Rollenlager
8 lagerhüise
? Schweißnaht
8 rechtsseitiges Längsende i Rolfe
0 linksseitiges tängsenöe1 Ei nseh rs u ge inef e
Kipphebel
3 mittlere tagerstelle
4 Ausnehmung
5 Ausnehmt] ng
6 Rollenlager
? Lagerhüise
8 Rollenlager
8 Lagerhüise
0 rechtsseitiges täogsen le1 Rolle
2 linksseitiges tingsende3 Einschraubgewinde

Claims

l tent spräche
Kipphebel für den Ventilfoeb einer Brennkraftmasc ne. welcher als ßlec formtei mit einem im Wesentlichen U-föm igen Querschnitt hergestellt I t, mit einer mittleren tagerstelle (2, 13) für s in schwenkbare Lagerung an einer im Zylinderkopf der Maschine angeordneten Achse, mit einer an einem laogsende (8, 20). des Kipphebels (1, 12) drehbar gelagerten Rolle 21) für die Einwirkung eines Nockens über die Rolle (9, 21} auf den Kipphebel (1 , 12) und mit einer an dem andemn Längsende (10, 22) befindlichen Anordnung für eine Vorrichtung zur Einwirkung des Kipphebeis |1S 12} auf einen VentllstbSeL dadurch gekernt zeichnet, dass an der mittleren Lagerstätte (2, 13) In zwei koaxialen hob« rungsforrnigen Ausnehmungen (3. 4, 14s 15) der beiden Hebeiwangen des Im Querschnitt Unförmigen Kipphebels (1 12) wenigstens ein Rollenlager (5, 16, 1.8) mit einer Lagerhülse (8, 17, 19) eingesteckt und befestigt Ist.
Kipphebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenlager (5) als Nadellager ausgeführt: ist.
Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das an der mittleren Lagersteile (13) in jeder der beiden koaxialen bohrungsförmigen Aysneh-mungen (14, 16) der beiden Hebelwangen des im Querschnitt Ü df n igen Kipphebels (12) ein Rollenlager (16, 13) mit einer Lagerhulse (17, 19) eingesteckt und befestigt Ist..
Kipphebel nach Anspruch 3: dadurch gekennzeichnet, dass die id n Rollenlager (18, 18) als Nadellager ausgeführt sind.
Kipphebel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung für die Vorrichtung zur Einwirkung des Ki phebels (1 12) mf einen VentllstöEel an dem entsprechenden Längsende (1ÖS 22) des Kipphebels (1, 12) als Einschraubge inde (11 , 23) für eine Verttiispielausgleic sesriric tung ausgeführt Ist
Verfahren zur Herstellung eines Kipphebels nach Anspruch 1 , daöurcl gekennzeichnet, das das Rollenlager (S) mit der Lagerhölse fS) in den Ausnehmungen (3:. 4} der Bebefwarigen montiert: und mittels eines SchweiS-prozesses entlang in ümfängsrichtung der Lagerhülse (8) verlaufender Sch eiEnähte (?) in dem Blechformteil des Kipp iebeis (1) befestigt wird, wonach diese gesamte, aus dem Blechformteil und der Lagerhübe (6) mit dem Rollerrlager (5) bestehende Baugruppe einem Har- tep rozess unterworfen wird .
Verfahren mr Herstellung eines Kipphebels nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden koaxialen bohrungsförmigen Äusneh- myogen {14, 15} der Hebelwangen des im Querschnitt U-förmigoe Blecbfonntells des Kipphebels {12} durch Stanzen spanlos hergestellt werden, wonach die Rolfenlager (16, 18) mit den Lagerbülsen (17, 19} beidseitig von außen i die Ansnebrnungen (14, 15} eingepresst werden.
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