WO2015010692A1 - Hebelartiger nocken- oder exzenterfolger - Google Patents

Hebelartiger nocken- oder exzenterfolger Download PDF

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WO2015010692A1
WO2015010692A1 PCT/DE2014/200213 DE2014200213W WO2015010692A1 WO 2015010692 A1 WO2015010692 A1 WO 2015010692A1 DE 2014200213 W DE2014200213 W DE 2014200213W WO 2015010692 A1 WO2015010692 A1 WO 2015010692A1
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follower
bolt
side wall
longitudinal section
cam
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Inventor
Stefan Dupke
Original Assignee
Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/185—Overhead end-pivot rocking arms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • F01L2305/02—Mounting of rollers

Definitions

  • the invention relates to a lever-like cam or eccentric follower, with two side walls, which are connected at their lower sides by a transverse bar, at its free lower surface at one end abutment for a follower member, wherein between inner surfaces of the side walls extending on a bolt , the cam or eccentric start serving role is taken, which pin sits with its ends in receptacles of the side walls and wherein the follower is supported via a pivot bearing relative to a surrounding construction.
  • a trained as a finger lever, in particular for a sliding cam valve drive cam follower is apparent from DE 10 2012 219 506.8.
  • the receptacles for the roller bearing bolts in the sidewalls intersect an upper surface of the sidewalls and protrude as bores through the sidewalls.
  • a captive from the open holes out is realized via flexurally elastic approaches of sidewall material on the bolt ends. The bolt is pushed laterally through the holes during installation.
  • a comparatively thin-walled bolt carries a comparatively massive roller.
  • this leads to high hertzian pressure on the bolt jacket with premature wear.
  • the contact partners would, for example, have to be elaborately coated or heat-treated. Due to the high mass of the roll this is relatively rotationally strong, which leads to slippage with wear marks in the cam contact area.
  • a significant increase in the diameter of the bolt is opposed by the limited space in the side wall area.
  • a gradation of the bolt is also not possible by the lateral mounting. It is an object of the invention to further optimize the aforementioned cam or Exzent Anlagener. In particular, this should be more suitable for high loads and inexpensive representable.
  • each receptacle is a blind hole-like indentation in the inner surface of its side wall and on the one hand has a first longitudinal section which intersects an inner edge of an upper side of the side wall and consists of two slot-like longitudinal paths, and on the other hand has a second longitudinal section, which as The bolt umschrede half shell is present and wherein the bolt sits secured against loss in the recordings.
  • cam follower is particularly a towing or rocker arm, but also a rocker arm each of a standard or variable stroke valve train of an internal combustion engine in question.
  • the measures according to the invention can also be applied to a lever which is acted upon by at least one cam or eccentric of an injection pump, for example for fuel.
  • an application in drives of other pumps or compressors is conceivable and provided.
  • the follower can be made of sheet steel stamping and bending technology, and it is particularly advantageous to stamp or at least flow in the at least two-stage recordings in the side walls. Alternatively, these can also be spared. Instead of the sheet metal training, the follower can also be cast or sprayed.
  • the bolt for the follower now has a significantly greater thickness than previously performed and can occupy almost an entire side wall height. Thus, during operation, the hertzian pressure is drastically minimized in its raceway area to the roller. At the same time its rigidity is increased. The follower bends significantly less when Hubbeierschlagung. The role has a reduced mass and only a pipe piece or ring-like geometry. Likewise, the skilled artisan recognizes that the bolt from "top" are mounted together with the pre-assembled role in its non-continuous recordings and that the bolt can thus also be present in two grades.
  • the bolt should be easily pressed in its receptacles.
  • a transitional or interference fit The overlapping approaches according to the cited prior art can be dispensed with.
  • a caulking, welding points o. The like. Intended for fixation.
  • the novel follower design allows for the same lever size a variety of diameters on the bolt and the roller, especially, but not exclusively, for sliding rollers.
  • the bolt can run completely immersed in its sidewall receptacle. Alternatively, this may slightly protrude beyond the tops of the side walls, so that in the latter variant, a particularly thick bolt or particularly low-profile side walls are conceivable.
  • the crossbar of the follower which is preferably formed below lying (also an H-like design is conceivable) may, according to an expedient development of the invention have a breakthrough in which the role protrudes. This measure leads to a mass reduction at the follower. At the same time large diameters of the pin roller compound are possible.
  • the crossbar may be continuous in the roller area and have a cylindrical indentation for receiving the roller.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a drag lever as a cam follower
  • FIG 2 shows the cam follower as before, but without pin and roller
  • Figure 3 shows a view of the board of the cam follower with pre-impressed recordings.
  • FIGS. 1, 2 disclose a cam follower 1 designed as a drag lever for a valve train of an internal combustion engine.
  • This has two upright side walls 2, which are connected to their undersides 3 by a crossbar 4.
  • the cam follower 1 is made of sheet steel and, as shown in Figure 3, from a board 23 punching-bending technology shown.
  • a system 7 for a trained as a gas exchange valve follower member At a further end 17 of the crossbar 4 is designed as a dome pivot bearing 13 is shown.
  • the cam follower 1 can be mounted on a head of a support element of a cylinder head of the internal combustion engine.
  • annular roller 10 is located between inner surfaces 8 of the side walls 2. This serves to start a lifting cam or a Hubnockenapts (sliding cam valve drive) and slightly surmounted tops 16 of the side walls 2.
  • the thin-walled roller 10 extends over a slide bearing 22 on a pin. 9
  • the latter pin 9 is slightly pressed with its end 1 1 in non-continuous receptacles 12 of the side walls 2.
  • Each shot 12 is as blind hole, embossed indentation in the inner surface 8 of its side wall 2 before.
  • the embossing can also be clearly seen in FIG. 3 and is introduced orthogonally to the transverse bar 4 before the side walls 2 are bent, wherein embossing after the last-mentioned finish bending is also conceivable and intended.
  • Each receptacle 12 consists of two longitudinal sections 14, 18.
  • the first longitudinal section 18 starts from an inner edge 15 of the upper side 16 of the corresponding side wall 2 and cuts them. It consists, as can be seen from FIG. 2, of two slot-like longitudinal webs in the width of a diameter of the bolt 9.
  • the longitudinal webs here are slightly shorter than a radius of the bolt 9.
  • the second longitudinal section 18 is in the form of a half shell and surrounds the pin 9 which is slightly pressed in here, the fixation of which is only necessary for transport / handling up to installation in the cylinder head of the internal combustion engine.
  • the crossbar 4 has an opening 19, in which the roller 10 protrudes.
  • a low point 20 of the second longitudinal section 18 of the corresponding receptacle 12 is selected so that it projects into a free side wall portion 21 at the opening 19.

