DE102013214360A1

DE102013214360A1 - Hebelartiger Nocken- oder Exzenterfolger

Info

Publication number: DE102013214360A1
Application number: DE102013214360.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dupke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2015-01-29
Also published as: WO2015010692A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hebelartiger Nockenfolger (1) mit zwei Seitenwänden (2), die an Ihren Unterseiten (3) durch einen Querbalken (4) verbunden sind, an dessen freier Unterfläche (5) an einem Ende (6) eine Anlage (7) für ein Folgeglied liegt, wobei zwischen Innenflächen (8) der Seitenwände (2) eine auf einem Bolzen (9) verlaufende, dem Nockenanlauf dienende Rolle (10) aufgenommen ist, welcher Bolzen (9) mit seinen Enden (11) in Aufnahmen (12) der Seitenwände (2) sitzt, wobei der Folger (1) über ein Schwenklager (13) gegenüber einer Umgebungskonstruktion abstützbar ist, wobei jede Aufnahme (12) eine sacklochartige Einformung in der Innenfläche (8) ihrer Seitenwand (2) ist und einerseits einen ersten Längsabschnitt (14) hat, der eine Innenkante (15) einer Oberseite (16) der Seitenwand (2) schneidet und aus zwei kulissenartigen Längsbahnen besteht, sowie andererseits einen zweiten Längsabschnitt (18) besitzt, welcher als den Bolzen (9) umschmiegende Halbschale vorliegt und wobei der Bolzen (9) in den Aufnahmen (12) über Presssitz befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen hebelartigen Nocken- oder Exzenterfolger, mit zwei Seitenwänden, die an Ihren Unterseiten durch einen Querbalken verbunden sind, an dessen freier Unterfläche an einem Ende eine Anlage für ein Folgeglied liegt, wobei zwischen Innenflächen der Seitenwände eine auf einem Bolzen verlaufende, dem Nocken- oder Exzenteranlauf dienende Rolle aufgenommen ist, welcher Bolzen mit seinen Enden in Aufnahmen der Seitenwände sitzt und wobei der Folger über ein Schwenklager gegenüber einer Umgebungskonstruktion abstützbar ist.
Ein als Schlepphebel insbesondere für einen Schiebenockenventiltrieb ausgebildeter Nockenfolger geht aus der DE 10 2012 219 506.8 hervor. Die Aufnahmen für den die Rolle tragenden Bolzen in den Seitenwänden schneiden eine Oberseite der Seitenwände und liegen als durch die Seitenwände gehende Bohrungen vor. Eine Verliersicherung aus den offenen Bohrungen heraus ist über biegeelastische Ansätze von Seitenwandmaterial über die Bolzenenden realisiert. Der Bolzen wird im Montagefall seitlich durch dessen Bohrungen geschoben.
Zu erkennen ist, dass ein vergleichsweise dünnwandiger Bolzen eine demgegenüber massive Rolle trägt. Dies führt im Betrieb zu hohen hertzschen Pressungen am Bolzenmantel mit vorzeitigem Verschleiß. Um dem zu begegnen, müssten die Kontaktpartner bspw. aufwändig beschichtet oder wärmebehandelt werden. Aufgrund der hohen Masse der Rolle ist diese relativ rotationsträge, was zu Schlupf mit Verschleißmarken im Nockenkontaktbereich führt. Einer deutlichen Erhöhung des Durchmessers des Bolzens steht der begrenzte Bauraum im Seitenwandbereich entgegen. Eine Stufung des Bolzen ist durch die seitliche Montage ebenfalls nicht möglich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den vorgenannten Nocken- oder Exzenterfolger weiter zu optimieren. Insbesondere soll dieser für hohe Belastungen besser geeignet sowie preiswert darstellbar sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Aufnahme eine sacklochartige Einformung in der Innenfläche ihrer Seitenwand ist und einerseits einen ersten Längsabschnitt hat, der eine Innenkante einer Oberseite der Seitenwand schneidet und aus zwei kulissenartigen Längsbahnen besteht, sowie andererseits einen zweiten Längsabschnitt besitzt, welcher als den Bolzen umschmiegende Halbschale vorliegt und wobei der Bolzen in den Aufnahmen verliergesichert sitzt.
Somit liegt ein U-förmiger Nocken- oder Exzenterfolger ohne die vorgenannten Nachteile vor.
Als Nockenfolger kommt insbesondere ein Schlepp- oder Schwinghebel, aber auch ein Kipphebel jeweils eines Standard- oder hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine infrage. Auch können die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei einem Hebel, welcher von wenigstens einem Nocken oder Exzenter einer Einspritzpumpe bspw. für Kraftstoff beaufschlagt ist, angewendet werden. Gleichfalls ist eine Applikation in Trieben von weiteren Pumpen oder Verdichtern denkbar und vorgesehen.
Der Folger kann aus Stahlblech stanz-biegetechnisch hergestellt sein, wobei es besonders vorteilhaft ist, dessen zumindest zweistufige Aufnahmen in den Seitenwänden zu prägen oder fließzupressen. Alternativ können diese auch gespant werden. Anstelle der Blechausbildung kann der Folger auch gieß- oder fließpresstechnisch dargestellt sein.
