DE4412851C2

DE4412851C2 - Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern

Info

Publication number: DE4412851C2
Application number: DE4412851A
Authority: DE
Inventors: Steffen Hertrich
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2014-04-15
Also published as: DE4412851A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen zwei Koppelbohrungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Eine Kipphebelanordnung der vorgenannten Gattung ist aus der DE 42 21 135 C1 bekannt. Der als zweiarmiger Hebel ausgebildete Kipp hebel wird dabei von einem ersten Nocken beaufschlagt, während der Koppelhebel mit einem zweiten Nocken zusammenwirkt. Diese Nocken sind mit unterschiedlicher Kontur ausgebildet, so daß sich je nachdem, ob eine Betätigung mit dem ersten oder dem zweiten Nocken erfolgt, für das Gaswechselventil eine unterschiedliche Hubkurve und/oder unter schiedliche Steuerzeiten erzielen lassen. Da sowohl der Kipphebel als auch der Koppelhebel auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind, muß der Abstand zwischen ihren Lagerbohrungen einerseits sowie den Koppelboh rungen und den Aufnahmebohrungen für die Lifterrollen andererseits sehr exakt ausgeführt sein. Bei zu großen Toleranzen läßt sich der Riegelbolzen nicht mehr in die Stellung überführen, in der er den Koppelhebel und den Kipphebel miteinander verbindet. Ein aufgrund der großen Toleranz auftretender Fluchtungsfehler führt dann dazu, daß der Riegelbolzen auf einen Rand der jeweiligen Koppelbohrung auftrifft.

Da nach heutiger Fertigungstechnologie die Toleranzen nicht diesen strengen Erfordernissen entsprechend klein eingehalten werden können, wurde bereits versucht, das Problem dadurch zu beseitigen, daß der Kipphebel und der Koppelhebel in einer paarigen Fertigung mit den entsprechenden Bohrungen versehen werden. Das bedeutet aber, daß bis zur Montage der Lifterrollen und darüberhinaus auch bis zur endgültigen Kipphebelanordnung in der Brennkraftmaschine sichergestellt sein muß, daß exakt diese beiden Baueinheiten gemeinsam montiert werden. Dadurch treten erhebliche logistische Probleme auf.

Es ist weiterhin aus der EP 0 343 931 B1 bekannt, den Riegelbolzen an seinem in die gegenüberliegende Koppelbohrung eintretenden Ende kegel förmig abzuschrägen. Durch eine entsprechend großzügig ausgebildete Anfasung des Riegelbolzens verkürzt sich aber dessen tragender Abschnitt, der aufgrund der geringen Bolzenlänge ohnehin knapp bemessen ist.

In diesem Zusammenhang ist auch die DE 689 05 077 T2 bekannt, nach der mehrere nebeneinander angeordnete Betätigungshebel durch Koppelmittel selektiv zwischen mehreren Betriebsarten umschaltbar sind. Beschrieben ist jedoch eine Vorrichtung zum Umschalten von Betriebsarten von Ventilen in einer Brennkraftmaschine, der keinerlei Hinweise auf ein Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen Koppelbohrungen entnehmbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu beseitigen und folglich ein Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zu schaffen, so dass jeder Kipphebel zu jedem Koppelhebel passend ist.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß ein zwischen den Koppelbohrungen auftretender Fluchtungsfehler durch eine entsprechende Zuordnung mindestens einer Lifterrolle mit geeigneten radialen Abmessungen zu dem zugehörigen Hebel ausgeglichen wird. Somit ist es möglich, unmittelbar nach der Bearbeitung des Kipp- oder Koppelhebels in einer Meßvorrichtung die exakte Lage der Koppelbohrung und der Aufnahmebohrung zu bestimmen und sodann eine Lifterrolle mit einem bestimmten Außendurchmesser diesem Hebel zuzusortieren und anschließend am Hebel zu montieren. Da mit den zusortieren Lifterrollen Fluchtungsfehler ausgeglichen werden, können nach ihrer spangebenden Bearbeitung wahllos Kipphebel und Koppelhebel miteinander kombiniert werden, so daß sich zumindest in der Phase bis zur Montage der Lifterrollen zusätzlicher Aufwand vermeiden läßt. Das Verfahren ist darüberhinaus auch geeignet für eine Zusortierung von Lifterrollen bei Systemen, bei welchen ein Gaswechselventil völlig abgeschaltet wird, das heißt, es fehlt dabei ein unmittelbar mit dem Kipphebel zusammenwirkender Nocken.

