DE102008029293A1

DE102008029293A1 - Verbindungselement zur verliersicheren Halterung eines hebelartigen Nockenfolgers

Info

Publication number: DE102008029293A1
Application number: DE102008029293A
Authority: DE
Inventors: Helmut Engelhardt; Christian Minner
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2009-12-24

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Verbindungselement (3) aus Flachmaterial zur verliersicheren Halterung eines hebelartigen Nockenfolgers (2) an einem Abstützelement (1) mit einem Gelenkkopf (6), auf dem der Nockenfolger (2) mittels einer Gelenkpfanne (5) schwenkbeweglich gelagert ist, wobei ein an der offenen Seite der Gelenkpfanne verlaufender unterer Abschnitt (12) des Verbindungselements zwei Schenkel (16) aufweist, die mit ihren Innenseiten eine Aussparung (15) für den Gelenkkopf begrenzen und in eine ringförmige Nut (17) unterhalb des Gelenkkopfs eingreifen. Dabei sollen die Schenkel ein unebenes Querschnittsprofil dergestalt aufweisen, dass sie eine gegenüber ebenen Schenkeln deutlich erhöhte Formsteifigkeit aufweisen, die einer Durchbiegung des unteren Abschnitts in Richtung der Gelenkpfanne entgegensteht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement aus Flachmaterial zur verliersicheren Halterung eines ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine betätigenden hebelartigen Nockenfolgers an einem Abstützelement. Dieses umfasst einen Gelenkkopf, auf dem der Nockenfolger mittels einer Gelenkpfanne schwenkbeweglich gelagert ist, wobei ein an der offenen Seite der Gelenkpfanne verlaufender unterer Abschnitt des Verbindungselements zwei zueinander beabstandete längliche Schenkel aufweist, die mit ihren Innenseiten eine Aussparung für den Gelenkkopf begrenzen und in eine ringförmige Nut des Abstützelements unterhalb des Gelenkkopfs eingreifen und deren Außenseiten im Eingriffsbereich der Innenseiten anbindungsfrei sind.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Verbindungselement ist aus der DE 10 2004 005 831 A1 sowie aus der DE 196 17 523 C2 , soweit dort das Verbindungselement nicht als Drahthaltebügel, sondern als Blechhalteklammer ausgebildet ist, vorbekannt. In beiden Fällen weisen die Schenkel zum einen ein ebenes Querschnittsprofil auf und sind zum anderen in dem Bereich, in dem deren Innenseiten in die unterhalb des Gelenkkopfs verlaufende und als Hinterstich dienende Nut eingreifen, anbindungsfrei. Unter dem Begriff „anbindungsfrei” ist zu verstehen, dass das Verbindungselement im Eingriffsbereich der Innenseiten keine von den Schenkeln ausgehenden Abschnitte aufweist, die der befestigenden Anbindung des Verbindungselements am Nockenfolger dienen. Zur weiteren Veranschaulichung dieses Merkmals sei als Gegenbeispiel dazu die EP 1 617 047 B1 genannt, in der ein Verbindungselement mit Schenkeln vorgeschlagen ist, an deren Außenseiten im Eingriffsbereich der Innenseiten abgewinkelt abgehende Haltekrallen zur Aufhängung des Verbindungselements am Nockenfolger angebunden sind.
Zurückkommend auf gattungsgemäße Verbindungselemente gemäß den beiden erstgenannten Druckschriften weisen die Schenkel aufgrund ihres ebenen Querschnittsprofils ein sehr geringes Widerstandsmoment in Querrichtung auf, so dass ein prozesssicheres Einschnappen der Schenkelinnenseiten in die Nut unterhalb des Gelenkkopfs infolge Einfederung des unteren Abschnitts in Richtung der Gelenkpfanne risikobehaftet sein kann. Dies gilt insbesondere für die in der DE 196 17 523 C2 vorgeschlagene Blechhalteklammer, deren unterer Abschnitt zur Unterseite des Nockenfolgers beabstandet verläuft und insofern nicht so hinreichend an der offenen Seite der Gelenkpfanne abgestützt ist, dass beim Durchdrücken des Gelenkkopfs in die Gelenkpfanne ein vollständiges Einschnappen der Schenkel unter den Gelenkkopf gewährleistet ist.