DE4020891A1

DE4020891A1 - Wannenfoermiger kipphebel

Info

Publication number: DE4020891A1
Application number: DE4020891A
Authority: DE
Inventors: Jesse V Mills
Original assignee: HENLEY Manufacturing HOLDING
Current assignee: HENLEY Manufacturing HOLDING
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1991-05-16
Also published as: JP2846935B2; CA2018299A1; GB2237842B; CA2018299C; GB9014401D0; JPH03168306A; GB2237842A; US4940048A

Description

Die Erfindung betrifft einen kaltgeformten, wannenförmigen Kipp hebel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Wannenförmige Kipphebel sind bereits im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in den US-Patenten 36 14 943, 36 67 434 und 47 99 464 beschrieben.

Kaltgeformte, insbesondere gesenkgeschmiedete Kipphebel weisen gegenüber gegossenen Kipphebeln verschiedene Vorteile auf. Ge senkgeschmiedete Kipphebel sind üblicherweise kostengünstiger herzustellen, vor allem wenn größere Stückzahlen gefertigt werden, so daß sich die Kosten für das Gesenk besser verteilen. Insbesondere weisen gesenkgeschmiedete Kipphebel ein geringeres Gewicht auf. Dies ist ein bedeutender Vorteil, da leichtere Motoren bzw. Fahrzeuge wirtschaftlicher in Bezug auf den Kraft stoffverbrauch sind und der Motor einen besseren Wirkungsgrad oder höhere Leistung aufweist. Im allgemeinen besitzten gegossene Kipphebel jedoch eine größere Steifheit als gesenkgeschmiedete Kipphebel.

Wannenförmige Kipphebel werden mittig drehbar gelagert, wobei im Betrieb an einem Ende eine Stößelstange und am anderen Ende ein Ventilschaft angreift. Die Verbiegung des Kipphebels zwischen den beiden Enden ist scheinbar sehr gering. Jede noch so kleine Verbiegung hat jedoch Einfluß auf die Funktion des Motors. Folg lich ist die Steifheit des Kipphebels von grundlegender Bedeutung. Für die optimale Funktion und einen optimalen Wirkungsgrad des Motors ist keine oder nur eine minimale Verbiegung zulässig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kaltge formten wannenförmigen Kipphebel zu schaffen, der eine größere Steifheit aufweist um die Verbiegungen während des Betriebs des Motors zu reduzieren.

Der erfindungsgemäße Kipphebel ist wannenförmig und wird durch Kaltformverfahren, wie Gesenkschmieden, Prägen und andere bekannte Verfahren hergestellt. Der Kipphebel besteht aus einem einstückigen Metallkörper, der im Längsschnitt einen im wesent lichen U-förmigen Verlauf zeigt. Der Körper weist einen Boden und damit verbundene, sich zueinander parallel nach oben erstreckende Seitenwände auf. Der Körper des Kipphebels besitzt in einem Endbereich eine Einbuchtung, in die das obere Ende einer Stößelstange eingreift. Im Bereich des anderen Endes des Kipphe bels sind zusätzliche Mittel vorhanden, die am Ende des Ventil schafts angreifen. Der mittlere Bereich des Bodens ist im allge meinen konkav nach oben ausgebildet. In der Mitte des konkaven Bereichs ist eine Öffnung vorhanden, durch die ein Lager ragt, welches ein Kopfteil aufweist, das in den konkaven Bereich des Bodens eingreift und so ein Kipplager für den Kipphebel bildet.

Die mittleren Bereiche der Seitenwände des Kipphebels sind im wesentlichen parallel, können sich aber leicht nach außen erwei tern. Während des Betriebs des Kipphebels tendieren die Seiten wände dazu auszuknicken, wobei sich der Boden verbiegt. Dies verändert die Stellung der Endbereiche des Kipphebels zueinander, was sich nachteilig auf die Funktion des Motors auswirken kann.

Es zeigt sich, daß erfindungsgemäß die Steifheit der Seitenwände verbessert wird, wenn an den oberen Kanten der Seitenwände in deren Mittelbereich sich nach außen erstreckende Flansche ausge bildet sind, wodurch sich während des Betriebs nur eine minimale Verbiegung ergibt.