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hebelartiger Nockenfolger (1) mit zwei Seitenwänden (2), die an Ihren Unterseiten (3) durch einen Querbalken (4) verbunden sind, an dessen freier Unterfläche (5) an einem Ende (6) eine Anlage (7) für ein Folgeglied liegt, wobei zwischen Innenflächen (8) der Seitenwände (2) eine auf einem Bolzen (9) verlaufende, dem Nockenanlauf dienende Rolle (10) aufgenommen ist, welcher Bolzen (9) mit seinen Enden (11) in Aufnahmen (12) der Seitenwände (2) sitzt, wobei der Folger (1) über ein Schwenklager (13) gegenüber einer Umgebungskonstruktion abstützbar ist, wobei jede Aufnahme (12) eine sacklochartige Einformung in der Innenfläche (8) ihrer Seitenwand (2) ist und einerseits einen ersten Längsabschnitt (14) hat, der eine Innenkante (15) einer Oberseite (16) der Seitenwand (2) schneidet und aus zwei kulissenartigen Längsbahnen besteht, sowie andererseits einen zweiten Längsabschnitt (18) besitzt, welcher als den Bolzen (9) umschmiegende Halbschale vorliegt und wobei der Bolzen (9) in den Aufnahmen (12) über Presssitz befestigt ist.

