DE10111600A1

DE10111600A1 - Verfahren zur Herstellung der Laufbahn einer Rolle und nach dem Verfahren hergestellte Rolle

Info

Publication number: DE10111600A1
Application number: DE10111600A
Authority: DE
Inventors: Horst Doeppling; Michael Pees; Gerhard Eichner
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-10
Filing date: 2001-03-10
Publication date: 2002-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Laufbahn einer Rolle (8), die auf einem Bolzen (11) über ein Nadellager (9) gehalten ist, der in zwei voneinander beabstandeten Seitenwänden (5, 6) eines Betätigungshebels (1) für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. DOLLAR A In erfindungsgemäßer Weise wird in die zentrale Aufnahmebohrung (10) der in bekannter Weise hergestellten Rolle (8) ein Übermaß aufweisender Formstempel (18) eingebracht, so dass dessen Außenkontur der gewünschten Innenkontur, d. h. der Kontur der Laufbahn entspricht, wobei Formfehler durch Materialverdrängung im plastischen Bereich weitgehend ausgeglichen sind. DOLLAR A Auf diese Weise wird die Rundheit der Aufnahmebohrung (10) der Rolle (8) wesentlich verbessert, so dass eine aufwendige schleifende Bearbeitung der Laufbahn nicht notwendig ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Laufbahn einer Rolle, die auf einem Bolzen über ein Nadellager gehalten ist, der in zwei voneinander beabstandeten Seitenwänden eines Betätigungshebels für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine nach dem Verfahren hergestellte Rolle.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Rollen sind aufgrund der stoßartigen Belastungen in Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen durch den sie beaufschlagenden Nacken relativ dickwandig ausgebildet. Die bordlosen Rollen sind auf einem Bolzen gelagert, der in voneinander beabstandeten Seitenwänden eines Schlepp-, Kipp- oder auch eines Schwinghebels zur Betätigung von einem bzw. mehreren Ventilen fixiert ist, wie die DE 39 29 486 A1, die DE 44 33 127 A1 und die DE 43 26 332 A1 zeigen.

Nach dem bisherigen Stand der Technik werden derartige Rollen aus Stan genmaterial derart gefertigt, dass zunächst in die Stange eine durchgehende Bohrung eingebracht wird und anschließend diese Stange zu Rollenrohlingen vereinzelt wird. Deren Bohrung, die spätere Laufbahn für Lagernadeln, muss nun intensiv bearbeitet werden. Dies erfolgt derart, dass zunächst die Bohrung nochmals abgedreht wird, danach erfolgt eine Wärmebehandlung mit anschlie ßendem Schleifen bevor schließlich durch ein Finishen die geforderte Qualität der Laufbahn der Rolle sichergestellt ist. Es liegt auf der Hand, dass eine sol che Bearbeitung der Laufbahn einer Rolle sehr aufwendig und damit kostenin tensiv ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Bearbeitung der Laufbahn einer Rolle zu vereinfachen.

Erfindungsgemäße wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass in eine zentrale Aufnahmebohrung der in be kannter Weise hergestellten Rolle ein Übermaß aufweisender Formstempel eingebracht ist, so dass dessen Außenkontur der gewünschten Innenkontur, d. h. der Kontur der Laufbahn entspricht, wobei Formfehler durch Materialver drängung im plastischen Bereich weitgehend ausgeglichen sind.

Unter Formfehler, auch als geometrischer Fehler bekannt, ist dabei die Abwei chung von der idealen Kreisform zu verstehen, wobei im erfindungsgemäßen Sinne speziell die langwelligen Formfehler, die sogenannte Welligkeit gemeint ist. Diese Welligkeit wirkt sich insbesondere geräuschverursachend aus, wäh rend kurzwellige Formfehler, die sogenannte Rauheit, nur einen geringen Ein fluss ausüben und im Sinne der Erfindung hier auch nicht gemeint sind. Durch das Einführen des mit Übermaß versehenen Stempels werden die maximalen Unrundheiten der Aufnahmebohrung beseitigt, da in hervorstehenden Material bereichen durch den Stempel im Vergleich zu anderen Bereichen der Aufnah mebohrung eine so hohe Spannung erzeugt wird, dass diese durch Verdrän gung im plastischen Bereich irreversibel beseitigt sind, d. h. die Aufnahmeboh rung der Rolle nähert sich der idealen Kreisform an. Die gesamte Rolle federt beim Eindringen des Stempels in die Aufnahmebohrung elastisch auf, so dass dieser auch ohne große Probleme wieder aus der Rolle entfernt werden kann. Es liegt auf der Hand, dass die Qualität der Laufbahn der Rolle in erster Linie von der Qualität des Stempels abhängig ist. Je mehr sich dieser der idealen Kreisform annähert, umso mehr wird sich auch die Laufbahn der Rolle der idealen Kreisform annähern. Mit einem Stempel können nunmehr mehrere tau sende von Rollen hergestellt werden, während nach dem bisherigen Stand der Technik einzeln jede Laufbahn einer Rolle in aufwendiger Weise bearbeitet werden musste.

Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Laufbahn im ungehärteten Zu stand hergestellt sein soll. Aus Anspruch 3 geht hervor, dass die Rolle durch einen spangebenden oder einen spanlosen Vorgang hergestellt ist, wobei nach Anspruch 4 im letzten Fall dies durch einen Ziehvorgang oder durch einen Fließpressvorgang erfolgen kann. Die Art der Herstellung der Rolle ist im Sinne der Erfindung ohne jede Bedeutung. Es liegt jedoch auf der Hand, daß Span losverfahren besonders kostengünstig sind.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rolle zeichnet sich gemäß den Ansprüchen 5 und 6 dadurch aus, dass das Verhältnis von Außen durchmesser D zu Innendurchmesser d ≧ 1,2 ist und dass der Außendurch messer Werte im Bereich von 16 bis 19 mm annimmt.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Kipphebelanordnung, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Rolle in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Bear beitung der Lauffläche,

Fig. 4 ein Rundheitsprofil einer Aufnahmebohrung und

Fig. 5 eine Rolle im Längsschnitt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1 ist ein Kipphebel mit dem Bezugszeichen 1 versehen und besteht aus dem Metallkörper 2, der in der Mitte mit der durchgehenden Bohrung 3 ausgestattet ist. Durch diese Bohrung 3 ist die Welle 4 geführt, so dass der Kipphebel 1 an dieser Stelle einen Drehpunkt aufweist. Der rechtsseitige Abschnitt 17 des Kipphebels 1 ist mit einer nicht bezeichneten Aussparung versehen, die durch die beiden Seitenwände 5, 6 in axialer Richtung begrenzt ist. Die mit dem Nocken 7 in Kontakt befindliche Rolle 8 ist in dieser Ausspa rung gehalten. Die Rolle 8 ist mit einer eine Vielzahl von Lagernadeln 9 auf nehmenden zentralen Aufnahmebohrung 10 versehen. Die Lagernadeln 9 bzw. der Nadelkranz lagern die Rolle 8 drehbar auf dem Bolzen 11, der gleichzeitig den inneren Laufring für den Nadelkranz 9 bildet. Der Bolzen 11 ist in den zwei Aufnahmeöffnungen 12 in den Seitenwänden 5, 6 gehalten. Linksseitig weist der Kipphebel 1 den Abschnitt 13 auf, der die kreisrunde Aussparung 14 hat. In dieser Aussparung 14 ist das Kipphebelelement 15 eingesteckt, das mit einem nicht dargestellten Gaswechselventil in Wirkverbindung steht. Wie ins besondere die zugehörige Fig. 2 zeigt, ist die Rolle 8 zum Schutz des Nadel kranzes 9 beidseitig mit der Abdeckscheibe 16 versehen. Der am rechtsseiti gen Abschnitt 17 auf der Rolle 8 abwälzenden Nocken 7 bewirkt eine Drehung des Kipphebels 1 um die Welle 4. Der linksseitige Abschnitt 13 greift am ande ren Ende des Kipphebels 1 am Kipphebeleinsteckelement 15 an, das in nicht dargestellter Weise mit einem Ventilschaft eines Gaswechselventils verbunden ist. Die drehende Abwälzbewegung des Nockens 7 auf der Rolle 8 am rechtsseitigen Abschnitt 17 wird am linksseitigen Abschnitt 13 in eine Auf- und Abbewegung des Ventiles umgesetzt.

Die Bearbeitung der Aufnahmebohrung 10 der Rolle 8 ist aus der Fig. 3 in schematischer Darstellung gezeigten Anordnung ersichtlich. Danach wird der Formstempel 18, der am Abschnitt 19 mit der Fase 20 versehen ist, in die Auf nahmeöffnung 10 der Rolle 8 eingeführt, wobei nach Abschluss der Fase 20 der Durchmesser des Formstempels 18 im Abschnitt 19 geringfügig größer als die lichte Weite der Aufnahmeöffnung 10 ist. Die Rolle 8 ist von einer nicht bezeichneten Öffnung des Zentrierringes 21 aufgenommen und so fixiert. Der Zentrierring 21 liegt auf dem Abstützelement 22 auf, das ebenfalls mit einer nicht bezeichneten Öffnung versehen ist, so dass der. Formstempel 18 beim Herunterfahren in dieser versenkt werden kann.

