DE19921215A1

DE19921215A1 - Verfahren zur Herstellung einer Aufnahme für einen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19921215A1
Application number: DE19921215A
Authority: DE
Inventors: Hermann Wiehl
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-11-09

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Verfahren zum Herstellen einer verdrehgesicherten Aufnahme für einen oszillierenden Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine (3). Der Nockenfolger (1) besitzt an seinem Außenmantel (4) eine diesen radial mit einem teilzylindrischen Querschnitt (6) überragende Verdrehsicherung (5). Nach der Erfindung soll eine Axialaussparung (7) in der Brennkraftmaschine (3) für den teilzylindrischen Querschnitt (6) derartig gefertigt werden, daß zuerst die Führung (2) für den Nockenfolger (1) hergestellt und dann ein Hilfsteil (12) in die Führung (2) eingesetzt wird. Danach wird durch einen Bohrer (22) eine Bohrung, bestehend aus einem Zylindersegment (15) im Hilfsteil (12) und der Axialaussparung (7) für die Verdrehsicherung (5) in der Brennkraftmaschine (3), hergestellt. Nach diesem Vorgang wird das Hilfsteil (12) aus der Führung (2) entfernt. Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß keine Nachbearbeitung für eine Einlauf- und Auslaufkante (10, 11) der Axialaussparung (7) zur Führung (2) mehr notwendig ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer verdrehgesicherten Auf nahme für einen direkt betätigbaren, zylindrischen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, welcher Nockenfolger an seinem Außenmantel eine diesen radial mit einem teilzylindrischen Querschnitt überragende Verdrehsiche rung aufweist und welche Brennkraftmaschine eine Führung für den Nockenfolger besitzt, die von einer zu der Verdrehsicherung komplementären Axialaussparung geschnitten ist bzw. betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.

Hintergrund der Erfindung

Die DE-PS 36 22 245 offenbart eine Anordnung zur verdrehgesicherten Auf nahme eines Stößels in einer Bohrung eines Zylinderkopfes. Dabei betrifft die ses Dokument ein Verfahren zur Herstellung dieser Aufnahme. Nach dem pa tentgeschützten Verfahren soll zuerst eine Axialaussparung für eine Verdrehsi cherung des Nockenfolgers in der Brennkraftmaschine hergestellt werden und anschließend ist vorgeschlagen, die Führung für den Nockenfolger selbst zu fertigen. Eine derartige Herstellung erweist sich für den Fachmann jedoch als relativ schwierig. Beim Bohren der durch die Axialaussparung unterbrochenen Führung kommt es an der Einlaufkante der Axialaussparung für den Bohrer zu einer starken Gratbildung, wohingegen an der Auslaufkante Material durch das Spanwerkzeug abgetragen bzw. gerupft wird. Diese eben genannten Kanten müssen in aufwendiger Art und Weise nachgearbeitet werden und erhöhen so die Fertigungskosten der Brennkraftmaschine unerwünscht.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstellen einer ver drehgesicherten Aufnahme für einen Nockenfolger der vorgenannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei welchem bzw. bei welcher die eingangs zitierten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die nachfolgend aufgeführten er findungsgemäßen Schritte gelöst:

- Einsetzen eines Hilfsteils in die Führung und Fixieren desselben an der Brenn kraftmaschine oder der Führung derart, daß die Axialaussparung überdeckt ist, wobei das Hilfsteil von der Axialaussparung ausgehend eine Erstreckung radial nach innen hat, welche größer als ein den teilzylindrischen Querschnitt gedacht ergänzendes Zylindersegment im Nockenfolger ist;
- gemeinsames spanabhebendes Herstellen der Axialaussparung in der Brenn kraftmaschine und des ergänzenden Zylindersegments im Hilfsteil und
- Entfernen des Hilfsteils aus der Führung.

Gleichzeitig ist eine Vorrichtung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens unter Schutz gestellt, nach welcher das Hilfsteil als Ring, Ringsegment oder als Zylinder ausgebildet ist, welcher bzw. welches im Bereich eines Randes der Füh rung mit einer über die Führung hinausgehenden radialen Erweiterung verbindbar bzw. verbunden ist, wobei über eine Unterseite der Radialerweiterung das Hilfsteil gegenüber der Brennkraftmaschine fixierbar ist.

