WO2015154757A1

WO2015154757A1 - Hubübertragungsbauteil

Info

Publication number: WO2015154757A1
Application number: PCT/DE2015/200040
Authority: WO
Inventors: Norbert Geyer; Stefan Dorn
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2015-10-15
Anticipated expiration: 2016-10-07
Also published as: CN106133280A; DE102014206660A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hubübertragungsbauteil (1) für einen Gaswechselventiltrieb oder einen Kraftstoffpumpentrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2) und mit einem in Aufnahmebohrungen (5a, 5b) des Gehäuses (2) drehbar sowie mit Axial- und Radialspiel angeordneten Lagerbolzen (6), wobei der Lagerbolzen (6) über seine gesamte Längserstreckung aus einem durchgehärteten Stahl besteht, wobei die Lagerbolzenenden (8a, 8b) zur axial formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse(2) gegenüber den Aufnahmebohrungen (5a, 5b) durch plastische Verformung der Lagerbolzenenden (8a, 8b) radial aufgeweitet sind, und bei dem auf dem Lagerbolzen (6) eine mittels einer Gleitlagerbuchse (7) drehbar gelagerte Rolle (4) angeordnet ist.

Description

Hubübertragungsbauteil

Die Erfindung betrifft ein Hubübertragungsbauteil, insbesondere ein Hubübertragungsbauteil für einen Gaswechselventiltrieb oder einen Kraftstoffpumpent eb einer Brennkraftmaschine.

In der DE 10 2006 054 406 A1 und der DE 10 2009 032 143 A1 sind derartige Hubübertragungsbauteile beschrieben. Das Hubübertragungsbauteil weist ein Gehäuse und einen in einer Aufnahmebohrung des Gehäuses befestigten Lager- bolzen sowie eine auf dem Lagerbolzen drehbare, wälzgelagerte Rolle auf. Der Lagerbolzen ist mittels seinen radial aufgeweiteten stirnseitigen Enden formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Der Lagerbolzen besteht aus einem über seine gesamte Längserstreckung durchgehärteten Stahl, und dessen stirnseitigen Enden sind mittels Radialpunktnieten oder mittels eines achsparallel zum Lager- bolzen verfahrenden Umformstempels, der die Bolzenenden am Übergang zwischen Umfangsfläche und Stirnfläche des Lagerbolzens kraftbeaufschlagt, radial aufgeweitet.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine robuste Anordnung des Lagerbolzens im Gehäuse vorzuschlagen, welche eine Rotation des Lagerbolzens erlaubt, um eine verteilte Lastzone und damit eine entsprechende Robustheit gegenüber anspruchsvollen Betriebsbedingungen, wie Verschmutzung und hohem Rußgehalt im Öl, ohne zusätzliche Sicherungselemente zu erreichen, sowie um eine kostengünstige Herstellung des Hubübertragungsbauteils zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Hubübertragungsbauteil für einen Gaswechselventiltrieb oder einen Kraftstoffpumpentheb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse und mit einem in Aufnahmebohrungen des Gehäuses drehbar so- wie mit Axial- und Radialspiel angeordneten Lagerbolzen, wobei der Lagerbolzen über seine gesamte Längserstreckung aus einem durchgehärteten Stahl besteht, wobei die Lagerbolzenenden zur axial formschlüssigen Verbindung mit dem Ge- häuse gegenüber den Aufnahmebohrungen durch plastische Verformung der Lagerbolzenenden radial aufgeweitet sind, und bei dem auf dem Lagerbolzen eine mittels einer Gleitlagerbuchse drehbar gelagerte Rolle angeordnet ist. Durch diesen Aufbau ist eine kostengünstig herstellbare Halterung für einen Lagerbolzen mit einer darauf drehbar gelagerten Nockenrolle geschaffen, insbesondere für abseits des öffentlichen Straßenverkehrs eingesetzte Nutzfahrzeuge, die unter schwierigen Umgebungsbedingungen mit großer Staubentwicklung und hohem Rußgehalt im Öl genutzt werden kann. Der Lagerbolzen weist eine vergleich- sweise große Festigkeit und eine geringe Durchbiegeneigung auf, so dass die Anforderungen an die Qualität der Bohrung im Gehäuse vergleichsweise gering sind, wodurch eine kostengünstige Herstellung möglich ist.

