Kipphebel

Ein Kipphebel ist ein schwenkender Hebel, der eines der letzten Glieder in der Kette jener Bauteile bildet, die für das Öffnen der Motorventile zuständig sind. Im Zylinderkopf angeordnet, wippt er auf einem festen Drehpunkt hin und her, wobei das eine Ende vom Ventiltrieb des Motors angetrieben wird und das andere Ende auf den Schaft eines Ventils drückt. Seine Aufgabe besteht darin, die von der Nockenwelle gelieferte Bewegung in das präzise Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile zu übersetzen, das den Motor atmen lässt.

Wie der Kipphebel seine Bewegung erhält, hängt von der Bauart des Motors ab. Bei einem Motor mit untenliegender Nockenwelle, bei dem die Nockenwelle tief im Block sitzt, läuft eine Stoßstange von einem Nockenfolger nach oben und hebt das eine Ende des Kipphebels, der schwenkt und am anderen Ende das Ventil aufdrückt. Bei einem Motor mit obenliegender Nockenwelle ist die Nockenwelle unmittelbar über den Ventilen im Kopf angeordnet, und ihre Nocken wirken ohne dazwischenliegende Stoßstange auf den Kipphebel, mitunter über eine Rolle zur Reibungsminderung. In beiden Fällen ist der Kipphebel das Bauteil, das letztlich auf den Ventilschaft drückt und, sobald sich der Nocken wegdreht, das Ventil von der Ventilfeder wieder schließen lässt.

Eine der nützlichsten Eigenschaften des Kipphebels ist seine Fähigkeit, als mechanischer Hebel zu wirken und so die Bewegung zu verstärken. Da der Drehpunkt den Hebel in zwei Seiten teilt, lassen sich die Abstände vom Drehpunkt zu den beiden Enden ungleich gestalten, woraus sich ein Übersetzungsverhältnis ergibt. Eine verbreitete Auslegung erzeugt ein Verhältnis größer als eins zu eins, sodass ein bestimmter Nockenhub am Eingang in einen größeren Ventilhub am Ausgang verstärkt wird. Damit können Konstrukteure den gewünschten Ventilhub mit einer kleineren, sanfteren Nockenkontur erreichen, und Tuner verbauen mitunter Kipphebel mit höherem Übersetzungsverhältnis, um den Hub zu vergrößern und die Füllung zu verbessern.

Der Kipphebel arbeitet in einem System, das geringe Maßänderungen und Verschleiß ausgleichen muss. Das Spiel zwischen Kipphebel und Ventilschaft, das Ventilspiel, muss korrekt eingehalten werden: Ist es zu klein, schließt das Ventil womöglich nicht vollständig, ist es zu groß, wird der Ventiltrieb laut und das Ventil öffnet weniger weit als vorgesehen. Viele Motoren regeln dies automatisch über hydraulische Ventilspielausgleichselemente, die häufig in den Kipphebeln oder ihren Lagerpunkten sitzen und das Spiel mithilfe von unter Druck stehendem Öl geräuschlos aufnehmen, sodass eine regelmäßige manuelle Einstellung entfällt. Andere behalten starre Anordnungen bei, die in den Wartungsintervallen geprüft und mit Distanzplättchen eingestellt werden müssen.

Werkstoffe und Konstruktion haben sich erheblich weiterentwickelt. Klassische Kipphebel wurden aus Stahl gestanzt oder aus Gusseisen gefertigt, während moderne Motoren geschmiedeten Stahl, Aluminium oder rollengelagerte Ausführungen nutzen, die Reibung und Verschleiß an den Kontaktstellen verringern. Unabhängig von der Bauweise bleibt der Kipphebel ein kleines, aber zentrales Bauteil, das im Zusammenspiel mit der Nockenwelle, den gegebenenfalls vorhandenen Stoßstangen, den Ventilfedern und den Ventilen selbst tausende Hübe pro Minute vollführt, damit der Motor sauber ansaugt und ausstößt.