Description

Hebelartiger Nocken- oder Exzenterfolger
Die Erfindung betrifft einen hebelartigen Nocken- oder Exzenterfolger, mit zwei Seitenwänden, die an Ihren Unterseiten durch einen Querbalken verbunden sind, an dessen freier Unterfläche an einem Ende eine Anlage für ein Folgeglied liegt, wobei zwischen Innenflächen der Seitenwände eine auf einem Bol- zen verlaufende, dem Nocken- oder Exzenteranlauf dienende Rolle aufgenommen ist, welcher Bolzen mit seinen Enden in Aufnahmen der Seitenwände sitzt und wobei der Folger über ein Schwenklager gegenüber einer Umgebungskonstruktion abstützbar ist. Ein als Schlepphebel insbesondere für einen Schiebenockenventiltrieb ausgebildeter Nockenfolger geht aus der DE 10 2012 219 506.8 hervor. Die Aufnahmen für den die Rolle tragenden Bolzen in den Seitenwänden schneiden eine Oberseite der Seitenwände und liegen als durch die Seitenwände gehende Bohrungen vor. Eine Verliersicherung aus den offenen Bohrungen heraus ist über biegeelastische Ansätze von Seitenwandmaterial über die Bolzenenden realisiert. Der Bolzen wird im Montagefall seitlich durch dessen Bohrungen geschoben.
Zu erkennen ist, dass ein vergleichsweise dünnwandiger Bolzen eine demge- genüber massive Rolle trägt. Dies führt im Betrieb zu hohen hertzschen Pressungen am Bolzenmantel mit vorzeitigem Verschleiß. Um dem zu begegnen, müssten die Kontaktpartner bspw. aufwändig beschichtet oder wärmebehandelt werden. Aufgrund der hohen Masse der Rolle ist diese relativ rotationsträge, was zu Schlupf mit Verschleißmarken im Nockenkontaktbereich führt. Einer deutlichen Erhöhung des Durchmessers des Bolzens steht der begrenzte Bauraum im Seitenwandbereich entgegen. Eine Stufung des Bolzen ist durch die seitliche Montage ebenfalls nicht möglich. Es ist Aufgabe der Erfindung, den vorgenannten Nocken- oder Exzenterfolger weiter zu optimieren. Insbesondere soll dieser für hohe Belastungen besser geeignet sowie preiswert darstellbar sein. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jede Aufnahme eine sacklochartige Einformung in der Innenfläche ihrer Seitenwand ist und einerseits einen ersten Längsabschnitt hat, der eine Innenkante einer Oberseite der Seitenwand schneidet und aus zwei kulissenartigen Längsbahnen besteht, sowie andererseits einen zweiten Längsabschnitt besitzt, welcher als den Bolzen umschmiegende Halbschale vorliegt und wobei der Bolzen in den Aufnahmen verliergesichert sitzt.
Somit liegt ein U-förmiger Nocken- oder Exzenterfolger ohne die vorgenannten Nachteile vor.
Als Nockenfolger kommt insbesondere ein Schlepp- oder Schwinghebel, aber auch ein Kipphebel jeweils eines Standard- oder hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine infrage. Auch können die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei einem Hebel, welcher von wenigstens einem Nocken oder Exzen- ter einer Einspritzpumpe bspw. für Kraftstoff beaufschlagt ist, angewendet werden. Gleichfalls ist eine Applikation in Trieben von weiteren Pumpen oder Verdichtern denkbar und vorgesehen.
Der Folger kann aus Stahlblech stanz-biegetechnisch hergestellt sein, wobei es besonders vorteilhaft ist, dessen zumindest zweistufige Aufnahmen in den Seitenwänden zu prägen oder fließzupressen. Alternativ können diese auch gespant werden. Anstelle der Blechausbildung kann der Folger auch gieß- o- der fließpresstechnisch dargestellt sein. Der Bolzen für den Folger hat nunmehr eine deutlich größere Dicke als bis dato ausgeführt und kann nahezu eine gesamte Seitenwandhöhe einnehmen. Somit ist im Betrieb die hertzsche Pressung in dessen Laufbahnbereich zur Rolle drastisch minimiert. Gleichzeitig ist dessen Steifigkeit erhöht. Der Folger biegt sich bei Hubbeaufschlagung deutlich weniger durch. Die Rolle hat eine reduzierte Masse und lediglich noch eine rohrstück- oder ringähnliche Geometrie. Gleichfalls erkennt der Fachmann, dass der Bolzen von„oben" gemeinsam mit der vormontierten Rolle in dessen nicht durchgehende Aufnahmen montiert werden und dass der Bolzen somit auch zweigestuft vorliegen kann.
Gemäß der Erfindung soll der Bolzen in dessen Aufnahmen leicht verpresst werden. Hier ist an eine Übergangs- oder Presspassung gedacht. Auf die überlappenden Ansätze nach dem eingangs zitierten Stand der Technik kann verzichtet werden. Alternativ ist auch an einer Verstemmung, an Schweißpunkte o. dgl. für eine Fixierung gedacht. Das neuartige Folgerdesign erlaubt bei gleicher Hebelgröße eine Vielzahl von Durchmessern am Bolzen und der Rolle, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für gleitgelagerte Rollen.
