WO2014056494A1

WO2014056494A1 - Hebelartiger nockenfolger

Info

Publication number: WO2014056494A1
Application number: PCT/DE2013/200118
Authority: WO
Inventors: Oliver Witter; Michael Kress
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2014-04-17
Also published as: DE102012218661A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hebelartiger Nockenfolger (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) verbundenen Seitenwänden (3), zwischen denen eine Nockenkontaktfläche (4) liegt, wobei der Nockenfolger (1) eine Lagerstelle (5) zu dessen schwenkbeweglicher Abstützung gegenüber einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine sowie an einer Unterseite (6) seines Querbalkens (2) an einem Ende (7) eine Anlage (8) für ein Gaswechselventil aufweist, welche Anlage (8) zumindest mittelbar durch Innenflächen (9) der Seitenwände (3) zur Darstellung einer lateralen Führung für das Gaswechselventil begrenzt ist und wobei jede Seitenwand (3) bei der Anlage, (8) in einem Kantenbereich (10) von ihrer unteren Längswand (11) zu der Innenfläche (9), mit einem Radius (r) behaftet ist, so dass im Querschnitt durch den Nockenfolger (1) eine trichterähnliche Ventilschafteinführhilfe (12) gebildet ist.

Description

Hebelartiger Nockenfolger Hebelartiger Nockenfolger, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brenn- kraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken verbundenen Seitenwänden, zwischen denen eine Nockenkontaktfläche liegt, wobei der Nockenfolger eine Lagerstelle zu dessen schwenkbeweglicher Abstützung gegenüber einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine sowie an einer Unterseite seines Querbal- kens an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil aufweist, welche Anlage zumindest mittelbar durch Innenflächen der Seitenwände zur Darstellung einer lateralen Führung für das Gaswechselventil begrenzt ist.

Nockenfolger nach dem Stand der Technik, welche bspw. als Schlepphebel vorliegen, sind in ihrem Kantenbereich bei der Anlage von deren beiden unteren Längswänden zu den Innenflächen, bis auf eine Normfase / einen Normradius, vergleichsweise scharfkantig dargestellt.

Nachteilig ist es hierbei, dass sich eine automatisierte Endmontage des jeweili- gen Nockenfolgers an der Brennkraftmaschine wegen des durchgängig geringen Abstands der Innenflächen der Seitenwände im Anlagebereich als schwierig darstellt. Die Nockenfolger müssen äußerst präzise zugeführt werden. Trotz aller Genauigkeiten in diesem Bereich kommt es regelmäßig zu Fehlmontagen, so dass die Nockenfolger per Hand nachmontiert werden müssen.

Des Weiteren kann der Nockenfolger unerwünscht vom Gaswechselventil abheben („Freiflugphasen"), was unter Umständen zu dessen Verkippen führt. Dies tritt, einen Ventiltrieb mit hydraulischem Spielausgleich und somit gewollter permanenter „Einspannung" des Nockenfolgers zwischen Nocken, Gas- wechselventil und Lagerstelle (Abstützelement) vorausgesetzt, bspw. bei unzureichend ölbefülltem Abstützelement (Variante„Schlepphebel") und / oder zu hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine auf. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Nockenfolger wie vorgenannt zu schaffen, der sich fehlerfrei sowie ohne größeren Aufwand automatisiert an der Brennkraftmaschine endmontieren lässt und der gleichzeitig eine hervorragende Absprungsicherheit vom Gaswechselventil im Betrieb der Brennkraftmaschine bietet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Seitenwand bei der Anlage, in einem Kantenbereich von ihrer unteren Längswand zu der Innenfläche, mit wenigstens einem Radius behaftet ist, so dass im Querschnitt durch den Nockenfolger eine trichterähnliche Ventilschafteinführhilfe gebildet ist.

