DE102011012614A1

DE102011012614A1 - Nockenfolger und Ventiltrieb

Info

Publication number: DE102011012614A1
Application number: DE201110012614
Authority: DE
Inventors: Roman Weinmeister
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-08-30
Also published as: WO2012116677A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nockenfolger eines Ventiltriebs, mit einer Auflagefläche für ein Abstützelement, mit einer Kontaktfläche für die Betätigung eines Ventils, und mit einer Längsachse. Die Erfindung beinhaltet, dass seitlich auf den Nockenfolger einwirkende Kräfte im Wesentlichen in Folge der Ausgestaltung des Nockenfolgers ausgleichbar sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Ventiltrieb.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nockenfolger eines Ventiltriebs, mit mindestens einer Auflagefläche für mindestens ein Abstützelement, mit mindestens einer Kontaktfläche für die Betätigung mindestens eines Ventils, und mit einer Längsachse. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Ventiltrieb mit mindestens einem Nockenfolger.
In Verbrennungsmotoren wird das Öffnungs- und Schließverhalten der Ventile durch die Nocken der Nockenwellen bestimmt. Dabei wirken die rotierenden Nocken über Nockenfolger – z. B. in Form von Kipp-, Schlepp- oder Schwinghebel– auf die Ventile ein (siehe z. B. die Offenlegungsschrift DE 197 49 079 A1 ). Die meist zungenförmigen Nockenfolger weisen zumeist eine Auflagefläche, über welche die Nockenfolger mit einer Seite auf Abstützelementen ruhen, und eine Kontaktfläche auf, über welche die Ventile betätigt werden. Die Nocken wirken auf die Nockenfolger ein und heben jeweils die dem Ventil zugewandte Seite des Nockenfolgers an oder senken sie ab. Die Offenlegungsschrift DE 10 2007 020 128 A1 beschreibt einen Nockenfolger, welcher auf zwei Abstützelementen ruht und zwei Ventile steuert. Weitere Varianten von Nockenfolgern mit mehreren Auflage- bzw. Kontaktflächen finden sich in der Offenlegungsschrift US 2009/0173300 A1 . Im Stand der Technik sind Nockenwellenversteller bekannt, über welche die Ventilüberschneidung von Einlass- und Auslassventilen verändert werden kann und somit ein Eingriff in die Steuerung des Verbrennungsmotors möglich ist. Beispiele hierfür finden sich in den nicht vorveröffentlichten Anmeldungen DE 10 2010 025 099.6 und DE 10 2010 025 100.3 der Anmelderin. Bei Nockenwellenverstellern oder auch sonst im Betrieb von Nockenwellen können seitlich auf die Nockenfolger einwirkende Kräfte auftreten, welche zu einem Verkippen führen können oder zumindest die Steuerung der Ventile unpräzise machen. Dies kann beispielsweise auf Fertigungstoleranzen der beteiligten Elemente zurückzuführen sein. Ein besonderer Fall liegt vor, wenn solche Nocken wie in der DE 10 2010 025 100.3 verwendet werden, welche ein Verschieben auch dann erlauben, wenn der Nocken im Eingriff mit einem Ventil ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nockenfolger bzw. einen Ventiltrieb mit Nockenfolger vorzuschlagen, bei welchen seitliche Kräfte auf den Nockenfolger im Wesentlichen nicht zu einem Kippen des Nockenfolgers führen.
Die Aufgabe wird bezüglich des Nockenfolgers erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Nockenfolger derartig ausgestaltet ist, dass seitlich auf den Nockenfolger einwirkende Kräfte im Wesentlichen in Folge der Ausgestaltung des Nockenfolgers ausgleichbar sind.
In einer Ausgestaltung einer ersten Variante des Nockenfolgers ist vorgesehen, dass ein Mittelpunkt der Auflagefläche und/oder ein Mittelpunkt der Kontaktfläche einen vorgebbaren Abstand zur Längsachse aufweist. Erfindungsgemäß ist somit mindestens ein Mittelpunkt zur Längsachse seitlich versetzt. Der Abstand ist insbesondere betragsmäßig größer Null. Dabei befindet sich in einer Ausgestaltung der andere Mittelpunkt auf der Längsachse. In einer anderen Ausgestaltung befindet sich der andere Mittelpunkt ebenfalls versetzt zur Längsachse. Dabei sind die zwei Mittelpunkte entweder auf der gleichen Seite von der Längsachse oder auf unterschiedlichen Seiten. Die Längsachse des Nockenfolgers steht im Wesentlichen senkrecht auf der Längsachse der Nockenwelle und auch senkrecht auf der Achse, um welche der Nockenfolger sich im eingebauten Zustand bewegt. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt oder den Mittelpunkten zur Längsachse ergibt sich dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von den zu erwartenden Kräften bzw. von der Geometrie der Ventile bzw. der Abstützelemente.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenfolgers beinhaltet, dass genau eine Auflagefläche vorgesehen ist, und dass genau eine Kontaktfläche vorgesehen ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nockenfolgers sieht vor, dass der Mittelpunkt der Auflagefläche und der Mittelpunkt der Kontaktfläche mit vorgebbaren Abständen auf unterschiedlichen Seiten der Längsachse angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung sind somit beide Mittelpunkte auf jeweils einer anderen Seite der Längsachse angeordnet. Die Beträge der Abstände sind dabei in einer Ausgestaltung gleich und einer alternativen Ausgestaltung unterschiedlich.
