DE10030341C2

DE10030341C2 - Verfahren zur Herstellung eines hebelartigen Nockenfolgers

Info

Publication number: DE10030341C2
Application number: DE10030341A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Ammon
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: DE10030341A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hebelartigen Noc kenfolgers nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Hintergrund der Erfindung

Einen gattungsgemäßen Nockenfolger zeigt die EP 0 849 436. Hier geht aus deren Fig. 6, 7 ein Verfahren zur Herstellung eines hebelartigen Nockenfolgers im Bereich seiner Ventilschaftauflage hervor. An dem fertig U-förmig geformten Nockenfolger wird im Bereich dessen Ventilschaftauflage eine W-Form mit zwi schen dessen Seitenwänden und Querbalken liegenden Längskanälen gebil det. Nachteilig ist es bei dem genannten Stand der Technik, daß es aufgrund der W-Form zur unerwünschten Faltung des Materials mit der Gefahr von Riß bildung etc. kommt. Zudem wird festgestellt, daß es fertigungstechnisch extrem aufwändig ist, die W-Form nach Fig. 7 durch Fließen des Materials zu schaf fen. Allenfalls kann dies durch Biegen realisiert werden. Außerdem bedeutet die W-Form am Hebelende eine unerwünschte Materialanhäufung mit dem Nachteil einer Erhöhung des Massenträgheitsmoments. Schließlich wird fest gestellt, daß durch die notwendige Bildung der an die Seitenwände angren zenden Längskanäle der Hebel insgesamt unnötig breit und relativ kompliziert baut sowie nur eine relativ schmale Ventilschaftauflage bietet.

Ein weiterer Nockenfolger ist aus der US-PS 5,016,582 vorbekannt. Dessen Anlage für einen Ventilschaft ist durch ein aufwändiges Doppel-Biegeverfahren realisiert. Aufgrund der relativ weit vom Schwenkpunkt entfernt liegenden er höhten Masse ist wiederum mit einem unnötig großen Massenträgheitsmoment zu rechnen. Des Weiteren erkennt der Fachmann Bauraumnachteile. Diese beruhen darauf, dass seitlich von der Anlage noch jeweils eine gedoppelte Wand vorliegt. Auch kann es zur Rißbildung im Biegebereich kommen.

Auch ist in der DE-OS 198 30 427 ein hebelartiger Nockenfolger aus Blech offenbart, bei dem zwar auf das vorgenannte Mehrfach-Biegedesign verzichtet wird, jedoch ist die Anlage für den Ventilschaft hier durch umgebogene La schen realisiert, die vorher von einem Ende des Nockenfolgers ausgestanzt werden müssen. Endseitig sind die Laschen an der Unterseite des Nockenfol gers durch Schweißen befestigt. Es ist festzustellen, dass das Stanzen, Biegen und Schweißen der Laschen einen relativ hohen Fertigungsaufwand bedeutet. Zudem können im Biegebereich Risse auftreten. Aufgrund der eben genannten Schweißverbindung kommt es zu einem unerwünschten Wärmeeintrag ins Material mit evtl. nachteiligen Gefügeveränderungen. Des Weiteren ist die Schweißverbindung ein Qualitätsrisiko. Auch ist zu bemerken, dass der Biege bereich der Laschen den Nockenfolger in Axialrichtung unnötig verlängert. So mit kann es beim Einbau zu Bauraumproblemen kommen bzw. erhöht sich wie der unnötig dessen Massenträgheitsmoment.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines hebel artigen Nockenfolgers vorzuschlagen, bei dem die zitierten Nachteile mit einfa chen Mitteln beseitigt sind.

Insbesondere soll der hebelartige Nockenfolger als Kipp-, Schlepp- bzw. Schwinghebel ausgebildet sein. Eine entsprechende Nockengegenlauffläche bei Nockenfolgern die nicht von Stößelstangen beaufschlagt werden, kann als wahlweise wälzgelagerte Rolle bzw. als Gleitabgriff realisiert sein.