Sind sowohl der Koppelhebel als auch der Kipphebel, wie in Anspruch 2 vorgeschlagen, mit einer Lifterrolle versehen, so sollen der Kipphebel und der Koppelhebel jeweils einzeln in einer Meßvorrichtung über ihre Lagerbohrung und ihre Koppelbohrung fixiert werden und bezogen auf die Lage dieser beiden Bohrungen soll die Lage der Aufnahmebohrung für die Rollenachse, vorzugsweise im Koordinatensystem, ermittelt werden, woraufhin anhand dieses Meßwertes dem Koppel- oder Kipphebel eine Lifterrolle mit geeigneten radialen Abmessungen zugeordnet wird. In diesem Fall sind die Abweichungen der Lage der Aufnahmebohrung bezogen auf einen für sämtliche Hebel gemeinsamen Sollwert ermittelt, so daß bis zur endgültigen Montage sämtliche Hebel miteinander kombiniert werden können.

Nach dem unabhängigen Anspruch 3 kann diese Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß ein zwischen den Koppelbohrungen auftretender Fluchtungsfehler durch ein Positionsverstemmen des Bolzens mindestens einer Lifterrolle in dessen Aufnahmebohrungen ausgeglichen wird. Die Lifterrolle wird dabei zunächst in ihre funktionell geometrische Idealposition gebracht und fixiert. Die Aufnahmebohrung für den Bolzen der Lifterrolle im Hebel weist dabei einen solchen Durchmesser auf, daß der Bolzen innerhalb der Aufnahmebohrung in beliebig vielen Positionen verstemmbar ist, d. h. die Verstemmung des Bolzens wird an der Stelle vorgenommen, die der Idealposition der Lifterrolle entspricht. Dabei wird, bedingt durch die in Umfangsrichtung unterschiedliche Stemmkontur, nur dort verstemmt, wo der sichelförmige Spalt zwischen Bolzen und Aufnahmebohrung am größten ist. An dieser Stelle wird der Spalt mit Material ausgefüllt, die Rolle bleibt in Idealposition.

Es ist aber auch eine Verstemmung mit konzentrisch umlaufender Stemm kontur möglich. Im ersten Fall tastet der Stemmer die Istlage der Aufnahmebohrung ab, er wird somit in Mittelpunktslage der Aufnahmebohrung gebracht und verstemmt nun außermittig am Bolzen. Je weiter die Stemm kontur am Außendurchmesser liegt, um so mehr Material wird verdrängt, der sichelförmige Spalt dementsprechend ausgefüllt. Im zweiten Fall wird der Stemmer in eine entsprechende Schrägstellung zur Bolzenachse gebracht, so daß in Umfangsrichtung unterschiedliche Verstemmtiefen und damit unterschiedliche Materialverdrängungen realisiert werden.

Ist einer der beiden Hebel bereits mit einer Lifterrolle versehen, so werden Fluchtungsfehler zwischen den Koppelbohrungen nach Anspruch 4 dadurch ausgeglichen, daß der Kipphebel und der Koppelhebel in einer Meßvorrichtung über ihre Lagerbohrung, ihre Koppelbohrung und eine Lifterrolle fixiert werden und daß bezogen auf die Lage dieser Posi tionen die zweite Lifterrolle in ihrer Idealposition fixiert wird, anschließend die Lage der Aufnahmebohrung für den Bolzen, vorzugsweise im Koordinatensystem, ermittelt wird, woraufhin anhand dieses Meßwer tes (K) der Lagerbolzen der zweiten Lifterrolle in der Aufnahmebohrung verstemmt wird. Dieses Verfahren kann natürlich auch dann angewendet werden, wenn einer der Hebel anstelle einer Lifterrolle ein Gleitstück aufweist, das mit einer Nocke in Kontakt steht, d. h. dieser Hebel wird über Lagerbohrung, Koppelbohrung und Gleitstück fixiert.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung ver wiesen, in der ein Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 im Teilschnitt eine Anordnung eines Kipphebel und eines Koppelhebels, die beide mit Lifterrollen versehen sind,

