DE3715758C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilbetätigungshebel gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches, wie er beispielsweise aus der DE-PS 33 42 275 als bekannt hervorgeht.

Ventilbetätigungshebel, bei denen die Gleitfläche durch einen besonderen Gleitkörper gebildet wird, haben den Vorteil, daß für Hebelkörper und Kontaktfläche das jeweils geeignete Mate­ rial verwendet werden kann. So kann man für den Hebelkörper ein zähes Material mit hoher Festigkeit, z. B. Stahl, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen wählen, während der Gleitkörper oder Gleitstein aus einem Material mit hoher Verschleißfestigkeit, z. B. Oxid- oder Nitridkeramik, Cermets oder Sinterhartmetallen bestehen kann.

Die Befestigung des Gleitkörpers auf dem Hebelkörper kann durch Eingießen erfolgen; eine andere Möglichkeit ist Löten bzw. Kleben (vgl. DE-AS 17 76 084). Alle diese Verfahren haben spe­ zielle Vor- und Nachteile.

Aus der DE-PS 33 42 275 ist es bekannt, einen in einer Recht­ ecknut des Hebelkörpers eingeklebten Gleitkörper zusätzlich durch wenigstens zwei Leisten eines Haltekäfigs formschlüssig am Hebelkörper zu halten. Diese Befestigung ist verhältnismäßig aufwendig, da die Leisten zur Sicherstellung einer ausreichen­ den Haltbarkeit mit dem Hebelkörper verschweißt werden müssen.

Bei einem anderen bekannten Ventilbetätigungshebel mit Kera­ mik-Gleitstück ist dieses ebenfalls in einer Nut befestigt (vgl. DE-OS 33 08 148). Und zwar ist die Nut im Querschnitt schwalbenschwanzförmig gestaltet; das Gleitstück ist an den entsprechenden Längsseiten mit entsprechenden Anschrägungen versehen. Dadurch kann das Gleitstück in Längsrichtung der schwalbenschwanzförmigen Nut in diese eingeschoben werden. Um ein Herausgleiten des Gleitstückes in Nutlängsrichtung zu ver­ hindern, werden die Seitenflanken der Nut im Bereich der abge­ schrägten Ecken des Gleitstückes verstemmt. Abgesehen von solchen Verstemmungen ist jedoch die schräg verlaufende Seitenflanke der Nut bei dem bekannten Ventilbetätigungshebel geradlinig durchlaufend und nicht mit Aussparungen versehen. Bei diesem Ventilbetätigungshebel ist das Gleitstück ohne Zwi­ schenschaltung von Kunststoff unmittelbar formschlüssig an den metallenen Grundkörper des Kipphebels gehalten. Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der beteiligten Werkstoffe, nämlich Keramik für das Gleitstück einerseits und Stahl oder Aluminium für den Kipphebel-Grundkörper andererseits kommt es zu unterschiedlichen Wärmedehnungen, die sehr proble­ matisch sind. Wird ein zu geringes Spiel der Teile vorgesehen, so kann es unter bestimmten Betriebstemperaturen zu sehr starken Verspannungen zwischen den beiden Teilen kommen, die u. U. das Keramik-Gleitstück zerstören oder eine bleibende Ver­ formung am Kipphebel-Grundkörper verursachen können. Wird ein zu großes Spiel vorgesehen, so kann bei bestimmten Betriebs­ temperaturen ein Schlackern des Gleitstückes innerhalb der Klemmung vorkommen, was ebenfalls zu einer Zerstörung des Gleitstückes und/oder des Kipphebels führen kann.

Bei dem aus der DE-PS 34 29 169 bekannten Ventilbetätigungshe­ bel ist das Keramik-Gleitstück am Boden einer Nut des Hebel­ körpers unter Verwendung eines öl- und temperaturbeständigen, vulkanisierten Elastomers befestigt, wobei der Nutgrund eben, aber die Unterseite des Gleitstückes mit quer zu den Nut­ seitenflanken verlaufenden, flachen Rillen versehen ist, um die Haftung zu verbessern.

