DE7013669U

DE7013669U - Kipp- bzw. schlepphebel fuer die ventilbetaetigung bei brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: DE7013669U
Application number: DE7013669U
Authority: DE
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1970-04-14
Filing date: 1970-04-14
Publication date: 1971-05-19

Description

Patentanmeldung 9. April 1970 Aneelderin: ACAN OPEL AKTLEHGESKLLSCHAFT, RUSSCLSHEDt / EESSSI

Kipp- bzw. Schlepphebel für die Ventilbetätigung bei Brennkraftmaschinen*

Die Erfindung besieht sich auf einen Kipp— bzw. Schlepphebel für die Ventilbetätigung bei Brennkraftmaschinen «it einer in den Kipphebel eingebauten selbsttätigen Ausgleichvorrichtung für das Spiel mischen des Schaft des Ventils und des Steuernocken, wobei der Kipphebel ans zwei Teilen, nämlich einem mit dem Ventilschaft in Singriff stehenden Teil und einem mit d«m Steuernocken kooperierenden Führungsteil besteht, die beide gegeneinana*r beweglich auf der Kipphebelwelle gelagert sind und zwischen denen die Ausgleichvorrichtung angeordnet ist.

Bekannt Kipphebel der vorstehend genannten Art (vgl. dazu bspw. die amerikanische Patentschrift 2 764 141) sind aufgrund der eingebauten Ventilspiel-rAusgleichvorrichtung vergleichsweise schwer und haben infolge ihrer großen Masse ein großes Tragheitsmoaent, was sich, auf den Verschleiß und ruhigen Lauf der Brennkraftaaschine bei erhöhter Drehzahl ungünstig auswirkt.

Die schwere aal sassiτ> AaebilduBg dor Kipphebel ist ferner durch dl« erhebliche tertfimnifliji Ttei—|ii iir lusif; seltene Stenernockidn bsw. Ventilschaft bedingt. So wird beispielsweise dar la der aMrikanischen Patentschrift 2 764 141 offenbarte Kipphebel einerseits durch döö Steoernccken (über Stotetange aod StSftel) «ad den Teetilachaft, aulerereeite durch die eelbettiti^e Ventll*?iel-A»aeleichYorrichtang •tark «af

Der Krfifldong liect nun die Aufgabe rc£nzade, einen ^teilten Kipp» hebel der eiacaa«· genannten Art so arasugeetelten, daÄ er trots Auacleichvorrichtur« für das Ventilspiel auch bei aaixaaler Beanaprnchbarkeit inageeaat eine nur vergleichsweise gering« Masse aufweist und entsprechend trägheitsaz· ist. Gesiä/i de· Urundgedankea der Erfindung vird dieaes Problea dadurch gelöst, daß die Berührungestelle zwischen den beiden Kipphebel teilen iroaTial sur senkrechten Komponente der anf das Führung· teil durch den Steuemocken ausgeübten Druckkraft liegt.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß numehr der sät den Ventilschaft in Singriff stehende Kipphebel teil auf Biegung beansprucht wird. Das Funrungsteil wird lediglich auf Druck beansprucht und kann entsprechend leicht dimensioniert sein. Ordnet aan beispielsweise die Yentilepiel-Auegleichvorrichtung innerhalb des de» Steuernocken sugeordneten PührungsteilB an, so braucht dieses deshalb keineswegs besondere nassiv ausgebildet su sein. Der er— findungsgeaäße Kipphebel braucht Bomit keine größere Trägheit

aufzuweisen als die bekannten ein"5i-.,:. ί,ν'Τ. Kipphebel ohne Aus— gleichvorriehtung für das Ventilspi ^»

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, daß die selbsttätige Ausgleichvorrichtung in einer entsprechenden Ausnehmung innerhalb des ait dem Ventilschaft in Eingriff stehenden Kipphebelteils angeordnet ist. Da dieser Kipphebel teil ohnehin auf Biegung beansprucht wird, erhält er durch die Aufnahme der Ausgleichvorrichtung ein größeres Widerstandsmoment bei nur unwesentlicher Massenvergrößerung. üs versteht sich, daß das dem Steuernocken zugeordnete Führungsteil in diesem Fall entsprechend kleiner ausgebildet sein kann.