Fig. 2 eine schematische Darstellung für die Bemaßung der Boh rungsabstände, welche einer entsprechenden Ermittlung eines Außendurchmessers der Lifterrolle zugrundegelegt wird,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Lifterrolle,

Fig. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Kipphebelwelle bezeichnet, von der nur ein Teilabschnitt dargestellt ist. Auf dieser Kipphebelwelle sind ein Kipphebel 2 und ein Koppelhebel 3 unmittelbar nebeneinanderliegend schwenkbar gelagert. Sowohl der Kipphebel 2 als auch der Koppelhebel 3 sind als zweiarmige Hebel ausgebildet, wobei der Kipphebel 2 einer seits seiner Schwenklagerung mit einem ersten Hebelarm 4 an einem nicht näher dargestellten Schaftende eines Gaswechselventils, vorzugs weise über ein hydraulisches Spielausgleichselement, angreift und wobei ein zweiter Hebelarm 5 in einer Aufnahmebohrung 6 eine drehbar gelagerte Lifterrolle 7 aufnimmt. Die Lifterrolle 7 rollt an einer Um fangsfläche eines Nockens 8a einer ebenfalls nur abschnittsweise dargestellten Nockenwelle 8 ab.

Der neben dem Kipphebel 2 ebenfalls schwenkbar auf der Kipphebelwelle 1 gelagerte Koppelhebel 3 nimmt an seinem einen Ende eine Koppelvor richtung 9 auf, auf die nachfolgend noch näher eingegangen werden wird. Am gegenüberliegenden Ende ist auch der Koppelhebel 3 gabelför mig ausgebildet und weist eine in einer Aufnahmebohrung 10 drehbar gelagerte Lifterrolle 11 auf. Diese Lifterrolle 11 rollt an einer äußeren Umfangsfläche eines weiteren Nockens 8b der Nockenwelle 8 ab. Beide Lifterrollen 7 und 11 sind vorzugsweise über nicht näher darge stellte Nadellager auf Bolzen 12 gelagert, die dann wiederum in den Aufnahmebohrungen 6 und 10 befestigt sind. Die Lagerung des Kipphebels 2 sowie des Koppelhebels 3 auf der Kipphebelwelle ist vorzugsweise als Gleitlagerung ausgebildet.

Die Koppelvorrichtung 9 besteht aus einem Riegelbolzen 13, der in der dargestellten entkuppelten Stellung über seine gesamte Länge in einer Koppelbohrung 14 des Koppelhebels 3 ruht. Dieser Riegelbolzen 13 ist an seiner dem Kipphebel 2 abgewandten Stirnseite mit Druckmittel beaufschlagbar und liegt mit seiner anderen Stirnseite an einer Schie behülse 15 an, die sich in einer Koppelbohrung 16 des Kipphebels 2 befindet. Dabei ist die tassenförmig ausgebildete Schiebehülse 15, dem Riegelbolzen 13 gegenüberliegend, mit einer Druckfeder 17 versehen, die in diesem Fall für eine Rückstellung der Koppelvorrichtung 9 in den entkuppelten Zustand sorgt. Es ist aber auch denkbar, die Koppel vorrichtung 9 über die Kraft der Druckfeder 17 in ihren gekuppelten Zustand und über Öldruck in den entkuppelten Zustand zu verstellen.

Fig. 2 zeigt schematisiert im einzelnen nochmals die Bohrungsanord nung des nach Fig. 1 ausgebildeten Kipphebels 2 oder Koppelhebels 3. Bezogen auf die Mitte einer Lagerbohrung 19 ist demnach unter einem Winkel α die Koppelbohrung 14 oder 16 angeordnet. Die Lage der Auf nahmebohrung 6 bzw. 10 ist zum einen bestimmt durch Koordinaten A und B und durch Winkel β und γ. Eine aufgrund eines Fluchtungsfehlers auftretende Maßabweichung K, die durch eine Zusortierung einer be stimmten Lifterrolle behoben werden soll, wird folgendermaßen ermit telt:

Zunächst werden der Kipphebel 2 oder Koppelhebel 3 mittels ihrer Lagerbohrung und ihrer Koppelbohrung 14 bzw. 16 in einer nicht näher dargestellten Meßvorrichtung fixiert und dann wird aufgrund der Koor dinaten A und B sowie der Winkel β und γ die vorgeschriebene Lage des Mittelpunkts der Aufnahmebohrung 6 bzw. 10 ermittelt. Anschließend wird die exakte Lage der vorhandenen Aufnahmebohrung 6 bzw. 10 festge stellt und aufgrund der Abweichung zwischen Sollwert und Istwert eine Maßabweichung K ermittelt. Entsprechend dieser Maßabweichung K wird dann dem Kipphebel 2 oder Koppelhebel 3 eine Lifterrolle 7 bzw. 11 mit einem bestimmten Über- oder Untermaß zusortiert.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Lifterrolle 7 des Kipphebels 2 weist gegenüber der Lagerbohrung 19 und den Koppelbohrungen 14 und 16 ihre Ideallage auf. Dabei wälzt die Lifterrolle 7 über Wälzkörper 22 auf der Mantelfläche des Bolzens 12 ab. Dieser ist mit seiner Mittelachse 20 gegenüber der Aufnahmebohrung 6 mit deren Mittelachse 21 versetzt angeordnet, um die Lifterrolle 7 in ihrer Idealposition zu halten. Durch die exzentrische Abweichung des Bolzens 12 gegenüber der bzw. den Aufnahmebohrungen 6 des gabelförmig ausgebildeten Kipphebels 2 ergibt sich ein sichelförmiger Spalt 23, in den, wie aus Fig. 4 ersichtlich, der Bolzen 12 an seinen beiden axialen Enden in radialer Richtung verstemmt wird.

Das Positionsverstemmen des Lagerbolzens ist jedoch nicht nur für den Ausgleich von Fluchtungsfehlern von miteinander über Koppelbohrungen verbundenen Hebeln interessant, sondern kann auch bei einem Einzel hebel in vorteilhafter Weise angewendet werden. So ist beispielsweise denkbar, daß an einem gabelförmigen Kipp- oder Schlepphebel die ein ander gegenüberliegenden Aufnahmebohrungen für den Lagerbolzen einer Lifterrolle nicht fluchten. Dies würde dazu führen, daß die Lifterrol le in einer Schräglage eingebaut wird und eine unterschiedliche Kan tenpressung auftritt. Dieser Fluchtungsfehler der Aufnahmebohrungen eines einzelnen Hebels wird nun dadurch ausgeglichen, daß der Lager bolzen in der einen Aufnahmebohrung in einem Bereich verstemmt wird, der sich in seiner Umfangslage von dem verstemmten Bereich der anderen Aufnahmebohrung unterscheidet, d. h. eine Schiefstellung der Lifter rolle vermieden wird.

Bezugszeichenliste

1

Kipphebelwelle

2

Kipphebel

3

Koppelhebel

4

erster Hebelarm von

2

5

zweiter Hebelarm von

2

6

Aufnahmebohrung von

2

7

Lifterrolle von

2

8

Nockenwelle

8

a Nocken

8

b Nocken

9

Koppelvorrichtung

10

Aufnahmebohrung von

3

11

Lifterrrolle von

3

12

Bolzen

13

Riegelbolzen

14

Koppelbohrung von

3

15

Schiebehülse

16

Koppelbohrung von

2

17

Druckfeder

19

Lagerbohrung

20

Mittelachse von

12

21

Mittelachse von

6

22

Wälzkörper

23

Spalt
α Winkel für Lage der Koppel bohrung zur Lagerbohrung
β Winkel für Lage der Aufnah mebohrung zur Lagerbohrung
γ Winkel für Lage der Aufnah mebohrung mit Scheitelpunkt im Schnittpunkt von Koor dinaten A und B
A Koordinate
B Koordinate
A

Abstand der Koordinate A zum Mittelpunkt der Lager bohrung
B

Abstand der Koordinate B zum Mittelpunkt der Lager bohrung
K Maßabweichung des Mittel punkts der Aufnahmeboh rungen

