DE4336360C2

DE4336360C2 - Kipphebel zur Betätigung von zwei Ventilen

Info

Publication number: DE4336360C2
Application number: DE4336360A
Authority: DE
Inventors: Jesse V Mills
Original assignee: Henley Manufacturing Holding Co Inc
Current assignee: Henley Manufacturing Holding Co Inc
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2013-10-26
Also published as: DE4336360A1; JPH06200718A; CA2103771A1; US5259346A; GB2272254B; GB2272254A; GB9317019D0; CA2103771C

Description

Die Erfindung betrifft einen Kipphebel für die gleichzeitige Betätigung von zwei Venti len eines Zylinders eines Verbrennungsmotors.

Es gibt immer mehr Verbrennungsmotoren, die Zylinder mit mehreren Ventilen auf weisen. Solche Motoren besitzen pro Zylinder mindestens zwei Einlassventile und min destens zwei Auslassventile. Ein Kipphebel für die Betätigung von zwei Ventilen ist in der US 4 913 104 dargestellt. Dieser Kipphebel ist als einstückig, kaltgeformter Me tallkörper ausgebildet, mit einem Mittelbereich, einem ersten Endbereich und einem zweiten Endbereich. Hierbei besteht der zweite Endbereich aus zwei gespreizten Armen, welche durch entsprechende Seitenwände voneinander getrennt sind. Es ergibt sich damit neben einem hohen Gewicht ein hoher baulicher Aufwand, um die erforderliche Festig keit zu gewährleisten.

Weiterer Stand der Technik ist ein Nockenstößel-Kipphebel (DE 39 29 486 A1), welcher ebenfalls einstückig ausgebildet ist. Der Metallkörper ist nahezu über seine gesamte Län ge im Querschnitt U-förmig gestaltet. Es ist eine obere Wand mit einstückig daran aus gebildeten Seitenwänden vorgesehen. Ein konvexer Zwischenabschnitt der oberen Wand weist eine Durchgangsöffnung auf, wobei sich eine Achse zwischen den Seitenwänden unterhalb der Öffnung erstreckt. Diese bekannte Konstruktion dient nicht zur gleichzeiti gen Betätigung von zwei Ventilen eines Zylinders eines Verbrennungsmotors.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kipphebel zur gleichzeitigen Betätigung von zwei Ventilen eines Verbrennungsmotors zu schaffen, wobei der Kipp hebel ein geringes Gewicht, eine wesentlich höhere Festigkeit und eine längere Standzeit aufweisen soll.

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

Ein Kipphebel gemäß vorliegender Erfindung kann gleichzeitig zwei Einlass- bzw. Aus lassventile eines Zylinders betätigen. Der Kipphebel umfasst einen einteiligen, kaltge formten Metallkörper, der mittels Kaltformverfahren, wie Gesenkschmieden, Strangpres sen, 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 Endbe reiche. Der Mittelbereich besitzt zwei sich nach oben erstreckende Seitenwandungen mit einer großen, im Allgemeinen rechteckigen Öffnung oben und zwei Endwandungen, die sich zu dieser Öffnung nach oben erstrecken. Von den unteren Rändern der Seitenwan dungen erstrecken sich flache Rippen nach außen und weisen sich nach unten erstrecken de Versteifungsflansche auf.

Ein erster Endbereich des Metallkörpers besitzt eine breite, ebene, obere Wandung, die einstückig mit einer Endwandung des Mittelbereichs des Kipphebels ausgebildet ist und kurze Versteifungsflansche besitzt, die sich von deren Rändern nach unten erstrecken. Ein Mittelbereich der oberen Wandung des ersten Endbereichs weist eine nach unten offen ausgebildete Ausnehmung auf, in die das abgerundete Ende eines Kipphebellager zapfens eingreift.

Der zweite Endbereich des Kipphebelkörpers besitzt eine lange, schmale Rippe, die mit einer Endwandung des Mittelbereichs des Metallkörpers einstückig ausgebildet ist und sich zumindest bis zu den senkrechten Seitenwandungen des Mittelbereichs erstreckt. An den Enden der Rippen ragen zwei Vorsprünge vom Metallkörper hervor, wobei sich neben dem jeweiligen Vorsprung eine tiefere, abgerundete Fläche befindet, die eine Auflage bildet, um am oberen Ende eines Ventilschaftes anzugreifen.

