DE102010033120A1

DE102010033120A1 - Nockenfolger

Info

Publication number: DE102010033120A1
Application number: DE102010033120A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dorn; Norbert Geyer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2012-02-09
Also published as: CN102400727A; CN102400727B; US8522643B2; ITMI20111365A1; US20120031223A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Nockenfolger (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine, mit einer in einer Tasche (2) des Nockenfolgers (1) aufgenommenen Nockenrolle (3), welche Nockenrolle (3) über ihre Bohrung (4) auf einem Bolzen (5) gelagert ist, der endseitig in Aufnahmen (6) von sich gegenüberliegenden Wänden (7) der Tasche (2) sitzt, vor welchen Wänden (7) die Nockenrolle (3) mit ihren Stirnseiten (8) unmittelbar verläuft, wobei jede Stirnseite (8) der Nockenrolle (3) als Außenmantel einer Kugelzone vorliegt und wobei jede Wand (7), zumindest im Bereich ihres Gegenlaufstücks (11) bei der respektiven Stirnseite (8) der Nockenrolle (3), glattwandig gerade ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockenfolger für eine Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Ventiltrieb jeweils einer quantitäts- oder qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einer in einer Tasche des Nockenfolgers aufgenommenen Nockenrolle, welche Nockenrolle über ihre Bohrung auf einem Bolzen gelagert ist, der endseitig in Aufnahmen von sich gegenüberliegenden Wänden der Tasche sitzt, vor welchen Wänden die Nockenrolle mit ihren Stirnseiten unmittelbar verläuft.
Ein derartiger Nockenfolger geht aus der DE 10 2005 047 234 A1 hervor. Dieser ist als tassenförmiger Stößel ausgebildet und dient einer periodischen Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffpumpe. Ein weiterer Nockenfolger ist in der DE 103 54 683 A1 beschrieben. Dieser liegt als Schlepphebel vor und wird zur Beaufschlagung eines Gaswechselventils in einem Ventiltrieb verwendet.
Als Nockengegenläufer dient jeweils eine auf einem Bolzen gelagerte Rolle. Letztgenannte läuft über ihre Stirnseiten, die bis auf einen konstruktiv notwendigen Kantenbruch im Übergangsbereich zu der Bohrung und zu einem Außenmantel der Nockenrolle plan sind, an flachen Wänden der Tasche an. Aufgrund von Toleranzen bzw. deren ungünstiger Summierung kann im Betrieb ein Kantenbereich der Stirnseite zum Außenmantel der Nockenrolle in Kontakt zu der entsprechenden Wand der Tasche kommen. Neben dem Verschleiß im unmittelbaren Kontaktbereich wird die Nockenrolle abgebremst, was Schlupf im Lager und am Nockenkontakt zur Folge hat. Dem unerwünscht hohen Verschleiß wird im Stand der Technik durch sehr hohe Fertigungsgenauigkeit, aufgetragene Schichten bzw. verbesserte Schmierung versucht zu begegnen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Nockenfolger der eingangs beschriebenen Art, jedoch ohne die aufgezeigten Verschleißprobleme zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Stirnseite der Nockenrolle im Wesentlichen als Außenmantel einer Kugelzone vorliegt, wobei jede Wand, zumindest im Bereich ihres Gegenlaufstücks bei der respektiven Stirnseite der Nockenrolle, glattwandig gerade ist.
Eine demgegenüber alternative Ausgestaltung ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 3, wonach jede Stirnseite der Nockenrolle plan ist und wobei deren Gegenlaufstück an der Wand als in Richtung zur Nockenrolle eingewölbter Kugelabschnitt dargestellt ist.
Ggf. können auch beide Stirnseiten gleichzeitig als aufeinander zu gewölbte Kugelabschnitte oder ähnliche Gestaltungen vorliegen.
Aufgrund dieser fertigungstechnisch sehr preiswert darstellbaren Lösung sind die aufgeführten Verschleißprobleme eliminiert und die Lebensdauer des Nockenfolgers ist erhöht. Die eingangs beschriebenen zusätzlichen Verschleißschutzmaßnahmen werden nicht benötigt, können jedoch nach wie vor appliziert werden. Ggf. kann die Tolerierung entfeinert werden.
Bei einer unerwünschten Schrägstellung der Nockenrolle liegt ein deutlich „entschärfter” Kontaktbereich vor. Sogenannte „Kantenträger” sind durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ausgeschlossen. Aufgrund des planen bzw. abgeflachten radial inneren Abschnitts (s. Unteransprüche 2, 4) wird gleichzeitig ein verschleißträchtiger Kantenkontakt im Übergangsbereich bei der Bohrung vermieden.
