DE102012215654A1

DE102012215654A1 - Hebelartiger Nockenfolger

Info

Publication number: DE102012215654A1
Application number: DE201210215654
Authority: DE
Inventors: Helmut Engelhardt; Jochen Viertel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2014-03-06
Also published as: CN103670561A

Abstract

Hebelartiger Nockenfolger zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, mit einem länglichen Grundkörperkörper (3), der einen Boden (4) und davon abgewinkelte Seitenwände (5, 6) aufweist und dass der Grundkörper (3) im Querschnitt gesehen ein U-förmiges Profil aufweist, wobei der Boden (4) an einem ersten Endabschnitt (7) des Grundkörpers (3) ein Schwenkzentrum (10a) hat, wobei ein mittennaher Abschnitt (8) mit einer Nockenrolle (12) versehen ist, wobei die Nockenrolle (12) mittels eines Nadelkranzes (13) eines Nadellagers (14) auf einem sich über eine in den Seitenwänden (5, 6) vorgesehene Bohrung (15a) abstützenden Lagerbolzen (15) gelagert ist, wobei der Boden (4) an einem zweiten Endabschnitt (9) des Grundkörpers (3) eine Kontaktfläche (11) für ein Ventilschaftende des Gaswechselventils aufweist, wobei die Seitenwände (5, 6) in Ihrer Höhe derartig verkürzt sind, dass ein Abstand (A) zwischen einer nockenseitigen Längskante (26) der Seitenwand (5, 6) und der Bohrung (15a) einen Wert aufweist, welcher größer gleich 0,4 mm und kleiner gleich 1,4 mm ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Hebelartigen Nockenfolger zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine.
Hintergrund der Erfindung
Hebelartige Nockenfolger werden in Brennkraftmaschinen innerhalb eines Ventiltriebs als Übertragungselemente zwischen Nocken und den zu betätigenden Gaswechselventilen angeordnet. Jeder hebelartige Nockenfolger besteht aus einem Hebelkörper, der mittels seines einen Endes an einem Abstützelement abgestützt ist und mit seinem anderen Ende über eine Kontaktfläche an dem zu öffnenden Gaswechselventil angreift. In einem mittennahen Abschnitt des Hebelkörpers ist eine Nockenabgriffsfläche vorgesehen, an der während des Betriebs ein Nocken einer Nockenwelle anläuft und eine Schwenkbewegung des Schlepphebels bewirkt. Die Nockenabgriffsfläche kann als Gleitfläche oder als Nockenrolle ausgebildet sein.
Unter hebelartigen Nockenfolgern sind beispielsweise Schlepphebel, Kipphebel oder Schwinghebel zu verstehen.
Aus der DE 10 2008 029 333 A1 ist ein Schlepphebel zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine bekannt, der an seinem einen Ende eine ovale Öffnung aufweist. Die ovale Öffnung dient dazu, ein Ventilschaftende des Gaswechselventils zu umgreifen. Am anderen Ende stützt sich der Schlepphebel an einem Ventilspielausgleichselement ab. Ferner sieht der Schlepphebel eine Nockenrolle in einem mittennahen Abschnitt vor, welche den gesamten Zwischenraum zwischen den zueinander beabstandeten Seitenwänden des Schlepphebels ausfüllt. Die Nockenrolle ist mittels eines Wälzlagers an dem Schlepphebel gelagert.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schlepphebel bereitzustellen, welcher kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen hebelartigen Nockenfolger zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, mit einem länglichen Grundkörper, der einen Boden und davon abgewinkelte Seitenwände aufweist und dass der Grundkörper im Querschnitt gesehen ein U-förmiges Profil aufweist, wobei der Boden an einem ersten Endabschnitt des Grundkörpers ein Schwenkzentrum hat, wobei ein mittennaher Abschnitt mit einer Nockenrolle versehen ist, wobei die Nockenrolle mittels eines Nadelkranzes eines Nadellagers auf einem sich über eine in den Seitenwänden vorgesehene Bohrung abstützenden Lagerbolzen gelagert ist, wobei der Boden an einem zweiten Endabschnitt des Grundkörpers eine Kontaktfläche für ein Ventilschaftende des Gaswechselventils aufweist, wobei die Seitenwände in ihrer Höhe derartig verkürzt sind, dass ein Abstand zwischen einer nockenseitigen Längskante der Seitenwand und der Bohrung einen Wert aufweist, welcher größer gleich 0,4 mm und kleiner gleich 1,4 mm ist.
