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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Ventilkipphebel (auch: Kipp- bzw. Kniehebel) eines Typs, der
dafür eingerichtet
ist, zum selektiven Öffnen
und Schließen
eines Ventils, welches am Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors
montiert ist, von einem Nocken angetrieben zu werden.
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Kostengünstige und ein niedriges Gewicht aufweisende
Ventilkipphebel dieser Art werden derzeit beispielsweise unter Verwendung
von Präzisionsgießverfahren
und Pressformverfahren hergestellt. Unter diesen Ventilkipphebeln
haben solche Ventilkipphebel, welche unter Verwendung von Pressformverfahren
hergestellt werden und einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt längs einer
Linie aufweisen, welche senkrecht zur Längsrichtung des Ventilkipphebels
verläuft,
den größten Marktanteil
gewonnen. Der pressverformte Ventilkipphebel kennt einen schraubengesicherten
Hebeltyp (screwlocked-pivot type) und einen Kontakt-Hebeltyp (contact-pivot
type). Der schraubengesicherte Hebeltyp ist in den 12A und 12B dargestellt
und weist eine Konstruktion auf, bei der der Hebelbereich eines im
Wesentlichen länglichen
Hebelkörpers
ein mit einem inneren Schraubengewinde versehenes Loch aufweist
und ein im Wesentlichen länglich
ausgebildetes Hebelteil eine mit einem äußeren Schraubengewinde versehene
Zapfenschraube hat, die in das mit dem Schraubengewinde versehene
Loch eingeschraubt wird und mittels einer Sicherungsmutter, welche
außen
an der Zapfenschraube angebracht ist, in ihrer Position gesichert
wird. Andererseits weist der Kontakt-Hebeltyp, der später unter
Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben wird, eine
Konstruktion auf, bei dem ein Hebelbereich eines im Wesentlichen
länglich
geformten Hebelkörpers
mit einer im wesentlichen halbsphärischen Ausnehmung zur schwenkbaren
Aufnahme eines dazu korrespondierend ausgebildeten halbsphärisch geformten
Vorsprungsendes eines fest auf dem Zylinderkopf befestigten Hebelvorsprungs
ausgebildet ist.
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Sowohl bei den schraubengesicherten
Hebeltypen als auch bei Kontakt-Hebeltypen wird der Durchmesser
des mit einem Gewinde versehenen Lochs und die Größe des Vorsprungsendes
des Hebelvorsprungs bestimmt, nachdem eine Festigkeitsberechnung
erfolgt ist, da der oben erwähnte
Hebelbereich ein Bereich ist, auf den eine Kraft ausgeübt wird.
Daher stellt 13 den
Ventilkipphebel eines schraubengesicherten Hebeltyps dar, bei dem
eine Verbindungswand des Hebelkörpers
einander gegenüberstehende
Seitenwände überbrückt, wobei
in Abhängigkeit
von letzteren die Verbindungswand mit einer Wandstärke gewählt wird,
die größer ist
als andere Teile des Hebelkörpers,
um eine ausreichende Festigkeit im Hebelbereich bereitzustellen.
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Außerdem ist der Hebelbereich
des Hebelkörpers
sowohl beim schraubengesicherten Hebeltyp, als auch beim Kontakt-Hebeltyp
in einem flachen äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungswand, welche die einander gegenüberstehenden Seitenwände überbrückt, ausgebildet,
so wie es am besten in 12B gezeigt
ist. Bei einem Ventilkipphebel, der unter Verwendung von Pressformverfahren
hergestellt wird, wird ein äußerer Oberflächenbereich
(im Folgenden als äußere abgeschrägte Ecke
bezeichnet), welcher von einer äußeren Oberfläche der
Verbindungswand und einer äußeren Oberfläche der beiden
Seitenwände
begrenzt wird, im Wesentlichen abgerundet, so dass sich ein bestimmter
Krümmungsradius
R (radius of curvature R) ergibt, wie dies in 12A dargestellt ist, wobei der Krümmungsradius
R derart gewählt
wurde, dass er größer oder
gleich der Wandstärke
ist. Beispielsweise wird der Krümmungsradius
R des äußeren Oberflächenbereichs,
also der äußeren abgeschrägten Ecke, wenn
die Wanddicke 3 mm beträgt,
im Wesentlichen größer oder
gleich 3 mm gewählt,
auch wenn ein innerer Oberflächenbereich,
der von der inneren Oberfläche
der Verbindungswand und den inneren Oberflächen der beiden einander gegenüberstehenden Seitenwänden begrenzt
wird, einen rechten Winkel aufweist (und somit einen Krümmungsradis
von 0 aufweist).
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Wenn der Ventilkipphebel unter Verwendung von
Pressformverfahren hergestellt wird und der Hebelbereich wie oben
beschrieben in der Verbindungswand ausgebildet ist, muss in Anbetracht
des Voranstehenden der Ventilkipphebel eine ausreichende Breite
aufweisen, um den benötigten
flachen Oberflächenbereich
der Verbindungswand und den erforderlichen Krümmungsradius an der äußeren abgeschrägten Ecke
sicherzustellen. Insbesondere sollte sich bei einem Ventilkipphebel
des schraubengesicherten Hebeltyps, so wie er in 12A und 12B dargestellt
ist, die fest auf die Zapfenschraube des Hebelteils geschraubte
Sicherungsmutter nicht unter dem Einfluss von Vibrationen lockern,
wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt und der Kraftfahrzeugmotor dabei
in Betrieb ist. Entsprechend muss der flache äußere Oberflächenbereich der Verbindungswand eine
Breite aufweisen, die größer als
der maximale Außendurchmesser
der Sicherungsmutter ist. Während
es bei einem Ventilkipphebel, der unter Verwendung von Präzisionsgießverfahren
hergestellt wird, relativ einfach ist, den Krümmungsradius der äußeren abgeschrägten Ecke,
welche von der Verbindungswand und den beiden einander gegenüberstehenden
Seitenwänden
begrenzt wird, auf einen relativ kleinen Wert zu verkleinern, verhält sich
dies bei einem Ventilkipphebel, der unter Verwendung von Pressformverfahren
hergestellt ist, anders. Insbesondere wenn der benötigte flache äußere Oberflächenbereich
auf der Verbindungswand des Ventilkipphebels vorzusehen ist, der
unter Verwendung von Pressformverfahren hergestellt wurde, neigt
dessen Hebelbreite im Verhältnis
zu Ventilkipphebeln, welche unter Verwendung von Präzisionsgießverfahren hergestellt
wurden, dazu breiter zu werden, mit der Folge, dass eine Verkleinerung
der Größe und des Gewichts
von Ventilkipphebeln, die unter Verwendung von Pressformverfahren
hergestellt werden, gegenüber
solchen die unter Verwendung von Präzisionsgießverfahren hergestellt werden,
begrenzt ist.
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Die vorliegende Erfindung macht es
sich daher zur Aufgabe die genannten Probleme und Nachteile, die
Ventilkipphebeln gemäß dem Stand
der Technik eigen sind, im Wesentlichen zu beseitigen und zielt
darauf ab, einen verbesserten Ventilkipphebel zur Verfügung zu
stellen, bei dem die Hebelbreite minimiert werden kann, während ein
flacher äußerer Oberflächenbereich
mit einer erforderlichen Breite auf der äußeren Oberfläche der
Verbindungswand sichergestellt werden kann, auch wenn der Ventilkipphebel
unter Verwendung von Pressformverfahren hergestellt ist, so dass
dadurch zu einer Verkleinerung der Größe und des Gewichts des Ventilkipphebels
beigetragen wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe führt die
Lehre des unabhängigen
Anspruches; die Unteransprüche geben
günstige
Weiterbildung an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle
Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung
und/oder den Ansprüchen
offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch
innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart
und beliebig einsetzbar sein.