Durch diese Maßnahmen sind die eingangs zitierten Nachteile wirkungsvoll elimi niert. Somit wird zuerst die Führung für den Nockenfolger gefertigt und anschlie ßend unter Nutzung des Hilfsteils die Axialaussparung für die Verdrehsicherung in der Brennkraftmaschine hergestellt. Selbstverständlich bezieht sich der Schutzumfang dieser Erfindung auch auf andere Geometrien für die Axialausspa rung und somit auch für die Verdrehsicherung. Denkbar sind ebenfalls quadrati sche, rechteckförmige und ähnliche Querschnitte der Verdrehsicherung.

Durch diese Maßnahmen kommt es demnach nicht mehr zu der beschreibungs einleitend kritisierten Gratbildung bzw. dem Materialabtrag an den Kanten der Axialaussparung, wobei keine aufwendige Nacharbeit mehr notwendig ist. Selbst verständlich sind auch weitere spanabhebende Fertigungsverfahren als das aus den Unteransprüchen hervorgehende Bohren denkbar. Hier kommt beispielsweise auch Fräsen und ähnliches in Betracht. Denkbar ist es, je Führung ein Hilfsteil zu verwenden, was anschließend nicht mehr eingesetzt wird. Es ist jedoch auch vor gesehen, ein Hilfsteil für mehrere Führungen vorzusehen.

Der nebengeordnete Verfahrensanspruch 2 betrifft ein Verfahren ähnlich dem in Anspruch 1 beschriebenen. Hier jedoch soll das Hilfsteil schon das ausgesparte Zylindersegment besitzen. Verwendet werden können Bohrer, welche eine von der Norm abweichende, breite radiale Führungsfase besitzen. Somit schneidet der Bohrer mit seiner breiten äußeren Abstützung lediglich die Axialaussparung und läßt das Zylindersegment in dem Hilfsteil unbeaufschlagt. Zweckmäßig ist es, wenn im Hilfsteil eine Zuführung angeordnet ist, über welche Schmier- oder Kühl mittel zum Zylindersegment und der Axialaussparung geführt werden kann. Gleichzeitig kann über die genannten Fluide das Spanmaterial über den Bohrer ins Freie befördert werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bezieht sich wie genannt auf das Hilfsteil, welches in die Führung eingesetzt wird. Dieses kann ein- oder mehrteilig hergestellt sein und besteht aus dem eigentlichen zylindrischen Körper bzw. dem Ring oder Ringsegment und einer mit diesem verbundenen Radialerweiterung, die auf einen Rand der Brennkraftmaschine aufgelegt wird. Die mehrteilige Ausbildung hat den Vorteil, daß nach erfolgtem Bohrvorgang nicht das gesamte Hilfsteil mit Radialerweiterung vernichtet werden muß.

Für die mehrteilige Ausbildung des Hilfsteils ist es vorgeschlagen, die Radialer weiterung mit einem konzentrischen Ansatz zu versehen. Dieser kann in eine Boh rung des eigentlichen Hilfsteils eingeschraubt, eingepreßt oder anderweitig befe stigt werden.

Es ist in Konkretisierung der Erfindung vorgeschlagen, einen Umgebungsbereich des zu bohrenden Zylindersegments im Hilfsteil als separates Einsatzteil zu ferti gen. Somit wird nach erfolgtem Bohrvorgang lediglich das separate Einsatzteil ersetzt.

Zweckmäßig ist es, wenn sich durch die Radialerweiterung eine Führungsbohrung erstreckt, die in Flucht zu der aus dem Zylindersegment und der Axialaussparung bestehenden Bohrung ist. Durch diese Maßnahme wird die Fertigung der Axial aussparung erleichtert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit ei nem Rollenstößel als Nockenfolger;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Brennkraftmaschine im Be reich der Axialaussparung, so wie sie im Stand der Technik zu finden ist;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Brennkraftmaschine im Be reich der Führung für den Nockenfolger mit eingesetztem Hilfsteil;

Fig. 4 eine ähnliche Ausgestaltung wie in Fig. 3 gezeigt, jedoch mit einem Hilfsteil, welches ein separates Einsatzteil um faßt;

Fig. 5 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 3 offenbart, mit al ternativem Hilfsteil und

Fig. 6 in einer vergrößerten Darstellung den Bohrer nach Fig. 5.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 offenbart einen hier als Rollenstößel ausgebildeten Nockenfolger 1, der in einer Führung 2 einer Brennkraftmaschine 3 oszilliert. Der Nockenfolger 1 besitzt einen zylindrischen Außenmantel 4, wobei die Führung 2 als Bohrung hergestellt ist.