Die Seitenwandungen des Mittelbereichs des Metallkörpers besitzen fluchtende Öffnun gen mit einer diese durchsetzenden Achse, auf der eine Rolle zur Beaufschlagung eines oben gelegenen Nockens durch die rechteckige Öffnung drehbar gelagert ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem einzigen Unteranspruch.

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

Fig. 1 eine 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 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 Drehung 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 horizontalen Wandungen oder Rippen 44 und 46 nach oben erstrecken. Kurze senkrechte 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 horizontale Wandung 58, die mit den Rippen 44 und 46 des Mittel bereichs 34 einstückig ausgebildet ist und in diese übergeht. Zwei senkrechte, schräg verlaufende Versteifungsflansche 60 und 62 erstrecken sich von der ebenen horizontalen Wandung 58 nach unten und sind durch einen mit diesen Versteifungsflanschen (60, 62) einstückig ausgebildeten gekrümmten Nasenflansch 63 miteinander verbunden. In der ebenen, horizontalen 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 Endbereich 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 Endbereich 38, die an den 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. Kipphebel (10) für die gleichzeitige Betätigung von zwei Ventilen eines Zylin ders eines Verbrennungsmotors, mit einem Kipphebellagerzapfen (12), der ein abgerundetes Ende aufweist,
wobei der Kipphebel (10) von einem Nocken (21) einer Nockenwelle betätigt wird und als einstückiger, kaltgeformter Metallkörper (32) ausgebildet ist, be stehend aus einem Mittelbereich (34), einem ersten Endbereich (36) und einem zweiten Endbereich (38),
wobei der erste Endbereich (36) eine ebene, horizontale Wandung (58) und der zweite Endbereich (38) sich nach außen erstreckende Vorsprünge (68, 70) auf weisen und
wobei der Metallkörper (32) nach unten gekehrte, konvexe Flächen (72, 74) aufweist, die nahe den Vorsprüngen (68, 70) ausgebildet sind und als Auflagen (72, 74) dienen, die an oberen Enden der Ventilschäfte (16) angreifen,
dadurch gekennzeichnet, dass

a) der Mittelbereich (34) zwei senkrechte Seitenwandungen (40, 42) und zwei Endwandungen (52, 54), die eine große obere Öffnung (56) bilden, aufweist,
b) zwei mit dem unteren Bereich der senkrechten Seitenwandungen (40, 42) einstückig ausgebildete und sich von diesem unteren Be reich nach außen erstreckende horizontale Rippen (44, 46) und sich von den äußeren Randbereichen der Rippen (44, 46) nach un ten erstreckende senkrechte Versteifungsflansche (48, 50) vorge sehen sind,
c) die senkrechten Seitenwandungen (40, 42) fluchtende Öffnungen (80) aufweisen, in denen eine Achse (78) angeordnet ist, auf der eine Rolle (76) drehbar gelagert ist, die an der großen Öffnung (56) freiliegt,
d) die ebene, horizontale Wandung (58) sich über eine der Endwan dungen (52, 54) hinaus nach außen erstreckt und mit den Rippen (44, 46) einstückig ausgebildet ist, wobei die Ränder der ebenen, horizontalen Wandung (58) durch senkrechte, aufeinander zulau fende und miteinander verbundene (Nasenflansch 63) Verstei fungsflansche (60, 62) verlängert sind,
e) ein Mittelbereich der ebenen, horizontalen Wandung (58) eine nach unten offene Ausnehmung (64) aufweist, in die das abgerun dete obere Ende des Kipphebellagerzapfens (12) eingreift, und
f) der zweite Endbereich (38) des Metallkörpers (32) eine mit der anderen (54) der Endwandungen (52, 54) des Mittelbereichs (34) einstückig ausgebildete, lange, schmale und parallel zur Achse (78) der Rolle (76) verlaufende Versteifungsrippe (66) aufweist, an deren Enden die sich nach außen erstreckende Vorsprünge (68, 70) angeordnet sind.

2. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagen (72, 74) an Endbereichen der horizontalen Rippen (44, 46) ange ordnet sind.