Aufgrund der anspruchsgemäß weiterhin vorgeschlagenen konvexen Ausbil dung der Anlage, in Längsrichtung des Nockenfolgers gesehen, verringert sich beispielsweise die Auswanderungsfläche des gegenlaufenden Ventilschaften des am Nockenfolger. Zum anderen wird hierdurch eine besonders steife Anla ge geschaffen. Denkbar und vorgesehen sind auch weitere Formen der Ventil schaftauflage in Abhängigkeit des Anwendungsfalls.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die im Anspruch 1 vorgeschlagenen Verfah rensschritte, denen auch weitere Verfahrensschritte zwischengeordnet sein können, auf lediglich einer Maschine durchgeführt werden. Somit ist mit nur geringen Fertigungskosten zu rechnen. In Verbindung hierzu liegt eine Redu zierung der Stückzeiten vor. Des Weiteren verringert sich das Materialeinsatz gewicht im Gegensatz zum beschreibungseinleitend kritisierten Stand der Technik, da die Anbindungen für die Biegelaschen (nur bei Fertigung aus Bandmaterial) entfallen.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, die Führungswangen derart hoch auszugestalten, dass sie bzgl. der eingeschlossenen Anlage zumindest 2,5 mm betragen. Denkbar sind jedoch auch in Abhängigkeit des Anwen dungsfalls hiervon abweichende Höhen, beispielsweise auch kleinere. Somit ist mit einer hervorragenden Führung des Nockenfolgers auf dem jeweiligen Ven tilschaftende zu rechnen. Der Nockenfolger kann nicht mehr vor Erstbefeue rung der Brennkraftmaschine, nach dessen Montage, vom Ventilschaftende rutschen bzw. ist während des Betriebes der Brennkraftmaschine mit einem reibungslosen Ladungswechsel zu rechnen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Unterseite des Blechzuschnitts (Platine) mit geprägten Führungswangen, welche Unter seite im Einbau dem Gaswechselventil zugewandt ist;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, mit angedeu teten Stempeln;

Fig. 3 eine Ansicht auf die Unterseite des Nockenfolgers mit ge bogenen Seitenwänden;

Fig. 4 eine Seitenansicht nach Fig. 3 und

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V der Fig. 3.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte hebelartige Nocken folger 1 besteht aus dünnwandigem Blech. Er hat, wie insbesondere den Fig. 3 bis 5 zu entnehmen ist, zwei parallele Seitenwände 2, 3. Diese sind durch einen Querbalken 4 miteinander verbunden. Der Nockenfolger 1 besitzt somit im Querschnitt eine U-förmige Geometrie. Er hat an einem Ende 5 eine Anlage 6 für ein Ende eines Ventilschafts. Diese ist beidseitig durch je eine Führungswange 7, 8 begrenzt. Die Führungswangen 7, 8 verlaufen gleichbe abstandet zu einer Längsmittelachse des Nockenfolgers 1. Sie sind an dessen Unterseite 9 positioniert. Wie insbesondere aus Fig. 4 entnehmbar ist, haben die Führungswangen 7, 8 mit der Anlage 6 hier einen balligen bzw. konvexen Verlauf. Denkbar sind, wie beschreibungseinleitend genannt, auch weitere Formen. Diese wird der Konstrukteur in Abhängigkeit vom Anwendungsfall auswählen.

Fig. 1 offenbart den Zuschnitt des Nockenfolgers 1 nach dem erfindungsge mäßen Prägevorgang dessen Führungswangen 7, 8. In noch zu biegenden Längsseiten 10, 11 der Platine 12 sind Führungsbohrungen 13, 14 für eine Achse einer Rolle als Nockengegenläufer angedeutet. Diese Führungsbohrun gen 13, 14 können schon vor dem Biegen der Seitenwände 2, 3 gelocht bzw. vorgeprägt sein. Denkbar ist es gleichfalls, die Führungsbohrungen erst nach dem genannten Biegen herzustellen.