Der Bolzen für den Folger hat nunmehr eine deutlich größere Dicke als bis dato ausgeführt und kann nahezu eine gesamte Seitenwandhöhe einnehmen. Somit ist im Betrieb die hertzsche Pressung in dessen Laufbahnbereich zur Rolle drastisch minimiert. Gleichzeitig ist dessen Steifigkeit erhöht. Der Folger biegt sich bei Hubbeaufschlagung deutlich weniger durch. Die Rolle hat eine reduzierte Masse und lediglich noch eine rohrstück- oder ringähnliche Geometrie.
Gleichfalls erkennt der Fachmann, dass der Bolzen von „oben“ gemeinsam mit der vormontierten Rolle in dessen nicht durchgehende Aufnahmen montiert werden und dass der Bolzen somit auch zweigestuft vorliegen kann.
Gemäß der Erfindung soll der Bolzen in dessen Aufnahmen leicht verpresst werden. Hier ist an eine Übergangs- oder Presspassung gedacht. Auf die überlappenden Ansätze nach dem eingangs zitierten Stand der Technik kann verzichtet werden. Alternativ ist auch an einer Verstemmung, an Schweißpunkte o. dgl. für eine Fixierung gedacht.
Das neuartige Folgerdesign erlaubt bei gleicher Hebelgröße eine Vielzahl von Durchmessern am Bolzen und der Rolle, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für gleitgelagerte Rollen.
Der Bolzen kann erfindungsgemäß vollständig in dessen Seitenwandaufnahmen eingetaucht verlaufen. Alternativ kann dieser über die Oberseiten der Seitenwände geringfügig hinausstehen, so dass bei letztgenannter Variante ein besonders dicker Bolzen oder besonders niedrig bauende Seitenwände denkbar sind.
Der Querbalken des Folgers, welcher vorzugsweise untenliegend ausgebildet ist (auch eine H-ähnliche Gestaltung ist denkbar), kann nach einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung einen Durchbruch aufweisen, in welchen die Rolle ragt. Diese Maßnahme führt zu einer Masseverringerung am Folger. Gleichzeitig sind große Durchmesser des Bolzen-Rollenverbundes möglich. Alternativ kann der Querbalken durchgehend im Rollenbereich sein und zur Aufnahme der Rolle eine zylindrische Einformung aufweisen.
Die Erfindung geht aus der Zeichnung hervor:
1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Schlepphebels als Nockenfolger;
2 zeigt den Nockenfolger wie vorgenannt, jedoch ohne Bolzen und Rolle und
3 zeigt eine Ansicht der Platine des Nockenfolgers mit vorgeprägten Aufnahmen.
Die 1, 2 offenbaren einen als Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine ausgebildeten Nockenfolger 1. Dieser hat zwei aufrechte Seitenwände 2, welche an Ihren Unterseiten 3 durch einen Querbalken 4 verbunden sind. Somit liegt im Querschnitt ein U-Profil vor. Der Nockenfolger 1 besteht aus Stahlblech und ist, wie aus 3 ersichtlich, aus einer Platine 23 stanz-biegetechnisch dargestellt.
An einer freien Unterfläche 5 des Querbalkens 4 liegt an einem Ende 6 eine Anlage 7 für ein als Gaswechselventil ausgebildetes Folgeglied. An einem weiteren Ende 17 des Querbalkens 4 ist ein als Kalotte ausgebildetes Schwenklager 13 dargestellt. Hierüber kann der Nockenfolger 1 auf einem Kopf eines Abstützelements eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine gelagert werden.
Zwischen Innenflächen 8 der Seitenwände 2 ist eine ringartige Rolle 10 eingezeichnet. Diese dient einem Anlauf eines Hubnockens oder eines Hubnockenpakets (Schiebenockenventiltrieb) und überragt Oberseiten 16 der Seitenwände 2 geringfügig. Die dünnwandige Rolle 10 verläuft über eine Gleitlagerung 22 auf einem Bolzen 9.
Letztgenannter Bolzen 9 ist mit seinen Ende 11 in nicht durchgehenden Aufnahmen 12 der Seitenwände 2 leicht eingepresst. Jede Aufnahme 12 liegt als sacklochartige, eingeprägte Einformung in der Innenfläche 8 ihrer Seitenwand 2 vor. Die Einprägung ist auch gut aus 3 ersichtlich und wird vor einem Biegen der Seitenwände 2 orthogonal zum Querbalken 4 eingebracht, wobei auch ein Prägen nach dem letztgenannten Fertigbiegen denkbar und vorgesehen ist.
Jede Aufnahme 12 besteht aus zwei Längsabschnitten 14, 18. Der erste Längsabschnitt 18 geht von einer Innenkante 15 der Oberseite 16 der entsprechenden Seitenwand 2 aus und schneidet diese. Er besteht, wie gut aus 2 ersichtlich ist, aus zwei kulissenartigen Längsbahnen in der Breite eines Durchmessers des Bolzens 9. Die Längsbahnen sind hierbei geringfügig kürzer als ein Radius des Bolzens 9.
Der zweite Längsabschnitt 18 liegt als Halbschale vor und umschmiegt den hierin leicht eingepressten Bolzen 9, dessen Fixierung lediglich für einen Transport / ein Handling bis zum Einbau in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine notwendig ist.
In den 1, 3 ist dargestellt, dass der Querbalken 4 einen Durchbruch 19 hat, in welchen die Rolle 10 einragt. Konstruktiv geschickt ist, wie 2 offenbart, ein Tiefpunkt 20 des zweiten Längsabschnitts 18 der entsprechenden Aufnahme 12 so gewählt, dass dieser in einen freien Seitenwandbereich 21 bei dem Durchbruch 19 ragt.
Bezugszeichenliste

