DE19529041A1

DE19529041A1 - Kipp- oder Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19529041A1
Application number: DE1995129041
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Ing Kecker
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: DE19529041B4

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kipp- oder Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bzw. einen Antrieb für Pumpenelemente einer Einspritz pumpe, der mittels einer Bohrung auf einer Welle schwenkbar gegenüber einem Zylinderkopf abgestützt ist, wobei ein Bereich der Welle, der von der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels umschlossen ist, eine Ringnut aufweist, die mit einer weiteren Ringnut in der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels korrespon diert und von einer der beiden Ringnuten ausgehend eine Mantelfläche der Welle oder eine Innenumfangsfläche der Bohrung überragende radiale Mittel zur axialen Lagesicherung des Kipp- oder Schlepphebels verlaufen.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Kipp- oder Schlepphebel ist aus der DE-U 94 05 694 vorbekannt. Nach Fig. 2 dieser Vorveröffentlichung weist ein Bereich der Welle, welcher von der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels umschlossen ist, eine Ringnut auf. In dieser Ringnut verläuft ein nach innen vorgespannter Sprengring. Mit einem außenliegenden Ringabschnitt verläuft der Sprengring zugleich in einer als Ringnut ausgebildeten Aussparung der Bohrung des Kipp- oder Schlepp hebels. Mit dieser Maßnahme ist eine einfache Lagefixierung des Kipp- oder Schlepphebels auf seiner ihm zugeordneten Welle realisiert.

Nachteilig dabei ist, daß eine solche übliche Sicherung reibbehaftet, d. h. bei hohen Axiallasten sehr verschleißanfällig ist. Insbesondere bei direkt einspritzen den Dieselmotoren mit Pumpe-Düse-System werden Einspritzdrücke bis 2000 bar und mehr angestrebt. Die damit verbundenen Kräfte im Hebel betragen ein Vielfaches der Belastung eines solchen Hebels im Ventiltrieb eines Otto-Motors. Bei einem fertigungsbedingt oftmals nicht zu vermeidenden Versatz zwischen Kipp- und Schlepphebel und der zu betätigenden Einspritzpumpe werden zwangsläufig sehr hohe Axialkräfte in die Betätigungseinheit eingeleitet. Die beschriebene axiale Sicherung wäre nicht in der Lage, die hohen Axialkräfte sicher und verschleißarm aufzunehmen. Ein weiterer Nachteil ist darin begrün det, daß sich mit diesem Sicherungssystem eine nahezu spielfreie axiale Positio nierung des Kipp- oder Schlepphebels auf der Welle nicht realisieren läßt.

Zusammenfassung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der bisherigen Nachteile eine reibungsarme axiale Sicherung des Kipp- bzw. Schlepphebels auf der Welle zu entwickeln, die auch hohe axiale Kräfte problemlos aufnehmen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach dem Kennzeichnungsteil des Haupt anspruchs dadurch gelöst, daß in den Ringnuten ein die Mantelfläche der Welle bzw. die Innenumfangsfläche der Bohrung zumindest teilweise umschließender Wälzkörperkranz angeordnet ist.

Durch die Integration einer Wälzlagerung zwischen Welle und Bohrung wird aus der stark reibbehafteten axialen Sicherung eine in ihren Reibungswerten wesentlich verringerte Sicherung, die auch größere Axialkräfte aufnehmen kann. Dabei richtet sich der Umfassungswinkel des Wälzkörperkranzes nach den vorherrschenden Axialkräften, d. h. bei geringen Axialkräften wird nur eine geringere Anzahl von Wälzkörpern eingeführt, so daß diese nur in einem Umfangsabschnitt der beiden Ringnuten vorhanden sind. Treten hingegen größere axiale Kräfte auf, so wird man zweckmäßigerweise so viel Wälzkörper einbringen, daß beide Ringnuten über ihre gesamte Umfangsausdehnung befüllt sind.

Weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü che 2 bis 6 und werden im folgenden näher beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Wälzkörper als Kugeln ausgebildet sind. Kugeln haben durch ihre punktförmige Anlage ein besonders geringes Reibverhalten. Auch läßt sich ihre Laufbahn problemlos als umlaufende Ringnut auf der Welle bzw. in der Bohrung des Kipp-oder Schlepphebels realisieren. Es sind aber auch andere Wälzkörper, wie beispielsweise Zylinder- oder Tonnen rollen vorstellbar.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, daß durch eine entsprechende Zusortierung von Wälzkörpern mit unterschiedli chen Abmessungen ein auftretendes Axialspiel des Kipp- oder Schlepphebels ausgeglichen wird. Somit ist es möglich, daß durch eine entsprechende Auswahl von unterschiedlich großen Wälzkörpern ein vorhandenes Axialspiel des Hebels auf seiner Welle in Richtung völliger Spielfreiheit geführt werden kann. Dies bedeutet, daß auf eine genaue und dementsprechend teuere Bearbeitung der Laufbahnen für die Wälzkörper, d. h. der Ringnuten auf der Welle bzw. im Kipp- oder Schlepphebel, verzichtet werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß der Kipp- oder Schlepphebel mit einer die Ringnut durchbrechenden radialen Zuführungs bohrung versehen ist. Über diese Zuführungsbohrung werden die beiden Ringnuten mit der gewünschten Anzahl von Wälzkörpern befüllt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Ansprüchen 5 und 6 soll die Welle in Montagestellung mit einer zur Zuführungsbohrung korrespondierenden Sacklochbohrung versehen sein, wobei in beiden Bohrun gen ein Befestigungselement angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine radiale Positionierung des Kipp- oder Schlepphebels auf der Achse erreicht, die ins besondere bei Wellen mit mehren Kipp- oder Schlepphebeln eine wesentliche Transport- und Montageerleichterung darstellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 einen Querschnitt durch einen Kipphebel in der Ebene der die Wälzkörper aufnehmenden Ringnuten in Befüllstellung, Transportstellung und Betriebsstellung;

Fig. 4 einen teilweisen Längsschnitt im Bereich der die Wälzkörper aufnehmenden Ringnuten und

Fig. 5 einen teilweisen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf eine Kipp hebelanordnung mit mehreren Kipphebeln.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Kipphebel 1 ist an einem Ende mit einer drehbar gelagerten Rolle 2 versehen, die von einem nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle beaufschlagt wird. Am anderen Ende steht der Kipphebel 1 über eine Einstellschraube 3 mit einem ebenfalls nicht dargestellten Ventil einer Brennkraftmaschine oder dem Kolben einer Einspritzpumpe in Wirkverbindung. Der Kipphebel 1 ist in seinem mittleren Teil mit einer Bohrung 4 versehen, über die er auf einer Welle 5 gelagert ist. Die Welle 5 ist aus Gewichtsgründen bzw. wegen einer möglichen Zuführung von Schmiermittel als Hohlwelle ausgeführt.

Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Mantelfläche 6 der Welle 5 und die Innenumfangsfläche 7 der Bohrung 4 mit je einer sich überdeckenden Ringnut 8 und 9 versehen, in denen je zur Hälfte ein Wälzkörperkranz 10 angeordnet ist.

Wie der Fachmann insbesondere aus Fig. 4 weiter entnehmen kann, wird bei Einwirkung einer axialen Kraft F ein Verschieben zwischen Welle 5 und Kipp hebel 1 durch Formschluß zwischen Wälzkörper 10 und den Ringnuten 8, 9 verhindert. Bei Einsatz von Kugeln als Wälzkörper 10 ist die axiale Sicherung in Form eines Vierpunktlagers mit den Berührungspunkten 11, 12, 13, 14, d. h. mit einer sehr verringerten Reibleistung realisiert.