Im Querschnitt können die Nockenfolger ein U-förmiges, umgekehrt U-förmiges oder ein H-ähnliches Profil aufweisen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Arten von Nockenfolgern begrenzt. Bei hebelartigen Nockenfolgern wird die Nockenrolle meist mittels eines Wälzlagers auf einem Bolzen gelagert, wie beispielsweise einem Nadellager. Bei Verwendung eines Nadellagers, können dessen Nadeln mittels eines Käfigs geführt werden oder vollrollig ausgebildet sein. Alternativ ist auch die Verwendung eines Gleitlagers denkbar.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Hebelartigen Nockenfolgern liegt der Abstand zwischen einer nockenseitigen Längskante der Seitenwand und der Bohrung im Bereich zwischen 3 mm bis 5 mm. Bei dem erfindungsgemäßen Nockenfolger wird der Abstand auf einen Bereich zwischen 0,4 mm bis 1,4 mm reduziert. Als Längskante der Seitenwand ist die Längskante definiert, welche dem Nocken zugewandt ist. Der Abstand bemisst sich nun von dieser Längskante bis hin zu der durch die Bohrung entstandenen Kante. Die Reduzierung hat den Vorteil, dass Material eingespart werden kann und somit auch Kosten eingespart werden können. Zudem ermöglicht eine reduzierte Höhe der Seitenwände auf der Nockenseite eine verbesserte Schmiermittelzufuhr zu dem Wälzlager, wodurch Verschleiß reduziert werden kann. Ferner werden die Masse und das Massenträgheitsmoment des Nockenfolgers geringer.
Vorzugsweise ist der Lagerbolzen drehbar gelagert. Alternativ kann der Lagerbolzen auch verstemmt werden. Zudem ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der Lagerbolzen durchgehärtet.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung steht der Nadelkranz über beide Stirnseiten der Nockenrolle hinaus und die Seitenwände sind derart ausgebildet, dass der Nadelkranz abschnittsweise darüber hinaus steht und der Boden im mittennahen Abschnitt eine nach unten gerichtete Ausbauchung und einen Längsschlitz aufweist, wobei zwischen Innenwänden des Längsschlitzes die Nockenrolle geführt ist. Das Abschnittsweisehinausstehen des Nadelkranzes über die Seitenwände, ergibt sich durch eine Reduzierung der Höhe der Seitenwände. Vorteilhaft daran ist, dass dadurch Material und somit Gewicht eingespart werden kann. Zudem wird die Schmiermittelzufuhr zu dem Nadellager verbessert und es kann eine möglichst Bauraumsparende Bauweise realisiert werden.
Ferner sind bei dem erfindungsgemäßen Nockenfolger im mittennahen Abschnitt eine nach unten gerichtete Ausbauchung und ein Längsschlitz vorgesehen. Als „nach unten gerichtet“ ist die Gaswechselventilrichtung definiert. Der Längsschlitz oder auch Aussparungen oder Ausnehmungen sind an die Form und Größe der Nockenrolle angepasst. Durch den in dem Boden vorgesehenen Längsschlitz wird der notwendige Freiraum für die Nockenrolle geschaffen, so dass eine Drehbewegung der Nockenrolle möglich ist.
Ferner bildet der im Boden vorgesehenen Längsschlitz Innenwände aus. Die Kombination der Innenwände mit der Ausbauchung im mittennahen Abschnitt, dient zur Führung der Nockenrolle. Dies ist notwendig, da das Nadellager und somit die Nockenrolle über die Seitenwände hinaus stehen und nicht geführt werden können.
Nach einer Ausbildung der Erfindung verlaufen die Seitenwände von einem Endabschnitt in Richtung des anderen Endabschnitts nahezu geradlinig. Der geradlinige Verlauf der Seitenwände bezieht sich auf den Verlauf des Oberzuges. Als Oberzug ist die Seite der Seitenwände definiert, welche in die gaswechselventilferne Richtung zeigt. Die Seitenwände können zumindest zu 2/3 geradlinig verlaufen und im Bereich eines oder beider Endabschnitte geringfügig abgeflacht sein. Eine derartig niedrigbauende Ausführungsform ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des Grundkörpers.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist der zweite Endabschnitt einteilig angebundene Laschen auf, welche zur Umfassung des Ventilschaftendes vorgesehen sind. Mittels der Umfassung wird eine Ventilführung des Ventilschaftendes gewährleistet. Die Laschen sind vorzugsweise einteilig mit dem zweiten Endabschnitt ausgebildet. Vorzugsweise verlaufen die Laschen von den Seitenwänden aus gebogen bis unter den Boden. Es ist auch möglich, die Laschen separat auszubilden und anzuschweißen oder mittels einer anderen Verbindungstechnik mit dem zweiten Endabschnitt zu verbinden.