Das in Fig. 4 gezeigte Rundheitsdiagramm der Rolle 8 lässt erkennen, dass die Aufnahmebohrung 10 von der idealen Kreisform deutlich, d. h. langweilig abweicht. Die ideale Kreisform ist in diesem Beispiel durch den Abschnitt 19 des Formstempels 18 dargestellt. Dieser schneidet die Aufnahmeöffnung 10 derart, dass Abschnitte 23 gebildet sind, die von einem Teil der Mantelfläche des Formstempels 18 in seinem Bereich 19 und einem Umfangsteil der Auf nahmebohrung 10 begrenzt sind, d. h. einen Hohlraum bilden. Diesen außer halb des Formstempels 18 liegenden Abschnitten 23 sind Abschnitte 24 zuge ordnet, die theoretisch betrachtet in die Mantelfläche des Formstempels hinein ragen müssten. Die Abschnitte 24 werden beim Einbringen des Formstem pels 18 durch dessen Mantelfläche mit einem so hohen Druck beaufschlagt, dass sie plastisch zu fließen beginnen. Auf diese Weise wird eine Verbesse rung der Rundheit der Aufnahmebohrung 10 der Rolle 8 erreicht, wobei die Aufnahmebohrung 10 im vorliegenden Beispiel nur über einen bestimmten Teil der Umfangsfläche des Stempels 18 dessen Form annehmen würde. Aber auch in diesem Fall ist die Rundheit der Aufnahmebohrung 10 wesentlich verbessert, da hervorstehende Spitzen, gleichbedeutend mit den Abschnitten 24, wegge drückt wären.

Die in Fig. 5 gezeigte bordlose Rolle 10 ist spanlos aus Stahl gefertigt und weist einen Außendurchmesser D von 18,15 mm auf. Der Innendurchmesser d beträgt nach dem Einbringen des Formstempels 18 13,65 mm, so dass ein Verhältnis von D zu d von 1,33 gebildet ist.

Eine solche Rolle 8 ist gegenüber den Rollen gemäß dem Stand der Technik in ihrer Wanddicke verringert und trotzdem so stabil, daß die stoßartigen Bela stungen durch den Nocken 7 verkraftet werden können. Dabei muß jedoch im mer gewährleistet sein, daß auch bei spanlos geformten Rollen eine solche Wanddicke realisiert ist, daß die Rundheit der Aufnahmebohrung 10 nach Entfernen des Stempels 18 sich nicht verändert, sondern stabil bleibt.

Bezugszeichen

1

Kipphebel

2

Metallkörper

3

Bohrung

4

Welle

5

Seitenwand

6

Seitenwand

7

Nocken

8

Rolle

9

Lagernadel

10

Aufnahmebohrung

11

Bolzen

12

Aufnahmeöffnung

13

Abschnitt

14

Aussparung

15

Kipphebeleinsteckelement

16

Abdeckscheibe

17

Abschnitt

18

Formstempel

19

Abschnitt

20

Anfasung

21

Zentrierring

22

Abstützelement

23

Abschnitt

24

Abschnitt
D Außendurchmesser
d Innendurchmesser
B Breite

Claims

1. Verfahren zur Herstellung der Laufbahn einer Rolle (8), die auf einem Bolzen (11) über ein Nadellager (9) gehalten ist, der in zwei voneinan der beabstandeten Seitenwänden (5, 6) eines Betätigungshebels (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, dadurch ge kennzeichnet, dass in eine zentrale Aufnahmebohrung (10) der in be kannter Weise hergestellten Rolle (8) ein Übermaß aufweisender Form stempel (18) eingebracht ist, so dass dessen Außenkontur der ge wünschten Innenkontur, d. h. der Kontur der Laufbahn entspricht, wobei Formfehler durch Materialverdrängung im plastischen Bereich weitge hend ausgeglichen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauf bahn im ungehärteten Zustand hergestellt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (8) durch einen spangebenden oder einen spanlosen Vorgang hergestellt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (8) durch Ziehen oder durch Fließpressen hergestellt ist.

5. Nach dem Verfahren hergestellte Rolle (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von deren Außendurchmesser D zu deren Innen durchmesser d ≧ 1,2 ist.

6. Rolle (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außen durchmesser D Werte im Bereich von 16 bis 19 mm annimmt.