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Um die voranstehende Aufgabe zu lösen wird
die vorliegende Erfindung gemäß einem
Aspekt derselben auf einen Ventilkipphebel mit einem endseitigen
Drehpunkt angewendet, der zum selektiven Öffnen und Schließen eines
auf einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors angebrachten Ventils durch
einen Nocken angetrieben werden kann, wobei der Ventilkipphebel
eine Schwenkbewegung um einen Drehpunkt ausführt, der sich an einem Ende
des Ventilkipphebels befindet. Dieser Ventilkipphebel mit einem
endseitigen Drehpunkt weist einen im Wesentlichen länglichen
Hebelkörper
mit einem ersten und einem zweiten, jeweils einander gegenüberstehenden
Ende auf, und wird durch Biegung eines einzigen flächigen Plattenmaterials
hergestellt, derart, dass sich ein im Wesentlichen umgedreht U-förmiger Querschnitt
unter Einschluss einander gegenüberstehender
Seitenwände
und einer Verbindungswand, die die einander gegenüberstehenden
Seitenwände überbrückt, ergibt.
Zum Kontakt mit dem Nocken ist in einem sich im Wesentlichen in
der Mitte zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Hebelkörpers befindlichen
Bereich eine Nockenfolger-Walze drehbar angebracht. Ein Ventilantriebselement
zum Antrieb des Ventils ist am ersten Ende des Hebelkörpers befestigt
und ein dem zweiten Ende des Hebelkörpers benachbarter Endbereich
der Verbindungswand ist mit einem ein inneres Schraubengewinde aufweisendem
Loch zur schraubbaren Aufnahme eines mit einem äußeren Schraubengewinde versehenen
Hebelteils ausgebildet. Bei diesem Ventilkipphebel mit einem endseitigen
Drehpunkt ist die äußere abgeschrägte Ecke,
die von einer äußeren Oberfläche der Verbindungswand
und einer äußeren Oberfläche der beiden
einander gegenüberstehenden
Seitenwände begrenzt
wird und durch Biegen ausgebildet ist, derart verformt, dass sich
durch plastische Verformungsverfahren ein plastisch verformter Abschnitt
ergibt, derart, dass die äußere abgeschrägte Ecke
einen kleinen Krümmungsradius
aufweist.
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Das Vorhandensein der äußeren abgeschrägten Ecke
mit einem ungewöhnlich
gestalteten Krümmungsradius,
der durch den plastisch verformten Bereich gebildet ist, erlaubt
es dem flachen äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungswand, in der das mit einem inneren Schraubengewinde
versehene Loch ausgebildet ist, auf effektive Weise eine Breite
aufzuweisen, die ohne eine Vergrößerung der
Breite des Hebelkörpers
selbst vergrößert werden
kann. Daher ist es möglich,
einen Ventilkipphebel zur Verfügung
zu stellen, der in seinem Aufbau kompakt ist und ein niedriges Gewicht
aufweist, wobei die im Hebelbereich erforderliche Festigkeit im
flachen äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungswand in ausreichendem Maße sichergestellt werden kann und
dabei die Breite des Hebelkörpers
relativ klein sein kann.
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Selbst in dem Fall, in dem ein Ventilkipphebel mit
dem oben beschriebenen Aufbau in einem belasteten Zustand verwendet
wird, kann eine äußere Kraft,
welche die einander gegenüberliegenden
Seitenwände
in Querrichtung auseinander zu bewegen versucht, auf den Hebelkörper einwirken.
Denn mit den äußeren abgeschrägten Ecken,
die, wie oben beschrieben, durch das plastische Verformungsverfahren
hergestellt wurden und einen kleinen Krümmungsradius aufweisen, können die
einander gegenüberstehenden
Seitenwände
der Kraft, die die Seitenwände
in Querrichtung auseinander zu bewegen versucht, auf vorteilhafte
Weise in großem
Ausmaß widerstehen
und dadurch die Wahrscheinlichkeit einer Verformung des Ventilkipphebels
als ganzes minimieren. Es ist anzumerken, dass, da der kleine Krümmungsradius
an der äußeren abgeschrägten Ecke
unter Verwendung von plastischen Verformungsverfahren ausgebildet
wird, diese im Verhältnis
zu bekannten mechanischen Bearbeitungsverfahren in einer sehr kurzen
Zeit ausgeführt
werden können.
Daher führt
dieser zusätzliche
plastische Verformungsschritt, der nach dem Pressformschritt zur
Herstellung des Hebelkörpers
mit im Wesentlichen umgedreht U-förmigen Querschnitt durchgeführt wird,
nicht zu einer übermäßigen Reduktion
der Produktivität.
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Weiterhin wird die vorliegende Erfindung
gemäß einem
weiteren Aspekt derselben auf einen Ventilkipphebel mit einem mittig
angeordneten Drehpunkt angewendet, welcher zum selektiven Öffnen und
Schließen
eines Ventils, das auf einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors
angebracht ist, von einem Nocken angetrieben werden kann, wobei
der Ventilkipphebel eine Kippbewegung um einen Drehpunkt ausübt, der
in einem Bereich des Ventilkipphebels liegt, der sich im Wesentlichen
in der Längsmitte befindet.
Dieser Ventilkipphebel mit einem mittig angeordneten Drehpunkt weist
einen im Wesentlichen länglichen
Hebelkörper
mit einem ersten und einem zweiten, jeweils einander gegenüberliegenden
Ende auf und wird durch Biegen eines einzelnen Plattenmaterials
gefertigt, so dass sich ein im Wesentlichen umgekehrt U-förmiger Querschnitt
mit den einander gegenüberstehenden
Seitenwänden
und der Verbindungswand, welcher die beiden einander gegenüberstehenden
Seitenwände überbrückt, ergibt.
In einem Bereich des Hebelkörpers
ist im Wesentlichen in seiner Längsmitte
ein Hebeldrehpunkt ausgebildet und der Hebelkörper führt eine Schwenkbewegung um diesen
Hebeldreh punkt aus. Eine Nockenfolger-Walze zum Kontakt mit dem
Nocken ist drehbar am ersten Ende des Hebelkörpers befestigt, und das zweite Ende
des Hebelkörpers
ist mit einem ein inneres Schraubengewinde aufweisenden Loch ausgebildet, um
darin ein mit einem äußeren Schraubengewinde versehenes
Ventilantriebsteil einschrauben zu können. Auch bei diesem Ventilkipphebel
mit einem mittig angeordneten Drehpunkt wird eine äußere abgeschrägte Ecke,
welche von einer äußeren Oberfläche der
Verbindungswand und einer äußeren Oberfläche der
beiden einander gegenüberstehenden
Seitenwände
begrenzt wird und durch Biegen ausgebildet wurde, derart verformt,
dass sich durch plastische Verformungsverfahren ein plastisch verformter
Abschnitt ergibt, derart, dass die äußere abgeschrägte Ecke
einen geringen Krümmungsradius
aufweist.
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Auch der Ventilkipphebel mit dem
mittig angeordneten Drehpunkt, der wie oben beschrieben konstruiert
ist, kann Eigenschaften und Vorteile aufweisen, die denen ähneln, die
von einem Ventilkipphebel mit einem endseitigen Drehpunkt zur Verfügung gestellt
werden. Insbesondere erlaubt es das Vorhandensein der äußeren abgeschrägten Ecke
mit einem ungewöhnlich
gestalteten Krümmungsradius, der
durch den plastisch verformten Bereich gebildet wird, der flachen äußeren Oberflächenregion
der Verbindungswand, in der das mit einem inneren Schraubengewinde
versehene Loch ausgebildet ist, auf effektive Weise eine Breite
zu haben, die vergrößert werden
kann, ohne dass die Breite des Hebelkörpers selbst vergrößert wird.