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verbindungselement der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass der genannte Nachteil mit einfachen Mitteln beseitigt ist. Demnach soll ein nach wie vor kostengünstig herstellbares Verbindungselement angegeben werden, dass auch im Falle eines beabstandet zum Nockenfolger verlaufenden unteren Abschnitts eine prozesssicher montierbare verliersichere Halterung des Nockenfolgers am Abstützelement gewährleistet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach sollen die Schenkel im Eingriffsbereich der Innenseiten ein unebenes Querschnittsprofil dergestalt aufweisen, dass die Schenkel eine gegenüber Schenkeln mit ebenem Querschnittsprofil deutlich erhöhte Formsteifigkeit aufweisen, die einer Durchbiegung des unteren Abschnitts in Richtung der Gelenkpfanne entgegensteht. Gegenüber dem in der EP 1 617 0 47 B1 vorgeschlagenen Verbindungselement mit als solchen zwar vollständig ebenen, aufgrund der im Eingriffsbereich der Innenseiten angebundenem Haltekrallen jedoch versteiften Schenkel, wird vorliegend das der elastischen Verformung des unteren Abschnitts entsprechende Widerstandsmoment der anbindungsfreien Schenkel durch ein geeignetes unebenes Querschnittsprofil der Schenkel in deren Querrichtung ausreichend erhöht.
Während ein solches Querschnittsprofil eine beliebige, von der Ebene abweichende Form aufweisen kann, ist es in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, das die Außenseiten der Schenkel mit abgewinkelten Längsstegen versehen sind. Das auf den Materialeinsatz bezogene Widerstandsmoment solcher auf einfache Weise umformbarer Schenkel kann dabei dadurch maximiert werden, das die Längsstege im wesentlichen orthogonal in eine der offenen Seite der Gelenkpfanne abgewandte Richtung abgewinkelt sind. Im Falle eines ausreichenden Abstands des unteren Abschnitts vom Nockenfolger besteht alternativ auch die Möglichkeit, die Längsstege in die der offenen Seite zugewandte Richtung der Gelenkpfanne abzuwinkeln.
In einer besonders kostengünstigen Ausgestaltung der Erfindung soll das Verbindungselement als spanlos hergestelltes Umformteil aus federhartem Blechwerkstoff bestehen.
Außerdem ist es zweckmäßig, wenn das Verbindungselement gemeinsam mit dem Nockenfolger und dem Abstützelement eine in die Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit bildet. Mit einer solchen Baueinheit wird das Risiko einer potenziellen Fehlmontage des Nockenfolgers in die Brennkraftmaschine minimiert. Eine solche Fehlmontage könnte insbesondere darin bestehen, dass der Nockenfolger um 180° verdreht im Ventiltrieb montiert wird. Im Falle eines als endseitig abgestützter Schlepphebel ausgebildeten Nockenfolgers wären dann die Kontaktpartner Gelenkkopf des Abstützelements und Gelenkpfanne des Schlepphebels sowie Schaftende des Gaswechselventils und die zugehörige Betätigungsfläche am Schlepphebel gegenseitig vertauscht. Dies würde zumindest zu einer Ventiltriebsfehlfunktion und im schlimmsten Fall zu einem gravierenden Motorschaden führen. Das Verbindungselement hat demnach auch dafür zu sorgen, dass ein Auseinanderfallen der noch nicht in die Brennkraftmaschine montierten Baueinheit aufgrund von Transportbewegungen sicher ausgeschlossen ist. Weiterhin soll das Verbindungselement keinen nachteiligen Beitrag zur Ventiltriebsreibung bei der Schwenkbewegung des Nockenfolgers auf dem Abstützelement leisten und weist aus diesem Grund eine geringere Materialstärke als die Breite der Nut auf, so dass es in allen Schwenkstellungen des Nockenfolgers frei in der Nut beweglich ist.
Der vorgenannte Schlepphebel stellt eine bevorzugte Anwendung für das Verbindungselement dar, wobei der Schlepphebel an seinem ersten Endabschnitt auf dem Abstützelement gelagert ist, mit seinem zweiten Endabschnitt das Gaswechselventil betätigt und in seinem Mittelabschnitt eine vorzugsweise als Rolle ausgebildete Nockenanlauffläche aufweist. Alternativ kann es sich bei dem Nockenfolger aber auch um einen Kipphebel handeln, der in seinem Mittelabschnitt die Gelenkpfanne und an seinem ersten Endabschnitt die Nockenanlauffläche aufweist und der mit seinem zweiten Endabschnitt das Gaswechselventil betätigt. Ein derartiger Kipphebel ist in der Regel auf einem hängend in der Brennkraftmaschine gelagerten Abstützelement abgestützt.
Im Falle des Schlepphebels ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement mit einem oberen Abschnitt, dem unteren Abschnitt und einem diese verbindenden Zwischenabschnitt U-förmig ausgebildet ist. Dabei sollen der Zwischenabschnitt den ersten Endabschnitt des Schlepphebels stirnseitig umgreifen und der obere Abschnitt eine auf der geschlossenen Seite der Gelenkpfanne einrastende Aussparung aufweisen.