Zu Fig. 2

Nachdem die in Fig. 1 gezeigte Platine 12 (ohne Führungswangen 7, 8) aus gestanzt wurde, werden die Führungswangen 7, 8 durch Kaltschmieden (Prä ge-Fließpressen) gefertigt. Hierzu wird die Platine 12 mit ihre Oberseite 14a auf einen hier zeichnerisch angedeuteten Gegenhaltestempel 15 gelegt. Im Bereich der zu fertigenden Anlage 6 greift ein Haltestempel 16 an. Seitlich des Haltestempels 16 ist ein Prägestempel 17a, 17b angedeutet. Bei entsprechen der Kraftbeaufschlagung durch den Prägestempel 17a, 17b kommt es in Ver bindung mit dessen Formgebung im anliegenden Platinenbereich zu einem plastischen Rückwärtsfließen (siehe Pfeile) des Platinenbereichs und somit zur Bildung der Führungswangen 7, 8. Dieses Rückwärtsfließen bewirkt eine Ver dünnung des von dem Prägestempel 17a, 17b beaufschlagten Bereichs seitlich der Führungswangen 7, 8. Denkbar und vorgesehen ist es auch, zumindest Teile der Führungswangen 7, 8 durch vom hier als Haltestempel 16 bezeich neten Stempel verdrängtes Material zu schaffen.

Nach dem Prägevorgang werden, vorzugsweise in einer Maschine, die Längs seiten 10, 11 der Platine 12 zur Bildung der Seitenwände 2, 3 gebogen.

Bezugszahlen

1

Nockenfolger

2

Seitenwand

3

Seitenwand

4

Querbalken

5

Ende

6

Anlage

7

Führungswange

8

Führungswange

9

Unterseite

10

Längsseite

11

Längsseite

12

Platine

13

Führungsbohrung

14

Führungsbohrung

14

a Oberseite

15

Gegenhaltestempel

16

Haltestempel

17

a Prägestempel

17

b Prägestempel

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines hebelartigen Nockenfolgers (1) aus dünn wandigem Blech, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftma schine, mit zwei parallelen, durch einen Querbalken (4) verbundenen Sei tenwänden (2, 3), wobei eine Unterseite (9) des Querbalkens (4) an einem Ende (5) eine Anlage (6) für wenigstens ein Gaswechselventil hat, welche Anlage (6) durch parallel zu den Seitenwänden (2, 3) verlaufende Füh rungswangen (7, 8) begrenzt ist, gekennzeichnet durch folgende Arbeits schritte, denen weitere Schritte zwischengelagert sein können:

a) Ausstanzen einer Platine (12) aus Kalt- oder Warmband;
b) Herstellen der Anlage (6) mit den Führungswangen (7, 8) durch einen Präge-Fließpreßvorgang derart, dass
- 1. b₁) lateral der zu bildenden Führungswangen (7, 8) je ein Präge stempel (17a, 17b) an die Unterseite (9) und zugleich an die Ober seite ein durchgehender und glattflächiger Gegenhaltestempel (15) angelegt ist, wobei
- 2. b₂) die zwei Prägestempel (17a, 17b) auf die Unterseite (9) so ein wirken und ausgebildet sind, dass ein darunterliegender Platinenbe reich ausgedünnt wird und unter plastischem Rückwärtsfließen des ausgedünnten Materials die Führungswangen (7, 8) gebildet sind und
c) Formen der Seitenwände (2, 3) mit eingeschlossenem Querbalken (4) durch Biegen von Längsseiten (10, 11) der Platine (12) in einem Winkel orthogonal zur ursprünglichen Platine (12), wobei die Seitenwände (2, 3) mit dem Querbalken (4) ein glattflächiges U-Profil einschließen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (6) in Längsrichtung des Nockenfolgers (1) gesehen konvex verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auf lediglich einer Maschine wie einer mehrstufigen Stanz-Prägepresse durchgeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füh rungswangen (7, 8) bezüglich der eingeschlossenen Anlage (6) eine Höhe von etwa 2, 5 mm oder größer haben.