DE19718794A1

DE19718794A1 - Hebelartiger Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19718794A1
Application number: DE19718794A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hertrich; Hubert Dipl Ing Geus; Volker Hauke; Martin Dipl Ing Jaekel; Roland Jordan
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1997-05-03
Filing date: 1997-05-03
Publication date: 1998-11-12

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen hebelartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Nockenfolger geht gattungsbildend aus der US-PS 46 28 874 hervor. Hier kann der Fachmann sich beispielsweise Fig. 4a entnehmen, daß in den Bohrungen des Hebels für den Bolzen einer Rolle Ringnuten appliziert sind. In diese Ringnuten soll sich das durch eine Verstemmung verdrängte Material des Bolzens erstrecken. Nachteilig ist es bei dieser vorbekannten Ausführungsform zum einen, daß die Fertigung der separaten Ringnuten in nerhalb der Bohrungen sich als relativ aufwendig erweist. Zum anderen ist hier zwar eine axiale Lagefixierung des Bolzens vorgesehen, jedoch kann nicht über den gesamten Betriebszeitraum des gezeigten Nockenfolgers garantiert werden, daß dieser sich nicht in Umfangsrichtung löst.

Auch sind der Fachwelt Lösungen bekannt, bei welcher sich das stirnseitig des Bolzens verstemmte Material in eine gleichmäßig umlaufende Fase eines Boh rungsendes im Bereich einer Stirnseite des jeweiligen Nockenfolger erstreckt. Dieser Formschluß bewirkt zwar auch zumindest eine axiale Sicherung des jeweiligen Bolzens, jedoch besteht ebenfalls die Gefahr dessen Losbrechens in Umfangsrichtung.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Nockenfolger der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei welchem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln eine über die gesamte Betriebsdauer des Ventiltriebs hinweg sichere Befestigung dessen Bolzens zur Abstützung eines Gegenläufers in axialer und radialer Richtung geschaffen ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst, wobei zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung Gegenstand der nachfolgenden Unteransprüche sind.

Dadurch, daß nach Anspruch 1 die Fase unsymmetrisch im Bereich der Stirnsei ten des Nockenfolgers ausgebildet ist, wird beim Verstemmen ein zumindest teilweise unterschiedliches Fließverhalten des verstemmten Bolzenmaterials erzielt. Das in den Bereich größter Breite der Fase beim Verstemmen fließende Material verbleibt dort plastisch verformt, so daß durch Formschluß der Bolzen in axialer Richtung hervorragend lagefixiert ist. Andererseits erzeugt das Material des Bolzens, welches in Richtung der kleinsten Breite der Fase verstemmt ist, in diesem Bohrungsbereich eine hervorragende elastische Vorspannung, so daß hierdurch der Bolzen sehr gut in Verdrehrichtung gesichert ist.

Um die Belastung für den Nockenfolger im Bereich seiner Bohrungen für den Bolzen zu minimieren, ist es in zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung vor geschlagen, den Bereich der Bohrung, welcher durch den die Rolle beaufschla genden Nocken am stärksten belastet wird, mit der Fase geringster Breite zu versehen. Somit besitzt der Bolzen in der entsprechenden Bohrung eine genü gend große Aufstandsfläche. Diesem am stärksten belasteten Abschnitt mit kleinster Fase soll im diametral gegenüberliegenden sowie am schwächsten belasteten Abschnitt der Bohrung die Fase mit der größten Breite gegenüber liegen.

Wahlweise können die Fasen durch Axialversatz ihres Fertigungsmittels wie eines Senkwerkzeuges bzw. durch Schrägstellung des gleichen erzielt werden. Der Axial- bzw. Parallelversatz des Werkzeuges in bezug auf die Axiallinie des Bolzens erweist sich hinsichtlich einfach durchzuführender Qualitätssicherungs maßnahmen positiv.

Vorgeschlagen ist es, die Fase wahlweise durch Prägen, Stanzen bzw. Senken o.a. herzustellen, wobei sich der Prägevorgang insbesondere bei einem aus einem Blechwerkstoff gefertigten Nockenfolger anbietet.

