DE102007051301A1

DE102007051301A1 - Rollenstößel für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Verdrehsicherung

Info

Publication number: DE102007051301A1
Application number: DE102007051301A
Authority: DE
Inventors: Peter Sailer; Oliver Schnell
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2009-04-30
Also published as: US8181616B2; US20090107427A1

Abstract

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einem den/die Zylinder verschließenden Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem mit einer Schließfeder belasteten Ein- und Auslassventil beherrscht sind, die durch von Nocken einer Nockenwelle angetriebende Rollenstößel (1) und ggf. durch weitere Übertragungselemente betätigbar sind, wobei die Rollenstößel (1) an ihren den Rollen (7) abgewandten Enden zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Abflachungen (2) aufweisen, die mit je zwei dazu passenden Innenflächen (9) einer vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Verdrehsicherungsbrücke (10) in Wirkverbindung stehen, wobei das Abstandsmaß der Abflachungen (2) gegenüber dem Abstand der Innenflächen (9) zumindest partiell eine Überdeckung aufweist und wobei die Passung zwischen den Abflachungen (2) der Rollenstößel (1) und den Innenflächen (9) der Verdrehsicherungsbrücke (10), von einer Montagestellung des Rollenstößels (1) in der Verdrehsicherungsbrücke (10) ausgehend, in der Arbeitsstellung des Rollenstößels (1) tendenziell zur Spielpassung hin verändert ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einem den/die Zylinder verschließenden Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem mit einer Schließfeder belasteten Ein- und Auslassventil beherrscht sind, die durch von Nocken einer Nockenwelle angetriebene Rollenstößel und ggf. durch weitere Übertragungselemente betätigbar sind, wobei die Rollenstößel an ihren den Rollen abgewandten Enden zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Abflachungen aufweisen, die mit je zwei dazu passenden Innenflächen einer, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Verdrehsicherungsbrücke in Wirkverbindung stehen und wobei das Abstandsmaß der Abflachungen gegenüber dem Abstand der Innenflächen zumindest partiell eine Überdeckung aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige gattungsbildende Hubkolbenbrennkraftmaschine mit entsprechenden Rollenstößeln und Verdrehsicherung mittels Verdrehsicherungsbrücke ist durch die US-5,088,488 bekannt. Die Verdrehsicherungsbrücke ist aus einem Polymer-Werkstoff, z. B. Polyamid, hergestellt, wobei die Verdrehsicherungsbrücke an einem Bauteil der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt ist.
Um die Montage der Rollenstößel an der Hubkolbenbrennkraftmaschine zu erleichtern, ist das Abstandsmaß der Abflachungen an den Rollenstößeln größer als das Abstandsmaß der Innenflächen an der Verdrehsicherungsbrücke, so dass eine Überdeckung entsteht, d. h. die Rollenstößel klemmen in der Verdrehsicherungsbrücke. Das ist für die Montage der Rollenstößel an der Hubkolbenbrennkraftmaschine nützlich und vorteilhaft, führt aber im späteren Betrieb zu einer erhöhten Reibung, die unerwünscht ist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Hubkolbenbrennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Gattung, insbesondere das Zusammenwirken von Rollenstößeln und Verdrehsicherungsbrücke so zu verbessern, dass während der Montage ein sicherer Halt der Rollenstößel an der Verdrehsicherungsbrücke und damit an der Hubkolbenbrennkraftmaschine gewährleistet ist, dass aber im Betrieb eine Reduzierung der Reibung zwischen Rollenstößeln und Verdrehsicherungsbrücke eintritt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Passung zwischen den Abflachungen der Rollenstößel und den Innenflächen der Verdrehsicherungsbrücke von einer Montagestellung des Rollenstößels in der Verdrehsicherungsbrücke ausgehend in der Arbeitsstellung des Rollenstößels tendenziell zur Spielpassung hin verändert ist.
In vorteilhafter Weise weisen dabei die Abflachungen in dem der Rolle abgewandten Endbereich des Rollenstößels einen größeren Abstand auf als in dem der Rolle benachbarten Bereich.
Dadurch wird erreicht, dass die Rollenstößel, wenn sie zur Montage in die Verdrehsicherungsbrücke eingeschoben werden, durch den partiellen Bereich der Überdeckung einen Halt in der Verdrehsicherungsbrücke finden und dass in der Betriebsstellung der Rollenstößel die Überdeckung soweit reduziert wird bzw. eine leichte Spielpassung erzeugt wird, dass die Reibung im Betrieb wesentlich reduziert wird.
Werden die Rollenstößel nach dem so genannten T-Design ausgebildet, so sind die Abflachungen in dem der Rolle benachbarten Bereich, der im Wesentlichen dem Betriebsbereich entspricht, parallel zueinander ausgeführt. Der T-förmige Kopf der Rollenstößel stellt dabei wegen seiner Überdeckung zu den Innenflächen der Verdrehsicherungsbrücke einen sichereren Halt der Rollenstößel bei der Montage sicher.
Die Abflachungen können aber auch gemäß einer alternativen Lösung in dem der Rolle benachbarten Bereich V-förmig derart ausgeführt sein, dass das Abstandsmaß der Abflachungen in Richtung zur Rolle abnimmt.
Es ist auch möglich, dass die Abflachungen in dem der Rolle benachbarten Bereich A-förmig derart ausgeführt sind, dass das Abstandsmaß in Richtung Rolle zunimmt.