Die plastische Deformation der Lagerbolzenenden kann beispielsweise durch Hartverstemmen oder durch Hartvernieten erfolgen, wie es beispielsweise in der DE 10 2006 054 406 A1 beschrieben ist. Die plastische Deformation der Lagerbolzenenden kann aber auch mittels Radialpunktnieten, oder wie es in der

DE 10 2009 032 143 A1 beschrieben ist, mittels eines achsparallel zum Lagerbolzen verfahrenden Umformstempels erfolgen, der das Bolzenende am Übergang zwischen Umfangsfläche und Stirnfläche des Lagerbolzens kraftbeaufschlagt und dadurch radial aufweitet.

Die Gleitlagerbuchse kann an ihrer Außenmantelfläche und/oder an ihrer Bohrungsfläche eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufwei- sen. Ebenso kann der Lagerbolzen an seiner Außenmantelfläche eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweisen. Da der Lagerbolzen in Aufnahmebohrungen des Gehäuses drehbar mit Axial- und Radialspiel angeordnet ist, kann auch die Bohrungsfläche der Aufnahmebohrungen des Gehäuses eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweisen. Die Gleitlagerbuchse ist vorzugsweise sowohl in der Rolle als auch auf dem Lagerbolzen drehbar angeordnet, sie kann alternativ dazu jedoch auch in der Rolle und/oder auf dem Lagerbolzen mit einem Presssitz angeordnet sein. Die reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung kann mittels des bekannten Triondur^®-Verfahrens aufgebracht sein. Eine andere reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung kann als eine Mangan-Phosphat-Schicht ausgeführt sein. Eine weitere Möglichkeit, eine einwandfreie Funktion unter den erwähnten anspruchsvollen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, kann darin bestehen, die Gleitlagerbuchse vollständig aus einem reibungs- und/oder verschleißmindernden Material herzustellen, insbesondere aus Bronze. Die erwähnte Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch eine zweite Ausführungsform eines Hubübertragungsbauteil für einen Gaswechselventiltrieb oder einen Kraftstoffpumpentrieb einer Brennkraftmaschine, bei dem das Hubübertragungsbauteil ein Gehäuse und einen in Aufnahmebohrungen des Gehäuses drehbar mit Axial- und Radialspiel angeordneten Lagerbolzen aufweist, wobei der Lagerbolzen über seine gesamte Längserstreckung aus einem durchgehärteten Stahl besteht, wobei die Lagerbolzenenden zur axial formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse gegenüber den Aufnahmebohrungen durch plastische Verformung der Lagerbolzenenden radial aufgeweitet sind, und bei dem auf dem Lagerbolzen eine drehbar gelagerte Rolle aus Bronze angeordnet ist.

Bei dieser Ausführungsform können der Lagerbolzen an seiner Außenmantelfläche und/oder die Bohrungsflächen der Aufnahmebohrungen des Gehäuses eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung der vorstehend genannten Art aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung eines in einem Teilschnitt dargestellten Hubübertragungsbauteils 1 beschrieben. Das Hubübertragungsbauteil 1 weist ein Gehäuse 2 mit voneinander beabstande- ten Seitenwänden 3a, 3b auf, in denen Aufnahmebohrungen 5a, 5b ausgebildet sind, welche ein Lagerbolzen 6 durchdringt. Der Lagerbolzen 6 trägt eine Gleitla- gerbuchse 7, auf der eine Rolle 4 angeordnet ist. Diese Rolle 4 ist von einem nicht dargestellten Hubbeaufschlagungselement mit einer Betätigungskraft beaufschlagbar.

Die Befestigung des Lagerbolzens 6 in den Aufnahmebohrungen 5a, 5b ist rein formschlüssig wirkend ausgebildet. Hierzu sind die beiden stirnseitigen Lagerbolzenenden 8a, 8b axial außerhalb der beiden Aufnahmebohrungen 5a, 5b radial aufgeweitet, so dass die Lagerbolzenenden 8a, 8b an mündungsseitigen Fasen 9a, 9b der Aufnahmebohrungen 5a, 5b axial anlaufen können. Wie die einzige Zeichnungsfigur zeigt, ist der Lagerbolzen 6 deutlich erkennbar mit einem Axial- spiel in den Aufnahmebohrungen 5a, 5b angeordnet. Da der Lagerbolzen 6 in seinem radial nicht aufgeweiteten Bereich mit einem Radialspiel in den Aufnahmebohrungen 5a, 5b des Gehäuses 2 angeordnet ist, kann sich der Lagerbolzen 6 in den Aufnahmebohrungen 5a, 5b drehen, so dass auch in radialer Richtung keine kraftschlüssige Verbindung des Lagerbolzens 6 mit dem Gehäuse 2 besteht.