Vorzugsweise ist der Hebelkörper entweder aus einem Blechwerkstoff stanzbiegetechnisch, fließgepresst oder mittels Tiefziehen hergestellt. Es sind jedoch weitere Werkstoffe und Herstellungsverfahren, wie z.B. Gießen oder Sintern, möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen hebelartigen Nockenfolger in perspektivischer Ansicht,
2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Nockenfolgers, und
3 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Nockenfolgers.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 bis 3 zeigen in verschiedenen Ansichten jeweils einen erfindungsgemäßen hebelartigen Nockenfolger 1, welcher als Schlepphebel 2 ausgebildet ist. Der Schlepphebel 2 weist einen länglichen Grundkörper 3 auf, der einen Boden 4 und davon abgewinkelte Seitenwände 5, 6 aufweist. Der Boden 4 und die Seitenwände 4, 5 bilden ein im Querschnitt gesehenes aufrechtes U-ähnliches Profil aus. Ferner ist der aus einem Blechwerkstoff hergestellte Grundkörper 3 in einen ersten Endabschnitt 7, einen mittennahen Abschnitt 8 und einen zweiten Endabschnitt 9 unterteilt.
In den am ersten Endabschnitt 7 verlaufenden Teil des Bodens 4 ist eine Kalotte 10 eingeformt, die sich zwischen die Seitenwände 5, 6 erhebt. Die Kalotte 10 bildet ein Schwenkzentrum 10a aus und dient zur Abstützung an einem nicht dargestellten Abstützelement.
Auf dem am zweiten Endabschnitt 9 des Grundkörpers 3 verlaufenden Teil des Bodens 4 ist eine Kontaktfläche 11 für ein nicht dargestelltes Ventilschaftende eines Gaswechselventils vorgesehen.
Im Bereich des mittennahen Abschnitts 8 ist eine Nockenrolle 12 vorgesehen. Die Nockenrolle 12 wird mittels eines Nadelkranzes 13 eines Nadellagers 14 auf einem Lagerbolzen 15 gelagert. Der Lagerbolzen 15 ist mittels einer jeweiligen Bohrung 15a an den Seitenwänden 5, 6 abgestützt. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, steht der Nadelkranz 13 über zwei Stirnseiten 16, 17 der Nockenrolle 12 hinaus. Die Enden 13a, 13b des Nadelkranzes 13 sind dabei bis an innere Flächen 18, 19 der Seitenwände 5, 6 reichend. Des Weiteren ist ersichtlich, dass der Nadelkranz 13 und die Nockenrolle 12 abschnittsweise über die Seitenwände 5, 6 hinaus stehen.
Aus den 1 bis 3 ist weiterhin ersichtlich, dass der Boden 4 im mittenahen Abschnitt 8 eine nach unten gerichtete Ausbauchung 20 hat. Weiterhin ist in diesem Bereich des Bodens 4 ein Längsschlitz 21 vorgesehen, welcher an die Form und Größe der Nockenrolle 12 angepasst ist. Der Längsschlitz 21 bildet Innenwände 22, 23 aus. Zwischen den Innenwänden 22, 23 wird die Nockenrolle 12 geführt.
Die Seitenwände 5, 6 verlaufen von dem ersten Endabschnitt 7 in Richtung des mittennahen Abschnitts 8 leicht ansteigend. Der Verlauf der Seitenwände 5, 6 von dem mittennahen Abschnitt 8 bis hin zu dem zweiten Endabschnitt 9 ist nahezu geradlinig.
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, ist im mitten nahen Abschnitt 8 eine Höhe H der Seitenwände 5, 6 verkürzt. D.h. ein Abstand A zwischen einer nockenseitigen Längskante 26 der Seitenwände 5, 6 und der Bohrung 15a weist folgenden Wert auf:
0,4mm ≤ A ≤ 1,4mm
d.h der Abstand A liegt im Bereich von 0,4 mm bis 1,4 mm.
Im Bereich des zweiten Endabschnittes 9 weisen die Seitenwände 5, 6 einteilig angebundene Laschen 24, 25 auf. Die Laschen 24, 25 gehen von den Seitenwänden 5, 6 aus und sind bis unter den Boden 4 gebogen. Diese umgebogenen Laschen 24, 25 sind mit einem Maß zueinander beabstandet, das etwa dem Durchmesser des nicht dargestellten Ventilschaftendes entspricht.
Bezugszeichenliste