Eine weitere Verringerung der Reibung zwischen Rollenstößeln und Verdrehsicherungsbrücke wird dadurch erreicht, dass im Bereich der Abflachungen, vorzugsweise in dem der Rolle benachbarten Bereich des Rollenstößels, zumindest eine Öffnung vorgesehen ist, die auf ihrer Innenseite mit Öl der Hubkolbenbrennkraftmaschine, vorzugsweise Drucköl, beaufschlagt ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Öffnung an den dem Endbereich benachbarten Enden in dem der Rolle benachbarten Bereich der Abflachungen angeordnet ist, d. h. in dem oberen Bereich der Kontaktflächen während des Betriebs der Hubkolbenbrennkraftmaschine. Die Rollenstößel weisen dabei in vorteilhafter Weise am inneren Ende der zumindest einen Öffnung eine Umfangsnut auf, die eine sichere Verteilung des Ölzuflusses gewährleistet.
Von Bedeutung für die Reibung während des Betriebs der Rollenstößel ist auch das Abstandsmaß der Innenflächen der Verdrehsicherungsbrücke. Diese nimmt in vorteilhafter Weise in Richtung zur Rolle ab. Dies ist insofern auch günstig, weil die Verdrehsicherungsbrücke nicht aus einer starren Platte besteht, sondern profiliert geformt ist, so dass die Wandungen der Innenflächen in einem gewissen Maß freistehend ausgeführt sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Abstandsmaß der Innenflächen der Verdrehsicherungsbrücke reziprok zu dem Abstandsmaß der Abflachungen am Rollenstößel unstetig und/oder teilstetig ausgeführt ist. D. h., die Innenflächen der Verdrehsicherungsbrücke sind den zugeordneten Abmessungen der Abflachungen angepasst. Dies gilt auch für den Bereich, der mit dem Endbereich der Abflachungen der Rollenstößel in Wirkverbindung steht. Dadurch erfolgen eine eindeutige Rastung der Rollenstößel im Montagezustand und eine geringe Reibung im Betriebszustand.
Zur Verbesserung der Schmierung der einander zugeordneten Flächen können in den Innenflächen der Verdrehsicherungsbrücke Ölnuten eingearbeitet sein.
Die Ölversorgung der Kontaktflächen ist besonders einfach, wenn in den Rollenstößeln je ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement eingebaut ist, das zumindest einen Kolben, ein mit dem Kolben zusammenwirkendes Zylindergehäuse, eine dazwischen eingebaute Rückstellfeder mit Rückschlagventil und eine Druckölzufuhr aufweist. Dann kann die Druckölzufuhr zum Ventilspiel-Ausgleichselement zur Ölzufuhr zumindest der einen Öffnung in dem der Rolle benachbarten Bereich der Abflachungen genutzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
1: eine perspektivische Darstellung eines Zusammenbaus von Rollenstößeln und einer Verdrehsicherungsbrücke,
2: einen Schnitt durch den der Rolle abgewandten Endbereich eines Rollenstößels im vergrößerten Maßstab,
3: einen Teilschnitt durch den Rollenstößel, ähnlich 1,
4: einen Teilschnitt ähnlich 2,
5: einen Teilschnitt entsprechend den 1 bis 4 mit Öffnungen in der Wandung und
6: einen Teilschnitt ähnlich der 1 bis 4 mit Öffnungen und Ringnut.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 6 sind, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein ein Rollenstößel bezeichnet, dessen Endbereiche als Teilabschnitte in den 2 bis 6 dargestellt sind. Die Rollenstößel 1 weisen an ihren einer nicht dargestellten Nockenwelle zugewandten Enden Rollen 7 auf, die mittels Wälzlagern an den Rollenstößeln 1 geführt sind. Die Rollenstößel 1 weisen weiterhin mit 2 bezeichnete Abflachungen auf, die einen der Rolle 7 abgewandten Endbereich 3 und einen der Rolle 7 benachbarten Bereich 4 haben. Die Abflachungen 2 sind in Innenflächen 9, die Bestandteile einer Verdrehsicherungsbrücke 10 sind, geführt. Die Rollenstößel haben weiterhin zylindrische Führungen 8 zwischen den Rollen 7 und den Abflachungen 2, mit denen sie, nicht dargestellt, in einem Bauteil der Hubkolbenbrennkraftmaschine, das der Nockenwelle benachbart ist, gelagert sind.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist der Endbereich 3 ein Maß auf, das zu einer Überdeckung zu dem Abstandsmaß der Innenflächen 9 der Verdrehsicherungsbrücke 10 führt und mit 18,4 mm ausgeführt ist.
An diesen Endbereich schließt sich der der Rolle 7 benachbarte Bereiche 4 an, dessen Abflachungen ein geringeres Maß aufweisen, aber parallel zueinander ausgeführt sind. Die Länge dieses der Rolle 7 benachbarten Bereiches 4 beträgt 12,1 mm und weist gegenüber dem Endbereich 3 jeweils kleine Stufen auf. In den Ausführungsbeispielen gemäß den 3 und 4 sind wiederum Endbereiche 3 vorgesehen, die ein Abstandsmaß von 18,5 mm aufweisen, wobei im Anschluss an die Stufe in 3 die der Rolle benachbarten Bereiche 4 in Richtung zur Rolle 7 in ihrem Abstandsmaß abnehmen, so dass zunächst ein Abstandsmaß von 18,4 mm vorgesehen ist, das bis zum Ende des Bereichs 4 in Richtung Rolle auf 18,05 mm abnimmt.
In Abänderung zu 3 ist in 4 der der Rolle 7 benachbarte Bereich 4 so ausgeführt, dass er in Richtung zur Rolle 7 von 18,05 mm nach 18,4 mm zunehmen, trotzdem aber ein geringeres Abstandsmaß als in dem Endbereich 3 aufweist.
In den Ausführungsbeispielen gemäß den 5 und 6 wird dargestellt, dass in dem der Rolle benachbarten Bereiche 4 je eine Öffnung 5 vorgesehen ist, die in 5 an eine Umfangsnut 6 anschließen. Durch diese Maßnahmen wird gezielt Öl zu den Berührflächen zwischen Abflachungen 2 und Innenflächen 9 geführt, das zur weiteren Reduzierung der Reibung zwischen den Rollenstößeln 1 und der Verdrehsicherungsbrücke 10 führt.