Dadurch ist es möglich,
einen Ventilkipphebel zur Verfügung
zu stellen, der einen kompakten Aufbau und ein niedriges Gewicht
aufweist, wobei die im Bereich der Schraubenbefestigung erforderliche
Festigkeit in ausreichendem Maße
im flachen äußeren Oberflächenbereich der
Verbindungswand sichergestellt wird und dennoch die Breite des Hebelkörpers relativ
gering ist.
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Weiterhin wird die vorliegende Erfindung
gemäß einem
weiteren Aspekt derselben auf einen Ventilkipphebel mit einem endseitigen
Drehpunkt, der außerdem
vom Kontakthebeltyp ist, angewendet, der zum selektiven Öffnen und
Schließen
eines Ventils, welches auf dem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors
angebracht ist, von einem Nocken angetrieben werden kann, wobei
der Ventilkipphebel eine Schwenkbewegung um einen Drehpunkt, der
in einem seiner Endbereiche ausgebildet ist, ausübt. Dieser Ventilkipphebel
weist einen im Wesentlichen länglichen
Hebelkörper
mit einem ersten und einem zweiten, jeweils einander gegenüberliegenden
Ende auf, und wird durch Biegen eines einzelnen Plattenmaterials
hergestellt, so dass sich ein im Wesentlichen U-förmiger Querschnitt
mit einander gegenüberstehenden
Seitenwänden
und einer die beiden einander gegenüberstehenden Seitenwände überbrückenden
Verbindungswand ergibt. Eine Nockenfolger-Walze zum Kontakt mit
dem Nocken ist in einem im Wesentlichen mittig zwischen dem ersten und
dem zweiten Ende befindlichen Bereich des Hebelkörpers drehbar befestigt. Ein
Ventilantriebselement zum Antrieb des Ventils ist am ersten Ende
des Hebelkörpers
montiert und ein benachbart zum zweiten Ende des Hebelkörpers liegender
Endbereich der Verbindungswand ist mit einem Hebelwiderlagerbereich
ausgebildet, mit dem ein freies Ende eines Kniegelenkbolzens (pivot
support member) in Kontakt tritt. In einer zu einem der obigen Ventilkipphebel der
verschiedenen Typen ähnlichen
Weise ist eine äußere abgeschrägte Ecke,
die von der äußeren Oberfläche der
Verbindungswand und einer äußeren Oberfläche der
beiden einander gegenüberstehenden
Seitenwände
begrenzt wird und die durch Biegen ausgebildet wird, derart durch
plastische Verformungsverfahren verformt, dass sich ein plastisch verformter
Bereich ergibt, so dass die äußere abgeschrägte Ecke
einen kleinen Krümmungsradius
aufweist.
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Auch der Ventilkipphebel mit einem
endseitigen Drehpunkt, der außerdem
vom Kontakt-Hebeltyp ist und der wie oben beschrieben konstruiert
ist, kann ähnliche
Eigenschaften und Vorteile aufweisen, wie sie von den vorbeschriebenen
Ventilkipphebeln der unterschiedlichen oben beschrieben Typen erzielt werden.
Insbesondere erlaubt es das Vorhandensein der äußeren abgeschrägten Ecke
mit dem ungewöhnlich
geformten Krümmungsradius,
der durch den plastisch verformten Bereich ausgebildet wird, dem
flachen äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungswand auf effektive Weise eine Breite zu haben, die
vergrößert werden
kann, ohne dass die Breite des Hebelkörpers selbst zu vergrößern. Daher
ist es möglich,
einen Ventilkipphebel zur Verfügung
zu stellen, der einen kompakten Aufbau und ein geringes Gewicht
aufweist, während
die im Bereich des Hebelwiderlagers erforderliche Festigkeit in
ausreichendem Maße
im äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungswand sichergestellt wird und dabei die Breite des
Hebelkörpers
relativ klein ist.
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Bei allen Ventilkipphebeln gemäß den unterschiedlichen
Aspekten der vorliegenden Erfindung ist der Krümmungsradius der äußeren abgeschrägten Ecke,
welche von der äußeren Oberfläche der
Verbindungswand und der äußeren Oberfläche der
beiden einander gegenüberstehenden
Seitenwänden begrenzt
wird vorzugsweise kleiner als die Wandstärke des Hebelkörpers und
besonders vorzugsweise kleiner als 70 % der Wandstärke des
Hebelkörpers.
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Wenn der Krümmungsradius der äußeren abgeschrägten Ecke
gleich oder größer als
die Wandstärke
des Hebelkörpers
ist, kann eine relativ große
Breite des flachen äußeren Oberflächenbereichs
nicht auf effektive Weise auf der Verbindungswand sichergestellt
werden. Wenn der Krümmungsradius
der äußeren abgeschrägten Ecke
kleiner als 70 % der Wandstärke
des Hebelkörpers
beträgt,
können
Eigenschaften und Vorteile, die sich aus der Vergrößerung der
Breite des flachen äußeren Oberflächenbereichs
der Verbindungswand ergeben, festgestellt werden.
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Insbesondere können bei allen Ventilkipphebeln
gemäß dem ersten
und zweiten erwähnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechende, benachbart zu den
mit einem inneren Schraubengewinde versehenen Loch liegende Abschnitte
der inneren Oberflächen
der einander gegenüberstehenden
Seitenwände,
mit korrespondierenden Schraubengewindegängen ausgebildet werden. Die
Schraubengewindegänge
in diesen Abschnitten der inneren Oberflächen der einander gegenüberstehenden
Seitenwände
nehmen entsprechende Teile einer zylindrischen Verlängerung
des mit einem inneren Schraubengewinde versehenen Lochs ein, um
das mit einem äußeren Schraubengewinde
versehene Hebelteil des Ventilantriebsteils einzuschrauben.
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Da der Hebelkörper aus einem Plattenmaterial
unter Verwendung von Pressformverfahren hergestellt wird, ist es
zu erwähnen,
dass, um es zu ermöglichen
den Hebelkörper
mit einem geringen Gewicht herzustellen, dieser eine derart relativ
geringe Wandstärke
hat, dass das mit einem inneren Schraubengewinde versehene Loch
kaum noch mit einer ausreichenden Tiefe zum Einschrauben des mit
einem äußeren Schraubengewinde
versehenen Hebelteils oder Ventilantriebteils versehen werden kann.
Jedoch ist das Vorhandensein der Schraubengewindegänge in den
jeweiligen Abschnitten der inneren Oberflächen der einander gegenüberstehenden
Seitenwände
sehr effektiv, da es dem mit einem äußeren Schraubengewinde versehenem
Hebelteil oder Ventilantriebsteil nicht nur ermöglicht in das mit einem inneren
Schraubengewinde versehene Loch, sondern ebenso in die mit Schraubengewindegängen versehenen,
einander gegenüberstehenden
Seitenwände
eingeschraubt zu werden, und es somit diesen Abschnitten der inneren
Oberflächen
der einander gegenüberstehenden
Seitenwände
zu erlaubt, zur Befestigung der mit einem äußeren Schraubengewinde versehenen
Hebelteile oder Ventilantriebsteile zu dienen. Dadurch kann nicht
nur eine ausreichende Festigkeit der Schraubverbindung erzielt werden,
sondern es kann auch die Breite des Hebelkörpers weiter verringert werden
und somit ein Hebelkörper,
der eine kompakte Größe und ein
geringes Gewicht aufweist, leichter hergestellt werden.