Claims

1. Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen zwei Koppelbohrungen (14, 16), die in einem Kipphebel (2) und einem zu diesem im wesentlichen parallel verlaufenden Koppelhebel (3) vorgesehen sind, wobei der Kipphebel (2) und der Koppelhebel (3) gemeinsam auf einer Kipphebelwelle (1) gelagert sind, wobei zumindest dem Koppelhebel (3) eine mit einem Nocken (8b) einer Nockenwelle (8) zusammenwirkende Lifterrolle (11) zugeordnet ist und jede Lifterrolle (11) auf einem in Aufnahmebohrungen (6, 10) des zugehörigen Hebels (2, 3) geführten Bolzen (12) gelagert ist, und wobei während einer Grundkreisphase der Nocken (8a, 8b) ein Riegelbolzen (13) von der einen Koppelbohrung (14) aus, die beiden Hebel (2, 3) überlappend, in die andere Koppelbohrung (16) verscho ben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den Koppel bohrungen (14, 16) auftretender Fluchtungsfehler (f (K)) ausgeglichen wird durch eine entsprechende Zuordnung mindestens einer Lifterrolle (7, 11) mit geeigneten radialen Abmessungen zu dem zugehörigen Hebel.

2. Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen zwei Koppelbohrungen (14, 16) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß auch dem Kipphebel (2) eine Lifterrolle (7) zugeordnet wird, der Kipphebel (2) und der Koppelhebel (3) in einer Meßvorrichtung über ihre Lagerbohrung (19) und ihre Koppelbohrung (14, 16) fixiert werden und daß bezogen auf die Lage dieser beiden Bohrungen (19 und 14 bzw. 16) die Lage der Auf nahmebohrungen (6, 10) für die Rollenachse, vorzugsweise im Koordinatensystem, ermittelt wird, woraufhin anhand dieses Meßwertes (K) dem Koppel- (3) oder Kipphebel (2) eine Lifterrolle (7, 11) mit geeigneten radialen Abmessungen zugeordnet wird.

3. Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen zwei Koppelbohrungen (14, 16), die in einem Kipphebel (2) und einem zu diesem im wesentlichen parallel verlaufenden Koppelhebel (3) vorgesehen sind, wobei der Kipphebel (2) und der Koppelhebel (3) gemeinsam auf einer Kipphebelwelle (1) gelagert sind, wobei zumindest dem Koppelhebel (3) eine mit einem Nocken (8b) einer Nockenwelle (8) zusammenwirkende Lifterrolle (11) zugeordnet ist und jede Lifterrolle (11) auf einem in Aufnahmebohrungen (6, 10) des zugehörigen Hebels (2, 3) geführten Bolzen (12) gelagert ist, und wobei während einer Grundkreisphase der Nocken (8a, 8b) ein Riegelbolzen (13) von der einen Koppelbohrung (14) aus, die beiden Hebel (2, 3) überlappend, in die andere Koppelbohrung (16) verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den Koppelbohrungen (14, 16) auftretender Fluchtungsfehler (f (K)) ausgeglichen wird durch ein Positionsverstemmen des Bolzens (12) mindestens einer Lifterrolle (7, 11) in dessen Aufnahmebohrungen (6, 10).

4. Verfahren zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen zwei Koppelbohrungen (14, 16) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß auch dem Kipphebel (2) eine Lifterrolle (7) zugeordnet wird, der Kipphebel (2) und der Koppelhebel (3) in einer Meß vorrichtung über ihre Lagerbohrung (19), ihre Koppelbohrung (14, 16) und eine Lifterrolle (7, 11) fixiert werden und daß, bezogen auf die Lage dieser Positionen, die zweite Lifterrolle (11, 7) in ihrer Idealposition fixiert wird, anschließend die Lage der Aufnahme bohrung (10, 6) für den Bolzen (12), vorzugsweise im Koor dinatensystem, ermittelt wird, woraufhin anhand dieses Meßwer tes (K) der Lagerbolzen (12) der zweiten Lifterrolle (11, 7) in der Aufnahmebohrung (10, 6) verstemmt wird.