In weiterer Konkretisierung eines solchen Verbindungselements sollen sowohl die Aussparung in dem oberen Abschnitt als auch die Aussparung in dem unteren Abschnitt geometrisch geschlossen sein, wobei die Aussparung in dem oberen Abschnitt kreisförmig und die Aussparung in dem unteren Abschnitt mit den beiden parallel zueinander verlaufenden Schenkeln langlochförmig ausgebildet sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
1 eine Baueinheit mit Verbindungselement, Schlepphebel und Abstützelement im Längsschnitt;
2 die Baueinheit gemäß 1 in perspektivischer Darstellung und
3 das Verbindungselement aus den 1 und 2 in stark vergrößerter perspektivischer Darstellung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 und 2 sind ein Abstützelement 1, ein hebelartiger Nockenfolger 2 und ein Verbindungselement 3 offenbart. Der als Schlepphebel ausgebildete Nockenfolger 2 weist an seinem ersten Endabschnitt 4 eine kalottenförmige Gelenk pfanne 5 auf, mittels welcher der Schlepphebel 2 auf einem sphärischen Gelenkkopf 6 des Abstützelements 1 schwenkbeweglich gelagert ist, und betätigt mit seinem zweiten Endabschnitt 7 ein hier nur angedeutetes Gaswechselventil 8 einer Brennkraftmaschine. Der Schlepphebel 2 weist in seinem Mittelabschnitt 9 eine als nadelgelagerte Rolle ausgebildete Nockenanlauffläche 10 zum Abgriff eines Nockens einer Nockenwelle auf. Das an sich bekannte Abstützelement 1 ist mit einem hydraulischen Ventilspielausgleich versehen, und der ebenfalls an sich bekannte Schlepphebel 2 ist aus Blechwerkstoff mittels Kaltumformung hergestellt. Das aus Blechwerkstoff spanlos umgeformte federharte Verbindungselement 3 dient zur verliersicheren Halterung des Schlepphebels 2 am Abstützelement 1, so dass aus diesen Bauteilen eine in die Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit gebildet ist.
Das in 3 isoliert dargestellte Verbindungselement 3 ist mit einem oberen Abschnitt 11, einem unteren Abschnitt 12 und einem diese verbindenden Zwischenabschnitt 13 U-förmig ausgebildet. Der Zwischenabschnitt 13 umgreift den ersten Endabschnitt 4 des Schlepphebels 2 stirnseitig, und der obere Abschnitt 11 weist eine geometrisch geschlossene, kreisförmige Aussparung 14 auf, die auf der geschlossenen Seite der Gelenkpfanne 5 eingerastet ist. Der an der offenen Seite der Gelenkpfanne 5 verlaufende untere Abschnitt 12 weist eine ebenfalls geometrisch geschlossene, jedoch langlochförmig ausgebildete Aussparung 15 auf. Diese wird durch Innenseiten zweier zueinander beabstandeter Schenkel 16 begrenzt, wobei die Innenseiten im Bereich einer ringförmigen Nut 17 des Abstützelements 1 (siehe 1) parallel zueinander verlaufen. Die Nut 17 dient als Hinterschnitt unterhalb des Gelenkkopfs 6, wobei die Innenseiten der Schenkel 16 unter Bildung eines – bezogen auf die Längsachse des Abstützelements 1 – axialen Formschlusses in die Nut 17 eingreifen.
Wie eingangs erläutert, sind die Außenseiten der Schenkel 16 im Eingriffsbereich der Innenseiten anbindungsfrei und mit einem unebenen Querschnittsprofil versehen. Dieses dient gegenüber ebenen Schenkeln zur Erhöhung von deren Widerstandsmoment und folglich von deren Formsteifigkeit, die bei der Montage der Baueinheit einer Durchbiegung des unteren Abschnitts 12 in Richtung der Ge lenkpfanne 5, d. h. beim Durchdrücken des Gelenkkopfs 6 durch die sich dabei aufweitende Aussparung 15 entgegensteht. Der sich nur gering durchbiegende untere Abschnitt 12 minimiert das Risiko einer Fehlmontage der Baueinheit, welche darin bestehen kann, dass die Innenseiten der Schenkel 16 aufgrund unzulässig hoher Verformung nicht oder nicht vollständig unter den Gelenkkopf 6 in die Nut 17 einschnappen.
Das unebene Querschnittsprofil ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als L-Profil ausgeführt, das durch von den Außenseiten der Schenkel 16 abgewinkelte Längsstege 18 gebildet ist. Wie aus 2 deutlich wird, sind die Längsstege 18 orthogonal in eine der offenen Seite der Gelenkpfanne 5 abgewandte Richtung abgewinkelt.

