DE19915532A1

DE19915532A1 - Schaltbarer Nockenfolger bzw. schaltbares Abstützelement

Info

Publication number: DE19915532A1
Application number: DE19915532A
Authority: DE
Inventors: Mario Kuhl
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: US6659052B2; US6345596B1; DE19915532B4; US20020035977A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Nockenfolger (1) zur Beaufschlagung einer Stößelstange eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. Dieser Nockenfolger (1) besteht aus einem dünnwandigen, hohlzylindrischen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein relativ zum Gehäuse (2) axial bewegliches Innenelement (4) angeordnet ist. Das Gehäuse (2) und das Innenelement (4) weisen je eine in einer Relativstellung zueinander fluchtende Radialbohrung (13, 10) auf. In der Radialbohrung (10) des Innenelements (4) ist in Richtung zur Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) mit einer balligen Stirnseite (14) verschieblicher Kolben (11) zur Kopplung des Innenelements (4) mit dem Gehäuse (2) bei der Relativstellung angeordnet. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß die Bohrung (3) des Gehäuses im Umgebungsbereich der Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) als sich in Längsrichtung des Nockenfolgers (1) erstreckende Anflachung (15) ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß bei lediglich gering in der Radialbohrung (13) befindlichem Kolben (11) und beginnendem Nockenhub dieser Kolben (11) über einen erheblichen Bereich seines Außenmantels trägt. Hierdurch kommt es nicht mehr, wie im Stand der Technik zu verzeichnen, ungünstigstenfalls zu einem Abtrag von Spänen am Kolben (11), welche Späne zum Verklemmen des Innenelements (4) im Gehäuse (2) führen können.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Nockenfolger zur Beaufschlagung einer Stößelstange eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine oder ein schaltbares Abstützelement für einen hebelartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem dünnwandigen, hohlzylindrischen Ge häuse, in dessen Bohrung ein relativ zum Gehäuse axial bewegliches Innenele ment angeordnet ist, wobei das Gehäuse und das Innenelement je eine in einer Relativstellung zueinander fluchtende Radialbohrung besitzen und in der Radial bohrung des Innenelements wenigstens ein in Richtung zur Radialbohrung des Gehäuses mit einer Stirnseite verschieblicher Kolben zur Kopplung des Innenele ments mit dem Gehäuses bei der Relativstellung angeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein gattungsgemäßes Abstützelement ist aus der DE-A 197 10 578 vorbekannt. Dieses weist ebenfalls einen im Innenelement angeordneten Kolben zur Kopp lung des Innenelements mit dem Gehäuse auf. Dieser Kolben besitzt gehäuse seitig eine ballige Stirnseite.

Nachteilig bei dem vorbekannten Element ist es, daß es unter gewissen Be triebszuständen zu einem enormen Verschleiß am Kolben bzw. dessen gegen überliegender Radialbohrung im Gehäuse kommen kann. Diese Betriebszu stände sind determiniert durch einen beispielsweise nicht ausreichend in die Radialbohrung des Gehäuses eingefahrenen Kolben, trotz ausgelöstem Ver schiebebefehl. Dies kann beispielsweise daher rühren, daß die Schaltzeit nicht ausreichte bzw. daß sich der Hydraulikmitteldruck im zur Verfügung stehenden Zeitfenster nur ungenügend abbaute (eine Verschiebung des Kolbens erfolgt bei dem als gattungsbildend herangezogenen Element über Druckfederkraft in Koppelrichtung). Ist nun der Kolben mit beginnendem Nockenhub nur geringfü gig in die gegenüberliegende Radialbohrung eingefahren, so tragen aufgrund der Geometrie der gegenüberliegenden Radialbohrung mit Bohrung des Ge häuses nur zwei um einen Winkel versetzte untere Kanten des Kolbens. Dies kann im ungünstigsten Fall, trotz Härtung des Kolbens bzw. der Radialbohrung oder besonderer Werkstoffauswahl, zur plastischen Verformung am Kolben bzw. der Radialbohrung kommen. Insbesondere ist damit zu rechnen, daß ein spanender Materialabtrag am Kolben stattfindet. Die Späne können wiederum im ungünstigsten Fall in einen Ringraum zwischen dem Gehäuse und dem In nenelement gelangen und dort zu einem Verklemmen des Innenelements rela tiv zum Gehäuse führen. Somit läßt sich das Element nicht mehr schalten und ist funktionsunfähig.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Nockenfolger bzw. ein Abstützele ment der vorbekannten Art zu schaffen, bei welchem die aufgezeigten Nachtei lige beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bohrung des Gehäuses im Umgebungsbereich einer Mündung der Radialbohrung des Gehäu ses als sich in Längsrichtung des Nockenfolgers oder Abstützelements erstrec kende Anflachung oder weitestgehend als Anflachung ausgebildet ist, wobei die Mündung der Radialbohrung kreisrunde Geometrie aufweist.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen, wobei die wichtigste Maßnahme die kreisrunde Ausbildung der Mündung zumindest im tragenden Be reich ist, wird gewährleistet, daß der ungünstigstenfalls nur teilweise in die Radial bohrung des Gehäuses eingefahrene Kolben stets über seine gesamte Breite trägt. Zudem ist aufgrund dessen balliger Stirnseite nach dem Unteranspruch 2 garantiert, daß der Kolben bei seiner Verschiebeposition in der Problemzone mit beginnendem Nockenhub über die sich ausbildende Keilwirkung zurück in seine Radialbohrung des Innenelements geschoben wird. Somit sind mit einfachen Mit teln die beschreibungseinleitend aufgeführten Nachteile beseitigt. Es ist nicht mehr damit zu rechnen, daß es bei der unerwünscht auftretenden Koppelposition zu einer Materialverformung bzw. zum Materialabtrag am Kolben bzw. der Radialboh rung kommt. Die Funktionsfähigkeit des Nockenfolgers bzw. Abstützelements ist über die Lebensdauer der Brennkraftmaschine hinweg garantiert. Vorteilhaft ist es, wenn die Abflachung unterhalb der Mündung nur mit einem sehr geringen Abstand zu der Mündung verläuft. Somit wird die tragende Länge der Radialbohrung nicht unnötig verkürzt.