Eine nahezu vollständige Entlastung des Führungsteils - auch von Druckkräften - kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung durch ein das Führungsteil in einer Ausnehmung durchsetzendes Druckstück erreicht werden, dessen eine fläche mit dem Steuernocken und dessen andere Fläche mit dem Stößel der selbsttätigen Ausgleichvorrichtung in Berührung steht. Das uruckstück besteht zweckmäßig aus hartem, stoß- und schlagfestem Material und ist in das Führungsteil eingegossen. Die vom Steuernocken auegeübten Druckkräfte belasten somit nicht mehr das Führungeteil. Vielmehr gelangen sie durch das Drucketück unmittelbar auf den Stößel der Ventilspiel-Aungleichvorrichtung. Das Führungsteil übt somit nur noch eine Haltefunktion für das zweckaäßigerweise an seinen beiden kraftaufnehmenden Flächen ballig ausgebildete Drucketück aus und kann daher entsprechend leicht dimensioniert sein. Auch dadurch wird wiederum eine Verringerung der Geeaatträgheit des Kipphebels er-eicht.

Eine weitere wesentliche Verringerung der Gesamtträgheit des Kipphebels wird gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch ermöglicht, daß beide Kipphebelteile ans einem Material geringen spezifischen Gewichts, vorzugsweise Leichtmetall, hergestellt sind. Diese Möglichkeit leitet sich insofern vorteilhaft aus dem Grundgedanken der Erfindung ab, da erst die im vorstehenden geschilderte beanspruchnngaaä&ig günstige Konseption der Kipphebelteile eine Herstellung derselben aus Leichtmetall gestattet.

Da auch zwischen entsprechendem Kipphebelteil und Ventilschaft eine Zone stärkerer Kraftübertragung besteht, wird erfindungngemäß vorgeschlagen, da£ auch der mit dem Ventilschaft kooperierende Kipphebelteil mittels eines in denselben eingegossenen Druckstücks mit dem Ventilschaft in Eingriff steht.

Einsichtlich der Auebildung der selbsttätigen Ausgleichvorrichtung als solcher kann dem Fachmann grundsätzlich freie Hand gelassen werden. Als fertigungs— und funktionsnaßig besonders zweckmäßig wird allerdings erfidnungsgemäe bevorzugt, daß die selbsttätige Ausgleichvorrichtung in an sich bekannter Weise hydraulisch betätigt wird und der Stößel derselben als Kolben ausgebildet und ία eine entsprechende Ausnehmung in den betreffenden Kipphebelteil eingeschoben ist.

Bei der Kipphebelbetätigung durch den Hocken der Steuerwelle findet naturgemäß eine hohe mechanische Beanspruchung zwischen den unmittelbar kooperierenden Teilen statt, das heißt entweder zwischen

.'.ctilstößel und dem Steuerno 'cen oder - bei Ventilsteuerung chnt jtöEel "^ Stoßstange s «ie es bei modernen Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge immer mehr üblich ist — unmittelbar zwischen Kipphebel und Steuernocken. Aufler hohen Druckkräften tritt dabei auch eine beträchtliche Reibungsbeanspruchung auf, die zu einen baldigen Verschleiß sowie zu starker Erwärmung der betreffenden Teile führen kann. Beides bewirkt Änderungen des Ventilhubes und damit zugleich eine Leistungsverminderung der Brennkraftmaschine, um die Reibungsbeanspruchung auf ein Mi^j«™» zu reduzieren, ist es erforderlich, den. Steuernocken zu schmieren«.