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Ebenso kann bei den Ventilkipphebeln
gemäß dem ersten
und dem zweiten erwähnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ein äußerer flacher Oberflächenbereich
der Verbindungswand, welcher von den plastisch verformten Bereichen
begrenzt wird, und der benachbart zum mit einem inneren Schraubengewinde
versehenen Loch liegt, eine Breite aufweisen, die in etwa dem maximalen
Außendurchmesser
einer Sicherungsmutter entspricht, die an dem mit einem äußeren Schraubengewinde
versehenen Hebelteil oder Ventilantriebsteil befestigt ist, das in
das mit dem inneren Schraubengewinde versehenen Loch in der Verbindungswand
eingeschraubt ist. Wenn die Breite des äußeren flachen Oberflächenbereichs
der Verbindungswand in etwa dem maximalen Außendurchmesser der Sicherungsmutter
entspricht, kann die Sicherungsmutter vorteilhafterweise fest angezogen
und somit die Breite des Hebelkörpers
als solchem im erforderlichen Ausmaße minimiert werden und somit
kann ein Ventilkipphebel, der einen kompakten Aufbau und ein geringes
Gewicht aufweist, hergestellt werden.
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In jedem Fall lässt sich die vorliegende Erfindung
anhand der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
derselben besser verstehen, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen betrachtet wird. Die Ausführungsbeispiele und Zeichnungen
dienen jedoch nur der Veranschaulichung und Erläuterung und sind nicht dahingehend
zu verstehen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner
Weise eingeschränkt
wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines Ventilkipphebels gemäß einem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2A zeigt
eine Endansicht des in 1 gezeigten
Ventilkipphebels, wie sie aus der Richtung, die in 1 durch Pfeile dargestellt ist, gesehen
wird;
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2B ist
eine perspektivische Ansicht eines Hebelkörpers des in 1 dargestellten Ventilkipphebels;
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3A bis 3C sind Querschnitte, die
jeweils unterschiedliche Aufbauweisen von Walzen, die von dem Hebelkörper getragen
werden, zeigen;
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4A bis 4B zeigt schematische Ansichten,
die jeweils aufeinander folgende Arten der Ausbildung des Hebelkörpers, der
für den
Ventilkipphebel der 1 verwendet
wird, zeigen;
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5 ist
eine Endansicht eines Ventilkipphebels gemäß einem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6A ist
eine Endansicht eines Ventilkipphebels gemäß einem dritten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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6B ist
ein Querschnitt durch einen Bereich des Hebelkörpers des Ventilkipphebels
der 6A, der zeigt, wie
das Hebelteil gelagert ist;
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7A ist
ein Querschnitt durch einen Bereich des Hebelkörpers, in dem ein mit einem Schraubengewinde
versehenes Loch ausgebildet ist;
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7B ist
eine Draufsicht von unten auf den Bereich des Hebelkörpers, der
in 7A gezeigt ist;
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8 ist
eine schematische Seitenansicht eines Ventilkipphebels gemäß einem
vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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9A ist
eine perspektivische Ansicht, die die Beziehung zwischen dem Hebelkörper des
in 8 dargestellten Ventilkipphebels
und einem Ventilantriebsteil darstellt;
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9B ist
eine Draufsicht von unten auf den Bereich des Hebelkörpers der 9, in dem das mit einem
Schraubengewinde versehene Loch ausgebildet ist;
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10 ist
eine schematische Seitenansicht des Ventilkipphebels gemäß einem
fünften
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine schematische perspektivische Ansicht des Hebelkörpers des
in 10 gezeigten Ventilkipphebels;
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12A ist
eine Endansicht des Hebelkörpers
eines Ventilkipphebels gemäß dem Stand
der Technik;
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12B ist
eine perspektivische Ansicht des Hebelkörpers des in 12A gezeigten Ventilkipphebels; und
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13 ist
eine Endansicht des Hebelkörpers eines
weiteren Ventilkipphebels gemäß dem Stand der
Technik; Das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird zunächst
unter besonderer Bezugnahme auf die
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1 bis 4B beschrieben. Ein Ventilkipphebel 1 ist
von einem Typ, der auf einem Verbrennungsmotor montiert ist und
so angepasst ist, dass er derart durch einen Nocken 2 angetrieben
wird, dass er eine Schwenkbewegung zum selektiven Öffnen und Schließen eines
Ventilkörpers
(nicht dargestellt) am Zylinderkopf des Verbrennungsmotors ausübt. Der Ventilkörper ist
starr oder integral mit einem unteren Ende einer Ventilstange 3a ausgebildet.
Diese Ventilstange 3a bildet einen Teil eines länglichen
Ventilteils 3, das bewegbar auf dem Zylinderkopf des Motors montiert
ist. Der dargestellte Ventilkipphebel 1 hat einen endseitig
gelagerten Drehpunkt, wobei der Ventilkipphebel 1 an einem
seiner Enden mittels einer Hebelaufnahme 26 schwenkbar
gelagert ist und wurde mittels bekannter Pressformverfahren aus
einem plattenförmigen
Metall hergestellt. Dieser Ventilkipphebel 1 weist einen
im Wesentlichen länglichen
Hebelkörper 4 auf
und hat an einem seiner Enden eine Einstellschraube 7,
welche durch Einschrauben befestigt ist und als längliches
Hebelteil dient, was durch die folgende Beschreibung verdeutlicht
wird. Die Einstellschraube 7 weist einen mit einem äußeren Schraubengewinde
versehene Zapfenschraube 7a auf, die an einem ihrer Enden
mit einem Hebelelement 7b, welches beweglich von der Hebelaufnahme 26 gelagert
ist, versehen ist. Das Hebelelement 7b, das integral mit
der Zapfenschraube 7a ausgebildet ist, oder an dieser befestigt
ist, weist eine im Wesentlichen halbsphärische Form auf und in der
Hebelaufnahme 26 ist eine korrespondierende halbsphärische Ausnehmung
zur schwenkbaren Aufnahme des Hebelelements 7b ausgebildet.
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Das andere, von der Einstellschraube 7 entfernt
liegende Ende des Hebelkörpers 4 ist
mit einem Ventilantriebsbereich 8 versehen, der mit einem
oberen Ende der Ventilstange 3a in Eingriff stehen kann. Die
Ventilstange 3a kann nach oben und unten bewegt werden,
ist jedoch normalerweise durch eine Druckfeder 3b nach
oben vorgespannt, so wie dies in 1 dargestellt
ist. Es ist anzumerken, dass ein Ende der Ventilstange 3a,
das von dem Ventilantriebselement 8 entfernt liegt, zum
selektiven Öffnen
und Schließen
eines im Motorenzylinderkopf ausgebildeten Ventildurchgangs fest
oder integral mit dem Ventilkörper
(nicht dargestellt) verbunden ist, wozu der Ventilkipphebel 1 durch
einen obenliegenden Nocken 2 geschwenkt wird. Eine mit
der obenliegenden Nockenwelle 2 kooperierende Nockenfolger-Walze 10 ist
in einem im Wesentlichen in der Längsmitte des Hebelkörpers 4 liegenden
Bereich drehbar gelagert.
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Ein aus einer Stahlplatte unter Verwendung eines
beliebigen Pressformverfahrens hergestellter Hebelkörper 4 ist
mit zwei einander gegenüberstehenden
Seitenwänden 5 und
einer die beiden einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 überbrückenden
Verbindungswand 6 ausgebildet. Wenn der Ventilkipphebel 1 in
Betrieb ist, nimmt die Verbindungswand 6 im Verhältnis zum
Motorenzylinderkopf eine obere Position ein und ist an einer dem
Ventilteil 3 gegenüberliegenden
Seite positioniert. Mit anderen Worten ist der Hebelkörper 4 so
konstruiert, dass er über
im Wesentlichen die gesamte Länge
des Ventilkipphebels 1 einen im Wesentlichen umgekehrt U-förmigen Querschnitt aufweist.
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Der dargestellte Hebelkörper 4 hat
ein im Wesentlichen gerades Seitenprofil, das jedoch auch gewinkelt
sein kann. Die Verbindungswand 6 erstreckt sich im Wesentlichen über die
gesamte Länge des
Ventilkipphebels 1, wobei jedoch ein zwischenliegender
Abschnitt entfernt ist, um ein Walzenfenster 11 auszubilden,
durch das die Walze 10 zum Rollkontakt mit dem Nocken 2 teilweise
freisteht. Ein zum Ventilteil 3 benachbarter Endbereich
der Verbindungswand 6 bildet einen Ventilantriebsbereich 8 zum
Kontakt mit dem oberen Ende der Ventilstange 3a aus, während das
dazu entgegengesetzte Ende einen Schraubenbefestigungsbereich 9 zur
Aufnahme der Einstellschraube 7 ausbildet.
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Der Endbereich der Verbindungswand 6,
in dem sich der Schraubenbefestigungsbereich 9 befindet,
weist ein mit einem inneren Schraubengewinde versehenes Loch 12 auf,
und die Einstellschraube 7 ist einstellbar im Schraubenbefestigungsbereich 9 gelagert,
wobei die Zapfenschraube 7a in das mit einem inneren Schraubengewinde
versehene Loch 12 eingeschraubt ist. Bei einer derart vom
Schraubenbefestigungsbereich 9 in der Verbindungswand 6 gelagerten
Einstellschraube 7 ragt ein dem Hebelteil 7b gegenüberliegender
oberer Endbereich der Zapfenschraube 7a nach oben über das
Niveau des Schraubenbefestigungsbereichs 9 hervor. Die
derart am Schraubenbefestigungsbereich 9 befestigte Einstellschraube 7 wird
mittels einer Sicherungsmutter 13, die so lange am oberen
Endbereich der Zapfenschraube 7a angezogen wird, bis sie
in festem Kontakt mit dem Schraubenbefestigungsbereich 9 steht, fest
in Position gehalten.
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Die in 1 gezeigte
Nockenfolger-Walze 10 ist drehbar auf einer Halteachse 19 befestigt,
welche mit ihren beiden einander gegenüberstehenden Enden von den
einander gegenüberstehenden
Seitenwänden 5 fest
gelagert wird, derart, dass sie sich zwischen diesen erstreckt.
Insbesondere sind die beiden einander gegenüberstehenden Enden der Halteachse 19 fest
von dazu korrespondierenden Lagerlöchern 16, die in den
einander gegenüberstehenden
Seitenwänden 5 ausgebildet
sind, aufgenommen.
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Wie am besten in 3A zu sehen ist, kann die Walze 10 einen
Doppelwalzenaufbau aufweisen, der aus einem inneren Walzenelement 10a und
einem äußeren Walzenelement 10b besteht.
Das innere Walzenelement 10a ist mit einer Gleitfläche, die dementsprechend
zwischen der inneren Umfangsfläche
des inneren Walzenelements 10a und der äußeren Umfangsfläche der
Halteachse 19 ausgebildet ist, drehbar an der Halteachse 19 befestigt
und das äußere Walzenelement 10b ist
mit einer weiteren Gleitfläche,
die dementsprechend zwischen einer inneren Umfangsfläche des äußeren Walzenelements 10b und
einer äußeren Umfangsfläche des
inneren Walzenelements 10a ausgebildet ist, drehbar auf dem
inneren Walzenelement 10a befestigt.
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Alternativ kann, wie in 3B gezeigt, die Walze 10 in
Form eines äußeren Laufrings
eines Wälzlagers
ausgeführt
sein, welches zusätzlich
zum äußeren Laufring
eine Mehrzahl von Rollelementen 20 wie Nadelstiften aufweist.
Wie dargestellt, kann die Walze 10 drehbar auf der Halteachse 19 befestigt sein,
wobei die Rollelemente 20 zwischen ihr und der Halteachse 19 angeordnet
sind.
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Während
die in 3A gezeigte Walze 10 als
Doppelwalzentyp und die in 3B gezeigte
Walze 10 als Wälzlagertyp
bezeichnet werden kann, kann die Walze 10, wenn ein Gleitkontakt
erwünscht ist,
auch als Einzelwalzentyp mit einer einzelnen Walze ausgebildet sein,
so wie dies in 3C gezeigt
ist.
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Der in 1 und 2 gezeigte und unter Bezugnahme
auf diese Fig. beschriebene Hebelkörper 4 besteht vorzugsweise
aus einem Stahlmaterial, wie einem einsatzgehärteten Stahl (case hardened
steel) (z. B. SCM 415) einer Art, die erhitzt wird, nachdem sie
aufgekohlt (carburized) wurde. Die effektive Einsatztiefe (case
depth) des Stahlmaterials, das durch ein Aufkohlungsverfahren (carburizing
treatment) gehärtet
wurde, liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,4 bis 1,5 mm und
besonders vorzugsweise im Bereich zwischen 0,4 und 0,9 mm.
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Der Hebelkörper 4 weist ein Paar
einander gegenüberliegender
seitlicher Ecken auf, die sich im Wesentlichen parallel zueinander
in der Längsrichtung
des Hebelkörpers 4 erstrecken.
Wie in 4B gezeigt, sind
die äußeren seitlichen
Ecken 4a, die von einer äußeren Oberfläche der
Verbindungswand 6 und einer äußeren Oberfläche der
jeweiligen Seitenwand 5 begrenzt werden und durch Biegen
erzeugt werden, derart verformt, dass sie einen durch plastische
Verformungsverfahren hergestellten plastisch verformten Bereich
bilden, wobei die oben definierte entsprechende äußere abgeschrägte Ecke
einen kleinen Krümmungsradius
R aufweist, so wie das in 4A gezeigt
ist.
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Die plastische Verformung, auf die
oben Bezug genommen wird, kann durch eine geeignete Pressverformung
wie beispielsweise ein Quetschverfahren erreicht werden, aber auch
ein sogenanntes Hobel-Pressverfahren (planer press work) kann dafür verwendet
werden. Nachdem beispielsweise die einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 in
die gleiche Richtung gebogen wurden, so dass diese quer von der
Verbindungswand 6 abstehen, so wie dies in 4A gezeigt ist, kann der kleine Krümmungsradius
R in der äußeren abgeschrägten Ecke 4a durch
Ausübung
eines Drucks P auf die der Verbindungswand 6 entfernt liegenden
Stirnseiten der einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 hergestellt
werden, so dass es den Seitenwänden 5 wie in 4B dargestellt ermöglicht wird,
in eine parallel zu den Wandflächen
der Seitenwände 5 verlaufenden
Richtung gestaucht (compressed) zu werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
wird der Krümmungsradius
R der beiden äußeren abgeschrägten Ecken 4a kleiner
als die Wandstärke
des Plattenmaterials, das zur Ausbildung des Hebelkörpers 4 verwendet
wird, gewählt.
Insbesondere ist der Krümmungsradius
der beiden äußeren abgeschrägten Ecken 4a kleiner
als oder gleich 70 % der Wandstärke
des Hebelkörpers 4 gewählt.
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Bei dem Ventilkipphebel 1 erlaubt
das Vorhandensein des plastisch verformten Bereichs, d. h. der äußeren abgeschrägten Ecke 4a mit
dem ungewöhnlich
gestalteten Krümmungsradius
R, dem flachen äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungswand 6, in der das mit einem inneren Schraubengewinde
versehene Loch 12 ausgebildet ist, auf effektive Weise
eine Breite L1 zu haben, die vergrößert werden kann, ohne dass
die Breite des Hebelkörpers 4 selbst
vergrößert wird.
Damit ist es möglich
einen Ventilkipphebel 1 zur Verfügung zu stellen, der einen kompakten
Aufbau und ein geringes Gewicht aufweist, während die im Schrauber befestigungsbereich 9 erforderliche
Festigkeit in ausreichendem Maße
im flachen äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungs wand 6 gesichert wird und daher die Breite
des Hebelkörpers 4 relativ
klein ist.
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Auch wenn der Ventilkipphebel 1 mit
den äußeren abgeschrägten Ecken 4a,
die zur Ausbildung des kleinen Krümmungsradius R durch plastische Verformungsverfahren
verformt sind, und der ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt, mit einer auf ihn einwirkenden
Kraft benutzt wird, kann eine äußere Kraft,
welche die einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 in
Querrichtung auseinander zu biegen versucht auf den Hebelkörper 4 einwirken,
wobei die einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 auf
vorteilhafte Weise der Kraft, die sie in Querrichtung auseinander
zu biegen versucht, in starkem Maße widerstehen können, so
dass eine mögliche
Verformung des Ventilkipphebels 1 als ganzes minimiert
wird.
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Es ist anzumerken, dass, da die Breite
L1 des flachen äußeren Oberflächenbereichs
der Verbindungswand 6 als Folge der Verwendung plastischer
Verformungsverfahren vergrößert ist,
dies in einer im Verhältnis
zu dem, was mit bekannten mechanischen Bearbeitungsverfahren möglich ist,
vorteilhaft kurzen Zeit erzielt werden kann. Somit führt dieser
zusätzliche
plastische Verformungsschritt, der bei der Fertigung des Hebelarms
mit einem im Wesentlichen umgekehrt U-förmigen Querschnitt nach dem Pressformschritt
erforderlich ist, nicht zu einer übermäßigen Verringerung der Produktivität.
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Die Breite L1 des flachen äußeren Oberflächenbereichs,
wie er in 2A gezeigt
ist, kann etwa gleich groß wie
der Außendurchmesser
der Sicherungsmutter 13 gewählt werden. Die Verwendung
einer Breite L1, die in etwa dem Außendurchmesser der Sicherungsmutter 13 entspricht,
ist effektiv und vorteilhaft, da die Sicherungsmutter 13 zuverlässig fest
angezogen werden kann und die Breite des Hebelkörpers 4 als Ganzes
im erforderlichen Ausmaß minimiert
werden kann und somit ein Ventilkipphebel 1, der eine kompakte
Struktur und ein geringes Gewicht aufweist, hergestellt werden kann.
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5 verdeutlicht
ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Dieses zweite Ausführungsbeispiel ähnelt im
Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel,
das in den 1 bis 9B dargestellt und unter
Bezugnahme auf diese Figuren beschrieben ist, abgesehen davon, dass
im zweiten Ausführungsbeispiel
die Verbindungswand 6 eine Wandstärke aufweist, die größer ist
als die anderer Bereiche des Hebelkörpers 4. Weitere strukturelle
Eigenschaften des Ventilkipphebels 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 5 ähneln denen,
die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt und
beschrieben wurden und werden daher im Folgenden aus Gründen der Kürze nicht
wiederholt.
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Die Verwendung einer Verbindungswand 6 mit
einer im Verhältnis
zu anderen Bereichen des Hebelkörpers 4 vergrößerten Wandstärke ist
vorteilhaft, da, obwohl die Breite des Hebelkörpers 4 weiter reduziert
wird, die erforderliche Festigkeit im Schraubenbefestigungsbereich 9 des
Hebelbereichs sichergestellt werden kann und es somit möglich ist,
einen Ventilkipphebel 1, der einen kompakten Aufbau und ein
geringes Gewicht aufweist, zur Verfügung zu stellen.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 6A bis 7B wird im Folgenden ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieses dritte Ausführungsbeispiel ähnelt im
Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, das
in den 1 bis 4B gezeigt und unter Bezugnahme
auf diese beschrieben ist, abgesehen davon, dass ein Bereich der
beiden einander gegenseitig zugewandten inneren Oberflächen der
einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 mit
Schraubengewindegängen 12b versehen
ist, während,
wie in 7B dargestellt,
die einander gegenseitig zugewandten inneren Oberflächen der
entsprechenden einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 in
zumindest diesen Bereichen einen Abstand L voneinander aufweisen,
der kleiner ist, als der Bohrungsdurchmesser des mit einem Gewinde
versehenen Lochs 12, das im Schraubenbefestigungsbereich 9 der
Verbindungswand 6 ausgebildet sind.
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Die Schraubengewindegänge 12b,
die jeweils in diesem Abschnitt der inneren Oberflächen der
beiden Seitenwände 5 ausgebildet
sind, nehmen einen entsprechenden Bereich einer zylindrischen Verlängerung
des mit einem inneren Schraubengewinde versehenen Lochs 12 ein.
Jedes Gewinde 12b besteht aus einer Mehrzahl von Schraubenzähnen, die
längs der
gleichen Schraubenlinie wie die Zähne des mit einem inneren Schraubengewinde
versehenen Lochs 12 herausstehen, so dass die mit einem äußeren Schraubengewinde
versehene Zapfenschraube 7a der Justierschraube 7,
wenn sie in das mit einem Gewinde versehene Loch 12 eingeschraubt
wird, nicht nur mit den Zähnen
des mit dem Gewinde versehenen Lochs 12, sondern ebenso
mit den Zähnen
der Schraubengewindegänge 12b in den
Seitenwänden 5 in
Eingriff kommen kann. Somit bilden die derartig in den Seitenwänden 5 ausgebildeten
Schraubengewindegänge 12b im
Wesentlichen entsprechende Teile der zylindrischen Verlängerung
des mit einem inneren Schraubengewinde versehenen Lochs 12 in
der Verbindungswand 6. Weitere strukturelle Merkmale des
Ventilkipphebels 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 6A bis 7B ähneln den in Verbindung mit
dem ersten Ausführungsbeispiel
gezeigten und beschriebenen Merkmalen und sind daher aus Gründen der
Kürze nicht
wiederholt.
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Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, das
in den 6A bis 7B gezeigt und unter Bezugnahme
auf diese Figuren beschrieben ist, bei dem die Schraubengewindegänge 12b in
den Seitenwänden 5 als
entsprechende Bereiche der zylindrischen Fortsetzung des mit einem
Gewinde versehenen Lochs 12 in der Verbindungswand 6 ausgebildet
sind, kann die Zapfenschraube 7a der Justierschraube 7 nicht nur
mit den Zähnen
des mit einem Gewinde versehenen Lochs 12, sondern auch
mit den Zähnen
der Schraubengewindegänge 12b in
den Seitenwän den 5 in
Gewindeeingriff kommen. Somit können
diese Bereiche der einander zugewandten inneren Oberflächen der
einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5 auch
als entsprechende Bereiche des mit einem Gewinde versehenen Lochs 12 genutzt
werden. Entsprechend kann nicht nur die Festigkeit der Schraubverbindung
gesichert werden, sondern ebenso kann die Breite L1 des flachen äußeren Oberflächenbereichs
des Hebelkörpers 4 weiter
verringert werden, und somit eine Verringerung der Größe und des
Gewichts des Ventilkipphebels 1 als Ganzes erleichtert werden.
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8 bis 9B illustrieren ein viertes
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, bei dem sie auf einen Ventilkipphebel
mit mittigem Drehpunkt, bei dem der Ventilkipphebel im Wesentlichen
in einem mittleren Bereich schwenkbar gelagert ist, angewandt wird,
im Unterschied zu den Ventilkipphebeln mit endseitiger Lagerung,
die in den 1 bis 7B gezeigt und unter Bezugnahme
auf diese beschrieben sind. Auch der Ventilkipphebel 1A mit mittiger
Lagerung ist auf einem Verbrennungsmotor montiert und darauf angepasst
zum selektiven Öffnen
und Schließen
eines Ventilkörpers
(nicht dargestellt) auf dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors von
einem obenliegenden Nocken 2A angetrieben zu werden, und
dabei eine Schwenkbewegung auszuüben.
Dieser Ventilkörper
ist fest oder integral mit dem unteren Ende einer Ventilstange 3Aa eines
Ventilteils 3A ausgebildet, das beweglich auf dem Motorenzylinderkopf
montiert ist. Der Ventilkipphebel 1A weist einen im Wesentlichen
länglichen
Hebelkörper 4A auf,
der aus einem metallischen Plattenmaterial unter Verwendung beliebiger
bekannter Pressformverfahren hergestellt wurde. Im Gegensatz zu
dem Typ mit der endseitigen Lagerung, bei dem die Justierschraube 7A als
Hebelteil dient, dient bei dem Typ mit mittiger Lagerung die verwendete
Justierschraube 7A als Ventilantriebsteil.
