DE102014213117A1

DE102014213117A1 - Nockenfolger

Info

Publication number: DE102014213117A1
Application number: DE102014213117.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Sailer; Michael Schewe
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hebelartiger Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) verbundenen Seitenwänden (3), die gemeinsam ein in Nockenrichtung offenes, U-förmiges Querschnittprofil bilden, welcher Querbalken (2) eine sich zwischen den Seitenwänden (3) erhebende Kalotte (4) hat, über welche der Nockenfolger (1) auf einem brennkraftmaschinenseitigen Gelenkkopf (5) abstützbar ist, wobei jede Seitenwandseite (6) der Kalotte (4) an einer bogenförmigen Freischnittfläche (7) endet, deren Verbindungsebene parallel und vor der angrenzenden Seitenwand (3) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft einen hebelartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken verbundenen Seitenwänden, die gemeinsam ein in Nockenrichtung offenes, U-förmiges Querschnittprofil bilden, welcher Querbalken eine sich zwischen den Seitenwänden erhebende Kalotte hat, über welche der Nockenfolger auf einem brennkraftmaschinenseitigen Gelenkkopf abstützbar oder abgestützt ist.
Derartige Nockenfolger, bspw. als Schlepphebel ausgebildet, sind seit längerem im Großserieneinsatz (s. bspw. DE 198 10 462 A1 ). Bei heutigen kompaktbauenden (downgesizten), qualitäts- oder quantitätsgesteuerten Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, deren Ventiltriebe ggf. noch variabel ausgelegt sind (Stichwort „Schiebenocken- oder Schaltschlepphebelventiltrieb“), ist das Bauraumangebot im Zylinderkopf sehr beschränkt. Daher besteht der Zwang, die Nockenfolger zumindest im Kalottenbereich in deren Breite zu verkleinern, ohne die Kalotten im Fußdurchmesser zu reduzieren, was auch eine Änderung der Gelenkköpfe nach sich ziehen würde.
Die JP 2002-137033 schlägt daher vor, die Kalotte eines Schlepphebels mit ihrem Fußdurchmesser bis an die Seitenwände verlaufen zu lassen. Diese Maßnahme reicht mitunter jedoch nicht aus. Außerdem dürften sich derartige Kalotten nur schwerlich tiefziehen lassen.
Aus der U.S. 5,535,641 geht ein Nockenfolger hervor, dessen Seitenwände im Kalottenbereich von innen her verdünnt sind. Der Bauraumgewinn ist hierbei im Hinblick auf eine notwendige Grundsteifigkeit und generelle Prozesssicherheit sehr beschränkt.
Aufgabe ist es daher, einen zumindest im Kalottenbereich verschmälerten Nockenfolger zu schaffen, bei gleichbleibender Grundgröße dessen Kalotte und somit auch Gelenkkopfs.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Seitenwandseite der Kalotte an einer bogenförmigen Freischnittfläche [der Kalotte] endet, deren Verbindungsebene parallel und vor der angrenzenden Seitenwand verläuft.
Somit liegt ein Nockenfolger (bspw. ein Schlepphebel) ohne die eingangs genannten Nachteile vor. Der hinsichtlich seiner Breite im Kalottenbereich minimierte Nockenfolger lässt sich prozesssicher und einfach fertigen. Es kommt im Kalottenbereich nicht zur Bildung von unerwünschten Rissen, Aufwürfen oder Spannungen. Ausgehend von der ursprünglichen Größe und Geometrie der Kalotte erfolgt deren Materialreduzierung durch beidseitige Freischnittflächen in Bereichen außerhalb einer wesentlichen Krafteinleitung im Betrieb.
Die vorgenannten, bogenförmigen Freischnittflächen können unmittelbar an den angrenzenden Seitenwänden verlaufen, so dass bei seitlicher Krafteinleitung die Kalotte ggf. an den Seitenwänden abgestützt ist.
Nach einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung soll jedoch zwischen den Freischnittflächen und den Innenflächen der angrenzenden Seitenwände ein Spalt liegen.
Besonders bevorzugt ist es, die Seitenwände im Freischnittbereich der Kalotte mit bspw. gestanzten Fenstern zu versehen. Diese können eine bogenförmige, an die Gestaltung der Freischnittflächen angelehnte Größe haben. Ggf. können die Fenster geringfügig tiefer als die Freischnittflächen liegen, so dass die Kalotte unter Umständen seitlich eine Abstützung findet. Eine derartige Fensterlösung erlaubt ein noch engeres Heranführen der Seitenwände an die Kalotte, ohne dass es beim bevorzugten Stanz-Biege-Herstellprozess des Nockenfolgers zu Spannungsproblemen, Aufwürfen wie dargelegt kommt. Zudem wird bei Montage des Nockenfolgers auf dem Gelenkkopf dessen gute Freigängigkeit garantiert.
Ein weiterer Unteranspruch bezieht sich auf ein einfaches Design des als Schlepphebel ausgebildeten Nockenfolgers. Demnach soll dieser zumindest im Längsabschnitt zwischen dessen Kalotte und Nockenanlauffläche (Rolle, Gleitfläche) oder durchgehend unausgebaucht gerade verlaufen.
Der Fußdurchmesser der Kalotte, also derjenige „Kreis“ oder aus mehreren Radien bspw. zusammengesetzte Bereich, mit welchem die Kalotte auf dem Querbalken steht, kann in den Seitenwänden „gedacht“ weiter laufen oder sogar hinter diesen liegen. Somit ist klar, dass die Kalotte als besonders groß dimensionierter „Kugelabschnitt“ ausgebildet ist, wobei auch andere Kopfgeometrien, wie derartige mit gotischem Profil, denkbar und vorgesehen sind.
Als Fertigungsverfahren für den Nockenfolger bieten sich neben Stanz-Biegen (Blech wie Stahlblech) auch Gießen, Spanen (Fräsen) aus dem Vollen, Fließpressen, Prägen oder eine MIM-Darstellung an.
Vom Schutz der Erfindung eingeschlossen ist auch eine Baueinheit, bestehend aus Nockenfolger und Gelenkkopf, optional auch durch eine Halteklammer verbunden.
Zur Zeichnung:
1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Nockenfolgers mit Gelenkkopf;
2 zeigt eine Seitenansicht der vorgenannten Einheit;
3 zeigt eine Draufsicht auf den Nockenfolger und
4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Gelenkkopf mit quergeschnittenem Nockenfolger.
Die Figuren offenbaren einen hebelartigen Nockenfolger 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieser liegt hierbei als Schlepphebel vor und ist stanzbiegetechnisch aus Stahlblech gefertigt.
Der Nockenfolger 1 hat zwei durch einen Querbalken 2 verbundene, aufrechte Seitenwände 3, die gemeinsam ein aufrechtes, U-förmiges Querschnittprofil bilden, wobei auch eine H-ähnliche Gestaltung infrage kommt. Der Querbalken 2 weist an einem Längsende 11 eine sich zwischen den Seitenwänden 3 erhebende Kalotte 4 auf. Im Mittenbereich 13 hat der Nockenfolger 1 eine als Rolle ausgebildete Nockenanlauffläche 13 und an einem weiteren Längsende 14, an seiner Unterseite 8, besitzt der Querbalken 2 eine Ventilschaftanlage 17.
Die Seitenwände 3 verlaufen, wie am besten aus 4 entnehmbar ist, zwischen dem einen Längsende 11 bis hinter den Mittenbereich 13 schmal und gerade und gehen erst im Abschnitt des weiteren Längsendes 14 in einen verbreiterten Bereich 15 über.
Über die vorgenannte Kalotte 4 ist der Nockenfolger 1, wie in den 1, 2 u. 4 besonders gut erkennbar, auf einem Gelenkkopf 5 spätestens bei Einbau in die Brennkraftmaschine schwenkbeweglich abgestützt. Wie hierzu 4 zeigt, liegt der Gelenkkopf 5 als Teil eines hydraulischen Abstützelements vor. Eine zeichnerisch nicht offenbarte Klammer verbindet den Gelenkkopf 5 mit dem Nockenfolger 1 an dem einen Längsende 11.
Wie am besten aus 3 ersichtlich, endet jede Seitenwandseite 6 der Kalotte 4 an einer bogenförmigen Freischnittfläche 7. Die Kalotte 4 ist somit seitlich längs „abgeschnitten“. Dabei ist zwischen jeder Freischnittfläche 7 und der angrenzenden Seitenwand 3 ein Spalt 10 gebildet. Gleichzeitig ist, wie gut aus den 1, 2 entnehmbar, jede Seitenwand 3 im Längsbereich bei der Kalotte 4 mit einem von ihrer nockenfernen Unterseite 8 ausgehenden, bogenförmigen Fenster 9 versehen, in welches die Kalotte 4 mit einem Teilbogenabschnitt einragt (s. 4). Zu bemerken ist hierbei, dass das jeweilige Fenster 9 „nahtlos“ in den Spalt 10 übergeht.
Bezugszeichenliste

1: Nockenfolger
2: Querbalken
3: Seitenwand
4: Kalotte
5: Gelenkkopf (Abstützelement)
6: Seitenwandseite
7: Freischnittfläche
8: Unterseite
9: Fenster
10: Spalt
11: eines Längsende
12: Nockenanlauffläche
13: Mittenbereich
14: weiteres Längsende
15: Bereich
16: Fußdurchmesser
17: Ventilschaftanlage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19810462 A1 [0002]
JP 2002-137033 [0003]
US 5535641 [0004]

Claims

Hebelartiger Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) verbundenen Seitenwänden (3), die gemeinsam ein in Nockenrichtung offenes, U-förmiges Querschnittprofil bilden, welcher Querbalken (2) eine sich zwischen den Seitenwänden (3) erhebende Kalotte (4) hat, über welche der Nockenfolger (1) auf einem brennkraftmaschinenseitigen Gelenkkopf (5) abstützbar oder abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwandseite (6) der Kalotte (4) an einer bogenförmigen Freischnittfläche (7) endet, deren Verbindungsebene parallel und vor der angrenzenden Seitenwand (3) verläuft.
Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwand (3) im Längsbereich bei der Kalotte (4) mit einem von ihrer nockenfernen Unterseite (8) ausgehenden Fenster (9) versehen ist.
Nockenfolger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Fenster einen bogenförmigen Verlauf hat.
Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder Freischnittfläche (7) der Kalotte (4) und der angrenzenden Seitenwand (3) ein Spalt (10) gebildet ist.
Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1) als Schlepphebel ausgebildet ist, dessen Kalotte (4) an seinem einen Längsende (11) appliziert ist, wobei eine als Rolle oder Gleitfläche ausgebildete Nockenanlauffläche (12) in einem Mittenbereich (13) vorliegt und wobei die Seitenwände (3) des Nockenfolgers (1), zumindest zwischen dem einen Längsende (11) und dem Mittenbereich (13), wenigstens weitestgehend durchgehend gerade verlaufen.
Nockenfolger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1), in Draufsicht gesehen nach dem geraden Mittenbereich (13) und in Richtung zu seinem weiteren Längsende (14), in einen verbreiterten Bereich (15) übergeht.
Nockenfolger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine „Verlängerung“ eines Fußdurchmessers (16) der Kalotte (4) in die Seitenwände (3) oder über diese hinaus erstreckt.
Nockenfolger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkopf (5) ein hydraulisches oder mechanisches Abstützelement ist.