Die Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen für Ventilbe­ tätigungshebel geht aus der US-PS 44 38 738 als bekannt hervor, die jedoch nur vollständig aus faserverstärktem Kunststoff be­ stehende Kipphebel zeigt; über eine verbesserte Art der Ver­ bindung von Keramik-Gleitstück und metallenen Hebelkörper sagt diese Literaturstelle nichts aus.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den gattungsgemäß zu­ grundegelegten Ventilbetätigungshebel dahingehend zu verbes­ sern, daß das Keramik-Gleitstück unter allen Betriebsbedin­ gungen spielfrei und bei zulässigen Spannungen festgehalten wird und daß auf zusätzliche Sicherungsmaßnahmen gegen axiales, parallel zur Nockenwelle gerichtetes Wegdriften des Keramik- Gleitstückes verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Der Gleitkörper besteht aus einem hoch verschleißfesten Mate­ rial, z. B. Oxid- oder Nitridkeramik. Die Gleitfläche des Gleitkörpers ist zylindrisch ausgebildet. Der Gleitkörper be­ findet sich in einer Rechtecknut des Hebelkörpers. In dieser Nut wird er formschlüssig durch wenigstens zwei leistenförmige Füllstücke im Bereich der in Bezug auf die Drehrichtung vor­ deren und hinteren Kante gehalten. Die Füllstücke bestehen aus faserverstärktem Kunststoff mit einer Temperaturfestigkeit von mindestens 150°C. Zur Verankerung der Füllstücke ist der He­ belkörper im Bereich der Rechtecknut mit Hinterschneidungen versehen. Die Füllstücke umfassen diese Hinterschneidungen des Hebelkörpers sowie die in Bezug auf die Drehrichtung der Noc­ kenwelle vorderen und hinteren Kanten des Gleitkörpers form­ schlüssig. Kunststoffe, die die erforderliche thermische Sta­ bilität von 150°C sowie eine entsprechende Widerstandsfähigkeit gegen die Kraftfahrzeugbetriebsstoffe aufweisen, sind z. B. Thermoplaste wie Polyimide, Polyoximethylene, Polyphenylensulfide, Polysulfone usw. Außer den Thermoplasten können auch vernetzende Kunstharze, z. B. Phenol- oder Epoxyharze usw. Verwendung finden. Außerdem sind gefüllte Elastomere, sowie Compounds aus Thermo- und Duroplasten und Elastomeren geeignet. Die Kunststoffe werden mit Fasern ver­ stärkt, um eine ausreichende Dauerhaltbarkeit zu gewährleisten. Als Fasern kommen in erster Linie anorganische Fasern, wie Glasfasern, Kohlenstoffasern oder Whisker in Frage. Die Fasern sind zweckmäßigerweise in Form von Kurzfasern bereits in der Harzmasse vorhanden. In preiswerter Weise werden die Füllstücke im Spritzgießverfahren an den mit eingelegtem Gleitkörper versehenen Hebelkörper angespritzt.

Um eine ausreichende Verankerung des Kunststoffs an dem Hebel­ körper sicherzustellen, ist dieser mit Hinterschnitten verse­ hen, die von den Füllstücken formschlüssig ausgefüllt werden. Die Rechtecknut am Hebelkörper ist mit vom Hebelkörper abra­ genden Nutflanken ausgebildet, an denen die Hinterschneidungen innenseitig angebracht sind. Das Füllstück befindet sich zwi­ schen der Nutflanke und dem Gleitkörper.

Anhand der Abbildung wird der Ventilbetätigungshebel weiter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Teil eines Ventilbetäti­ gungshebels mit innenliegenden Füllstück und

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Hebels gemäß Fig. 1.

Bei dem dargestellten Ventilbetätigungshebel befindet sich der Gleitkörper 13 in einer Rechtecknut 12 des Hebelkörpers 11. Die Rechtecknut 12 ist napfförmig ausgebildet und trägt an den beiden gegenüberliegenden Seiten Aussparungen 18 und 18′, wobei diese innen mit Hinterschneidungen 15 und 15′ - in Fig. 1 ge­ strichelt dargestellt - versehen sind. Die Kunststoff-Füll­ stücke 14 und 14′ füllen diese Hinterschneidungen aus und fi­ xieren den Gleitstein 13 in der Rechtecknut; sie dienen gleichzeitig der seitlichen Fixierung des Gleitsteins 13, so daß ein seitliches Herausrutschen des Gleitsteins aus der Rechtecknut vermieden wird. Durch die Füllstücke 14 und 14′ in Verbindung mit den Hinterschneidungen 15 und 15′ wird der Gleitkörper in der Rechtecknut gehalten. Als weitere Sicherung gegen seitliches Verschieben des Gleitkörpers in der Rechteck­ nut ist der Gleitkörper selber ebenfalls mit Ausnehmungen 17 und 17′ versehen, die zusätzlich der weiteren Befestigung des Gleitkörpers dienen. Die Füllstücke 14 und 14′ können im Prin­ zip natürlich auch über die ganze Breite des Hebelkörpers sich erstrecken. Die Kunststoff-Füllstücke 14, 14′ werden in einer geeigneten Vorrichtung an den mit Gleitkörper versehenen He­ belkörper angespritzt. Es können dabei auch Kunstharze Verwen­ dung finden, die keine besondere Klebewirkung auf den Hebel­ körper oder die Rechtecknut ausüben, da die Verbindung von Gleit- und Hebelkörper formschlüssig erfolgt und die Kraft­ übertragung nicht, wie bei den üblichen Klebeverbindungen, durch Adhäsion, sondern auf der Scherfestigkeit des verwendeten Kunstharzes beruht.

Claims (1)

1. Von einer Nockenwelle beaufschlagbarer Ventilbetätigungshebel mit einem Gleitstück, das in eine parallel zur Nockenwelle verlaufende Nut eingelassen und darin formschlüssig durch we­ nigstens zwei parallel zu den Nutflanken verlaufende, am He­ belkörper befestigte Leisten gehalten ist, die die beiden pa­ rallel zur Nockenwelle liegenden Kanten des Gleitkörpers form­ schlüssig umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelkörper (11) im Bereich der Nutflanken (12) mit Aussparungen (18, 18′) und Hinterschneidungen (15, 15′) und der Gleitkörper (13) an den entsprechenden Umfangsseiten ebenfalls mit Aussparungen (17, 17′) versehen ist und daß jede der beiden Leisten (14, 14′) als Füllstück aus faserverstärktem Kunststoff mit einer Temperaturfestigkeit von mindestens 150°C ausgebildet ist, wobei das Füllstück die Hinterschneidungen (15, 15′) und Aussparungen (18, 18′; 17, 17′) zwischen Nutflanke (12) und Gleitkörper (13) formschlüssig ausfüllt und als ein im Spritz­ gießverfahren in situ angespritztes Teil hergestellt ist.