Gemäß dem Verfahrensanspruch 3 soll die Anfiachung durch einen Profilierungs vorgang wie Prägen, Erodieren oder Anfasen hergestellt sein. Denkbar sind an dieser Stelle auch noch weitere dem Fachmann geläufige Herstellverfahren wie Fräsen und ähnliches.

Alternativ zu den Maßnahmen nach Anspruch 1 ist es in Anspruch 4 vorge schlagen, eine der Radialbohrung des Gehäuses zugewandte Stirnseite des Kolbens zylindrisch, also nicht ballig wie nach Anspruch 2, zu fertigen. Diese Stirnseite des Kolbens korreliert im Radius und im Verlauf zur Bohrung des Gehäuses. Wichtiger Erfindungsbestandteil ist es hierbei, daß der Kolben hier bei verdrehgesichert in der Radialbohrung des Innenelements geführt ist. Durch diese Maßnahme trägt ebenfalls, trotz fehlender Anflachung der Boh rung des Gehäuses, der Kolben bei seiner Verlagerung in die Radialbohrung des Gehäuses über einen Großteil seiner Unterseite. Somit ist ebenfalls nicht mit den beschreibungseinleitend genannten Nachteilen zu rechnen. Gegebe nenfalls kann ein Kantenbereich des Kolbens, zwischen Mantelfläche und Stirnseite, angefast bzw. gerundet hergestellt werden.

Als einfache Maßnahme zur Verdrehsicherung des Kolbens in seiner Radial bohrung sind Anflachungen bzw. Feder-Nut-Mechanismen oder ähnliches vor geschlagen.

Eine bevorzugte Anwendung soll die Erfindung bei schaltbaren Nockenfolgern, wie solchen zur Beaufschlagung von Stößelstangen und bei Abstützelementen finden. Bei beiden Bauteilen erweist es sich aus Bauraumgründen notwendig, den Kolben im Innenelement zu applizieren, da das Gehäuse nur eine geringe Wandstärke besitzt und nicht zur Aufnahme eines derartigen Koppelmittels vorteilhaft geeignet ist. Der Schutzbereich der Erfindung bezieht sich jedoch auch auf direkt betätigbare Nockenfolger wie schaltbare Tassenstößel, bei wel chen der Kolben ebenfalls im Innenelement eingebaut ist. Ebenfalls bezieht sich der Schutzbereich der Erfindung auf weitere zu koppelnde und konzen trisch zueinander angeordnete Maschinenbauteile außerhalb des Ventiltriebs bereichs.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrie ben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen schaltbaren Nockenfolger und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht nach der Schnittlinie II-II der Fig. 1.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird anhand eines schaltbaren Nockenfolgers 1 näher erläutert:
Der Nockenfolger 1 besteht aus einem hohlzylindrischen Gehäuse 2, in dessen Bohrung 3 ein axial zum Gehäuse 2 bewegliches Innenelement 4 eingebaut ist. Das Gehäuse 2 weist an einer Stirnseite 5 eine wälzgelagerte Rolle 6 für einen unmittelbaren Nockenkontakt auf. An einer der Stirnseite 5 gegenüberliegen den Stirnseite 7 ist die Bohrung 3 von einer Anlage 8 des Innenelements 4 für ein Ende einer zeichnerisch nicht dargestellten Stößelstange überragt. Im In nenelement 4 ist ein an sich bekanntes hydraulisches Spielausgleichselement 9 eingebaut.