In einer Ausgestaltung einer zweiten Variante des Nockenfolgers, welche alternativ oder ergänzend zur ersten Variante vorgesehen sein kann, ist mindestens ein Verlängerungselement vorgesehen und das Verlängerungselement ist unter einem vorgebbaren Winkel zur Längsachse angeordnet. Der Winkel beträgt beispielsweise 90°. In der zweiten Variante ist ein Verlängerungselement vorgesehen, welches seitlich an dem ansonsten zungenartigen Nockenfolger angebracht ist.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verlängerungselement mindestens eine Ruhefläche aufweist. Die Ruhefläche dient dazu, den Nockenfolger zusätzlich zur Auflagefläche an einem anderen Bereich abzustützen und somit dessen Stabilität zu erhöhen oder z. B. auch ein Verkippen zu verhindern.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Auflagefläche und die Ruhefläche derartig ausgestaltet sind, dass die Ruhefläche auf einer Auflagefläche lagerbar ist. In dieser Ausgestaltung ist der Nockenfolger somit derartig ausgestaltet, dass die Ruhefläche oberhalb der Auflagefläche gelagert werden kann, wenn zwei gleiche Nockenfolger nebeneinander verwendet werden und sich gegenseitig überlagern. Somit lassen sich beispielsweise zwei gleichartige Nockenfolger nebeneinander anordnen und einer stützt sich auf dem anderen ab. Die Ruhefläche des einen Nockenfolgers ruht oberhalb der Auflagefläche eines anderen Nockenfolgers, wobei letzterer auf einem Abstützelement gelagert ist.
Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch einen Ventiltrieb, welcher mindestens einen Nockenfolger nach einem der oben genannten Ausgestaltungen aufweist.
Eine Ausgestaltung des Ventiltriebs sieht vor, dass mindestens zwei Nockenfolger gemäß der zweiten Variante des Nockenfolgers vorgesehen sind, dass die zwei Nockenfolger zueinander benachbart angeordnet sind, und dass mindestens die Ruhefläche des einen Nockenfolgers auf der Auflagefläche des anderen Nockenfolgers angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung sind mindestens zwei Nockenfolger mit Verlängerungselement vorgesehen, wobei zumindest ein Verlängerungselement über seine Ruhefläche oberhalb der Auflagefläche des anderen Nockenfolgers und somit auf dem darunter befindlichen Abstützelement gelagert ist. In einer weiteren Ausgestaltung überlappen die zwei Verlängerungselemente teilweise miteinander, wobei die Ruheflächen jeweils oberhalb der Auflageflächen liegen.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1: eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Nockenfolger gemäß der ersten Variante,
2: eine räumliche Darstellung des Nockenfolgers der 1,
3: eine räumliche Darstellung eines Ventiltriebs mit dem Nockenfolger der 1 und 2, und
4: eine räumliche Darstellung zweier nebeneinander angeordneter, erfindungsgemäßer Nockenfolger gemäß der zweiten Variante.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Nockenfolger 1 dargestellt, welcher eine Auflagefläche 2 und eine Kontaktfläche 3 aufweist. Die Mittelpunkte der Auflagefläche M2 und der Kontaktfläche M3 befinden sich auf unterschiedlichen Seiten senkrecht zur Längsachse 4. In der Mitte des Nockenfolgers 1 befindet sich eine Abgriffsrolle 5, auf welche der Nocken im eingebauten Zustand einwirkt. Der Nockenfolger 1 ist räumlich in der 2 dargestellt und als Teil eines Ventiltriebs in der 3. Der sich an die Kontaktfläche 3 anschließende Bogen ist wie im Stand der Technik ausgestaltet. In der 3 ist auch dargestellt, wie ein Nocken 20 oberhalb der Abgriffsrolle 5 angeordnet ist und wie der Nockenfolger 1 auf der einen Seite in Kontakt mit einem Ventil 21 und auf der anderen Seite mit einem Abstützelement 22 steht. In einer weiteren – nicht dargestellten – Ausgestaltung ist der Nockenfolger 1 in der Auflagefläche 2 über einen Stift mit dem Abstützelement 22 befestigt.
Die 4 zeigt zwei nebeneinander angeordnete Nockenfolger 11 gemäß einer zweiten Variante. Die Nockenfolger 11 verfügen in dieser Ausgestaltung über ein Verlängerungselement 15, welches sich hier unter einem Winkel von 90° zur Längsachse 14 an den Bereich um die Auflageflächen 12 herum anschließt. Insgesamt ergibt sich somit eine L-ähnliche Form. Die Verlängerungselemente 15 verfügen an dem von der Längsachse 14 entfernten Ende über eine Ruhefläche 16, wobei hier die Ruhefläche 16 des einen Nockenfolgers 11 oberhalb des Auflagebereichs 12 des anderen Nockenfolgers 11 liegt. Somit ruht ein Nockenfolger 11 auf der Seite des Auflagebereichs 12 auf zwei Orten, so dass auch hier seitliche Kräfte aufgefangen werden können. In der dargestellten Ausgestaltung finden sich die Auflageflächen 12 und die Kontaktflächen 13 auf der Längsachse 14, wobei hier auch eine – hier nicht dargestellte – Ausgestaltung wie bei dem Nockenfolger 1 der ersten Variante möglich ist. In einer weiteren – nicht dargestellten – Ausgestaltung überlappen sich die Verlängerungselemente 15 von jeweils zwei miteinander benachbarten Nockenfolgern 11. Für den letzten Nockenfolger 1 in einer Reihe von Nockenfolger entlang einer Nockenwelle können unterschiedliche Ausgestaltungen vorgesehen sein. In einer Variante ist ein Nockenfolger ohne seitliches Verlängerungselement 15 vorgesehen und eine Fixierung gegen ein Verkippen ist beispielsweise über einen Stift realisiert. Alternativ weist der Nockenfolger ebenfalls ein Verlängerungselement 15 auf, für welches eine zusätzliche Lagerungsstelle am Motorblock vorgesehen ist. In einer weiteren Variante werden zumindest zwei Nockenfolger 15 verwendet, deren Verlängerungselemente 15 miteinander verschränkt sind bzw. sich gegenseitig überlappen.
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