Der Bolzen kann erfindungsgemäß vollständig in dessen Seitenwandaufnah- men eingetaucht verlaufen. Alternativ kann dieser über die Oberseiten der Seitenwände geringfügig hinausstehen, so dass bei letztgenannter Variante ein besonders dicker Bolzen oder besonders niedrig bauende Seitenwände denkbar sind. Der Querbalken des Folgers, welcher vorzugsweise untenliegend ausgebildet ist (auch eine H-ähnliche Gestaltung ist denkbar), kann nach einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung einen Durchbruch aufweisen, in welchen die Rolle ragt. Diese Maßnahme führt zu einer Masseverringerung am Folger. Gleichzeitig sind große Durchmesser des Bolzen-Rollenverbundes möglich. Alternativ kann der Querbalken durchgehend im Rollenbereich sein und zur Aufnahme der Rolle eine zylindrische Einformung aufweisen. Die Erfindung geht aus der Zeichnung hervor:
• Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Schlepphebels als Nocken- folger;
• Figur 2 zeigt den Nockenfolger wie vorgenannt, jedoch ohne Bolzen und Rolle und
Figur 3 zeigt eine Ansicht der Platine des Nockenfolgers mit vorgeprägten Aufnahmen.
Die Figuren 1 , 2 offenbaren einen als Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine ausgebildeten Nockenfolger 1 . Dieser hat zwei aufrechte Seitenwände 2, welche an Ihren Unterseiten 3 durch einen Querbalken 4 verbunden sind. Somit liegt im Querschnitt ein U-Profil vor. Der Nockenfolger 1 besteht aus Stahlblech und ist, wie aus Figur 3 ersichtlich, aus einer Platine 23 stanz-biegetechnisch dargestellt. An einer freien Unterfläche 5 des Querbalkens 4 liegt an einem Ende 6 eine Anlage 7 für ein als Gaswechselventil ausgebildetes Folgeglied. An einem weiteren Ende 17 des Querbalkens 4 ist ein als Kalotte ausgebildetes Schwenklager 13 dargestellt. Hierüber kann der Nockenfolger 1 auf einem Kopf eines Abstützelements eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine gelagert werden.
Zwischen Innenflächen 8 der Seitenwände 2 ist eine ringartige Rolle 10 eingezeichnet. Diese dient einem Anlauf eines Hubnockens oder eines Hubnockenpakets (Schiebenockenventiltrieb) und überragt Oberseiten 16 der Seitenwände 2 geringfügig. Die dünnwandige Rolle 10 verläuft über eine Gleitlagerung 22 auf einem Bolzen 9.
Letztgenannter Bolzen 9 ist mit seinen Ende 1 1 in nicht durchgehenden Aufnahmen 12 der Seitenwände 2 leicht eingepresst. Jede Aufnahme 12 liegt als sacklochartige, eingeprägte Einformung in der Innenfläche 8 ihrer Seitenwand 2 vor. Die Einprägung ist auch gut aus Figur 3 ersichtlich und wird vor einem Biegen der Seitenwände 2 orthogonal zum Querbalken 4 eingebracht, wobei auch ein Prägen nach dem letztgenannten Fertigbiegen denkbar und vorgese- hen ist.
Jede Aufnahme 12 besteht aus zwei Längsabschnitten 14, 18. Der erste Längsabschnitt 18 geht von einer Innenkante 15 der Oberseite 16 der entsprechenden Seitenwand 2 aus und schneidet diese. Er besteht, wie gut aus Figur 2 ersichtlich ist, aus zwei kulissenartigen Längsbahnen in der Breite eines Durchmessers des Bolzens 9. Die Längsbahnen sind hierbei geringfügig kürzer als ein Radius des Bolzens 9.
Der zweite Längsabschnitt 18 liegt als Halbschale vor und umschmiegt den hierin leicht eingepressten Bolzen 9, dessen Fixierung lediglich für einen Transport / ein Handling bis zum Einbau in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine notwendig ist.
In den Figuren 1 , 3 ist dargestellt, dass der Querbalken 4 einen Durchbruch 19 hat, in welchen die Rolle 10 einragt. Konstruktiv geschickt ist, wie Figur 2 offenbart, ein Tiefpunkt 20 des zweiten Längsabschnitts 18 der entsprechenden Aufnahme 12 so gewählt, dass dieser in einen freien Seitenwandbereich 21 bei dem Durchbruch 19 ragt.
Liste der Bezugszahlen
1 ) Nockenfolger, Folger, Schlepphebel
2) Seitenwand
3) Unterseite
4) Querbalken
5) Unterfläche
6) eines Ende
7) Anlage
8) Innenfläche
9) Bolzen
10) Rolle
1 1 ) Ende Bolzen
12) Aufnahme
13)Schwen klager
14) erster Längsabschnitt
15) lnnenkante
16) Oberseite
17) weiteres Ende
18)zweiter Längsabschnitt
19) Durchbruch
20) Tiefpunkt
21 )Seitenwandbereich
22)Gleitlagerung
23)Platine