Es muss nicht erwähnt werden, dass Kantenbrüche [Fasen bzw. Rundungen] in den Übergangsbereichen der Stirnseite zur Bohrung und zum Außenmantel vorgesehen bleiben, da konstruktiv notwendig.
Einfache Maßnahmen einer Lagerung der Nockenrolle auf dem Bolzen sind Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. So kommt entweder eine Wälzlagerung wie eine Nadellagerung oder eine Gleitlagerung infrage. Der Nockenkontakt kann über gezielte Ölanspritzung u./o. über Ölnebel geschmiert werden. Eine Befestigung des Bolzen kann durch Verstemmen, Vernieten, Einpressen etc. erfolgen. Je nach Anwendung ist auch dessen fliegende Lagerung denkbar und vorgesehen.
Vorgeschlagen ist zudem, im Fall einer Ausbildung des Nockenfolgers als tassenartiger Stößel oder Rollenstößel (Stößelstangenbeaufschlagung), die Aufnahmen für den Bolzen in vom zylindrischen Hemd eingerückten Längsanflachungen vorzusehen, so dass einfach eine flache, innen liegende Anlauffläche für die Stirn des Bolzens generiert ist (Variante nach Anspruch 1). Ggf. kann diese Abflachung jedoch auch nachträglich bspw. spanend generiert werden.
Alternativ kann der Nockenfolger auch als Hebel wie ein Schlepp-, Schwing- oder Kipphebel vorliegen, zwischen dessen Seitenwänden die Nockenrolle eingebaut ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erklärt.
Es zeigen:
1–4 einen Nockenfolger für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, hier als Rollenstößel ausgebildet, in zwei Seiten- und zwei Schnittansichten;
5 in einer räumlichen Ansicht einen Nockenfolger für einen Ventiltrieb, hier als Schlepphebel dargestellt;
6 einen stark vergrößerten Teilschnitt im Bereich der Lagerung des Bolzens in der Wand des Nockenfolgers und
7 einen Teilschnitt ähnlich wie vorgenannt, jedoch mit einer Lösung nach dem Stand der Technik.
Aus den 1–4 ist ein als tassenförmiger Stößel ausgebildeter Nockenfolger 1 für eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine entnehmbar.
Der Nockenfolger 1 besteht aus einem hohlzylindrischen Hemd 14, von dessen antriebsseitigem Rand 13 eine Tasche 2 ausgeht. In Letztgenannter ist eine Nockenrolle 3 aufgenommen. Diese weist eine Bohrung 4 mit einer Wälzlagerung 12 auf, über welche die Nockenrolle 3 auf einem Bolzen 5 verläuft. Der Bolzen 5 sitzt endseitig in Aufnahmen 6 von sich gegenüberliegenden Wänden 7 der Tasche 2. Die Wände 7 sind an sich diametral gegenüberliegenden, eingerückten Längsanflachungen 18 dargestellt. Unmittelbar vor bzw. an den Wänden 7 verläuft die Nockenrolle 3 mit ihren Stirnseiten 8.
Wie in diesem Kontext am besten aus 6 hervorgeht, ist jede Stirnseite 8 der Nockenrolle 3 als Außenmantel einer Kugelzone ausgebildet. Anders gesagt, ist diese Stirnseite 8 ballig bzw. bombiert gestaltet. Gleichzeitig hat jede Wand 7 im Bereich ihres Gegenlaufstücks 11 einen glattwandig-geraden Verlauf. Ein sich unmittelbar an eine Ringkante 9 bei der Bohrung 4 anschließender Abschnitt 10 der jeweiligen Stirnseite 8 der Nockenrolle 3 ist jedoch plan gefertigt.
Läuft die Nockenrolle 3 mit einer ihrer Stirnseiten 8 an der gegenüberliegenden Wand 7 unerwünscht „schräg” an, so ist der Kontaktbereich im Kantenabschnitt der Stirnseite 8 zum Außenmantel 17 deutlich „entschärft”. Es ist nicht mehr mit den eingangs beschriebenen Verschleißproblemen zu rechnen. Gleichzeitig ist ein scharfkantiger Übergangsbereich der Stirnseite 8 zur Bohrung 4 durch die anfänglich radial innen plane Darstellung der Stirnseite 8 vermieden.
Aus 5 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäß gestalteten Nockenfolgers 1 entnehmbar. Dieser liegt hier als Hebel 15 (Schlepphebel) vor, zwischen dessen Wänden 7 die auf dem Bolzen 5 gelagerte Nockenrolle 3 aufgenommen ist. Der Hebel 15 hat ein nach unten offenes U-Profil, wobei dieser auch ein nach oben offenes U- oder ein H-Profil aufweisen kann. Auch kann der Hebel 15 aus Vollmaterial bestehen.
Schließlich steht 7 für bisherig im Nockenfolgerbau ausgeführte Lösungen, mit bis auf Kantenbrüchen planen Stirnseiten 8 an der jeweiligen Nockenrolle 3, die an glattwandig-geraden Wänden 7 gegenlaufen. Zu erkennen ist eine Schrägstellung der Nockenrolle 3, welche im relativ scharfkantigen Übergangsbereich ihrer Stirnseite 8 zum Außenmantel 17 verschleißbehaftet an der Wand 7 anläuft.
Bezugszeichenliste