DE 19749079 A1 [0002]
DE 102007020128 A1 [0002]
US 2009/0173300 A1 [0002]
DE 102010025099 [0002]
DE 102010025100 [0002, 0002]

Claims

Nockenfolger eines Ventiltriebs, mit mindestens einer Auflagefläche für mindestens ein Abstützelement, mit mindestens einer Kontaktfläche für die Betätigung mindestens eines Ventils, und mit einer Längsachse, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger derartig ausgestaltet ist, dass seitlich auf den Nockenfolger einwirkende Kräfte im Wesentlichen in Folge der Ausgestaltung des Nockenfolgers ausgleichbar sind.
Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunkt der Auflagefläche und/oder ein Mittelpunkt der Kontaktfläche einen vorgebbaren Abstand zur Längsachse aufweist.
Nockenfolger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Auflagefläche vorgesehen ist, und dass genau eine Kontaktfläche vorgesehen ist.
Nockenfolger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt der Auflagefläche und der Mittelpunkt der Kontaktfläche mit vorgebbaren Abständen auf unterschiedlichen Seiten der Längsachse angeordnet sind.
Nockenfolger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verlängerungselement vorgesehen ist, und dass das Verlängerungselement unter einem vorgebbaren Winkel zur Längsachse angeordnet ist.
Nockenfolger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungselement mindestens eine Ruhefläche aufweist.
Nockenfolger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche und die Ruhefläche derartig ausgestaltet sind, dass die Ruhefläche auf einer Auflagefläche lagerbar ist.
Ventiltrieb mit mindestens einem Nockenfolger nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Nockenfolger gemäß Anspruch 7 vorgesehen sind, dass die zwei Nockenfolger zueinander benachbart angeordnet sind, und dass mindestens die Ruhefläche des einen Nockenfolgers auf der Auflagefläche des anderen Nockenfolgers angeordnet ist.