Der aus einem Wälzlagerstahl wie beispielsweise 100Cr6 gefertigte Lagerbolzen 6 ist über seine gesamte Längserstreckung durchgehärtet und weist eine Vickershär- te HV von mindestens 650 und maximal 780 auf. Die beiden Lagerbolzenenden 8a, 8b weisen geringfügig plastisch aufgeweitete radiale Bereiche 14a, 14b auf, die sich mittels Hartverstemmen oder Hartvernieten, insbesondere mittels Radialpunktnieten, das in der DE 10 2006 054 406 A1 beschrieben ist, oder mittels eines achsparallel zum Lagerbolzen verfahrenden Umformstempels, der die Bolzenenden 8a, 8b am Übergang zwischen Umfangsfläche und Stirnfläche des Lagerbolzens 7 kraftbeaufschlagt, wie dies in der DE 10 2009 032 143 A1 beschrie- ben ist, herstellen lassen. Die Gleitlagerbuchse 7 kann drehbar mit Radialspiel in der Rolle 4 und/oder auf dem Lagerbolzen 8 angeordnet sein sowie aus Stahl oder Bronze bestehen.

Ebenso ist es möglich, die Gleitlagerbuchse 7 mit Presssitz entweder in der Rolle 4 oder auf dem Lagerbolzen 6 zu befestigen.

Sofern die Gleitlagerbuchse 7 aus Stahl besteht, sollen deren Außenmantelfläche 10 und/oder deren Bohrungsfläche 1 1 eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweisen, beispielsweise eine Triondur^®-Beschichtung oder eine Mangan-Phosphat-Beschichtung. Ebenso kann der Lagerbolzen 6 an seiner Außenmantelfläche 12 eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung der gleichen Art aufweisen. Schließlich können auch die Bohrungsflächen 13a, 13b der Aufnahmebohrungen 5a, 5b des Gehäuses 2 eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweisen, vorzugsweise wenn das Gehäuse 2 aus Stahl besteht. Diese Beschichtung auf der Rolle 4, auf der Gleitlagerbuchse 7 und/oder auf den Bohrungsflächen 13a, 13b der Aufnahmebohrungen 5a, 5b können wie beschrieben ausgebildet sein kann. Die erwähnten reibungs- und/oder verschleißmindernden Beschichtungen sind besonders bei den eingangs erwähnten anspruchsvollen Betriebsbedingungen, wie starke Verschmutzung, starker Staubanfall und hoher Rußgehalt im Öl, geeignet, da sie verhältnismäßig geringe Anforderungen an eine ausreichende Schmierung stellen.

Die Gleitlagerbuchse 7 kann vollständig aus einem reibungs- und/oder verschleißmindernden Material bestehen, insbesondere aus Bronze hergestellt sein. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, die Bohrungsfläche 15 der Rolle 4 und/oder die Bohrungsflächen 13a, 13b in den Seitenwänden 3a, 3b des Gehäuses 2 und/oder die Außenmantelfläche 12 des Lagerbolzens 6 mit einer reibungs- und/oder verschleißmindernden Beschichtung der erwähnten Art zu versehen, wenn die Einsatzbedingungen besonders ungünstig sind. Sind die Randbedingungen des Einsatzes weniger anspruchsvoll, so kann bei einer Ausführung der Gleit- lagerbuchse 7 aus Bronze gegebenenfalls auf eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung der übrigen Bauteile verzichtet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Rolle 4 vollständig aus einem reibungs- und/oder verschleißmindernden Material, insbesondere aus Bronze bestehen, so dass in diesem Fall keine zusätzliche Gleitlagerbuchse 7 erforderlich ist. Die aus Bronze bestehende Rolle 4 ist in diesem Fall mit Radialspiel auf dem Lagerbolzen 6 angeordnet, der gegebenenfalls mit einer reibungs- und/oder verschleißmindernden Beschichtung versehen sein kann, ebenso die Bohrungsflächen 13a, 13b der Aufnahmebohrungen 5a, 5b in den Seitenwänden 3a, 3b des Gehäuses 2. Die beiden beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung bewirken eine robuste Anordnung des Lagerbolzens 6 im Gehäuse 2, welche eine Rotation des Lagerbolzens 6 in den Aufnahmebohrungen 5a, 5b der Seitenwände 3a, 3b des Gehäuses 2 zulässt, den Lagerbolzen 6 aber zugleich gegen eine größere Axial Verschiebung mittels den plastisch radial aufgeweiteten Bereichen 14a, 14b der Bolzenen- den 8a, 8b sichert. Auf diese Weise ergibt sich eine gute Lastverteilung und damit eine entsprechende Robustheit des Hubübertragungsbauteils bei anspruchsvollen Betriebsbedingungen während der Nutzung einer Brennkraftmaschine, die mit erheblichem Staubanfall, starker Verschmutzung und hohem Rußgehalt im Öl einhergehen, ohne dass zusätzliche Sicherungselemente erforderlich sind. Die Dreh- barkeit der Rolle 4 ist auf jeden Fall sichergestellt.

