CN101059087A - 用于可摆动的机械部件的滚动元件 - Google Patents

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Abstract

建议一种用于一摆动的机械部件(2)的滚动元件(1a、1b)，该机械部件优选构成为一内燃机的行程可变的气门机构的摇杆(12a、12b)。滚动元件滑动或滚动支承地设置在一与机械部件连接的滚动销(3)上，并且具有一沿其轴向方向成阶梯形的外表面(6)，该外表面包括邻接的并在直径上彼此不同的轴向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)，在它们之间分别延伸一环形端面(10a、11a、10b、11b)，其中经由至少一个轴向部分在滚动元件的径向方向支承机械部件并且经由一个或多个环形端面在滚动元件的轴向方向上导向。其中滚动元件本身构成刚性的。

Description

用于可摆动的机械部件的滚动元件
技术领域
本发明涉及一种用于一可摆动的机械部件的滚动元件，其优选构成为一内燃机的行程可变的气门机构的摇杆。滚动元件滑动或滚动支承地设置在一与机械部件连接的滚动销上并且具有一沿其轴向方向阶梯的外表面，该外表面包括邻接的并在直径上彼此不同的轴向部分，在它们之间分别延伸一个环形端面。其中经由至少一个轴向部分在滚动元件的径向方向支承机械部件并且其经由一个或多个环形端面沿滚动元件的轴向方向导向。
背景技术
由DE 102 35 403 A1已知一种这样的滚动元件，其用于构成为一内燃机的行程可变的气门机构的摇杆的机械部件。在那里建议的滚动元件的阶梯的外表面基于可彼此独立旋转的、具有不同直径的外径的环形元件的径向或轴向的串联。这样在轴向并联的情况下建议三个在滚动销上并排设置的、具有相应自身的滚针轴承组的外环。在径向并联的情况下设置一滚动支承的中间环，在其外圆周滑动地支承一个或多个外环。
虽然这些环形元件的彼此独立的旋转性确保摇杆在轴向部分上不仅沿其纵向方向而且沿其摆动方向的特别低摩擦的支承，但滚动元件的这样的结构由于多种原因可以证明是不利的。对此首先认为对于各环形元件及其单个的轴承来说可观的制造费用和成本，因为各环形元件在两并联的情况下分别不仅对其内径而且对其外径必须单独精密地加工。还可能由于各个滚动轴承组的制造和组装提高这样的费用。其次在滑动轴承中如同也在滚动轴承中具有危险，即由于不可避免的轴承间隙引起的环形元件的轴向倾斜不允许地使环形端面的精确的导向特性变坏。此外在建议的滑动轴承中也看不到例如在摇杆组装之前可以防止外环在中间环上的轴向滑落的措施。
发明内容
因此本发明的目的在于，避免所述的这些缺点并且因此提供一种用于一可摆动的机械部件的滚动元件，其可简单而低成本地制造以及确保机械部件的简单而过程可靠的组装。
按照本发明该目的这样达到，即将滚动元件本身构成刚性的。一这样的滚动元件将有利的摩擦特性，其已由滚动元件的一共同的滑动轴承或滚动轴承在滚动销上产生，与滚动元件和机械部件两者的简单而便宜的制造和组装过程结合起来。
在本发明的进一步构成，中滚动元件应该包括至少两个单独制成的环形元件，它们借助于力锁合、形锁合和/或材料锁合连接轴向或径向相连接。为此设定，将各个环形元件在轴向或径向分界缝上通过专业的连接技术，例如纵向或横向压入配合、熔焊、摩擦焊、胶合、钎焊、螺钉连接、销连接或铆接相互牢固连接。
在本发明的一优选的实施形式中应该设置三个轴向部分，其中各外面的轴向部分具有相同的直径而内部的轴向部分具有与其相对较小的直径。可选择地，也可以设置三个轴向部分，其中各外面的轴向部分具有相同的直径而内部的轴向部分具有与其相对较大的直径。在两可选择的方案中符合目的的是，在凸出的或退后的轴向部分上界定的各环形端面，其由于滚动元件的刚性结构形式间距是准确的并且没有轴向的固有倾斜，利用于机械部件在滚动元件的两侧轴向方向的精确的导向。
对于上述情况，即机械部件构成为行程可变的气门机构的摇杆，滚动销应该设置在摇杆的在一在摇杆的第一端部上延伸的转动轴线处。摇杆在一中心部分具有一凸轮上滚面和在第二端部的端面具有一行程传递表面，其在摇杆的摆动方向由一空行程区域和一紧接空行程区域的行程区域组成并且根据摇杆的一角位置摆动可变地推动一杠杆式气门操作元件的一作用面。其中摇杆经由滚动元件的至少一个轴向部分沿摇杆的摆动方向支承在一校准角位置的凸轮上并且经由至少一个轴向部分沿摇杆的纵向方向支承在一滑轨上。同时摇杆经由一个或多个环形端面在一个或多个凸轮的轴向表面上或在一个或多个滑导的轴向表面上导向。一这样的摇杆专业人员由用于内燃机的无节流的负载控制的完全可变的机械气门机构是已知的。
在一有利的摇杆与上述滚动元件的组合中，滚动元件具有两外面的轴向部分和一退后的内部的轴向部分，可以设定，摇杆经由滚动元件的外面的轴向部分支承在凸轮上而经由内部的轴向部分支承在滑轨上并且经由两环形端面在滑轨的各轴向表面上导向。
在摇杆与滚动元件的另一组合中，滚动元件同样具有两外面的轴向部分，但一个凸出的内部的轴向部分，摇杆毕竟也可以经由滚动元件的外面的轴向部分支承在滑轨上而经由内部的轴向部分支承在凸轮上并且经由两环形端面在滑轨的轴向表面上导向。