Wie den Fig. 1 bis 3 weiter entnommen werden kann, ist der Kipphebel 1 mit einer in Richtung Bohrung 4 verlaufenden durchgängigen radialen Zufüh rungsbohrung 15 versehen, während die Welle 5 eine Sacklochbohrung 16 aufweist. Beim Befüllen des Kipphebels 1, dieser Zustand ist in Fig. 1 darge stellt, wird die Welle 5 zunächst so verdreht, daß sich in der Sacklochbohrung 16 keine Lagerkugeln 10 festsetzen können. Danach wird die Welle in Uhrzei gerrichtung zurückgedreht, so daß die Zuführungsbohrung 15 und die Sack lochbohrung 16 in radialer Richtung übereinander zum Stehen kommen. In diesen von beiden Bohrungen 15 und 16 gebildeten Hohlraum wird, wie in Fig. 2 dargestellt, nun ein Befestigungselement 17 eingeführt, das den Kipp hebel 1 in Umfangsrichtung auf der Welle 5 fixiert. Diese Fixierung ist besonders dann von Bedeutung, wenn eine Welle 5 mit mehreren Kipphebeln 1, wie in Fig. 5 dargestellt, auf einem Zylinderkopf montiert werden soll. Es ist ver ständlich, daß durch die umfangsmäßige Fixierung der Kipphebel 1 auf der Welle 5 eine automatische Montage wesentlich vereinfacht werden kann. Nach der Montage der Kipphebellagereinheit auf dem Zylinderkopf ist, wie in Fig. 3 dargestellt, lediglich das Sicherungselement 17 zu entfernen, so daß die Kipphebellagereinheit betriebsbereit ist. Zweckmäßiger Weise sollte dabei die Zuführungsbohrung 15 verschlossen werden.

Bezugszeichenliste

1 Kipphebel
2 Rolle
3 Einstellschraube
4 Bohrung
5 Welle
6 Mantelfläche
7 Innenumfangsfläche
8 Ringnut
9 Ringnut
10 Wälzkörperkranz
11 Berührungspunkt
12 Berührungspunkt
13 Berührungspunkt
14 Berührungspunkt
15 Zuführungsbohrung
16 Sacklochbohrung
17 Befestigungselement.

Claims

1. Kipp- (1) oder Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bzw. einen Antrieb für Pumpenelemente einer Einspritzpumpe, der mittels einer Bohrung (4) auf einer Welle (5) schwenkbar gegenüber einem Zylinderkopf abgestützt ist, wobei ein Bereich der Welle (5), der von der Bohrung (4) des Kipp- (1) oder Schlepphebels umschlossen ist, eine Ringnut (8) aufweist, die mit einer weiteren Ringnut (9) in der Bohrung (4) des Kipp- (1) oder Schlepphebels korrespondiert und von einer der beiden Ringnuten (8, 9) ausgehend eine Mantelfläche (6) der Welle (5) oder eine Innenumfangsfläche (7) der Bohrung (4) überragende radiale Mittel zur axialen Lagesicherung des Kipp- (1) oder Schlepphebels verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringnuten (8, 9) ein die Mantelfläche (6) der Welle (5) bzw. die Innenumfangsfläche (7) der Bohrung (4) zumindest teilweise umschließender Wälzkörperkranz (10) angeord net ist.

2. Kipp- (1) oder Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (10) Kugeln sind.

3. Kipp- (1) oder Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine entsprechende Zusortierung von Wälzkörpern (10) mit unterschiedli chen Abmessungen ein auftretendes Axialspiel des Kipp- (1) oder Schlepphebels ausgeglichen wird.

4. Kipp- (1) oder Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit einer die Ringnut (10) durchbrechenden radialen Zuführungsbohrung (15) versehen ist.

5. Kipp- (1) oder Schlepphebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) in Montagestellung mit einer zur Zuführungsbohrung (15) korres pondierenden Sacklochbohrung (16) versehen ist.

6. Kipp- (1) oder Schlepphebel nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeich net, daß die Zuführungsbohrung (15) und die Sacklochbohrung (16) mit einem die radiale Positionierung des Kipp- (1) oder Schlepphebels auf der Welle (5) sichernden Befestigungselement (17) versehen sind.