1: hebelartiger Nockenfolger
2: Schlepphebel
3: Grundkörper
4: Boden
5: Seitenwand
6: Seitenwand
7: erster Endabschnitt
8: mittennaher Abschnitt
9: zweiter Endabschnitt
10: Kalotte
10a: Schwenkzentrum
11: Kontaktfläche
12: Nockenrolle
13: Nadelkranz
13a: Ende des Nadelkranzes
13b: Ende des Nadelkranzes
14: Nadellager
15: Lagerbolzen
15a: Bohrung
16: Stirnseite
17: Stirnseite
18: innere Fläche
19: innere Fläche
20: Ausbauchung
21: Längsschlitz
22: Innenwand
23: Innenwand
24: Lasche
25: Lasche
26: nockenseitige Längskante
H: Höhe der Seitenwand
A: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008029333 A1 [0004]

Claims

Hebelartiger Nockenfolger zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, mit einem länglichen Grundkörperkörper (3), der einen Boden (4) und davon abgewinkelte Seitenwände (5, 6) aufweist und dass der Grundkörper (3) im Querschnitt gesehen ein U-förmiges Profil aufweist, wobei der Boden (4) an einem ersten Endabschnitt (7) des Grundkörpers (3) ein Schwenkzentrum (10a) hat, wobei ein mittennaher Abschnitt (8) mit einer Nockenrolle (12) versehen ist, wobei die Nockenrolle (12) mittels eines Nadelkranzes (13) eines Nadellagers (14) auf einem sich über eine in den Seitenwänden (5, 6) vorgesehene Bohrung (15a) abstützenden Lagerbolzen (15) gelagert ist, wobei der Boden (4) an einem zweiten Endabschnitt (9) des Grundkörpers (3) eine Kontaktfläche (11) für ein Ventilschaftende des Gaswechselventils aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (5, 6) in Ihrer Höhe derartig verkürzt sind, dass ein Abstand (A) zwischen einer nockenseitigen Längskante (26) der Seitenwand (5, 6) und der Bohrung (15a) einen Wert aufweist, welcher größer gleich 0,4 mm und kleiner gleich 1,4 mm ist.
Hebelartiger Nockenfolger nach Anspruch 1, dass der Lagerbolzen (15) drehbar gelagert ist.
Hebelartiger Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Lagerbolzen (15) durchgehärtet ist.
Hebelartiger Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Nadelkranz (13) über beide Stirnseiten (16, 17) der Nockenrolle (12) hinaus steht und die Seitenwände (5, 6) derart ausgebildet sind, dass der Nadelkranz (13) abschnittsweise darüber hinaus steht und der Boden (4) im mittennahen Abschnitt eine nach unten gerichtete Ausbauchung (20) und einen Längsschlitz (21) aufweist, wobei zwischen Innenwänden (22, 23) des Längsschlitzes (21) die Nockenrolle (12) geführt ist.
Hebelartiger Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Endabschnitt (9) einteilig angebundene Laschen (24, 25) aufweist, welche zur Umfassung des Ventilschaftendes vorgesehen sind.
Hebelartiger Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (3) entweder aus einem Blechwerkstoff stanzbiegetechnisch oder fließgepresst hergestellt ist.