DE19549223A1

DE19549223A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19549223A1
Application number: DE19549223A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Ing Dr Kirschner; Maximilian Dr Kronberger; Alain Amblard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-30
Filing date: 1995-12-30
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2015-12-31
Also published as: WO1997024525A1; DE19549223B4

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.

Bei einer solchen, aus der DE-OS 38 26 144 A1 bekannten, Brennkraftmaschine ist jedem Zylinder der zu versorgenden Brennkraftmaschine eine separate Brennstoffeinspritzeinrichtung zugeordnet. Diese wird über einen Nockenantrieb gesteuert, der einen um einen festen Lagerpunkt schwenkbaren Kipphebel aufweist. An diesem Kipphebel ist eine auf einer Nockenbahn einer Nockenwelle ablaufende Rolle vorgelagert, die Hub- und Senkbewegungen auf ein mit der Brennstoffeinspritzeinrichtung wirkverbundenes Antriebsteil überträgt.

An derartige Nockenantriebe sind jedoch besondere Anforderungen hinsichtlich der Lebensdauer gegeben, da diese im Schadensfall nur sehr kostspielig ausgetauscht werden können. Auf die Rolle und den Rollenbolzen wirken hohe Belastungen, die durch die hohen zu übertragenden Kräfte auftreten können. Dadurch kann es zu einem erhöhten Verschleiß kommen, der zu einer Verkürzung der Lebensdauer und Beschädigung der Komponenten führen kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch zumindest eine gehärtete Lauffläche des Rollenbolzens und/oder der Rolle die Laufleistung der Komponenten wesentlich erhöht sein kann. Vorteilhafterweise läuft die Rolle auf einer gehärteten Lauffläche des Rollenbolzens, der sowohl drehfest als auch drehbar in einem Kipphebel gelagert sein kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen einem Rollenbolzen und einer Rolle eine Buchse gelagert ist, und zumindest eine der Laufflächen zwischen Rollenbolzen und Buchse und zwischen Buchse und Rolle gehärtet ausgebildet ist. Dadurch kann auch bei einer derartigen Ausführungsform eine erhöhte Verschleißfestigkeit gegeben sein. Die gehärteten Laufflächen von Rollenbolzen und/oder Rolle können vorteilhafterweise eine Härte von mindestens 50 HRC aufweisen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Laufflächen zumindest eine verschleißfeste Beschichtung aufweisen. Durch die verschleißfeste Beschichtung kann die Verschleißfestigkeit zusätzlich erhöht sein. Diese verschleißfeste Beschichtung kann sowohl auf einer gehärteten Lauffläche als auch auf einer nicht gehärteten Lauffläche aufgetragen werden. Bei dem Auftrag der Beschichtung auf die gehärteten Laufflächen kann in hohem Maße eine hohe Verschleißfestigkeit erzielt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die verschleißfeste Beschichtung aus Titan-Nitrit oder durch eine kohlenstoffhaltige Beschichtung herstellbar ist. Diese kann eine Schichtdicke im u-Bereich aufweisen, um den Anforderungen zu genügen. Vorteilhafter weise wird ein Vakuum-Beschichtungsverfahren zum Auftragen der Beschichtung verwendet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Rollenbolzen ein Fixierelement zu dessen axialer Sicherung im Übertragungselement aufweist, wobei das weitere unmittelbar auf dem Rollenbolzen laufende Bauteil, wie beispielsweise die Rolle oder die Buchse, eine stirnseitige Aufnahme zur Montage der axialen Sicherung aufweist. Zusätzlich kann in der stirnseitigen Ausnehmung der unmittelbar auf dem Rollenbolzen anordenbaren Bauteile zumindest eine Vertiefung vorgesehen, in der ein größerer Betrag an Schmiermittel speicherbar ist, so daß eine hinreichende Schmiermittelversorgung gegeben sein kann, die zusätzlich die Verschleißfestigkeit erhöhen kann.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Nockenantrieb, die Fig. 2 eine schematische Querschnittdarstellung entlang der Linie II-II, die Fig. 3 einen schematischen Querschnitt einer alternativen Ausführungsform zu Fig. 2, die Fig. 4 einen schematischen Querschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform und die Fig. 5 einen schematischen Querschnitt der alternativen Ausführungsform analog zu Fig. 3.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, die einen Nockenantrieb 11 aufweist, wobei nur die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind. Innerhalb des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine ist eine umlaufende Nockenwelle 12 mit einem eine Nockenbahn aufweisenden Nocken 13 angeordnet. Dieser betätigt über eine auf der Nockenbahn laufende Rolle 14 einen Kipphebel 16, der über ein Lager 17 drehfest zum Zylinderkopf verbunden ist. Der Kipphebel 16 ist um die Lagerachse 18 schwenkbar angeordnet und betätigt über ein Antriebsteil 19 eine Pumpendüse 21. Ein derartiger Nockenantrieb 11 kann desweiteren zum Antrieb von Ventilsteuerungen, Pumpenkolben oder dergleichen dienen.