Die vorliegende Erfindung bat sich daher weiter die Aufgabe gestellt, bei Ventilbetätigungsvorrichtungen der eingangs genannten Art ein« besonders einfache, dabei aber voll wirksame SchaieraittelVersorgung für den Steuernocken zu schaffen. Δβ ist dabei im besonderen an Kipp— oder Schlepphebel gedacht, die unmittelbar durch die jeweiligen Steuernocken betätigt werden. Die Erfindung ist ihren Grundgedanken nach weiter dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung in der Kipphebelwelle und das durch dieselbe geförderte Drucköl zugleich als SchmiermittelVersorgung für den Steuernocken dienen. Durch die Erfindung können separate äcbnieTmittelsuführungsleitungen und -puopaggregate vorteilhaft entfallen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, daß Drucköl und SchmiermittelVersorgung durch die Bewegung des Kipphebels gegenüber der Kippheb«!welle »teuerbar sind.

Dadurch ist auf einfache Weise eine Atatiaanmg der Sohaieraittelzufuhrung auf die jeweilige Notardrehaiahl (Kipphebelfrequenz) aSglich.

Uob einen Druckabfall in der hydraulischen Ventilspisl-Aoagleich— vo* ~ichtang zu verseilen, ist es zweckaäeig wenn Sarucköl- und ScJsaierslttelVersorgung wechselweise alternierend erfolg«. Ia einzelnen wird erfindungsgeaSfl diesbezüglich vorgeschlagen, das ia Kipphebel eine von der Kipphebelwel.le zur Auegleichcvorrichtimg fahrende Bohrung und ia Pührungeteil eine zveite von der Kipp— hebalwell« nach aa&ea auf den Steuernocken gerichtete Bohrung angeordnet ist, welche Bohrungen durch eine oä&z *«>jrere Anzapfungen der axialen Bohrung in der Kipphebelwelle gespeist en . Bsi der Kipphebel bewegung koaaen nun die inneren öffnungen der beiden Kipphebelbonrungen abwechselnd ait dar äußeren Öffnung der An— zapfaagsbohrung in Verbindung.

Wenn jeder Kipphebelbohrung eine Anzapfungsbohrung i*-^". rd. et ist, was an sich die erfindtBSgsgeaäft bevorzugte Aur-^iJ^-nngiif *xn sein soll, wird entspreend durch die TipphsWbewegung die Verbindung zwischen jeweils zwei zugeordneten Bohrungen periodisch hergestellt nod wieder unterbrochen.

Heitere Einzelheiten und Vorteile der Erfladung können ans der nachstehenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung entnoBaen werden, die ein Ausfuhruogsbeispiel der Erfindung darstellt. Ia einseinen zeigt die Zeichnung einen Kihl nach der Srfindung ait d« greaseadsB Teilen der Tee tileinriebtun«, teil» in Seitenansicht, teils ia Schmitt.

In der Zeichnung ist Mit 10 der Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine und ail 11 si« Vciitii bezeichnet, las soyohl ein Kinlaßventil als auch ein Auslaßventil sein kann. Das Ventil 11 wird von dem Nocken 12 einer Steuerwelle 13 über einen Kipphebel 14» 15 geöffnet oder geschlossen. Der Kipphebel beeteht aus zwei Teilen 14 und 15, von denen der mit 14 bezeichnete Teil direkt auf den Schaft 16 des Ventils 11 einwirkt. Der andere, mit 15 bezifferte Kipphebelteil soll in folgenden als Führungsteil bezeichnet sein. Das Führungsteil 15 steht mit dem üteuernocken 12 in Eingriff und ist ebenso wie das Teil 14 auf einer rait 17 bezeichneten Kipphebelwelle gelagert. Das Teil 14 umgreift im Bereich der Welle 17 gabelförmig das Führungsteil 1>

