DE19811658B4

DE19811658B4 - Schwenkbarer Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19811658B4
Application number: DE19811658A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Mayer (FH); Helmut Dipl.-Ing. Engelhardt (FH); Walter Dipl.-Ing. Speil
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: US6253721B1; DE19811658A1

Abstract

Schwenkbarer Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der aus dünnwandigem Stahlblech besteht, mit zwei durch einen Querbalken (3) verbundenen, einen Zwischenraum (4) einschließenden Seitenwänden (2), wobei an einem Ende (6) des Nockenfolgers (1) an einer Unterseite (5) des Querbalkens (3) zwei Stege (7) verlaufen, zwischen denen ein Schaftende eines Gaswechselventils führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
von einer Stirnseite jeder Seitenwand (2) an dem Ende (6) des Nockenfolgers (1) je einer der Stege (7) ausgeht;
vor dem Abbiegen der Stege (7) die von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Stege (7) als Verlängerung der von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Seitenwände (2) ausgebildet sind;
die Stege (7) so abgebogen sind, dass sie erst entlang der Stirnseite der jeweiligen Seitenwand (2) nach unten und dann entlang der Unterseite (5) des Querbalkens (3) verlaufen, und
die Seitenwände (2) im Bereich des Endes (6) des Nockenfolgers (1), an dem...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der aus dünnwandigem Stahlblech besteht, mit zwei durch einen Querbalken verbundenen, einen Zwischenraum einschließenden Seitenwänden, wobei an einem Ende des Nockenfolgers an einer Unterseite des Querbalkens zwei Stege verlaufen, zwischen denen ein Schaftende eines Gaswechselventils führbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Nockenfolger geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 195 43 657 A1 (5–9) hervor. Demnach ist zur Darstellung der Stege zur Führung des Ventilschafts ein kompletter Abschnitt an dem entsprechenden Ende mit einem Teil des Querbalkens abgeknickt und auf die Unterseite in einem Zug gebogen (s. 5–9). Vor dem eigentlichen Biegen müssen zudem noch die Seitenwände von deren Oberseite aus mit Einschnitten versehen werden.
Somit entsteht nachteilig eine gedoppelte Auflagefläche. Der vorbekannte Nockenfolger hat durch den gedoppelten Querbalken eine unnötig hohe Masse, wobei diese Masse sich gerade am Schwenkende ungünstig auf dessen Massenträgheitsmoment und somit die Ventiltriebsreibung auswirkt. Die Dopplung vergrößert zudem die Bauhöhe des Nockenfolgers. Außerdem ist zu erkennen, dass der gesamte Nockenfolger an seinem Ende in einem Zug um 180° auf die Unterseite gebogen ist, was zu unnötig hohen Spannungen und ggf. Rissen im Biegebereich führt bzw. sich als nicht ausführbar erweist. Zudem ist für den o. g. Einschnitt in den Seitenwänden ein separater Fertigungsschritt notwendig, was die Kosten in der Massenfertigung erhöht.
Bei der im gleichen Dokument aus 13 hervorgehenden Ausgestaltung erstrecken sich die Stege zwischen den Seitenwänden aus dem Querbalken heraus. Hier ist klar, dass der Hebel somit in diesem Endabschnitt unnötig breit bauen muss, damit die üblichen Ventilschaftdurchmesser zwischen seinen Stegen aufgenommen werden können.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nockenfolger der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile beseitigt sind und der insbesondere eine einfach herstellbare Ventilschaftführung bei gleichzeitig geringer Masse und geringem Massenträgheitsmoment besitzt.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 2 gelöst.
Nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 geht von einer Stirnseite jeder Seitenwand an dem Ende des Nockenfolgers je einer der Stege aus;
sind vor dem Abbiegen der Stege die von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Stege als Verlängerung der von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Seitenwände ausgebildet;
verlaufen die Stege so abgebogen, dass sie erst entlang der Stirnseite der jeweiligen Seitenwand nach unten und dann entlang der Unterseite des Querbalkens gehen und
laufen die Seitenwände im Bereich des Endes des Nockenfolgers, an dem die Stege angeordnet sind, aufeinander zu.
Gemäß dem Kennzeichen des nebengeordneten Anspruchs 2 geht von einer Stirnseite jeder Seitenwand an dem Ende des Nockenfolgers je einer der Stege aus;
sind vor dem Abbiegen der Stege die von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Stege als Verlängerung der von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Seitenwände ausgebildet;
verlaufen die Stege so abgebogen, dass sie erst entlang der Stirnseite der jeweiligen Seitenwand nach unten und dann entlang der Unterseite des Querbalkens gehen und
verlaufen die Seitenwände über ihre gesamte Erstreckung parallel zueinander.