Die Erfindung löst diese Aufgaben mit den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Baugruppe mit einem erfindungsgemäßen Kipphebels in Vorderansicht, moniert auf einem im Schnitt dargestellten Motorblock;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Kipphebels in Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Kipphebels in Fig. 2 im Längsschnitt;

Fig. 4 eine Draufsicht des Kipphebels und

Fig. 5 einen Querschnitt durch den mittleren Bereich des Kipphe bels.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Kipphebelbaugruppe 10 darge stellt, die einen wannenförmigen Kipphebel 12 aufweist, welcher auf einem Auflager 14 montiert ist. Ein mit Gewinde versehenes Befestigungselement 16 ragt durch das Auflager und befestigt die Baugruppe auf dem Motorblock 18.

Ein Ende des Kipphebels 12 nimmt das obere Ende einer Stößelstange 20 auf. In das andere Ende greift das obere Ende eines Ventilschafts 22 ein.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weist der Kipphebel 12 eine konkave Einbuchtung 24 auf, die das obere Ende der Stößelstange 20 auf nimmt, wobei eine zur Schmierung dienende Bohrung 26 vorhanden ist, die die Einbuchtung 24 mit dem Inneren des Kipphebels ver bindet. Das andere Ende des Kipphebels weist eine konvexe Fläche bzw. flache Erhebung 28 auf, die am oberen Ende des Ventilschafts 22 angreift. Im Mittelteil des Kipphebels ist ein konkaver, im allgemeinen halbzylinderförmiger Bereich 30 ausgebildet. Wie in den Fig. 3 bis 5 gezeigt, weist der konkave Bereich 30 eine in der Mitte angeordnete rechteckige Öffnung 32 auf.

Das Auflager 14 besteht aus einem den Drehpunkt bestimmenden Teil oder Kopfteil 34 (Fig. 1) und einem Schaft 36. Das Kopfteil 34 ragt in transversaler Richtung an beiden Seiten über den Schaft 36 hinaus und die Unterseite des Kopfteils 34 greift in die konkave Oberfläche des Bereichs 30 des Kipphebels 12 ein.

Der Kipphebel 12 weist zwei im wesentlichen parallele Seitenwände 40 und 42 auf, die einstückig mit dem Kipphebelboden, insbesondere mit dem konkaven Bereich 30, verbunden sind und sich im allgemeinen parallel aufwärts erstrecken. Der Kipphebel besitzt zwei weitere Seitenwände 44 und 46, die unter einem Winkel in Richtung auf das linke Ende des Kipphebels auf einander zu verlaufen und zwei Seitenwände 48 und 50, die unter einem Winkel in Richtung auf das rechte Ende des Kipphebels auf einander zu verlaufen. Früher war die Tendenz des Kipphebels auszuknicken oder sich zu verbiegen dort am größten, wo die unter einem Winkel verlaufenden Seitenwände 44 bis 50 an die parallelen Seitenwände 40 und 42 stoßen.

Erfindungsgemäß sind an der Oberkante der Seitenwände 40 und 42 und in einem Teilbereich an der Oberkante der unter einem Winkel verlaufenden Seitenwände 44 bis 50 versteifende, sich nach außen erstreckende Flansche 52 und 54 ausgebildet. Die Flansche 52 und 54 besitzen eine Breite von ca. 10% bis ca. 40% der Höhe der Seitenwände 40 und 42, vorzugsweise von ca. 15% bis 25% der Höhe, und sind im Bereich der unter einem Winkel verlaufenden Seitenwände 44 bis 50 abgeschrägt. Die Flansche 52 und 54 er strecken sich durchgehend über den mittleren Bereich der Sei tenwände 40 und 42 und bis zu einer Länge von ca. 1/3 bis ca. 3/4 der Länge des Kipphebels auch über einen Teilbereich der winkelig verlaufenden Seitenwände 44 bis 50, vorzugsweise von ca. 40% bis ca. 60% der Länge. Anders ausgedrückt erstrecken sich die Flansche durchgehend über den breiten Mittelbereich des Kipphebels 12 und laufen an den beiden schmaleren Enden aus. Wie in Fig. 5 dargestellt, schließen die Flansche 52 und 54 einen Winkel ein, der von ca. 30° bis ca. 140°, vorzugsweise von ca. 70° bis ca. 110° reicht.

Es zeigt sich, daß die Flansche 52 und 54 der Seitenwände zu einer beträchtlich erhöhten Steifheit des gesamten Kipphebels führen, wodurch Verbiegungen des Kipphebelkörpers, insbesondere zwischen den beiden Endbereichen, reduziert werden. Die verbesserte Steifheit resultiert vermutlich aus der geringeren Tendenz der Seitenwände während des Betriebs auszuknicken, was zu einer Verbiegung des Kipphebelbodens führt.