An dessen der Anlage 8 abgewandter Seite 9a besitzt das Innenelement 4 eine Radialbohrung 10. In der Radialbohrung 10 verläuft ein Kolben 11 als Koppel mittel, welcher Kolben 11 radial nach außen über eine Druckfeder 12 beauf schlagt ist. Das Gehäuse 2 besitzt ebenfalls eine Radialbohrung 13. Gehäuse 2 und Innenelement 4 sind in Fig. 1 in ihrem über den Kolben 11 gekoppelten Zustand gezeigt. Das von der Stößelstange mittelbar beaufschlagte Gaswech selventil öffnet im Hubsinn des die Rolle 6 beaufschlagenden Nockens. Die hier gezeigte Kopplung wird zweckmäßigerweise während eines Grundkreis kontakts des zeichnerisch nicht offenbarten Nockens hergestellt.

Eine Stirnseite 14 des Kolbens 11 ist ballig gefertigt (siehe auch Fig. 2). Gleichzeitig ist ein der Stirnseite 14 bei dem in Fig. 1 gezeigten Verschiebe zustand gegenüberliegender Umgebungsbereich der Radialbohrung 13 der Bohrung 3 als Anflachung 15 gefertigt. Eine Mündung der Radialbohrung hat somit kreisförmige Geometrie. Soll der Kolben 11 von dem in Fig. 2 zu dem in Fig. 1 gezeigten Zustand, d. h. aus seiner Radialbohrung 10 in die Radialboh rung 13 zum Zwecke einer Kopplung des Innenelements 4 mit dem Gehäuse 2, verlagert werden, so trägt der Kolben 11 bei Einfahren in die Radialbohrung 13 stets mit einem Großteil seiner Unterseite. Im ungünstigsten Fall, d. h. bei nur ungenügender Kopplung oder Entkopplung, wird der Kolben 11 bei Differenz hub des Innenelements 4 zum Gehäuse 2 aufgrund der Balligkeit seiner Stirn seite 14 wieder vollständig in die Radialbohrung 10 verlagert. Wegen des plan ausgebildeten Bereichs der Bohrung 3 mit kreisartiger Mündung sind die im Stand der Technik ansonsten ungünstigstenfalls auftretenden und beschrei bungseinleitend kritisierten Zustände mit einfachen Mitteln beseitigt.

Bezugszeichen

1

Nockenfolger

2

Gehäuse

3

Bohrung

4

Innenelement

5

Stirnseite

6

Rolle

7

Stirnseite

8

Anlage

9

hydraulisches Spielausgleichselement

9

a Seite

10

Radialbohrung

11

Kolben

12

Druckfeder

13

Radialbohrung

14

Stirnseite

15

Anflachung

Claims

1. Schaltbarer Nockenfolger (1) zur Beaufschlagung einer Stößelstange eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine oder schaltbares Abstützelement für ei nen hebelartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem dünnwandigen, hohlzylindrischen Gehäuse (2), in des sen Bohrung (3) ein relativ zum Gehäuse (2) axial bewegliches Innenelement (4) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) und das Innenelement (4) je eine in einer Relativstellung zueinander fluchtende Radialbohrung (13, 10) besitzen und in der Radialbohrung (10) des Innenelements (4) wenigstens ein in Rich tung zur Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) mit einer Stirnseite (14) ver schieblicher Kolben (11) zur Kopplung des Innenelements (4) mit dem Gehäu ses (2) bei der Relativstellung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (3) des Gehäuses (2) im Umgebungsbereich einer Mündung der Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) als sich in Längsrichtung des Nocken folgers (1) oder Abstützelements erstreckende Anflachung (15) oder weitestge hend als Anflachung ausgebildet ist, wobei die Mündung der Radialbohrung (13) kreisrunde Geometrie aufweist.

2. Nockenfolger bzw. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Stirnseite (14) des Kolbens (11) ballig hergestellt ist.

3. Verfahren zur Herstellung der Anflachung (15) bei einem Nockenfolger (1) oder einem Abstützelement nach den Merkmalen des Anspruchs 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anfiachung (15) durch einen Profilierungsvorgang wie Prägen, Erodieren oder Anfasen hergestellt ist.

4. Schaltbarer Nockenfolger zur Beaufschlagung einer Stößelstange eines Ventil triebs einer Brennkraftmaschine oder schaltbares Abstützelement für einen he belartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, beste hend aus einem dünnwandigen, hohlzylindrischen Gehäuse, in dessen Boh rung ein relativ zum Gehäuse axial bewegliches Innenelement angeordnet ist, wobei das Gehäuse und das Innenelement je eine in einer Relativstellung zu einander fluchtende Radialbohrung besitzen und in der Radialbohrung des In nenelements wenigstens ein in Richtung zur Radialbohrung des Gehäuses verschieblicher Kolben zur Kopplung des Innenelements mit dem Gehäuses bei der Relativstellung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Radialbohrung des Gehäuses zugewandte Stirnseite des Kolbens zylindrisch im Radius und Verlauf der Bohrung des Gehäuses gefertigt ist, wobei der Kol ben verdrehgesichert in der Radialbohrung des Innenelements geführt ist.

5. Nockenfolger bzw. Abstützelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Verdrehsicherung als miteinander kommunizierende Anflachungen der Radialbohrungen des Kolbens und des Innenelements bzw. als Feder-Nut- Verbindung am Kolben und der Radialbohrung des Innenelements ausgebildet ist.