Somit ist ein Nockenfolger ohne die o. g. Nachteile geschaffen. Ein Einsatz des erfindungsgemäßen Nockenfolgers, welcher bevorzugt als Schlepphebel, je- doch auch als Schwing- oder Kipphebel vorliegen soll, ist nicht nur auf Standardventiltriebe beschränkt. Denkbar und vorgesehen ist auch eine Applikation in schaltbaren / variablen Ventiltrieben, so bspw. in einem Schiebenockenven- tiltrieb oder in einem Ventiltrieb mit schaltbaren Abstützelementen. Des Weiteren kann der vorgeschlagene Nockenfolger auch in Pumpentrieben oder Ver- dichtem eingesetzt werden.

Aufgrund des trichterähnlich verbreiterten Ventilschaftbereichs des Nockenfolgers, welcher auch als„Ventileinfangbereich" bezeichnet werden kann, kommt es bei dessen automatisierter Montage an der Brennkraftmaschine nicht mehr zu Fehlmontagen mit der Gefahr seines Abkippens vom Gaswechselventil oder von dessen Lagerstelle. Der Nockenfolger justiert sich quasi noch erfolgtem Aufsetzen durch ein Zuführwerkzeug selbst. Ggf. kann die Zuführung entfeinert werden. Außerdem wird festgestellt, dass sich der Nockenfolger nunmehr bei dessen unerwünschtem Kontaktverlust vom Gaswechselventil gut wieder an Letztgenanntem„einfängt". Anstelle des einen Radius an jeder Seitenwand kann der gerundete Einführabschnitt auch aus mehreren Radien zusammengesetzt sein. Vorzugsweise soll, nach einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung, die jeweilige Längswand bei der Anlage ihre höchste Erhebung in einem Bereich zwischen deren Längsmitte und einer Außenfläche der Seitenwand aufweisen. Somit liegt eine besonders breite Ventilschafteinführhilfe vor.

Je nach Dimensionierung des Nockenfolgers ist ein genereller Radius im Abschnitt der Ventilschafteinführhilfe (r) [mm] in einem Bereich von 3 < r < 6 vor- geschlagen. Bevorzugt schließt sich an den Radius an der Innenfläche der jeweiligen Seitenwand noch ein gerader und demnach zumindest nahezu orthogonaler Abschnitt bis an die Anlage an, so dass noch eine ausreichender lateraler Führungsbereich für das einsitzende Gaswechselventil verbleibt. Alternativ kann bei niedrigbauenden Nockenfolgern der Radius auch bis zur An- läge reichen.

Nach einem weiteren Unteranspruch liegt der Nockenfolger im Querschnitt U- oder H-ähnlich vor, was auch eine umgekehrte U-Gestaltung einschließt. Zur Darstellung einer besonders steifen Führung für den Ventilschaft oder einer optimalen Anpassung an dessen Durchmesser ist es vorgeschlagen, den Wandbereich bei der Anlage zu doppeln, so dass im Querschnitt ein W- oder M-Profil gebildet ist, wobei die gedoppelten Wandbereiche nicht aneinander liegen müssen, sondern auch geringfügig voneinander beabstandet sein kön- nen.