Im Nockenfolger 1 ist eine diesen radial überragende Verdrehsicherung 5 an geordnet. Diese ist hier beispielsweise als Rollennadel hergestellt und überragt den Außenmantel 4 mit einem teilzylindrischen Querschnitt 6. Dieser Quer schnitt 6 verläuft in einer komplementären Axialaussparung 7 der Brennkraft maschine 3. - Anstelle des hier verwendeten Rollenstößels als Nockenfolger 1, weicher an seiner Unterseite von einem Nocken 8 einer Nockenwelle 9 beauf schlagt ist, ist auch ein Tassenstößel denkbar, welcher an seiner Oberseite von einem Nocken kontaktiert wird.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Führung 2 im Bereich der Axialaus sparung 7. Wird, wie beschreibungseinleitend kritisiert, zuerst die Axialausspa rung 7 gebohrt und anschließend die Führung 2 hergestellt, so kommt es an einer Einlaufkante 10 für den Bohrer zu einer unerwünschten Gratbildung. An einer in Drehrichtung des Bohrers gesehen liegenden Auslaufkante 11 der Axialaussparung 7 wird hingegen Material unerwünscht weggerupft. Aufgrund dieser Tatsachen ist es nach dem Herstellen der Axialaussparung 7 und der Führung 2 notwendig, die Kanten 10, 11 in der Führung 2 nachzubearbeiten. Dies ist fertigungstechnisch aufwendig und erhöht die Kosten.

Daher bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer ver drehgesicherten Aufnahme für den Nockenfolger 1, bei welchem Verfahren die im gattungsbildenden Stand der Technik vorhandenen Nachteile beseitigt sind. Dieses Verfahren soll anhand der Fig. 3 sowie der nachfolgenden Figuren erläutert werden.

Nachdem die Führung 2 für den Nockenfolger 1 hergestellt wurde, wird in die selbe ein Hilfsteil 12 eingesetzt. Dieses hat hier ringförmige Geometrie. Es liegt mit seinem Außenmantel 4 in der Führung 2 an. Dabei erstreckt es sich in Axialrichtung über die Länge der noch zu fertigenden Axialaussparung 7 hin weg. Es hat zumindest auf der Seite der Axialaussparung 7 eine Erstreckung radial nach innen, die größer als ein gedachtes Zylindersegment 15 im Hilfsteil 12 ist, welches die Axialaussparung 7 ergänzt.

Im Bereich eines Randes 16 der Brennkraftmaschine 3 ist das Hilfsteil 12 mit einer Radialerweiterung 17 versehen. Eine Unterseite 18 der Radialerweite rung 17 liegt auf dem Rand 16 auf. Somit ist das Hilfsteil 12 gegenüber der Brennkraftmaschine 3 bzw. der Führung 2 fixiert.

Nach Fig. 3 besteht das Hilfsteil 12 aus zwei Bauteilen, nämlich der Radialer weiterung 17 mit einem konzentrischen Ansatz 19 und dem eigentlichen Hilfsteil 12, in dessen Bohrung 20 sich der Ansatz 19 erstreckt. Dabei kann der Ansatz 19 beispielsweise durch eine Schraubverbindung mit der Bohrung 20 gekoppelt sein. Denkbar ist jedoch auch eine steck- oder eine ähnliche Verbin dung.

Des weiteren ist in Fig. 3 zu erkennen, daß die Radialerweiterung 17 eine Führungsbohrung 21 aufweist. Durch diese Führungsbohrung 21 wird ein Boh rer 22 zur Herstellung der Axialaussparung 7 geführt. Für diesen Zweck ist es selbstverständlich, daß die Führungsbohrung 21 derartig zur noch zu fertigen den Axialaussparung 7 positioniert wird, das diese zu der zu fertigenden Boh rung, bestehend aus teilzylindrischem Querschnitt 6 und Zylindersegment 15, fluchtet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt zuerst die Herstellung der Führung 2 für den Nockenfolger 1 und anschließend die Ausbildung der Axial aussparung 7. Hierzu wird nach einem ersten Verfahrensschritt das Hilfsteil 12 in die Führung 2 eingeführt. Der später noch auszusparende Materialbereich des Hilfsteils 12 wird gegenüber der zu fertigenden Axialaussparung 7 positio niert. Danach wird der Bohrer 22 durch die Führungsbohrung 21 geführt und anschließend wird die Axialaussparung 7 gefertigt. Dies geschieht dadurch, daß im Hilfsteil 12 das Zylindersegment 15 und gleichzeitig der teilzylindrische Querschnitt 6 in der Brennkraftmaschine 3 ausgespart wird. Nach diesem Bohrvorgang wird das Hilfsteil 12 aus der Führung 2 entfernt. Denkbar ist es, das Hilfsteil 12 mit seiner Radialerweiterung 17 in eine weitere Führung 2 ein zusetzen, und zwar derart, daß ein vorher nicht ausgesparter Abschnitt (Zylin dersegment 15) gegenüber der weiter zu fertigenden Axialaussparung wieder um positioniert wird und die obengenannten Verfahrensschritte wiederholt wer den.