Die Erfindung schafft somit einen Kipphebel 12, der mittels Kaltformverfahren, insbesondere durch Gesenkschmieden, herstellbar ist und die damit verbundenen, oben genannten herstellungs bedingten Vorteile aufweist. Gleichzeitig besitzt der Kipphebel die Festigkeit und Steifheit eines gegossenen Kipphebels oder zumindest annähernd die Eigenschaften eines gegossenen Kipphebels.

Claims

1. Kaltgeformter wannenförmiger Kipphebel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (12) einen einstückigen länglichen Körper mit einem über nahezu die gesamte Länge im allgemeinen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der Körper aus einem Boden und ausgehend von diesem sich nach oben erstreckenden Seitenwänden besteht und an einem Ende des Körpers Mittel zur Aufnahme einer Stößelstange (20) und am anderen Ende des Körpers Mittel zur Aufnahme des Ventilschafts (22) ausgebildet sind und wobei der Boden des Körpers in einem dazwischenliegenden Bereich eine Öffnung (32) zur Aufnahme eines Lagers (14) aufweist, welches eine Kippbewegung des Kipphebels ermöglicht und daß an den Oberkanten der Seitenwände (40, 42) sich nach außen erstreckende durchgehende Flansche (52, 54) ausgebildet sind, die zur Versteifung der Seitenwände (40, 42) dienen und das Ausknicken der Seitenwände (40, 42) während des Betriebs des Kipphebels verhindern.

2. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flansche (52, 54) über einen Bereich von ca. 1/3 bis ca. 3/4 der Gesamtlänge des Körpers des Kipphebels erstrecken.

3. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flansche (52, 54) über einen Bereich von ca. 40% bis ca. 60% der Gesamtlänge des Kipphebelkörpers erstrecken.

4. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kipphebelkörpers im Mittelbereich breit und in den Endbereichen schmäler ist und die Flansche (52, 54) sich im wesentlichen über den Mittelbereich erstrecken.

5. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (52, 54) einen Winkel von ca. 30° bis ca. 140° ein schließen.

6. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (52, 54) einen Winkel von ca. 70° bis ca. 110° ein schließen.

7. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Flansche (52, 54) ca. 10% bis 40% der Höhe der Sei tenwände (40, 42) beträgt.

8. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Flansche (52, 54) ca. 15% bis 25% der Höhe der Sei tenwände (40, 42) beträgt.

9. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flansche (52, 54) über einen Bereich von ca. 1/3 bis ca. 3/4 der Gesamtlänge des Körpers des Kipphebels erstrecken, daß die Flansche (52, 54) einen Winkel von ca. 30° bis ca. 140° einschließen und daß die Breite der Flansche ca. 10% bis 40% der Höhe der Seitenwände (40, 42) beträgt.

10. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des Körpers aus im wesentlichen parallelen Sei tenwänden (40, 42) und aus in Richtung beider Enden unter einem Winkel aufeinander zu verlaufenden Seitenwänden (44, 46, 48, 50) bestehen und daß die Flansche (52, 54) sich durchgehend über die Länge der parallelen Seitenwände (40, 42) erstrecken und im Bereich der winkelig verlaufenden Seitenwände (44, 46, 48, 50) abgeschrägt auslaufen.

11. Kipphebel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Körpers eine Einbuchtung (24) zur Aufnahme des Endes einer Stößelstange (20) und am anderen Ende des Körpers eine flache Erhebung (28) zur Betätigung des Ventilschafts (22) ausgebildet sind, wobei der Körper in dem dazwischenliegenden Bereich Mittel zur Aufnahme eines Lagers aufweist.

12. Kipphebel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper im wesentlichen parallele Seitenwände (40, 42), eine dazwischenliegende, die Seitenwände (40, 42) verbindende Wand und ausgehend von den parallelen Seitenwänden (40, 42) in Richtung beider Enden unter einem Winkel aufeinander zu verlaufende Seitenwände (44, 46, 48, 50) aufweist und daß der Körper in seinem mittleren Bereich an den Oberkanten der parallelen Seitenwände (40, 42) sich nach außen-aufwärts erstreckende durchgehende Flansche (52, 54) besitzt, die zur Versteifung dienen und sich ebenfalls bis in die Bereiche der winkelig verlaufenden Sei tenwände erstrecken wobei Mittel zur Aufnahme eines Kippge lenks, zum Eingriff einer Stößelstange (20) sowie zur Betä tigung eines Ventilschafts (22) vorgesehen sind.