Wie anspruchsgemäß ausgeführt, soll der Nockenfolger bspw. aus dünnwandigem Stahlblech bestehen und stanz-biegetechnisch hergestellt sein. Somit lässt er sich in Massenfertigung sehr preisgünstig fertigen. Alternativ ist an dessen Guss- oder MIM-Gestaltung gedacht. Auch kann der Nockenfolger fließgepresst oder geschmiedet werden, was ggf. bei dessen Großmotorenein- satz denkbar wäre. Zudem ist es vorgeschlagen, den Hebelbereich der Ventilschafteinführhilfe durch ein separates Bauteil darzustellen, was nachträglich bspw. durch Einpressen / Schrumpfen mit dem Grundkörper des Nockenfolgers verbunden wird. Hierdurch verbleiben dem Konstrukteur ggf. größere gestalterische Frei- heiten oder es können lediglich in diesem Bereich separate Verschleißschutzoder Wärmebehandlungsmaßnahmen angewendet werden. Die separate Gestaltung der Ventilschafteinführhilfe bietet sich ggf. auch bei besonders schmalbauenden Nockenfolgern an. In weiterer Konkretisierung ist es vorgesehen, dass ein die Ventilschafteinführhilfe in Hebellängsrichtung vom einen Ende her gesehen begrenzender Querabschnitt des Querbalkens mit einer in diese Längsrichtung weisenden Einbauchung versehen ist. Somit wird dem abschwenkenden Nockenfolger ein ausreichend großer Verschwenkwinkel ermöglicht, ohne dass es zu dessen Kontakt mit dem Gaswechselventil kommt.

Das vorschlagsgemäße Bauteil kann, neben dessen Einsatz in indirekt betätigten Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen, auch als nocken- oder exzenterfolgendes Betätigungsglied eines Pumpenkolbens einer Einspritzpumpe für Die- sei- oder Ottokraftstoff oder ferner in einem Verdichter Verwendung finden.

Eine Ausführung der Erfindung geht aus der Zeichnung hervor.

Es zeigt:

· Die einzige Figur eine räumliche Ansicht auf einen als Schlepphebel ausgebildeten Nockenfolger von dessen Unterseite.

Dargestellt ist ein als Schlepphebel ausgebildeter Nockenfolger 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Der Nockenfolger 1 besteht aus dünn- wandigem Stahlblech. Er hat zwei durch einen Querbalken 2 verbundene, aufrechte Seitenwände 3. Zwischen Letztgenannten liegt, in etwa im Bereich einer Längsmitte des Nockenfolgers 1 , eine Nockenkontaktfläche 4, die als nicht gezeichnete Rolle vorgesehen ist, welche auf einem Bolzen verläuft, der über dessen Enden in Bohrungen 19 der Seitenwände 3 aufgenommen ist.

Der Nockenfolger 1 hat ein U-Profil im Querschnitt und ist von seiner Untersei- te 6 her am Querbalken 2 gezeigt. Der Querbalken 2 hat an einem rechts eingezeichneten Ende 7 eine Anlage 8 für ein Gaswechselventil. Diese Anlage 8 ist durch Innenflächen 9 von gedoppelten Seitenwände 3 begrenzt. Die Innenflächen 9 dienen einer lateralen Führung des Gaswechselventils. An einem anderen Ende 15 des Querbalkens 2 ist eine als Kalotte ausgebildete Lagerstelle 5 zur schwenkbeweglicher Abstützung des Nockenfolgers 1 auf einem Kopf eines Abstützelements dargestellt.

Zu erkennen ist, dass jede Seitenwand 3 bei der Anlage 8, in einem Kantenbe- reich 10 von ihrer unteren Längswand 1 1 zu der Innenfläche 9, mit einem deutlichen Radius r behaftet ist. Somit liegt dieser Bereich nicht geradwandig vor. Die im Querschnitt durch den Nockenfolger 1 zu verzeichnende trichterähnliche Gestaltung in diesem Abschnitt dient als Ventilschafteinführhilfe 12, so wie eingangs dargelegt. Der Radius r [mm] an jeder Seitenwand 3 liegt in einem Bereich von etwa 3 < r < 6. Insbesondere Abweichungen nach oben sind möglich.

Zu erkennen ist, dass sich der jeweilige Radius r über eine gesamte Breite der Längswand 1 1 erstreckt, welche Längswand 1 1 im Bereich ihrer Längsmitte ihre höchste Erhebung hat. Somit ist bspw. bei einer Endmontage des Nockenfolgers an der Brennkraftmaschine ein vergleichsweise breiter „Einfangabschnitt" realisiert.