Sollte das Hilfsteil 12, wie obengenannt, mehrteilig hergestellt sein, so kann die ursprüngliche Radialerweiterung 17 mit Ansatz 19, nachdem die Zylinderseg mente 15 in größtmöglicher Zahl umfangsverteilt im Hilfsteil 12 ausgespart sind, mit einem neuen Hilfsteil 12 verbunden werden.

Durch das vorgenannte Verfahren mit Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens sind die beim gattungsbildenden Stand der Technik zu verzeichnenden Nachteile eliminiert. Gleichzeitig erhält der Bohrer 22 eine hervorragende Füh rung und weicht nicht dem zu fertigenden teilzylindrischen Querschnitt 6 in der Brennkraftmaschine 3 aus. Somit können auch teilzylindrische Querschnitte 6 gefertigt werden, die lediglich eine geringe Fläche gegenüber dem gesamten Bohrungsdurchmesser besitzen.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, kann das Hilfsteil 12 auch lediglich kreisseg mentartig ausgebildet sein. Um nach dem Herstellen der Axialaussparung 7 mit Zylindersegment 15 nicht den gesamten Ring des Hilfsteils 12 dem Schrott zuführen zu müssen, kann im Umgebungsbereich des gedachten Zylinderseg ments 15 das Hilfsteil 12 mit einem separaten Einsatzteil 23 versehen sein, welches beim Bohrvorgang geopfert wird. Hier ist es auch denkbar, das Hilfsteil 12 mit Radialerweiterung 17 einteilig zu fertigen.

Fig. 5 offenbart gegenüber den vorherigen Figuren ein alternatives Hilfsteil 12. Dieses enthält schon das Zylindersegment 15. Gleichzeitig ist das Zylin dersegment 15 radial von einer Zuführung 24 für Schmier- oder Kühlmittel ge schnitten. Die Radialerweiterung 17 besitzt wiederum die Führungsbohrung 21 für den Bohrer 22. Nachdem nun das genannte Hilfsteil 12 in die Führung 2 der Brennkraftmaschine 3 eingesetzt wurde, und zwar derart, daß das Zylinder segment 15 der noch zu fertigenden Axialaussparung 7 gegenüberliegt, wird der Bohrer 22 durch die Führungsbohrung 21 geführt und die Axialaussparung 7 gefertigt. Aufgrund einer aus Fig. 6 näher hervorgehenden breiten äußeren Führungsfase 25 am Bohrer 22 wird der Druck in Radialrichtung hervorragend vom Zylindersegment 15 des Hilfsteils 12 aufgenommen. Der Bohrer 22 weicht somit nicht von seiner vorbestimmten Lage ab.

Durch die genannte Zuführung 24 kann das erzeugte Spanmaterial zudem leicht über die Bohrrinnen ins Freie befördert werden. Gleichzeitig kann durch das in der Zuführung 24 optional anstehende Fluid der Bohrbereich gekühlt werden.

Bezugszeichen

1

Nockenfolger

2

Führung

3

Brennkraftmaschine

4

Außenmantel

5

Verdrehsicherung

6

teilzylindrischer Querschnitt

7

Axialaussparung

8

Nocken

9

Nockenwelle

10

Einlaufkante

11

Auslaufkante

12

Hilfsteil

13

nicht vergeben

14

nicht vergeben

15

Zylindersegment

16

Rand

17

Radialerweiterung

18

Unterseite

19

Ansatz

20

Bohrung, Aufnahme

21

Führungsbohrung

22

Bohrer

23

Einsatzteil

24

Zuführung

25

Führungsfase

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer verdrehgesicherten Aufnahme für einen direkt betätigbaren, zylindrischen Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brenn kraftmaschine (3), welcher Nockenfolger (1) an seinem Außenmantel (4) eine diesen radial mit einem teilzylindrischen Querschnitt (6) überragende Verdreh sicherung (5) aufweist und welche Brennkraftmaschine (3) eine Führung (2) für den Nockenfolger (1) besitzt, die von einer zu der Verdrehsicherung (5) kom plementären Axialaussparung (7) geschnitten ist, gekennzeichnet durch fol gende Schritte:

- Einsetzen eines Hilfsteils (12) in die Führung (2) und Fixieren desselben an der Brennkraftmaschine (3) oder der Führung (2) derart, daß die Axialaus sparung (7) überdeckt ist, wobei das Hilfsteil (12) von der Axialaussparung (7) ausgehend eine Erstreckung radial nach innen hat, welche größer als ein den teilzylindrischen Querschnitt (6) gedacht ergänzendes Zylinder segment (15) im Nockenfolger (1) ist;
- Gemeinsames spanabhebendes Herstellen der Axialaussparung (7) in der Brennkraftmaschine (3) und des ergänzenden Zylindersegments (15) im Hilfsteil (12) und
- Entfernen des Hilfsteils (12) aus der Führung (2) (Fig. 3, 4).

2. Verfahren nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, gekenn zeichnet durch folgende Schritte:

- Einsetzen eines Hilfsteils (12) mit einem die zu fertigende Axialaussparung (7) ergänzenden und ausgesparten Zylindersegment (15) in die Führung (2) und Fixieren des Hilfsteils (12) an der Brennkraftmaschine (3) oder der Füh rung (2) derart, daß das Zylindersegment (15) die zu fertigende Axialaus sparung (7) ergänzt;
- Spanabhebendes Herstellen der Axialaussparung (7) in der Brennkraftma schine (3) und
- Entfernen des Hilfsteils (12) aus der Führung (2) (Fig. 5).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsteil (12) nach dessen Entfernen aus der Führung (2) in eine weitere Führung der Brennkraftmaschine eingesetzt und ein nicht spanabhebend entfernter Au ßenmantelbereich (4) des Hilfsteils (12) gegenüber der Axialaussparung der weiteren Führung positioniert wird und daß anschließend die Verfahrens schritte nach den Punkten 2 und 3 des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 wiederholt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialausspa rung (7) und das Zylindersegment (15) durch einen spanabhebenden Vorgang wie Bohren hergestellt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialausspa rung (7) durch einen spanabhebenden Vorgang wie Bohren hergestellt ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Hilfsteil (12) als Ring, Ringsegment oder als Zylinder ausgebildet ist, welcher bzw. welches im Bereich eines Randes (16) der Füh rung (2) mit einer über die Führung (2) hinausgehenden Radialerweiterung (17) verbindbar bzw. verbunden ist, wobei über eine Unterseite (18) der Ra dialerweiterung (17) das Hilfsteil (12) gegenüber der Brennkraftmaschine (3) fixierbar ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Hilfsteil (12) als Ring, Ringsegment oder als Zylinder ausgebildet ist, welcher bzw. welches im Bereich eines Randes (16) der Füh rung (2) mit einer über die Führung (2) hinausgehenden Radialerweiterung (17) verbindbar bzw. verbunden ist, wobei über eine Unterseite (18) der Ra dialerweiterung (17) das Hilfsteil (12) gegenüber der Brennkraftmaschine (3) fixierbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinder segment (15) im Hilfsteil (12) von einer Zuführung (24) für ein Fluid wie Schmier- bzw. Kühlmittel geschnitten ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsteil (12) und die Radialerweiterung (17) aus zwei getrennten Teilen beste hen, wobei die Radialerweiterung (17) an der Unterseite (18) einen konzentri schen Ansatz (19) aufweist, über den sie in einer Aufnahme (20) des Hilfsteils (12) befestigbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (19) der Radialerweiterung (17) über eine lösbare Verbindung wie eine Schraubver bindung im Hilfsteil (12) anordenbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ra dialerweiterung (17) eine Führungsbohrung (21) besitzt, die zu einer gedachten Bohrung fluchtet, welche aus dem Zylindersegment (15) und der Axialausspa rung (7) gebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umge bungsbereichs des gedachten Zylindersegments (15) im Hilfsteil (12) als sepa rates Einsatzteil (23) gefertigt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsteil (12) und die Radialerweiterung (17) einteilig gefertigt sind.