Claims

Patentansprüche
Hebelartiger Nocken- oder Exzenterfolger (1 ), mit zwei Seitenwänden (2), die an Ihren Unterseiten (3) durch einen Querbalken (4) verbunden sind, an dessen freier Unterfläche (5) an einem Ende (6) eine Anlage (7) für ein Folgeglied liegt, wobei zwischen Innenflächen (8) der Seitenwände (2) eine auf einem Bolzen (9) verlaufende, dem Nocken- oder Exzenteranlauf dienende Rolle (10) aufgenommen ist, welcher Bolzen (9) mit seinen Enden (1 1 ) in Aufnahmen (12) der Seitenwände (2) sitzt und wobei der Folger (1 ) über ein Schwenklager (13) gegenüber einer Umgebungskonstruktion abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme (12) eine sacklochartige Einformung in der Innenfläche (8) ihrer Seitenwand (2) ist und einerseits einen ersten Längsabschnitt (14) hat, der eine Innenkante (15) einer Oberseite (16) der Seitenwand (2) schneidet und aus zwei kulissenartigen Längsbahnen besteht, sowie andererseits einen zweiten Längsabschnitt (18) besitzt, welcher als den Bolzen (9) umschmiegende Halbschale vorliegt und wobei der Bolzen (9) in den Aufnahmen (12) verliergesichert sitzt.
2. Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der verlierge- sicherte Sitz des Bolzens (9) in seiner jeweiligen Aufnahme (12) entweder a) über eine Press- oder Übergangspassung oder b) eine von der Oberseite (16) der Seitenwand (2) her zwischen dem ersten Längsabschnitt (14) an dessen Ende (1 1 ) applizierte Verstemmung oder c) über einen diesen an der Oberseite (16) der Seitenwand (2) übergreifenden Bügel realisiert ist. Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Längsabschnitt (14) eine Tiefe hat, die > einem Radius des Bolzen (9) ist.
Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Längsabschnitt (14) eine Tiefe hat, die < einem Radius des Bolzen (9) ist.
Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Aufnahme (12) oder zumindest ein Teilbereich dieser durch Prägen oder Fließpressen in die Innenfläche (8) der Seitenwand (2) geformt ist.
Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (4) einen Durchbruch (19) oder eine taschenartige Einformung hat, in welche(n) die Rolle (10) einragt, wobei die entsprechende Aufnahme (12) mit einem Tiefpunkt (20) ihres zweiten Längsabschnitts (18) an oder in einen freien Seitenwandbereich (21 ) bei dem Durchbruch (19)/ der Einformung ragt.
Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (9) aus zwei Stufenabschnitten besteht, einem ersten, mittigen Stufenabschnitt großen Durchmessers und einem zweiten Stufenabschnitt an dessen Enden (1 1 ) in den Aufnahmen (12) demgegenüber kleineren Durchmessers.
Folger nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (10) entweder a) unmittelbar über eine Gleitlagerung (22) oder b) mittelbar über eine Wälzlagerung wie eine käfiggeführte oder vollrollige Nadellagerung oder c) über einen gleitgelagerten Zwischenring auf dem Bolzen (9) verläuft.
9. Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Ausbildung des Folgers (1 ) als Nockenfolger dieser als Schlepp- oder Schwinghebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei dessen Rolle (10) im Bereich einer Längsmitte des Folgers (1 ) positioniert ist und wobei das Schwenklager (13) an einem wei- teren Ende (17) des Folgers (1 ) liegt und als Kalotte (Schlepphebel) o- der als Lagerauge (Schwinghebel) zur Abstützung gegenüber einem Zylinderkopf als Umgebungskonstruktion ausgebildet ist.
10. Folger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Folger (1 ) für einen Pumpentrieb einer Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Verdichter vorgesehen ist.
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