Somit liegt ein Nockenfolger vor, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Es ist ein Nockenfolger mit geringerer Masse und geringerem Massenträgheitsmoment als die aus dem Stand der Technik bekannten Nockenfolger kreiert. Die Ausbildung der Stege gemäß Anspruch 1 oder 2 derart, dass sie so abgebogen sind, dass sie erst entlang der Stirnseite der jeweiligen Seitenwand nach unten und dann entlang der Unterseite des Querbalkens gehen, erweist sich fertigungstechnisch als besonders günstig. Die Stege sind über ihre Länge hinweg somit zweimal nacheinander um 90° gebogen, so dass nicht mehr mit den eingangs zitierten Spannungen bei der 180°-Biegung zu rechnen ist. Über die Wahl der Länge und Breite der Stege kann eine Führungshöhe für das Schaftende des zu umschließenden Gaswechselventils festgelegt werden.
Der Nockenfolger soll aus einem Blechwerkstoff gefertigt sein, wobei er aus einer Platine durch Kaltumformen hergestellt ist. Ein Nockenfolger aus einem derartigen Blechwerkstoff erweist sich relativ kostengünstig.
Vorteilhafterweise wird die Kontur des Nockenfolgers und somit auch diejenige der Stege durch Stanzen gebildet. Würde man die Stege aus dem Quersteg ausformen, müsste deren endgültige Geometrie nachteilig nachgeprägt werden. Aufgrund der Ausformung der Stege aus den Seitenwänden liegen glatte Kontaktflächen zur Ventilschaftführung vor, da kein Stanzausriss in diesem Bereich auftritt. Aufwändige Nacharbeiten können entfallen.
Eine einfache Maßnahme einer Verbindung der Stege mit der Unterseite des Nockenfolgers geht aus einem weiteren Unteranspruch hervor. Demnach soll jeder Steg einen in Richtung zur Unterseite gekröpften Noppen oder ähnliches besitzen. Dieser Noppen wird bevorzugt während eines Stanzvorgangs des Nockenfolgers gebildet und nach einem Umbiegen der Stege an die Unterseite mit dieser Unterseite verschweißt.
Schließlich ist es vorgeschlagen, als Nockengegenläufer im Nockenfolger eine wahlweise wälzgelagerte Rolle zu positionieren. Somit ist zusätzlich die Reibung im Ventiltrieb gegenüber bisherigen Gleitabgriffen minimiert. Denkbar ist jedoch auch eine gleitgelagerte Rolle bzw. gegebenenfalls ein Gleitabgriff.
Dadurch, dass nach einem weiteren Unteranspruch die Stege höher als eine Dicke des Bleches hergestellt sein sollen, ist eine hervorragende Führung des Ventilschafts aufgrund der groß einstellbaren Führungshöhe möglich.
Als schwenkbare Nockenfolger sind Schlepp-, Kipp- oder Schwinghebel vorgesehen. Diese können auch gleichzeitig auf mehrere Gaswechselventile einwirken und so beispielsweise finger- oder gabelartig ausgebildet sein.
Ebenfalls kann der Nockenfolger in einem schaltbaren Hebeltrieb eingesetzt werden bzw. kann dieser ein hydraulisches Spielausgleichselement besitzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Nockenfolger und die 2, 3 Draufsichten auf den Nockenfolger nach 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren offenbaren einen schwenkbaren Nockenfolger 1, der aus einem Blechwerkstoff gefertigt ist und fingerartige Geometrie besitzt. Zwischen seinen parallelen Seitenwänden 2 verläuft ein Querbalken 3. Dieser Querbalken 3 verbindet die Seitenwände 2, wobei hierdurch ein im Querschnitt U-förmiges Profil entsteht, welches einen Zwischenraum 4 einschließt. An einer dem Zwischenraum 4 abgewandten Unterseite 5 des Nockenfolgers 1 liegt im Bereich eines Endes 6 ein nicht dargestelltes Schaftende eines Gaswechselventils an. Dieses ist zwischen zwei Stegen 7 gelagert, die ebenfalls an der Unterseite 5 verlaufen.
Die Seitenwände 2 besitzen zueinander fluchtende Aussparungen 8, in die eine Achse 9 gesteckt ist. Auf dieser Achse 9 verläuft hier wälzgelagert eine Rolle 10. Mit der Rolle 10 kommuniziert ein nicht dargestellter Nocken einer Nockenwelle. Im Bereich eines weiteren Endes 13 ist der Nockenfolger 1 auf einem Kopf eines nicht gezeigten Abstützelements gelagert.
Die Stege 7 (s. 2) erstrecken sich einteilig als Verlängerung der Seitenwände 2. Genauer gesagt sind sie so ausgebildet, dass sie erst entlang der Stirnseite der jeweiligen Seitenwand 2 nach unten und dann entlang der Unterseite 5 des Querbalkens 3 verlaufen. Gleichzeitig ist der Nockenfolger 1 im Bereich des Endes 6 in seiner Breite verkleinert, wobei hier die Seitenwände 2 in diesem Bereich aufeinander zu laufen. Denkbar sind jedoch auch andere, wie beispielsweise gestufte Verkleinerungen der Breite der Seitenwände 2 im Bereich des Endes 6.
Wie 1 zudem näher zeigt, weisen die Stege 7 endseitig je einen Noppen 11 auf. Mittels dieses Noppens 11 werden die Stege 7 beispielsweise über eine Schweißverbindung 12 mit der Unterseite 5 des Nockenfolgers 1 verbunden. Denkbar sind jedoch auch noch andere Verbindungsmöglichkeiten wie Kleben, Schnappen u. ä., bzw. kann bei geeigneter Stabilität auf diese Verbindung ganz verzichtet werden.
3 offenbart einen Nockenfolger 1 wie vorgenannt, wobei jedoch hier dessen Seitenwände 2 über ihre gesamte Erstreckung parallel zueinander verlaufen. Lediglich die Stege 7 an der Unterseite 5 sind nach innen gezogen und somit in ihrem Abstand gegenüber dem Abstand der Seitenwände 2 verkleinert.
Nicht dargestellt ist es, dass die Stege 7 aus den Seitenwänden 2 so gestanzt werden können, dass sie schon unter einem Winkel in Richtung zur Unterseite 5 verlaufen. Werden die Stege 7 anschließend endgültig an die Unterseite 5 gebogen, so sind diese im Biegebereich weniger anfällig gegen Rissbildung.