Alle in der vorstehenden Figurenbeschreibung, in den Ansprüchen und in der Beschreibungseinleitung genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander einsetzbar. Die Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten. Bezugzeichenliste

1 Schubübertragungsbauteil

2 Gehäuse

3a, 3b Seitenwände

4 Rolle

5a, 5b Aufnahmebohrungen im Gehäuse 2

6 Lagerbolzen

7 Gleitlagerbuchse

8a, 8b Lagerbolzenenden

9a, 9b Fasen an den Aufnahmebohrungen

10 Außenmantelfläche der Gleitlagerbuchse 7

1 1 Bohrungsfläche der Gleitlagerbuchse 7

12 Außenmantelfläche des Lagerbolzens 6

13a, 13b Bohrungsflächen der Aufnahmebohrungen 5a, 5b

14a, 14b Radial aufgeweitete Bereiche der Bolzenenden 8a, 8b

15 Bohrungsfläche der Rolle 4

Claims

Patentansprüche

1 . Hubübertragungsbauteil (1 ) für einen Gaswechselventiltrieb oder einen Kraft- stoffpumpent eb einer Brenn kraftmasch ine, mit einem Gehäuse (2) und mit einem in Aufnahmebohrungen (5a, 5b) des Gehäuses (2) drehbar sowie mit Axial- und Radialspiel angeordneten Lagerbolzen (6), wobei der Lagerbolzen (6) über seine gesamte Längserstreckung aus einem durchgehärteten Stahl besteht, wobei die Lagerbolzenenden (8a, 8b) zur axial formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse (2) gegenüber den Aufnahmebohrungen (5a, 5b) durch plastische Verformung der Lagerbolzenenden (8a, 8b) radial aufgeweitet sind, und bei dem auf dem Lagerbolzen (6) eine mittels einer Gleitlagerbuchse (7) drehbar gelagerte Rolle (4) angeordnet ist.

2. Hubübertragungsbauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbuchse (7) an ihrer Außenmantelfläche (10) und/oder an ihrer Bohrungsfläche (1 1 ) eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweist.

3. Hubübertragungsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (6) an seiner Außenmantelfläche (12) eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweist.

4. Hubübertragungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungsflächen (13a, 13b) der Aufnahmebohrungen (5a, 5b) des Gehäuses (2) eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweist.

5. Hubübertragungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerbuchse (7) in der Rolle (4) und/oder auf dem Lagerbolzen (6) mit einem Presssitz angeordnet ist.

6. Hubübertragungsbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung mittels des Triondur^®-Verfahrens aufgebracht ist.

7. Hubübertragungsbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aus einer Mangan-Phosphat-Schicht besteht.

8. Hubübertragungsbauteil nach einem der Ansprüche 1 , 3, 4 oder 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Gleitlagerbuchse (7) vollständig aus einem reibungs- und/oder verschleißmindernden Material, nämlich Bronze besteht.

9. Hubübertragungsbauteil (1 ) für einen Gaswechselventiltrieb oder einen Kraft- stoffpum pentrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2) und mit einem in Aufnahmebohrungen (5a, 5b) des Gehäuses (2) drehbar mit Axial- und Radialspiel angeordneten Lagerbolzen (6), wobei der Lagerbolzen (6) über seine gesamte Längserstreckung aus einem durchgehärteten Stahl besteht, wobei die Lagerbolzenenden (8a, 8b) zur axial formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse (2) gegenüber den Aufnahmebohrungen (5a, 5b) durch plastische Verformung der Lagerbolzenenden (8a, 8b) radial aufgeweitet sind, und bei dem auf dem Lagerbolzen (6) eine drehbar gelagerte Rolle (4) aus Bronze angeordnet ist.

10. Hubübertragungsbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (6) an seiner Außenmantelfläche (12) und/oder die Bohrungsflä- chen (13a, 13b) der Aufnahmebohrungen (5a, 5b) des Gehäuses (2) eine reibungs- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufweisen.