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EP0301267B1 - Kugelgelenk, welches zwischen einen Kipphebel und einen Ventilschaft eines Verbrennungsmotors eingeschaltet ist - Google Patents

Kugelgelenk, welches zwischen einen Kipphebel und einen Ventilschaft eines Verbrennungsmotors eingeschaltet ist Download PDF

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EP0301267B1
EP0301267B1 EP88110594A EP88110594A EP0301267B1 EP 0301267 B1 EP0301267 B1 EP 0301267B1 EP 88110594 A EP88110594 A EP 88110594A EP 88110594 A EP88110594 A EP 88110594A EP 0301267 B1 EP0301267 B1 EP 0301267B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
socket
ball
valve stem
joint according
socket joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP88110594A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0301267A1 (de
Inventor
Walter Dipl.-Ing. Speil
Dieter Schmidt
Michael Dipl.-Ing. Zipprath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INA Waelzlager Schaeffler OHG
Original Assignee
INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INA Waelzlager Schaeffler OHG filed Critical INA Waelzlager Schaeffler OHG
Publication of EP0301267A1 publication Critical patent/EP0301267A1/de
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Publication of EP0301267B1 publication Critical patent/EP0301267B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/2411—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the valve stem and rocker arm
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L2001/187—Clips, e.g. for retaining rocker arm on pivot

Definitions

  • the invention relates to a between a rocker arm and a valve stem of an internal combustion engine ball joint, consisting of a cooperating with the rocker arm pin with a spherical end face, which cooperates with a spherical cap of a joint shell, which on its side opposite the spherical cap has a flat surface with which it opposes the valve stem rests, with the pin or a component connected to it starting from a holding element which engages behind the outer surface of the joint shell in such a way that it is held captively on the pin.
  • the invention has for its object to avoid with a simple structural measure unwanted play between the cooperating with the rocker arm pin with a spherical end face on the one hand and the spherical cap of a joint shell on the other hand and at the same time to achieve that on the flat surface of the joint shell, which cooperates with the valve stem , no unwanted wear occurs.
  • the holding element is designed as a spring element which rests under elastic prestress on the joint shell and thus holds the spherical end face of the pin in play-free contact in the spherical cap, the spring element being shaped and / or at such a point the joint cup rests that it is pivoted by such an angular amount with respect to the longitudinal axis of the pin that its flat surface runs parallel to the end face of the valve stem.
  • FIGS. 4, 6 and 8 plan views of the embodiments according to FIGS. 3, 5 and 7.
  • a known hydraulic lash adjuster 2 is arranged in a rocker arm 1 and has a pin 4 with a spherical end face 5 at its end facing the valve stem 3.
  • This spherical end face 5 engages in the spherical cap 6 of the joint shell 7, which has a flat face 8 at its opposite end, with which it is in contact with the end face of the valve stem 3.
  • the jacket surface 9 of the joint shell 7 is spherical.
  • a leaf spring 10 is provided, which sits on the one hand with a cylindrical collar 11 on the end of the piston of the hydraulic play compensation element 2 and is fastened there by rolling into a circumferential groove, while on the other hand has a bow-like leg 12, which has a circular bore, with the edge of which it rests on the spherical lateral surface 9 and thereby ensures play-free contact between the spherical cap 6 and the spherical end surface 5.
  • the edge of the circular bore is slightly shaped in the form of a spherical cap to form a contact surface, the surface of which is adapted to the lateral surface 9 of the joint shell 7.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the type that can be used in motors with manual play adjustment.
  • the rocker arm 13 has a bore 14 into which an extension 15 of the Pin 4 is inserted.
  • the pin 4 is here, as in the example described above, in contact with the joint shell 7, which in this case, however, has no spherical outer surface. Rather, it has at its end adjacent to the spherical cap of the pin 4 a radial flange 16, against whose radial surface 17 facing away from the pin 4 the first leg 18 of the leaf spring 19 bears.
  • the second leg 20 of the leaf spring 19 is embedded on the one hand between a flat surface of the rocker arm 13 and on the other hand a radial surface 21 of a radial flange 22 which is arranged on the pin 4 at a distance from its spherical end face.
  • Figure 2 shows that the leg 18 of the leaf spring 19 in this embodiment acts so eccentrically on the radial surface 17 of the radial flange 16 that the joint shell 7 is pivoted by such an angular amount relative to the longitudinal axis of the pin 4 that its flat surface 8 parallel runs to the end face of the valve stem 3. This ensures that when the joint shell 7 is placed on the valve stem 3, no additional wear-promoting tilting movement of the joint shell is required.
  • Figures 3 and 4 corresponds essentially to the embodiment of Figure 2.
  • Figures 3 and 4 show that the second leg 20 of the leaf spring 19 surrounds the extension 15 of the pin 4 fork-like and that the ends 23 of the fork arms so are angled so that they engage behind the radial flange 22 and thus prevent the leaf spring from slipping.
  • FIGS. 5 and 6 largely corresponds to the overall structure. Design according to Figure 1, while the attachment of the leaf spring largely corresponds to Figures 3 and 4.
  • FIGS. 7 and 8 show constructions in which the spring element is formed from round wire. Otherwise, this construction also corresponds in its basic structure to the previously described exemplary embodiments.
  • FIGS. 9 and 10 show a further variant, which differs from the previous one in that the flat surface 8 of the joint shell 7, with which it rests against the valve stem 3, has a larger diameter than the valve stem 3
  • Both legs 18 of the leaf spring 19 bifurcated at their ends abut on both sides of the valve stem 3 against the region of the flat surface 8 which projects beyond them and thus hold the joint shell 7 in contact with the spherical end surface of the pin 4.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein zwischen einen Kipphebel und einen Ventilschaft eines Verbrennungsmotors eingeschaltetes Kugelgelenk, bestehend aus einem mit dem Kipphebel zusammenwirkenden Zapfen mit balliger Stirnfläche, die mit einer Kugelkalotte einer Gelenkschale zusammenwirkt, weiche an ihrer der Kugelkalotte gegenüberliegenden Seite eine Planfläche aufweist, mit dem sie gegen den Ventilschaft anliegt, wobei von dem Zapfen oder einem mit diesem verbundenen Bauteil ein Halteelement ausgeht, das die Mantelfläche der Gelenkschale derart hintergreift, daß diese verliersicher am Zapfen gehalten ist.
  • Es ist bereits eine Ausführung vorgeschlagen worden, bei welcher die Gelenkschale derart von einem Halteelement hintergriffen wurde, daß sie verliersicher am Zapfen gehalten war. Die Ausbildung war dabei so getroffen, daß zwischen der balligen Stirnfläche des Zapfens einerseits und der Kugelkalotte der Gelenkschale andererseits Spiel auftreten konnte. Dies führte dann an dieser Kontaktstelle zu zusätzlichem Verschleiß, der vermieden werden sollte (EP-A-02 23 898).
  • Es ist auch bereits bekanntgeworden, bei einer als Kugelgelenk ausgebildeten Schlepphebelabstützung in einem Ventiltrieb das den Zapfen tragende Schlepphebelende und die am Zylinderkopf befestigte Kugelkalotte durch eine Feder zusammenzuhalten, welche gleichzeitig den Schlepphebel in Richtung einer Ventilbetätigung vorspannt. Diese Ausführung ist mit dem Anmeldungsgegenstand deshalb nicht vergleichbar, weil sie an einer anderen Stelle des Ventiltriebes angeordnet ist und weil insbesondere das die Kalotte tragende Teil nicht mit dem Ventilschaft zusammenwirkt (GB-A-21 53 431).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer einfachen baulichen Maßnahme unerwünschtes Spiel zwischen dem mit dem Kipphebel zusammenwirkenden Zapfen mit balliger Stirnseite einerseits und der Kugelkalotte einer Gelenkschale andererseits zu vermeiden und gleichzeitig zu erreichen, daß an der Planfläche der Gelenkschale, die mit dem Ventilschaft zusammenwirkt, kein unerwünschter Verschleiß auftritt.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch daß das Halteelement als Federelement ausgebildet ist, das unter elastischer Vorspannung an der Gelenkschale anliegt und so die ballige Stirnfläche des Zapfens in spielfreier Anlage in der Kugelkalotte hält, wobei das Federelement so geformt ist und/oder an einer solchen Stelle der Gelenkschale anliegt, daß diese um einen solchen Winkelbetrag gegenüber der Längsachse des Zapfens geschwenkt ist, daß ihre Planfläche parallel zur Stirnfläche des Ventilschaftes verläuft.
  • Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
  • Die Zeichnungen zeigen in den Figuren 1, 2, 3, 5, 7, 9 und 10 Längsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen der Erfindung und in den Figuren 4, 6 und 8 Draufsichten auf die Ausführungen nach den Figuren 3, 5 und 7.
  • Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführung ist in einem Kipphebel 1 ein bekanntes hydraulisches Spielausgleichselement 2 angeordnet, welches an seinem dem Ventilschaft 3 zugekehrten Ende einen Zapfen 4 mit balliger Stirnfläche 5 aufweist. Diese ballige Stirnfläche 5 greift ein in die Kugelkalotte 6 der Gelenkschale 7, die an ihrem entgegengesetzten Ende eine Planfläche 8 aufweist, mit welcher sie mit der Stirnfläche des Ventilschaftes 3 in Kontakt steht.
  • Die Mantelfäche 9 der Gelenkschale 7 ist ballig ausgebildet. Zur spielfreien Halterung der Gelenkschale 7 an der balligen Stirnfläche 5 des Zapfens 4 ist eine Blattfeder 10 vorgesehen, die einerseits mit einem zylindrischen Bund 11 auf dem Ende des Kolbens des hydraulischen Spielausgleichselementes 2 sitzt und dort durch Einrollen in eine Umfangsnut befestigt ist, während sie andererseits einen bügelartigen Schenkel 12 aufweist, der eine Kreisbohrung besitzt, mit deren Rand er an der balligen Mantelfläche 9 anliegt und dadurch spielfreien Kontakt zwischen der Kugelkalotte 6 und der balligen Stirnfläche 5 gewährleistet. Der Rand der Kreisbohrung ist dabei zur Bildung einer Anlagefläche geringfügig in Form einer Kugelkalotte ausgeformt, deren Oberfläche der Mantelfläche 9 der Gelenkschale 7 angepaßt ist.
  • In Figur 2 ist eine Ausführung dargestellt, wie sie bei Motoren mit manueller Spieleinstellung angewendet werden kann. Dabei weist der Kipphebel 13 eine Bohrung 14 auf, in welche eine Verlängerung 15 des Zapfens 4 eingesetzt ist. Der Zapfen 4 steht hier wie auch beim vorher beschriebenen Beispiel in Kontakt mit der Gelenkschale 7, die in diesem Falle jedoch keine ballige Mantelfläche besitzt. Sie weist vielmehr an ihren der Kugelkalotte des Zapfens 4 benachbarten Ende einen Radialflansch 16 auf, gegen dessen dem Zapfen 4 abgekehrte Radialfläche 17 der erste Schenkel 18 der Blattfeder 19 anliegt. Der zweite Schenkel 20 der Blattfeder 19 ist eingebettet einerseits zwischen eine Planfläche des Kipphebels 13 und andererseits eine Radialfläche 21 eines Radialflansches 22, welcher an dem Zapfen 4 im Abstand von dessen balliger Stirnfläche angeordnet ist.
  • Die Figur 2 läßt erkennen, daß der Schenkel 18 der Blattfeder 19 bei dieser Ausführung derart außermittig an der Radialfläche 17 des Radialflansches 16 angreift, daß dadurch die Gelenkschale 7 um einen solchen Winkelbetrag gegenüber der Längsachse des Zapfens 4 geschwenkt wird, daß ihre Planfläche 8 parallel zur Stirnfläche des Ventilschaftes 3 verläuft. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Aufsetzen der Gelenkschale 7 auf den Ventilschaft 3 keine zusätzliche verschleißfördernde Kippbewegung der Gelenkschale erforderlich ist.
  • Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Variante entspricht im wesentlichen der Ausführung nach Figur 2. Die Figuren 3 und 4 lassen erkennen, daß der zweite Schenkel 20 der Blattfeder 19 die Verlängerung 15 des Zapfens 4 gabelartig umgreift und daß die Enden 23 der Gabelarme so abgewinkelt sind, daß sie den Radialflansch 22 hintergreifen und damit ein Abrutschen der Blattfeder vermeiden.
  • Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Variante entspricht in ihrem Gesamtaufbau weitgehend der. Ausführung nach Figur 1, während die Befestigung der Blattfeder weitgehend den Figuren 3 und 4 entspricht.
  • Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen das Federelement jeweils als Blattfeder ausgebildet war, zeigen die Figuren 7 und 8 Konstruktionen, bei welchen das Federelement aus Runddraht geformt ist. Ansonsten entspricht auch diese Konstruktion in ihrem Grundaufbau den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen.
  • In den Figuren 9 und 10 ist eine weitere Variante dargestellt, die sich dadurch von den vorhergehenden unterscheidet, daß bei ihr die Planfläche 8 der Gelenkschale 7, mit der diese gegen den Ventilschaft 3 anliegt, einen größeren Durchmesser aufweist, als der Ventilschaft 3. Die beiden Schenkel 18 der an ihrem Ende gegabelten Blattfeder 19 liegen zu beiden Seiten des Ventilschaftes 3 gegen den diesen überragenden Bereich der Planfläche 8 an und halten so die Gelenkschale 7 in Kontakt mit der balligen Stirnfläche des Zapfens 4.

Claims (7)

  1. Zwischen einen Kipphebel und einen Ventilschaft eines Verbrennungsmotors eingeschaltetes Kugelgelenk, bestehend aus einem mit dem Kipphebel zusammenwirkenden Zapfen mit balliger Stirnfläche, die mit einer Kugelkalotte einer Gelenkschale zusammenwirkt, welche an ihrer der Kugelkalotte gegenüberliegenden Seite eine Planfläche aufweist, mit der sie gegen den Ventilschaft anliegt, wobei von dem Zapfen oder einem mit diesem verbundenen Bauteil ein Halteelement ausgeht, das die Gelenkschale derart hintergreift, daß diese verliersicher am Zapfen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement als Federelement (10, 19) ausgebildet ist, das unter elastischer Vorspannung an der Gelenkschale (7) anliegt und so die ballige Stirnfläche (5) des Zapfens (4) in spielfreier Anlage in der Kugelkalotte (6) hält, wobei das Federelement (19) so geformt ist und/oder an einer solchen Stelle der Gelenkschale (7) anliegt, daß diese um einen solchen Winkelbetrag gegenüber der Längsachse des Zapfens (4) geschwenkt ist, daß ihre Planfläche (8) parallel zur Stirnfläche des Ventilschaftes (3) verläuft.
  2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (9) der Gelenkschale (7) so ballig ausgebildet ist, daß sie an dem der Kugelkalotte (6) benachbartem Ende einen größeren Außendurchmesser aufweist, als an dem der Planfläche (8) benachbarten Ende, und daß das Federelement (10, 19) eine Kreisbohrung aufweist, mit deren Rand es an der balligen Mantelfläche (9) anliegt.
  3. Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Kreisbohrung zur Bildung einer Anlagefläche geringfügig in Form einer Kugelkalotte ausgeformt ist.
  4. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkschale (7) an ihrem der Kugelkalotte (6) benachbarten Ende einen Radialflansch (16) aufweist, gegen dessen dem Zapfen 4 abgekehrte Radialfläche (17) die Blattfeder (19) anliegt.
  5. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Planfläche (8) der Gelenkschale (7), mit der sie gegen den Ventilschaft (3) anliegt, einen größeren Durchmesser als der Ventilschaft (3) aufweist und der gegabelte Schenkel (18) der Blattfeder (19) gegen den den Ventilschaft (3) radial überragenden Bereich der Planfläche (8) anliegt.
  6. Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10, 19) als im wesentlichen U-förmiger Bügel ausgebildet ist, dessen erster Schenkel (18) gegen die Gelenkschale (7) drückt, während sein zweiter Schenkel (20) an dem Zapfen (4) befestigt ist.
  7. Kugelgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4) im Abstand von der balligen Stirnfläche (5) einen Radialflansch (22) aufweist, gegen dessen der balligen Stirnfläche (5) abgekehrte Radialfläche (21) der zweite Schenkel (20) des Bügels anliegt.
EP88110594A 1987-07-30 1988-07-02 Kugelgelenk, welches zwischen einen Kipphebel und einen Ventilschaft eines Verbrennungsmotors eingeschaltet ist Expired - Lifetime EP0301267B1 (de)

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DE3725245 1987-07-30

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EP0301267A1 EP0301267A1 (de) 1989-02-01
EP0301267B1 true EP0301267B1 (de) 1991-12-11

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Country Status (7)

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US (1) US4856468A (de)
EP (1) EP0301267B1 (de)
JP (1) JPH0686805B2 (de)
AU (1) AU598673B2 (de)
BR (1) BR8803765A (de)
DE (2) DE3725245A1 (de)
ES (1) ES2028194T3 (de)

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