1: Nockenfolger
2: Seitenwand
3: Querbalken
4: Zwischenraum
5: Unterseite
6: Ende
7: Steg
8: Aussparung
9: Achse
10: Rolle
11: Noppen
12: Schweißverbindung
13: Ende
h: Höhe Steg
d: Dicke Steg

Claims

Schwenkbarer Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der aus dünnwandigem Stahlblech besteht, mit zwei durch einen Querbalken (3) verbundenen, einen Zwischenraum (4) einschließenden Seitenwänden (2), wobei an einem Ende (6) des Nockenfolgers (1) an einer Unterseite (5) des Querbalkens (3) zwei Stege (7) verlaufen, zwischen denen ein Schaftende eines Gaswechselventils führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Stirnseite jeder Seitenwand (2) an dem Ende (6) des Nockenfolgers (1) je einer der Stege (7) ausgeht; vor dem Abbiegen der Stege (7) die von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Stege (7) als Verlängerung der von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Seitenwände (2) ausgebildet sind; die Stege (7) so abgebogen sind, dass sie erst entlang der Stirnseite der jeweiligen Seitenwand (2) nach unten und dann entlang der Unterseite (5) des Querbalkens (3) verlaufen, und die Seitenwände (2) im Bereich des Endes (6) des Nockenfolgers (1), an dem die Stege (7) angeordnet sind, aufeinander zu laufen.
Schwenkbarer Nockenfolger (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, der aus dünnwandigem Stahlblech besteht, mit zwei durch einen Querbalken (3) verbundenen, einen Zwischenraum (4) einschließenden Seitenwänden (2), wobei an einem Ende (6) des Nockenfolgers (1) an einer Unterseite (5) des Querbalkens (3) zwei Stege (7) verlaufen, zwischen denen ein Schaftende eines Gaswechselventils führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Stirnseite jeder Seitenwand (2) an dem Ende (6) des Nockenfolgers (1) je einer der Stege (7) ausgeht; vor dem Abbiegen der Stege (7) die von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Stege (7) als Verlängerung der von dem Gaswechselventil abgewandten, oberen Seiten der Seitenwände (2) ausgebildet sind; die Stege (7) so abgebogen sind, dass sie erst entlang der Stirnseite der jeweiligen Seitenwand (2) nach unten und dann entlang der Unterseite (5) des Querbalkens (3) verlaufen, und die Seitenwände (2) über ihre gesamte Erstreckung parallel zueinander verlaufen.
Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass endseitig von jedem Steg (7) ein in Richtung zur Unterseite (5) gekröpfter Noppen (11) ausgeht und dass die Stege (7) über die Noppen (11) mit der Unterseite (5) verschweißt sind.
Nockenfolger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (h) der Stege (7) zumindest in Teilbereichen größer als eine Dicke (d) des Bleches ist.
Nockenfolger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zueinander fluchtenden Aussparungen (8) der Seitenwände (2) eine Achse (9) mit einer Rolle (10) als Gegenläufer für einen Nocken angeordnet ist.