虽然在一这样的摇杆按选择与本发明的滚动元件的所述的各实施形式的结合中在其同时在凸轮和滑轨上的运动支承的情况下具有提高的摩擦损失的倾向，但在这种情况下可以考虑并无来自共同的滑动轴承和滚动轴承的接触配件的不同的相对速度。但提高的摩擦损失至多发生在角位置的低频的调整中，而摇杆绕其摆动轴的高频的凸轮控制的运动依然经由滚动销与滚动元件之间的低摩擦的滑动轴承或滚动轴承支承。
附图说明
由以下描述和附图得出本发明的其他的特征，附图中简化示出本发明的各实施例。其中只要未明确另外提到的、相同的或功能相同的部件设有相同的标记。其中：
图1一在机械部件中固定的滚动元件的第一实施例的半剖视图；
图2一在机械部件中固定的滚动元件的第二实施例的半剖面图；
图3一构成为内燃机的行程可变的气门机构的摇杆的机械部件的侧视图，该机械部件包括一按图1的滚动元件；
图4按图3的摇杆的俯视图；
图5一类似于图3的具有按图2的滚动元件的摇杆的侧视图；以及
图6按图5的摇杆的俯视图。
具体实施方式
图1中公开一用于可摆动的机械部件2的滚动元件1a的第一实施例。滚动元件1a设置在一与机械部件2固定连接的滚动销3上，其中在滚动元件1a的内表面4与滚动销3之间设置一滚动轴承5，作为滑动轴承的替代件。滚动元件1a具有一沿轴向方向阶梯形的外表面6，该外表面包括三个轴向部分7a、8a和9a，其中外面的轴向部分7a和9a具有相同的直径而内部的轴向部分8a具有与其相对较小的直径。在邻接的轴向部分7a与8a和8a与9a之间延伸相互面对的环形端面10a和11a，从而机械部件2经由一个或两个环形端面10a和11a在与一图中未示出的接触配件相嵌接的滚动元件1a的轴向方向导向，并且经由至少一个轴向部分7a、8a和9a沿滚动元件1a的径向方向支承。
本身刚性构成的滚动元件1a可以制成一件的或多件的并且如在该实施例中所示包括三个单独制成并轴向连接的环形元件。按虚线所示的分界线也可以按选择设置一相当于滚动元件1a的宽度的中间环与在其上径向连接的各外环。在由多个环形元件组成的滚动元件的情况下可以采用任何的专业的连接技术，其在各环形元件之间产生力锁合、形锁合和/或材料锁合的连接。
图2中示出一本发明的滚动元件1b的第二实施例。其同样具有三轴向部分7b、8b和9b，包括直径相同的外面的轴向部分7b和9b，并且与按图1的滚动元件1a的区别基本上在于，内部的轴向部分8b具有相对于外面的轴向部分7b和9b更大的直径。与其相应地，在邻接的轴向部分7b与8b和8b与9b之间延伸的环形端面10b和11b彼此背对。滚动元件1b在这里由两个单独制成的和径向连接的环形元件制造。但可选择地同样具有这样的可能性，即将滚动元件1b制成一件式的或由三个单独的并按虚线所示的分界线轴向连接的环形元件制造。
如由以下描述的图3至6可看出的，机械部件2可以构成为一用于内燃机的无节流的负载控制的行程可变的气门机构的摇杆12a和12b。其中在图3和4中所示的摇杆12a配备图1的滚动元件1a而图5和6中所示的摇杆12b配备图2的滚动元件1b。基本上两摇杆12a和12b的结构和操作方式是相同的并因此只描述按图3和4的摇杆12a。支承滚动元件1a的滚动销3设置在摇杆12a的在摇杆12a的第一端部13上延伸的摆动轴线14上，摇杆在一中心部分15具有一由凸轮16推动的凸轮上滚面17和在第二端部18的端面具有一行程传递表面19，该行程传递表面在摆动方向20上由一空行程区域21和一紧接空行程区域21的行程区域22组成，并且根据摇杆12a的角位置摆动可变地推动一杠杆式气门操作元件24的一构成为滚子的作用面23，此时凸轮16的只由行程区域22传递的上升转变为气门操作元件24的可连续调节的摆动运动。
如连同图4可明显看出的，相对第一端部13延伸一圆弧形的滑轨25a，在其上经由滚动元件1a的内部的轴向部分8a径向支承摇杆13，而与滑轨25a的外面的各轴向表面26a相配合的环形端面10a和11a用于摇杆12a在滚动元件1a的轴向方向的精确的导向。为了连续地调节摇杆12a的角位置设置一在这里构成为偏心轮的凸轮27a，其沿摆动方向20推动滚动元件1a的外面的轴向部分7a和9a。
图5和6中所示的摇杆12b的滚动元件1b决定一滑轨25b的与其不同的构造和一同样构成为偏心轮的凸轮27b，其同样与轴向部分7b、8b和9b处于替换的有效连接。这样在这种情况下由凸轮27b推动凸出的内部的轴向部分8b，而外面的轴向部分7b和9b支承在成叉形构成的滑轨25b上。同时摇杆12b经由环形端面10b和11b沿滚动元件1b的轴向方向在其中滑轨25b的内部的各轴向表面26b上导向。
附图标记清单
1a，b  滚动元件
2      机械部件
3      滚动销
4      内表面
5      滚动轴承
6      外表面
7a，b  外面的轴向部分
8a，b  内部的轴向部分
9a，b  外面的轴向部分
11a，b 环形端面
12a，b 摇杆
13     第一端部
14     转动轴线
15     中心部分
16     凸轮
17     凸轮上滚面
18     第二端部
19     行程传递表面
20     摆动方向
21     空行程区域
22     行程区域
23     作用面
24     气门操作元件
25a，b 滑轨
26a，b 滑轨的轴向表面
27a，b 凸轮