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Der Hebelkörper 4A ist in seinem
im Wesentlichen mittleren Bereich mittels einer Lagerachse 24 schwenkbar
gelagert und ist an einem seiner einander gegenüberstehenden Enden mit einer
Justierschraube 7A versehen, die als Ventilantriebsteil dient,
und an dem anderen seiner einander gegenüberstehenden Enden mit einer
Nockenfolger-Walze 10A versehen, die in Kontakt mit dem
obenliegenden Nocken 2A treten kann. Die Justierschraube 7A weist eine
mit einem äußeren Schraubengewinde
versehene Zapfenschraube 7Aa auf, deren eines Ende mit
einem Ventilantriebselement 7Ab ausgebildet ist, das eine
sphärische
Form aufweist. Ein oberes Ende der Ventilstange 3Aa ist
mit einem im Wesentlichen scheibenförmigen Aufnahmeteil 3Ac zur
Aufnahme des Ventilantriebselements 7Ab der Justierschraube 7A versehen.
Auch dieses Ventilteil 3A ist üblicherweise durch eine Druckfeder 3Ab,
welche um die Ventilstange 3Aa herum angeordnet ist, nach
oben hin vorgespannt.
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Wie am besten in den 9A und 9B zu
sehen ist, besteht der Hebelkörper 4A,
der aus einem einzelnen metallischen Plattenmaterial unter Verwendung
eines beliebigen bekannten Pressformverfahrens hergestellt wurde,
aus zwei einander gegenüberliegenden
Seitenwänden 5A und
einer die einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5A überbrückenden
Verbindungswand 6A, die miteinander zusammengefügt sind,
um dem Hebelkörper 4A einen im
Wesentlichen umgedreht U-förmigen
Querschnitt über
im Wesentlichen die gesamte Länge
des Hebelkörpers 4A zu
verleihen. Wie in 8 gezeigt
ist, nimmt die Verbindungswand 6A in Bezug auf den Motorenzylinderkopf
eine obere Position ein und ist an einer dem Ventilteil 3A gegenüberliegenden
Seite angeordnet.
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Der Hebelkörper 4A weist ein
im Wesentlichen gerades Seitenprofil auf, das jedoch, falls gewünscht, gewinkelt
sein kann. Die Verbindungswand 6A erstreckt sich im Wesentlichen über die
gesamte Länge
des Ventilkipphebels 1A, wobei jedoch ein Endbereich entfernt
ist, um ein Walzenfenster auszubilden, in dem die Nockenfolger-Walze 10A angeordnet
ist, die zur Ausbildung eines Rollkontakts mit dem obenliegenden Nocken 2A teilweise
hervorsteht. Der Hebeldrehpunkt, um den der Ventilkipphebel 1A eine Schwenkbewegung
ausübt,
wird durch eine Lagerstange 24 gebildet. Diese Lagerstange 24 steht über Buchsen 25 mit
Lagerlöchern 22 in
Kontakt, welche jeweils in einem im Wesentlichen mittleren Bereich der
einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5A ausgebildet
sind.
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Wie in 8 dargestellt,
ist die Walze 10A drehbar auf einer Lagerachse 19A montiert,
die mit ihren einander gegenüberstehenden
Enden von den einander gegenüberstehenden
Seitenwänden 5A fest
gehalten wird. Bei der Lagerachse 19A sind die einander
gegenüberstehenden
Enden fest von den korrespondierenden Lagerlöchern 16A aufgenommen,
die in den einander gegenüberstehenden
Seitenwänden 5A ausgebildet
sind. Es ist anzumerken, dass der genaue Aufbau der Walze 10A im
Ausführungsbeispiel
mit einer mittigen Drehachse so ausgeführt sein kann, wie dies in
einer der 3A bis 3C gezeigt und unter Bezugnahme
auf diese Figuren beschrieben ist.
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Der Endbereich der der Walze 10A entfernt liegenden
Verbindungswand 6A, der einen Schraubenbefestigungsbereich 9A bildet,
ist mit einem ein inneres Schraubengewinde aufweisendem Loch 12A zum
Einschrauben von Justierschrauben 7A versehen, wie dies
im Folgenden im Detail beschrieben wird. Die Justierschraube 7A,
die eine mit einem äußeren Schraubengewinde
versehene Zapfenschraube 7Aa aufweist, ist an diesem Endbereich
der Verbindungswand 6A durch Einschrauben der Zapfenschraube 7Aa in
das mit einem Gewinde versehene Loch 12A derart montiert,
dass ein oberer Endbereich der Zapfenschraube 7Aa um ein
Stück nach
außen
aus der Verbindungswand 6A herausstehen kann. Die Sicherungsmutter 13 wird
auf den oberen Endbereich der Zapfenschraube 7Aa aufgeschraubt, bis
sie in festen Kontakt mit der Verbindungswand 6A steht,
und dadurch die Justierschraube 7A in einer Stellung relativ
zur Verbindungswand 6A und somit zum He belkörper 4A fixiert
ist, auf eine ähnliche
Weise wie zuvor beschrieben.
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Wie in den 9A und 9B deutlich
gezeigt ist, ist der Endbereich des Hebelkörpers 4A, in dem das
mit einem Gewinde versehene Loch 12A angeordnet ist, bezüglich seiner
Breite verjüngt,
so dass sich ein verjüngter
Seitenwandabschnitt 4Ab bildet, derart, dass die entsprechenden
Bereiche der einander zugewandten inneren Oberflächen der einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5A um
einen Abstand LA voneinander entfernt stehen,
wobei die einander zugewandten inneren Oberflächen des verjüngten Seitenwandabschnitts 2Ab mit
entsprechenden Schraubengewindegängen 12Ab ausgebildet sind,
welche entsprechende einander gegenüberstehende Bereiche der zylindrischen
Fortsetzung des mit einem inneren Schraubengewinde versehenen Lochs 12A einnehmen
und die eine Mehrzahl von Schraubenzähnen aufweisen, die entlang
der gleichen Schraubenlinie wie die Zähne des mit dem inneren Schraubengewinde
versehenen Lochs 12A hervorstehen. Wenn dementsprechend
die Justierschraube 7A in das mit dem Gewinde versehene Loch 12A eingesetzt
wird, kann die mit einem äußeren Schraubengewinde
versehene Zapfenschraube 7Aa der Justierschraube 7A nicht
nur mit den Zähnen des
mit dem Gewinde versehenen Lochs 12A, sondern auch mit
den Zähnen
der Schraubengewindegänge 12Ab in
den Seitenwänden 5A in
einen Gewindeeingriff kommen.
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Es ist jedoch anzumerken, dass der
verjüngte
Seitenwandabschnitt 4Ab, in dem das mit dem Gewinde versehene
Loch 12A und die Schraubengewindegänge 12Ab ausgebildet
sind, nicht immer erforderlich ist und der Hebelkörper 4A auch
im Wesentlichen über
seine gesamte Länge
die gleiche Breite aufweisen kann. Es ist ebenso anzumerken, dass
die Schraubengewindegänge 12Ab,
die an entsprechenden Bereichen der zylindrischen Fortsetzung des
mit dem Gewinde versehenen Lochs 12A ausgebildet sind nicht
unbedingt erforderlich sind und somit weggelassen werden können.