Zwischen den beiden unabhängig voneinander drehbar auf der Kipphebel— welle 17 gelagerten Kipphebelteilen befindet sich eine in ihrer Gesamtheit mit 13 bezeichnete hydraulisch betätigte Auaglai. ^vorrichtung für das Ventilspiel. Die Ausgleichvorrichtung ist in einer entsprechenden Ausnehmung im Kipphebelteil I4 eingeschoben. Der mit 19 bezifferte Stößel der Ausgleichvorrichtung steht mit einer ballig ausgebildeten Fläche 20 eines Druckstücks 21 in Eingriff, welches in das Führungsteil 15 eingegossen ist und dessen andere, ebenfalls ballig ausgebildete Fläche 22 mit dem Steuernocken 12 kooperiert. Wie aus der Zeichnung leicht zu erkennen, entspricht die durch einen Pfeil 23 angedeutete Bewegungsrichtung des Stößels 19 der Ausgleichvor— richtung 18 der Richtung (Pfeil 24) der von dem Steuernocken 12 auf die Fläche 22 des Druckstücks 21 ausgeübten Druckkraftkomponente. Damit

"bleibt das Führungeteil 15 frei von Biege— und Druckkräften. Das Druckstück 21 überträgt also die vom Steuernocken 12 auf den Kipphebel 14, 15 ausgeübten für die Ventilbetätigung maßgebenden Kräfte unmittelbar auf den Stößel 19 der Ausgleichvorrichtung 13, so daß das Führungs teil 15 weiteetgehend kräftefrei bleibt und daher sehr leicht ausgebildet - vorzugsweise aus einem Leichtmetall gefertigt - sein kann. Um eine geringe Gesaatträgheit d«s Kipphebels 14_t 15 *u. erreichen, ist zweckmäßig auch der Kipphebelteil 14 aus Leichtmetall hergestellt. Das Druckstück 21 ist dagegen einer starken Druck-, Schlag— und ReibungBbeanspruchung ausgesetzt und muß dementsprechend aus einem harten, widerstandsfähigen Material bestehen. Dies gilt auch für ein weiteres Druckstück 25, welches in den Kipphebelteil 14 eingegossen ist und der Kraftübertragung von diesem auf den Ventilschaft 16 dient.

Da- wie bereits oben angedeutet - der Steuernocken 12 und die mit ihn in Eigriff stehende Fläche 22 des DrucKstücks 21 einer starken Beanspruchung ausgesetzt sind, ist eine Schmierung dieser Flächen erforderlich. Dazu soll gemäß der Erfindung gleichzeitig die Druckölversorgung für die Ventilspiel-Ausgleichvorrichtung 1Ö dienen. Das Drucköl gelangt dabei durch eine zentrale axiale Bohrung 26 in der Kipphebelwelle 17 und eine quer dazu angeordnete Anzapfungsbohrung 27 in eine zur Ausgleichvorrichtung 18 führende im Kipphebelteil 14 angeordnete Zufuhrungsbohrung 23. Durch die oszillierende Kipphebel— bewegung kann die Verbindung zwischen den Bohrungen 27, 23 periodisch hergestellt und «.eder unterbrochen werden, so daß das Drucköl stoßweise in die Ausgleichvorrichtung 13 gelangen kann.

Weiterhin ist in der Kipphebelwelle 17 «ia· »weite Anzapfungsbohfüüe 29 aagssrdnstj di* »i* einer ah£«a«tst«n Zuführungabohrung 30 in Führungeteil 15 zusaaaerarbeitet. Die Zuführungebohrung ist auf die Steuerwelle 13 gerichtet und dient der Schmieraittelversorgung für den Steuernocken 12 bzw« die Druckstückfläche 22.

Die Verbindungen der Bohrungen 29» 30 für die SchmiermittelVersorgung end in der dargestellten Stellung des Kipphebels unterbrochen. Bei weiterer Drehung der Steuerwelle 13 wird das Pührungsteil 15 angehoben und die Verbindung der Bohrungen 29, 30 hergestellt. Nunmehr gelangt Schai«mittel auf den Steuernocken 12. Durch diese Art dar Druck- bzw. SchaieraittelVersorgung wird ein zu hoher Druckabfall in der Druckleitung 26 vermieden und die Pumpvorrichtung braucht nur auf einen vergleichsweise geringen Durchsatz ausgelegt zu werden.