1: Rollenstößel
2: Abflachungen
3: Endbereiche
4: benachbarte Bereiche
5: Öffnungen
6: Umfangsnut
7: Rollen
8: Führungen
9: Innenflächen
10: Verdrehsicherungsbrücke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 5088488 [0002]

Claims

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einem den/die Zylinder verschließenden Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem mit einer Schließfeder belasteten Ein- und Auslassventil beherrscht sind, die durch von Nocken einer Nockenwelle angetriebene Rollenstößel (1) und ggf. durch weitere Übertragungselemente betätigbar sind, wobei die Rollenstößel (1) an ihren den Rollen (7) abgewandten Enden zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Abflachungen (2) aufweisen, die mit je zwei dazu passenden Innenflächen (9) einer, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Verdrehsicherungsbrücke (10) in Wirkverbindung stehen, und wobei das Abstandsmaß der Abflachungen (2) gegenüber dem Abstand der Innenflächen (9) zumindest partiell eine Überdeckung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Passung zwischen den Abflachungen (2) der Rollenstößel (1) und den Innenflächen (9) der Verdrehsicherungsbrücke (10) von einer Montagestellung des Rollenstößels (1) in der Verdrehsicherungsbrücke (10) ausgehend, in der Arbeitsstellung des Rollenstößels (1) tendenziell zur Spielpassung hin verändert ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (2) in dem der Rolle (7) abgewandten Endbereich (3) einen größeren Abstand zueinander aufweisen als in dem der Rolle (7) benachbarten Bereich (4).
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (2) nach dem T-Design in dem der Rolle (7) benachbarten Bereich (4) parallel zueinander ausgeführt sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (2) nach dem V-Design in dem der Rolle (7) benachbarten Bereich (4) V-förmig derart ausgeführt sind, dass das Abstandsmaß in Richtung zur Rolle (7) abnimmt.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflachungen (2) nach dem A-Design in dem der Rolle (7) benachbarten Bereich (4) A-förmig derart ausgeführt sind, dass das Abstandsmaß in Richtung zur Rolle (7) zunimmt.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenstößel (1) im Bereich der Abflachungen (2), vorzugsweise in dem der Rolle (7) benachbarten Bereich (4) zumindest eine Öffnung (5) aufweisen, die auf ihrer Innenseite mit Öl der Hubkolbenbrennkraftmaschine, vorzugsweise mit Drucköl, beaufschlagt ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (5) an den dem Endbereich (3) benachbarten Enden in dem der Rolle (7) benachbarten Bereich (4) angeordnet ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenstößel (1) am inneren Ende der zumindest einen Öffnung (5) eine Umfangsnut (6) aufweisen.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmaß der Innenflächen (9) der Verdrehsicherungsbrücke (10) in Richtung zu den Rollen (7) abnimmt.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsmaß der Innenflächen (9) der Verdrehsicherungsbrücke (10) reziprok zu dem Abstandsmaß der Abflachungen (2) am Rollenstößel (1) unstetig und/oder teilstetig ausgeführt ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Innenflächen (9) der Verdrehsicherungsbrücke (10) Ölnuten eingearbeitet sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rollenstößeln (1) je ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement eingebaut ist, das zumindest einen Kolben, ein mit dem Kolben zusammenwirkendes Zylindergehäuse, eine dazwischen eingebaute Rückstellfeder, ein Rückschlagventil und eine Druckölzufuhr aufweist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckölzufuhr mit der zumindest einen Öffnung (5) in dem der Rolle (7) benachbarten Bereich (4) der Abflachungen (2) in Wirkverbindung steht.