1: Nockenfolger
2: Tasche
3: Nockenrolle
4: Bohrung
5: Bolzen
6: Aufnahme
7: Wand
8: Stirnseite
9: Ringkante
10: Abschnitt
11: Gegenlaufstück (Wand)
12: Wälzlagerung
13: Rand
14: Hemd
15: Hebel
16: Stößel
17: Außenmantel
18: Längsanflachung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005047234 A1 [0002]
DE 10354683 A1 [0002]

Claims

Nockenfolger (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Ventiltrieb jeweils einer quantitäts- oder qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einer in einer Tasche (2) des Nockenfolgers (1) aufgenommenen Nockenrolle (3), welche Nockenrolle (3) über ihre Bohrung (4) auf einem Bolzen (5) gelagert ist, der endseitig in Aufnahmen (6) von sich gegenüberliegenden Wänden (7) der Tasche (2) sitzt, vor welchen Wänden (7) die Nockenrolle (3) mit ihren Stirnseiten (8) unmittelbar verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stirnseite (8) der Nockenrolle (3) im Wesentlichen als Außenmantel einer Kugelzone vorliegt, wobei jede Wand (7), zumindest im Bereich ihres Gegenlaufstücks (11) bei der respektiven Stirnseite (8) der Nockenrolle (3), glattwandig gerade ist.
Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich unmittelbar an eine Ringkante (9) bei der Bohrung (4) anschließender Abschnitt (10) der jeweiligen Stirnseite (8) der Nockenrolle (3) plan ist.
Nockenfolger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stirnseite (8) der Nockenrolle (3) plan ist, wobei deren Gegenlaufstück (11) an der Wand (7) der Tasche (2) als in Richtung zur Nockenrolle (3) eingewölbter Kugelabschnitt dargestellt ist.
Nockenfolger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopfbereich des Kugelabschnitts abgeflacht ist, welcher abgeflachte Kopfbereich mit seinem Rand radial geringfügig höher liegt, als die Ringkante (9) bei der Bohrung (4).
Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenrolle (3) auf dem Bolzen (5) über eine Wälz- oder Gleitlagerung (12) verläuft.
Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1) als tassenartiger Stößel (16) vorliegt, dessen Wände (7) mit den Aufnahmen (6) als eingerückte Längsanflachungen (18) ausgebildet sind, die von einem nockenseitigen Rand (13) eines Hemdes (14) des Nockenfolgers (1) ausgehen.
Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1) entweder a) als Rollenstößel (14) zur Beaufschlagung einer Stößelstange oder b) als Hebel (15) wie ein Schlepp-, Schwing- o. Kipphebel jeweils für den Ventiltrieb ausgebildet ist.
Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenrolle (3) die Tasche (2) abschnittsweise überragt.