Der jeweilige Radius r erstreckt sich an der Innenfläche 9 der Seitenwand 3 nicht unmittelbar bis an die Anlage 8. Es verbleibt ein gerader Wandabschnitt 14, über welchen der Nockenfolger 1 seitlich am Gaswechselventil gut anliegt. Ein vom einen Ende 7 beabstandeter Querabschnitt des Querbalkens 2 ist mit einer Einbauchung 17 versehen, so dass eine ungehinderte Verschwenkbewe- gung des Nockenfolgers 1 auf dem Gaswechselventil bei Nockenhub ermöglicht ist. Diese Gestaltung kommt einer kompakten Bauweise des Nockenfol- gers 1 entgegen.

Liste der Bezugszahlen- und zeichen

1 ) Nockenfolger

2) Querbalken

3) Seitenwand

4) Nockenkontaktfläche

5) Lagerstelle

6) Unterseite

7) eines Ende

8) Anlage

9) Innenfläche

10) Kantenbereich

1 1 )untere Längswand

12)Ventilschafteinführhilfe

3) Kantenbereich

14) Wandabschnitt

15) anderes Ende

16) Querabschnitt

17)Einbauchung

18) Außenfläche

19) Bohrung r) Radius Seitenwand

Claims

Patentansprüche

Hebelartiger Nockenfolger (1 ), insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit zwei durch einen Querbalken (2) verbundenen Seitenwänden (3), zwischen denen eine Nockenkontaktfläche (4) liegt, wobei der Nockenfolger (1 ) eine Lagerstelle (5) zu dessen schwenkbeweglicher Abstützung gegenüber einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine sowie an einer Unterseite (6) seines Querbalkens (2) an einem Ende (7) eine Anlage (8) für ein Gaswechselventil aufweist, welche Anlage (8) zumindest mittelbar durch Innenflächen (9) der Seitenwände (3) zur Darstellung einer lateralen Führung für das Gaswechselventil begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwand (3) bei der Anlage (8), in einem Kantenbereich (10) von ihrer unteren Längswand (1 1 ) zu der Innenfläche (9), mit wenigstens einem Radius (r) behaftet ist, so dass im Querschnitt durch den Nockenfolger (1 ) eine trichterähnliche Ventilschafteinführhilfe (12) gebildet ist.

Nockenfolger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Radius (r) [mm] in einem Bereich von 3 < r < 6 liegt.

Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der jeweilige Radius (r) über eine gesamte Breite der Längswand (1 1 ) erstreckt, welche Längswand (1 1 ) im Bereich zwischen ihrer Längsmitte bis zur Außenfläche (18) der Seitenwand (3) ihre höchste Erhebung hat.

Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Radius (r) an der Innenfläche (9) der Seitenwand (3) bis an die Anlage (8) reicht. Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar von einem Kantenbereich (13) der Anlage (8) am Querbalken (2) zu der jeweiligen Innenfläche (9) der Seitenwand (3) ein gerader Wandabschnitt (14) ausgeht, an welchen sich der Radius (r) anschließt.

Nockenfolger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1 ) im Querschnitt U- oder H- ähnlich ist, wobei jede Seitenwand (3) im Bereich der Anlage (8) gedoppelt vorliegt.

Nockenfolger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1 ) als Schlepp-, Schwing - oder Kipphebel ausgebildet ist.

Nockenfolger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenfolger (1 ) entweder a) stanz-biegetechnisch aus Stahlblech hergestellt ist, b) aus Guss / MIM-Material besteht oder c) als Fließpressteil vorliegt.

Nockenfolger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilschafteinführhilfe (12) durch ein separat gefügtes Einsatzteil gebildet ist. l O. Nockenfolger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein die Ventilschafteinführhilfe (12) in Hebellängsrichtung vom einen Ende (7) her gesehen begrenzender Querabschnitt (16) des Querbalkens (2) mit einer in diese Längsrichtung weisenden Einbauchung (17) versehen ist.