Claims (7)

1.用于一可摆动的机械部件(2)的滚动元件，该机械部件优选构成为一内燃机的行程可变的气门机构的摇杆(12a、12b)，该滚动元件(1a、1b)滑动或滚动支承地设置在一与机械部件(2)连接的滚动销(3)上并且具有一沿其轴向方向成阶梯形的外表面(6)，该外表面包括邻接的并在直径上彼此不同的轴向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)，在它们之间分别延伸一环形端面(10a、11a、10b、11b)，其中机械部件(2)经由至少一个轴向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)在滚动元件(1a、1b)的径向方向上支承，并且经由一个或多个环形端面(10a、11a、10b、11b)在滚动元件(1a、1b)的轴向方向上导向；其特征在于，滚动元件(1a、1b)本身构成刚性的。
2.按照权利要求1所述的滚动元件，其特征在于，滚动元件(1a、1b)包括至少两个单独制成的环形元件，所述环形元件借助于力锁合、形锁合和/或材料锁合的连接轴向或径向相接合。
3.按照权利要求1所述的滚动元件，其特征在于，设置三个轴向部分(7a、8a、9a)，其中外面的轴向部分(7a、9a)具有相同的直径而内部的轴向部分(8a)具有与其相比较小的直径。
4.按照权利要求1所述的滚动元件，其特征在于，设置三个轴向部分(7b、8b、9b)，其中外面的轴向部分(7b、9b)具有相同的直径而内部的轴向部分(8b)具有与其相比较大的直径。
5.按照权利要求1所述的滚动元件，其特征在于，滚动销(3)设置在摇杆(12a、12b)的在一在摇杆(12a、12b)的第一端部(13)上延伸的转动轴线(14)上，摇杆在一中心部分(15)具有一凸轮上滚面(17)和在第二端部(18)的端面具有一行程传递表面(19)，该行程传递表面在摇杆(12a、12b)的摆动方向(20)由一空行程区域(21)和一紧接该空行程区域(21)的行程区域(22)组成，并且根据摇杆(12a、12b)的一角位置摆动可变地推动一杠杆式气门操作元件(24)的作用面(23)，其中摇杆(12a、12b)经由滚动元件(1a、1b)的至少一个轴向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)沿摇杆(12a、12b)的摆动方向(20)支承在一校准角位置的凸轮(27a、27b)上并且经由至少一个轴向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)沿摇杆(12a、12b)的纵向方向支承在一滑轨(25a、25b)上，并其中摇杆(12a、12b)经由一个或多个环形端面(10a、11a、10b、11b)在凸轮的一个或多个轴向表面上和/或在滑轨(25a、25b)的一个或多个轴向表面(26a、26b)上导向。
6.按照权利要求3和5所述的滚动元件，其特征在于，摇杆(12a)经由滚动元件(1a)的外面的轴向部分(7a、9a)支承在凸轮(27a)上，而经由内部的轴向部分(8a)支承在滑轨(25a)上，并且经由两环形端面(10a、11a)在滑轨(25a)的各轴向表面(26a)上导向。
7.按照权利要求4和5所述的滚动元件，其特征在于，摇杆(12b)经由滚动元件(1b)的外面的轴向部分(7b、8b)支承在滑轨(25b)上，而经由内部的轴向部分(8b)支承在凸轮(27b)上，并且经由两环形端面(10b、11b)在滑轨(25b)的各轴向表面(26b)上导向。
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