Patentansprüche

Claims

Patentansprü-' 5· April 1970

1. Kipp- bzw. Schlepphebel für die Ventilbetätigung bei Brannkraftmaschinen mit einer in den Kipphebel eingebauten selbsttätigen Abgleichvorrichtung für das Spiel zwischen dem Schaft des Ventils und dem Steuernocken, wobei der Kipphebel aus zwei Teilen, näolich einen ait dem Ventilschaft in Eingriff stehenden Teil und eines mit dem Steuernocken kooperierend«» Führungsteii besteht,, die beide gegeneinander beweglich auf der Kipphebelwelle gelagert sind und zwischen denen die Auagleichvorrichtung angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhrungssteile zwischen den beiden Kipphebelteilen (14, 15) koaxial zur senkrechten Koopcnente (24) der auf das Führungsteil (1}) durch dem Steu*rnock«n (12) ausgeübten Drucklcraft liegt.

2. Kipp— bzw. Schlepphebel nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Ausgleichvorrichtung (i3) in einer entsprechenden Ausnehmung innerhalb dee nit dee Ventilschaft (16) in Eingriff stehenden Kipphebelteiles (14) angeordnet ist.

3. Kipp- bzw. Schlepphebel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein das Klhrungsteil (15) in einer Ausnehmung durchsetzendes Uruckstück (21), dessen «in« rl£shs (22) mit dem Sieuernocken (12) und dessen andere Flache (22) «it den Stößel (19) der selbsttätiger Auagleichvorrichtung (13) -1 Berührung steht.

4* Kipp— bzw. Schlepphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB das Druckstuck (21) aus hartes, stoft- und schlagfest«» Material besteht und ia Führongsteil (15) eingegossen ist.

b*w. Schlepphebel nach Anspruch 3 oder 4« dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Piachen (20, 22) des Druckstückes (21) in an sich bekannter Weise ballig ausgebildet oind.

Kipp- bsw. Schlepphebel nach eine* oder aehrerea der tos» stehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dafi beide Kipphebel teile (14, 15) aas eines Material geringen spezifischen Oewichts, vorzugsweise , hergestellt sind.

7. Kipp— bzw. Schlepphebel nach einen oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, da*, der mit dem Ventilschart (ιό) kooperierende Kipphebelteil (14) mittels eines in denselben eingegossenen Druc]cstüc]cee(25) «it dem Ventilschaft in Kingriff steht.

8. Kipp- bzw. Schlepphebel nach einen oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Ausgleichvorrichtung (ld) in an sich bekannter Weise hydraulisch betätigt wird und der Stößel (19) derselben als Kolben auegebildet und in eine entsprechende Ausnehmung in den betreffenden Kipphebelteil (14) eingeschoben ist.

9. Kipp— bzw. Schlepphebel nach Anspruch 1 mit einer Druckölversorgung für die Auegleichvorrichtung durch eine axiale Bohrung in der Kipphebelwelle,

dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (26) in der Kipphebelwelle (17) und das durch dieselbe geforderte Drucköl zugleich als Schoiensittelversorgung für den Steuernocken (12) dienen.

IQ. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9»

dadurch gekennzeichnet, daß Drucköl und Schmiermittelver- BOTfTOIiK durch die Bewegung des Kipphebels (14-, 15) Gegenüber der Kipphebelwelle (17) steuerbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Scbmieraittelvereorgung alternierend erfolgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,

dadurch gekennzeichnet, daß im Kipphebel (14) eine von der Kipphebelwelle (17) zur Ausgleichvorrichtung (iS) führende Bohrung (28) und im Führungsteil (i5) eine zweite von der Kipphebelwelle nach außen auf den Steuernocken (12) gerichtete Bohrung (30) angeordnet ist_s welche Bohrung (2ö, 30) durch eine oder mehrere Anzapfungen (27 baw. 29) der axialen Bohrung (26) in der Kipphebelwelle gespeist werden,