1: Abstützelement
2: Nockenfolger/Schlepphebel
3: Verbindungselement
4: erster Endabschnitt des Schlepphebels
5: Gelenkpfanne
6: Gelenkkopf
7: zweiter Endabschnitt des Schlepphebels
8: Gaswechselventil
9: Mittelabschnitt des Schlepphebels
10: Nockenanlauffläche
11: oberer Abschnitt des Verbindungselements
12: unterer Abschnitt des Verbindungselements
13: Zwischenabschnitt des Verbindungselements
14: kreisförmige Aussparung
15: langlochförmige Aussparung
16: Schenkel
17: Nut
18: Längssteg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004005831 A1 [0002]
- DE 19617523 C2 [0002, 0003]
- EP 1617047 B1 [0002, 0005]

Claims

Verbindungselement (3) aus Flachmaterial zur verliersicheren Halterung eines ein Gaswechselventil (8) einer Brennkraftmaschine betätigenden hebelartigen Nockenfolgers (2) an einem Abstützelement (1) mit einem Gelenkkopf (6), auf dem der Nockenfolger (2) mittels einer Gelenkpfanne (5) schwenkbeweglich gelagert ist, wobei ein an der offenen Seite der Gelenkpfanne (5) verlaufender unterer Abschnitt (12) des Verbindungselements (3) zwei zueinander beabstandete längliche Schenkel (16) aufweist, die mit ihren Innenseiten eine Aussparung (15) für den Gelenkkopf (6) begrenzen und in eine ringförmige Nut (17) des Abstützelements (1) unterhalb des Gelenkkopfs (6) eingreifen und deren Außenseiten im Eingriffsbereich der Innenseiten anbindungsfrei sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (16) im Eingriffsbereich der Innenseiten ein unebenes Querschnittsprofil dergestalt aufweisen, dass die Schenkel (16) eine gegenüber Schenkeln mit ebenem Querschnittsprofil deutlich erhöhte Formsteifigkeit aufweisen, die einer Durchbiegung des unteren Abschnitts (12) in Richtung der Gelenkpfanne (5) entgegensteht.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseiten der Schenkel (16) mit abgewinkelten Längsstegen (18) versehen sind.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (18) im wesentlichen orthogonal in eine der offenen Seite der Gelenkpfanne (5) abgewandte Richtung abgewinkelt sind.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (3) als spanlos hergestelltes Umformteil aus federhartem Blechwerkstoff besteht.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (3) gemeinsam mit dem Nockenfolger (2) und dem Abstützelement (1) eine in die Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit bildet.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (2) als Schlepphebel ausgebildet ist, der an seinem ersten Endabschnitt (4) auf dem Abstützelement (1) gelagert ist, mit seinem zweiten Endabschnitt (7) das Gaswechselventil (8) betätigt und in seinem Mittelabschnitt (9) eine vorzugsweise als Rolle ausgebildete Nockenanlauffläche (10) aufweist.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (3) mit einem oberen Abschnitt (11), dem unteren Abschnitt (12) und einem diese verbindenden Zwischenabschnitt (13) U-förmig ausgebildet ist, wobei der Zwischenabschnitt (13) des Verbindungselements (3) den ersten Endabschnitt (4) des Schlepphebels (2) stirnseitig umgreift und wobei der obere Abschnitt (11) eine auf der geschlossenen Seite der Gelenkpfanne (5) einrastende Aussparung (14) aufweist.
Verbindungselement (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Aussparung (14) in dem oberen Abschnitt (11) als auch die Aussparung (15) in dem unteren Abschnitt (12) geometrisch geschlossen sind, wobei die Aussparung (14) in dem oberen Abschnitt (11) kreisförmig und die Aussparung (15) in dem unteren Abschnitt (12) mit den beiden parallel zueinander verlaufenden Schenkeln (16) langlochförmig ausgebildet sind.