Als einfache Abstützmaßnahme der Rolle auf dem Bolzen ist es in Fortbildung der Erfindung vorgesehen, den Bolzen auf einem Nadellager zu positionieren. Dieses Nadellager kann auch durch ein normales Rollenlager bzw. Kugellager substituiert werden. Jedoch ist es an dieser Stelle auch denkbar und vorgesehen, auf die Wälzlagerung vollständig zu verzichten und die Rolle somit über eine Gleitlagerung auf dem Bolzen abzustützen.

Auch ist es vorgeschlagen, den Bolzen derart in den Nockenfolger zu integrie ren, daß dessen Rolle den Nockenfolger nicht bzw. nur geringfügig überragt. Somit wird nur ein geringer Bauraum für den gesamten Nockenfolger benötigt.

Als einfache Fertigungsmaßnahmen für den Nockenfolger sind Stahlfein guß- bzw. Aluminiumdruckgußverfahren vorgeschlagen. Wahlweise kann der Noc kenfolger auch aus besonders kostengünstig herstellbarem und verformbarem Stahlblech gefertigt werden.

Die hier vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Mittel sollen insbesondere An wendung finden in Schlepp-, Schwing- oder Kipphebeln für Ventiltriebe von Brennkraftmaschinen. Denkbar sind jedoch auch eine Vielzahl von hier nicht genannten Maschinenteilen, bei welchen es gilt, einen Bolzen bzw. eine Achse, auf welchem bzw. auf welcher ein Rotationsteil abgestützt ist, gegenüber einem weiteren Maschinenteil lagezufixieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines als Schwinghebel ausgebildeten Noc kenfolgers;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Nockenfolger ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten im Bereich seiner Rolle und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X der Fig. 2.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 offenbart einen hebelartigen Nockenfolger 1, so wie er der Fachwelt an sich bekannt ist. Im Bereich seines einen Endes 2 wirkt dieser Nockenfolger über ein hydraulisches Spielausgleichselement 3 (fakultativ) auf ein Ende eines hier nicht dargestellten Gaswechselventils ein. An seinem anderen Ende 4 ist der Nockenfolger 1 hier schwenkbeweglich auf einer Steckachse gelagert. Im Bereich einer Mitte besitzt der Nockenfolger 1 zwei Bohrungen 5 (siehe auch Fig. 2, 3). Diese Bohrungen 5 verlaufen quer zur Längserstreckung des Noc kenfolgers 1. In diese Bohrungen 5 ist ein Bolzen 6 gesteckt. Der Bolzen 6 besitzt an seinem Außenumfang eine Wälzlagerung 7 (hier Nadellagerung). Auf dieser Wälzlagerung 7 ist eine Rolle 8 als Gegenläufer für einen Nocken einer Nockenwelle gelagert. Diese Rolle 8 soll vorteilhafterweise einen Außenmantel 9 des Nockenfolgers 1 nur geringfügig bzw. nicht überragen.

Wie speziell aus den Fig. 2, 3 hervorgeht, sind die Bohrungen 5 im Bereich von Stirnseiten 10 des Nockenfolgers 1 mit einer Fase 11 versehen. Diese Fase 11 ist nach der Erfindung unsymmetrisch ausgebildet. Sie besitzt eine kleinste Breite b, b_K (s. Fig. 3) im Bereich des Umfangsabschnitts U_G der Bohrung 5, in welchem Bereich durch Nockenbeaufschlagung der Rolle 8 der Bolzen 6 die größte Belastung in den Nockenfolger 1 im Bereich der Bohrung 5 einbringt. Demgegenüber ist die Fase 11 im Bereich eines Umfangsabschnitts U_K kleinster Belastung in ihrer Breite b, b_G am größten ausgebildet.

Durch eine in den Fig. 2 und 3 gezeigte Verstemmung 1 2 im Bereich einer Stirnseite 1 3 des Bolzens 6 wird Bolzenmaterial in Richtung zur größten Breite b_G der Fase 11 unter weitestgehend plastischer Verformung verlagert; wohinge gen im diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Fase 11 geringster Breite b_K das Material unter weitestgehend elastischer Verformung und somit Vorspan nung vorliegt. Selbstverständlich ist die Fase 11 in Umfangsrichtung gesehen mit kontinuierlich steigender bzw. fallender Breite b hergestellt. Somit ist eine hervorragende und lebensdauerfeste Fixierung des Bolzens 6 in seiner Bohrung 5 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung geschaffen.