Die Rolle 14 ist auf einem Rollenbolzen 22 drehbar um eine Drehachse 23 gelagert, die gleichzeitig eine Längsmittelachse des Rollenbolzens 22 bildet. Der Rollenbolzen 22 kann anwendungsspezifisch drehfest oder frei drehbar in dem Kipphebel 16 gelagert sein.

In Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt. Der Rollenbolzen 22 ist drehbar in dem Kipphebel 16 gelagert. Dieser weist eine Lauffläche 23 auf, die mit einer Lauffläche 24 des Kipphebels 16 und mit einer Lauffläche 26 der Rolle 14 zusammenwirkt. Eine erste Ausführungsform zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit ist die gehärtete Ausbildung der Lauffläche 23 des Rollenbolzens 22. Darüber hinaus können ebenso die Lauffläche 23 des Rollenbolzens 22 und die Lauffläche 26 der Rolle 14 gehärtet sein. Zusätzlich kann auch die Lauffläche 24 der Bohrung des Kipphebels 16 gehärtet sein.

Um eine Erhöhung einer der beiden zuvor genannten alternativen Ausführungsformen der Laufflächen 23, 26 zu erzielen, kann der Rollenbolzen 22 gehärtet sein und eine Verschleißschutzschicht aufweisen. Die Rolle 26 kann eine gehärtete Lauffläche 26 oder eine gehärtete und mit einer verschleißfesten Beschichtung ausgebildete Lauffläche 26 aufweisen. Es ist ebenso selbstverständlich, daß der Rollenbolzen 22 beispielsweise gehärtet und mit einer Verschleißbeschichtung versehen sein kann, wohingegen die Lauffläche der Rolle 14 unbehandelt sein kann oder nur mit einer Verschleißbeschichtung versehen ist.

In Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt in Analogie zu Fig. 2 dargestellt, wobei der Rollenbolzen 22 ein Fixierelement 27 aufweist, welches in einer Nut 28 des Rollenbolzens 22 anordenbar ist. Dadurch kann der Rollenbolzen 22 in seiner axialen Lage zum Kipphebel 16 gesichert sein. Die Rolle 14 weist an einer zum Fixierelement 27 weisenden Stirnseite eine Ausnehmung 31 auf, die einerseits einen Bauraum für das Fixierelement 27 zur Verfügung stellt und andererseits die Montage des Fixierelementes 27 ermöglicht. Diese Ausnehmung 31 weist zusätzlich taschenförmige Vertiefungen 32 auf, die beispielsweise auch als nutförmige Vertiefungen ausgebildet sein können. Die zwei Vertiefungen 32 sind um 180° zueinander versetzt angeordnet. Es versteht sich, daß mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Vertiefungen 32 vorgesehen sein können, die zur Aufnahme und Speicherung von Schmiermitteln dienen. Dadurch kann die Verschleißfestigkeit zusätzlich zu den in Fig. 2 beschriebenen Verschleißschutzmaßnahmen durch die Schmierung erhöht werden.