1: Nockenfolger, Folger, Schlepphebel
2: Seitenwand
3: Unterseite
4: Querbalken
5: Unterfläche
6: eines Ende
7: Anlage
8: Innenfläche
9: Bolzen
10: Rolle
11: Ende Bolzen
12: Aufnahme
13: Schwenklager
14: erster Längsabschnitt
15: Innenkante
16: Oberseite
17: weiteres Ende
18: zweiter Längsabschnitt
19: Durchbruch
20: Tiefpunkt
21: Seitenwandbereich
22: Gleitlagerung
23: Platine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012219506 [0002]

Claims

Hebelartiger Nocken- oder Exzenterfolger (1), mit zwei Seitenwänden (2), die an Ihren Unterseiten (3) durch einen Querbalken (4) verbunden sind, an dessen freier Unterfläche (5) an einem Ende (6) eine Anlage (7) für ein Folgeglied liegt, wobei zwischen Innenflächen (8) der Seitenwände (2) eine auf einem Bolzen (9) verlaufende, dem Nocken- oder Exzenteranlauf dienende Rolle (10) aufgenommen ist, welcher Bolzen (9) mit seinen Enden (11) in Aufnahmen (12) der Seitenwände (2) sitzt und wobei der Folger (1) über ein Schwenklager (13) gegenüber einer Umgebungskonstruktion abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (12) eine sacklochartige Einformung in der Innenfläche (8) ihrer Seitenwand (2) ist und einerseits einen ersten Längsabschnitt (14) hat, der eine Innenkante (15) einer Oberseite (16) der Seitenwand (2) schneidet und aus zwei kulissenartigen Längsbahnen besteht, sowie andererseits einen zweiten Längsabschnitt (18) besitzt, welcher als den Bolzen (9) umschmiegende Halbschale vorliegt und wobei der Bolzen (9) in den Aufnahmen (12) verliergesichert sitzt.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verliergesicherte Sitz des Bolzens (9) in seiner jeweiligen Aufnahme (12) entweder a) über eine Press- oder Übergangspassung oder b) eine von der Oberseite (16) der Seitenwand (2) her zwischen dem ersten Längsabschnitt (14) an dessen Ende (11) applizierte Verstemmung oder c) über einen diesen an der Oberseite (16) der Seitenwand (2) übergreifenden Bügel realisiert ist.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Längsabschnitt (14) eine Tiefe hat, die ≥ einem Radius des Bolzen (9) ist.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Längsabschnitt (14) eine Tiefe hat, die ≤ einem Radius des Bolzen (9) ist.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Aufnahme (12) oder zumindest ein Teilbereich dieser durch Prägen oder Fließpressen in die Innenfläche (8) der Seitenwand (2) geformt ist.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (4) einen Durchbruch (19) oder eine taschenartige Einformung hat, in welche(n) die Rolle (10) einragt, wobei die entsprechende Aufnahme (12) mit einem Tiefpunkt (20) ihres zweiten Längsabschnitts (18) an oder in einen freien Seitenwandbereich (21) bei dem Durchbruch (19)/ der Einformung ragt.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (9) aus zwei Stufenabschnitten besteht, einem ersten, mittigen Stufenabschnitt großen Durchmessers und einem zweiten Stufenabschnitt an dessen Enden (11) in den Aufnahmen (12) demgegenüber kleineren Durchmessers.
Folger nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (10) entweder a) unmittelbar über eine Gleitlagerung (22) oder b) mittelbar über eine Wälzlagerung wie eine käfiggeführte oder vollrollige Nadellagerung oder c) über einen gleitgelagerten Zwischenring auf dem Bolzen (9) verläuft.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Ausbildung des Folgers (1) als Nockenfolger dieser als Schlepp- oder Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei dessen Rolle (10) im Bereich einer Längsmitte des Folgers (1) positioniert ist und wobei das Schwenklager (13) an einem weiteren Ende (17) des Folgers (1) liegt und als Kalotte (Schlepphebel) oder als Lagerauge (Schwinghebel) zur Abstützung gegenüber einem Zylinderkopf als Umgebungskonstruktion ausgebildet ist.
Folger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Folger (1) für einen Pumpentrieb einer Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Verdichter vorgesehen ist.