In Fig. 3 ist ein Senkwerkzeug 14 angedeutet. Dieses wird hier zur Herstellung der oben erläuterten Fase 11 mit seiner Axiallinie schräg in bezug auf eine Axiallinie des Bolzens 6 angesetzt. Der erfindungsgemäß angestrebte Erfolg kann jedoch auch dadurch erzielt werden, daß dieses Senkwerkzeug 14 bzw. ein Präge- bzw. Stanzwerkzeug oder ähnliches unter Parallelversatz zur Axialli nie des Bolzens 6 angesetzt wird. Somit ist ein gegenüber der vorherigen Lösung beschriebener konstanter Schrägungswinkel α (siehe Fig. 2) der Fase 11 herstellbar.

Bezugszeichenliste

1

Nockenfolger

2

Ende

3

Spielausgleichselement

4

Ende

5

Bohrung

6

Bolzen

7

Wälzlagerung

8

Rolle

9

Außenmantel

10

Stirnseite

11

Fase

12

Verstemmung

13

Stirnseite

14

Senkwerkzeug

15

Ende

16

Ende
b Breite Fase
b_K

kleinste Breite Fase
b_G

größte Breite Fase
U_K

Umfangsabschnitt Bohrung mit kleinster Belastung
U_G

Umfangsabschnitt Bohrung mit größter Belastung
α Schrägungswinkel Fase

Claims

1. Hebelartiger Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, welcher an einem Ende (2) auf wenigstens ein Gaswechselventil im Öffnungs sinn einwirkt und eine quer zu dessen Längserstreckung mit ihrer Axiallinie verlaufende Rolle (8) als unmittelbarer Nockengegenläufer aufweist, wobei die Rolle (8) auf einem Bolzen (6) verdrehbar gelagert ist, welcher Bolzen (6) sich mit beiden Enden (15) in Bohrungen (5) des Nockenfolgers (1) befindet und über stirnseitige und zumindest partiell umlaufende Verstemmungen (12) gegen über den Bohrungen (5) bzw. Stirnseiten (10) des Nockenfolgers (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß im Bereich der Stirnseiten (10) des Nockenfolgers (1) verlaufende Enden (16) der Bohrungen (5) je eine ringförmige bzw. segmentartig ringförmige Fase (11) besitzen, welche Fase (11) in Umfangsrichtung gesehen mit einer sich kontinuierlich vergrößernden bzw. verkleinernden Breite (b) versehen ist und
- daß in dieser Fase (11) über die Verstemmung (12) verdrängtes Material weitestgehend verläuft.

2. Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase (11) eine kleinste Breite (b_K) bzw. 0-Breite im Umfangsabschnitt (U_G) einer durch Nockenbeaufschlagung des Nockenfolgers (1) bewirkten stärksten Materialbela stung der jeweiligen Bohrung (5) des Bolzens (6) besitzt und daß die Fase (11) ihre größte Breite (b_G) im Umfangsabschnitt (U_K) einer durch Nockenbeauf schlagung des Nockenfolgers (1) bewirkten schwächeren Materialbelastung der jeweiligen Bohrung (5) des Bolzens (6) aufweist.

3. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fase (11) in bezug auf eine Axiallinie des Bolzens (6) und in Umfangsrichtung gesehen ein konstanter Schrägungswinkel α immanent ist.

4. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase (11) in bezug auf eine Axiallinie des Bolzens (6) und in Umfangsrichtung gesehen von ihrer größten Breite (b_G) in Richtung zu ihrer kleinsten Breite (b_K) mit abnehmendem Schrägungswinkel α bzw. mit weitestgehend kontinuierlich abnehmendem Schrägungswinkel α versehen ist.

5. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase (11) wahlweise durch ein Fertigungsverfahren wie Prägen, Stanzen bzw. Senken hergestellt ist.

6. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (8) auf dem Bolzen (6) über eine Wälzlagerung (7) wie ein Nadellager verläuft.

7. Nockenfolger nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (8) einen Außenmantel (9) des Nockenfolger (1) nicht bzw. nur geringfü gig überragt.

8. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenfolger (1) aus Vollmaterial wie einem Stahlfeinguß- bzw. Aluminium druckgußrohling oder aus Stahlblech hergestellt ist.

9. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenfolger (1) als Schlepp-, Schwing- oder Kipphebel ausgebildet ist.