In Fig. 4 ist eine alternative Anordnung im Querschnitt dargestellt. Der Rollenbolzen 22 kann in dieser Ausführungsform sowohl drehbar als auch drehfest in dem Kipphebel 16 anordenbar sein. Auf diesem ist eine Buchse 33 gelagert, auf der wiederum die Rolle 22 drehbar angeordnet ist. Die Buchse 33 weist eine zum Rollenbolzen 22 weisende Lauffläche 34 auf, die dem Innendurchmesser entspricht, und eine zur Rolle 14 weisende Lauffläche 36, die ihrem Außendurchmesser entspricht. Anwendungsspezifisch können die Laufflächen 23, 24, 26, 34, 36 unbehandelt, gehärtet, als auch gehärtet und mit einer Schutzschicht versehen sein, wobei eine beliebige Kombination der Laufflächen und deren Verschleißschutzmaßnahmen miteinander vorgesehen sein kann.

In Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform zu Fig. 4 dargestellt, die in Analogie zu Fig. 3 ebenfalls ein axiales Fixierelement 27 in einer Nut 28 des Rollenbolzens 22 aufweist. Die unmittelbar dem Fixierelement 27 zugeordnete Buchse 33 ist im Verhältnis zur Breite der Rolle 14 kürzer ausgebildet, so daß dadurch eine Ausnehmung entsprechend zur Ausnehmung 31 in Fig. 3 gebildet ist. Stirnseitig weist die Buchse 33 eine Vertiefung 32 auf, die wiederum zur Aufnahme von Schmiermitteln dient. Die Rolle 14 bleibt in ihrer ursprünglichen Gestalt erhalten und übergreift die im Verhältnis dazu kürzer ausgebildete Buchse 33.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß bei einer Buchse mit einer größeren Wandstärke eine Ausnehmung 31 gemäß Fig. 3 anbringbar ist.

Durch die oben genannten Maßnahmen und beliebigen Kombinationsmöglichkeiten wird eine wesentliche Verbesserung des Verschleißverhaltens eines derartigen Rollenantriebes erreicht, wobei der Rollenantrieb an Einspritzvorrichtungen, an der Betätigung der Gaswechselventile o. ä. der Brennkraftmaschine verwendet werden kann.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit einem Nockenantrieb (11), welcher einen in einem Zylinderkopf schwenkbar gelagerten Kipphebel (16) aufweist, mit einer im Kipphebel (16) gelagerten Rolle (14), die auf einer Nockenbahn einer Nocke (13) einer Nockenwelle (12) abläuft und für den Antrieb von Bauteilen (21) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Lauffläche (23, 26) des Rollenbolzens (22) und/oder der Rolle (14) gehärtet ausgebildet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rollenbolzens (22) und der Rolle (14) eine Buchse (33) vorgesehen ist, die eine zum Rollenbolzen (22) weisende Lauffläche (34) und eine zur Rolle (14) weisende Lauffläche (36) aufweist, und zumindest eine der Laufflächen (34, 36) gehärtet ausgebildet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Laufflächen (23, 24, 34, 36) eine verschleißfeste Beschichtung aufweist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gehärtete Lauffläche (23, 24, 34, 36) eine verschleißfeste Beschichtung aufweist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gehärtete Lauffläche (23, 24, 34, 36) zumindest eine Härte von 50 HRC aufweist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenbolzen (22) zur axialen Sicherung ein Fixierelement (27) aufweist, und die auf dem Rollenbolzen (22) angeordnete Rolle (14) stirnseitig zumindest teilweise eine das Fixierelement (27) umgreifende Ausnehmung (31) aufweist, in der über den Umfang verteilt zumindest eine schmiermittelaufnehmende Vertiefung (32) vorgesehen ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Rollenbolzen (22) zur axialen Sicherung ein Fixierelement (27) aufweist, und die Buchse (33) mit einer Stirnseite unmittelbar an das Fixierelement (27) anschließt, wobei an der zum Fixierelement (27) weisenden Stirnseite Vertiefungen (32) zur Aufnahme von Schmiermittel vorgesehen sind.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die verschleißfeste Beschichtung eine Titan-Nitrit-Beschichtung ist.

9. Brennkraftmaschine-nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Beschichtung eine kohlenstoffhaltige Beschichtung ist.