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Da die äußeren Ecken, die durch die
Biegearbeit zwischen einer äußeren Oberfläche der
Verbindungswand 6A und einer äußeren Oberfläche der jeweiligen
Seitenwand 5A plastisch verformt sind um einen geringen
Krümmungsradius
aufzuweisen, haben auch bei diesem Ventilkipphebel 1A die
resultierenden plastisch verformten Bereiche, d. h. die äußeren abgeschrägten Kanten 4Aa,
einen ungewöhnlich gestalteten
Krümmungsradius
R, der es dem flachen äußeren Oberflächenbereich
der Verbindungswand 6A, wo das mit einem inneren Schraubengewinde versehene
Loch 12A ausgebildet ist, auf effektive Weise erlaubt,
eine Breite aufzuweisen, die vergrößert werden kann, ohne dass
die Breite des Hebelkörpers 4A selbst
vergrößert wird.
Dadurch ist es möglich,
einen Ventilkipphebel 1A zur Verfügung zu stellen, der einen
kompakten Aufbau und ein geringes Gewicht aufweist, während die
im Schraubenbefestigungsbereich 9A erforderliche Festigkeit
in ausreichendem Maße
sichergestellt ist, und dennoch die Breite des Hebelkörpers 4A einen
relativ kleinen Wert aufweisen kann.
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Weitere strukturelle Merkmale und
Vorteile, die durch einen Ventilkipphebel 1A gemäß dem Ausführungsbeispiel
der 8 bis 9B erzielt werden, ähneln denen,
die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt und
beschrieben wurden und werden daher aus Gründen der Kürze nicht wiederholt.
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Unter Bezugnahme auf die 10 und 11 wird im Folgenden ein Ventilkipphebel
gemäß einem fünftem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben, bei dem die Erfindung auf einen Typ mit
endseitiger Lagerung angewendet wird. Auch dieser Ventilkipphebel 1B ist
auf einem Verbrennungsmotor montiert und darauf angepasst, dass
er durch einen obenliegenden Nocken 2B angetrieben wird,
so dass er eine Schwenkbewegung zum selektiven Öffnen und Schließen eines
Ventilkörpers
(nicht dargestellt) auf dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors
ausübt.
Dieser Ventilkörper
ist fest oder integral mit einem unteren Ende einer Ventil stange 3Ba des
Ventilteils 3B befestigt, das beweglich auf dem Motorenzylinderkopf
montiert ist. Der Ventilkipphebel 1B weist einen im Wesentlichen
länglichen
Hebelkörper 4B auf,
der aus einem metallischen Plattenmaterial unter Verwendung eines
beliebigen bekannten Pressformverfahrens hergestellt wurde. Der
Hebelkörper 4B weist
ein Ende auf, das ein Hebelwiderlager 14 ausbildet, das,
wie in 10 dargestellt,
nach oben hin konkav ausgeführt
ist und schwenkbar von einem Kniegelenkbolzen (pivot fulcrum member) 15 gestützt ist.
Insbesondere ist der Kniegelenkbolzen 15 an seinem oberen
Ende im Wesentlichen halbsphärisch
abgerundet ausgebildet und lagert den Hebelkörper 4B mit seinem
abgerundeten oberen Ende, das gleitend mit dem Hebelwiderlagerbereich 14 in Kontakt
steht.
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Das andere Ende des Hebelkörpers 4B ist mit
einem Ventilantriebsbereich 8B versehen, der mit dem oberen
Ende der Ventilstange 3Ba des Ventilteils 3B in
Kontakt treten kann. Das Ventilteil 3B ist nach oben und
unten bewegbar, ist jedoch normalerweise, wie in 10 dargestellt, durch eine Druckfeder 3Bb nach
oben vorgespannt.
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Die Walze 10B ist drehbar
auf einer Halteachse 19B gelagert, deren einander gegenüberstehende
Enden fest von korrespondierenden Lagerlöchern 16B, die in
den einander gegenüberstehenden Seitenwänden 5B ausgebildet
sind, aufgenommen sind. Es ist anzumerken, dass der genaue Aufbau
der Walze 10B in diesem Ausführungsbeispiel so ausgeführt werden
kann, wie dies in einer der 3A bis 3C dargestellt ist und unter
Bezugnahme auf diese Figuren beschrieben wurde.
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Der Hebelkörper 4B, der aus einem
einzelnen Plattenmaterial wie einer Stahlplatte unter Verwendung
von Pressformverfahren ausgebildet wurde, besteht aus einander gegenüberstehenden
Seitenwänden 5B und
einer Verbindungswand 6B, die die einander gegenüberstehenden
Seitenwände 5B überbrückt, so
dass sich ein im Wesentlichen U-förmiger Querschnitt über im Wesentlichen
die gesamte Länge
des Hebelkörpers 4B ergibt.
Die Verbindungswand 6B nimmt im Verhältnis zum Motorenzylinderkopf
eine untere Position ein und ist auf der gleichen Seite wie das
Ventilteil 3B positioniert. Der Hebelkörper 4B weist ein
seitliches Profil auf, das im Wesentlichen gerade ist, jedoch auch
gewinkelt sein kann.
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Die Verbindungswand 6B erstreckt
sich über im
Wesentlichen die gesamte Länge
des Hebelkörpers 4B,
ist jedoch in einem mittleren Abschnitt entfernt um ein Walzenfenster 11B auszubilden,
durch das die Walze 10B teilweise hervorstehen kann. Ein dem
Ventilteil 3 benachbarter Bereich der Verbindungswand 6B bildet
einen Ventilantriebsbereich 8B zum Kontakt mit dem oberen
Ende der Ventilstange 3a aus, während der dazu gegenüberliegende
Endbereich einen Hebelwiderlagerbereich 14 zur Aufnahme
des Kniegelenkbolzens 15 ausbildet.
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Auch bei diesem Ventilkipphebel 1B sind
die beiden äußeren seitlichen
Ecken, die von einer äußeren Oberfläche der
Verbindungswand 6B und einer äußeren Oberfläche der
jeweiligen durch Biegen hergestellten Seitenwände 5B begrenzt sind,
verformt, um einen unter Verwendung von plastischen Verformungsverfahren
hergestellten plastisch verformten Bereich auszubilden, so dass
die entsprechende äußere abgeschrägte Ecke,
wie sie oben definiert wurde, einen geringen Krümmungsradius R aufweisen kann
(s. 4A und 4B). Dieser plastisch verformte Bereich 4Ba ähnelt dem
des ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung und ist in einer ähnlichen Weise hergestellt,
wie dies im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben
ist. Dementsprechend kann der Krümmungsradius
der beiden äußeren abgeschrägten Ecken 4Ba einen
Wert aufweisen, der kleiner als die Wandstärke des Hebelkörpers 4B ist,
insbesondere kann er einen Wert haben, der gleich oder kleiner als
70 % der Wandstärke
des Hebelkörpers 4B ist.
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Das Vorhandensein des plastisch verformten Bereichs,
also der äußeren abgeschrägten Ecke 4Ba mit
dem ungewöhnlich
gestalteten Krümmungsradius R
erlaubt es dem flachen äußeren Oberflächenbereich
der zum Hebelwiderlagerbereich 14 benachbarten Verbindungswand 6B auf
effektive Weise eine Breite aufzuweisen, die vergrößert werden
kann, ohne dass die Breite des Hebelkörpers 4B selbst vergrößert wird.
Dadurch ist es möglich
einen Ventilkipphebel 1B zur Verfügung zu stellen, der einen
kompakten Aufbau und ein geringes Gewicht aufweist, während die
im Hebelwiderlagerbereich 14 erforderliche Festigkeit in
ausreichendem Maße
sichergestellt ist und dennoch die Breite des Hebelkörpers 4B einen
relativ kleinen Wert haben kann.
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Auch wenn die vorliegende Erfindung
ausführlich
im Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben wurde, die jedoch nur zu Zwecken der Veranschaulichung
verwendet wurden, wird der Fachmann problemlos unterschiedliche Änderungen
und Modifikationen, die im offensichtlichen Bereich liegen, entnehmen
können,
wenn er die hierin dargestellte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
liest. Dementsprechend sind solche Änderungen und Modifikationen
als mit aufgenommen anzusehen.