WO2017182019A1

WO2017182019A1 - Schlepphebel für eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2017182019A1
Application number: PCT/DE2017/100193
Authority: WO
Inventors: Stefan Dupke; Oliver Witter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2018-10-22
Also published as: DE102016206838A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel (1) zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, mit einem Hebelkörper (2), welcher durch zwei beabstandet verlaufende, parallele Seitenwände (4, 5) und einen die Seitenwände (4, 5) verbindenden, quer verlaufenden Steg (6) gebildet ist, wobei der Steg (6) im Bereich eines ersten Endes eine zur schwenkbeweglichen Lagerung des Hebelkörpers (2) dienende Gelenkpfanne (8) ausbildet und im Bereich eines zweiten Endes eine zum Kontakt mit dem Gaswechselventil vorgesehene Ventilbetätigungsfläche (7) definiert, wobei die Seitenwände (4, 5) zwischen sich in Bohrungen einen Achsbolzen (9) aufnehmen, welcher eine Nockenrolle (3) über einen Nadelkranz (10) rotierbar führt, wobei ferner die Nockenrolle (3) eine erste und eine zweite Stirnfläche (12a, 12b) aufweist, wobei zumindest eine der beiden Stirnflächen (12a, 12b) der Nockenrolle (3) und/oder zumindest eine der beiden Seitenwände (4, 5) des Hebelkörpers (2) an einer der Nockenrolle (3) zugewandten Seite eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung (13) aufweist.

Description

Schlepphebel für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Schlepphebel zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine.

Schlepphebel kommen bei Brennkraftmaschinen mit oben liegender Nockenwelle innerhalb des Ventiltriebes zum Einsatz, um als jeweils zwischen einem Nocken einer Nockenwelle und einem je zu betätigenden Gaswechselventil liegendes Übertragungselement entsprechend einer Kontur des Nockens eine translatorische Bewe- gung in das Gaswechselventil einzuleiten. Dabei verfügt ein Schlepphebel üblicherweise über einen einarmigen Hebelkörper, welcher sich mit seinem einen Ende an einem, mit einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verbundenen Abstützelement abstützt und mit seinem jeweils anderen Ende über eine Ventilbetätigungsfläche mit einem Ventilschaft des zu betätigenden Gaswechselventils in Verbindung steht. In ei- nem mittleren Abschnitt des Hebelkörpers ist eine Nockenrolle angeordnet, an der jeweils der Nocken der Nockenwelle anläuft und entsprechend seiner Kontur eine Schwenkbewegung des Schlepphebels bewirkt.

Aus der EP 148 21 90 A1 geht ein Schlepphebel mit einem Wälzbauteil hervor. Das Wälzbauteil umfasst ein erstes Element, ein zweites Element, das zu dem ersten ringförmigen Element koaxial angeordnet ist und relativ zu dem ersten Element drehbeweglich ist. Ferner ist ein diamantgleiches Kohlenstoffmaterial auf einer umfangsseitig angeordneten Gleitoberfläche des ersten und/oder zweiten Elementes aufgetragen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schlepphebel weiterzuentwickeln, wobei insbesondere die Reibung zwischen einer Nockenrolle und dem Schlepphebel weiter gesenkt werden soll.

Ein erfindungsgemäßer Schlepphebel zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine umfasst einen Hebelkörper, welcher durch zwei beabstandet verlaufende, parallele Seitenwände und einen die Seitenwände verbindenden, quer verlaufenden Steg gebildet ist, wobei der Steg im Bereich eines ersten Endes eine zur schwenkbeweglichen Lagerung des Hebelkörpers dienende Gelenkpfanne ausbildet und im Bereich eines zweiten Endes eine zum Kontakt mit dem Gaswechselventil vor- gesehene Ventilbetätigungsfläche definiert, wobei die Seitenwände zwischen sich in Bohrungen einen Achsbolzen aufnehmen, welcher eine Nockenrolle über einen Nadelkranz eines Nadellagers rotierbar führt, wobei ferner die Nockenrolle eine erste und eine zweite Stirnfläche aufweist, wobei zumindest eine der beiden Stirnflächen der Nockenrolle und/oder zumindest eine der beiden Seitenwände des Hebelkörpers an einer der Nockenrolle zugewandten Seite eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung aufweist. Insbesondere ist die reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung aus amorphen Kohlenstoff ausgebildet ist. Amorpher Kohlenstoff ist ferner unter der Bezeichnung DLC (diamond like carbon) oder di- amantähnlicher Kohlenstoff bekannt.

Mithin ist die Nockenrolle drehbar an dem Hebelkörper aufgenommen, wobei die jeweilige Seitenwand eine jeweilige Bohrung zur Aufnahme des Achsbolzens aufweist. Die Nockenrolle ist dazu vorgesehen, an einem Nocken einer Nockenwelle zur Anlage zu kommen. Die inneren Stirnflächen der Seitenwände bilden den seitlichen Anlauf für die dazwischen angeordnete Nockenrolle. Zur Minimierung der Reibung zwischen der Nockenrolle und dem Hebelkörper weist zumindest eine der beiden Stirnflächen der Nockenrolle oder zumindest eine der beiden Seitenwände des Hebelkörpers oder sowohl zumindest eine der beiden Stirnflächen der Nockenrolle als auch zumindest eine der beiden Seitenwände des Hebelkörpers eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung auf.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Nockenrolle eine Schrägstellung zwischen den beiden Seitenwänden aufweist. Mit anderen Worten ist der Achs- bolzen nicht senkrecht zu den beiden parallelen Seitenwänden angeordnet, sondern mit einer geringen Schrägstellung, wobei die Nockenrolle nur an einer Seitenwand anläuft. Durch die gezielte Schrägstellung der Nockenrolle im Hebelkörper, kann die Position des Schlepphebels auf dem Gaswechselventil bestimmt werden. Aufgrund der Schrägstellung der Nockenrolle ist ein jeweiliger axialer Spalt zwischen der Nockenrol- le und dem Hebelkörper ungleichförmig. Somit ist die Nockenrolle nicht parallel zu den beiden Seitenwänden angeordnet. Insbesondere ist eine einzige Stirnfläche der Nockenrolle beschichtet, nämlich die Stirnfläche, die an der Seitenwand des Hebelkörpers anläuft. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen beide Stirnflächen der Nockenrolle eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung auf. Mithin sind beide Stirnflächen der Nockenrolle dazu vorgesehen, an der jeweiligen Seitenwand des Hebelkörpers anzulaufen. Vorteilhafterweise weist auch die Außenum- fangsfläche der Nockenrolle eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung auf.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen beide Seitenwände des Hebelkörpers an einer der Nockenrolle zugewandten Seite eine reibungsmindern- de sowie verschleißbeständige Beschichtung auf. Mithin sind beide Stirnflächen der Nockenrolle dazu vorgesehen, an der jeweiligen Seitenwand des Hebelkörpers anzulaufen.

Vorzugsweise weist zumindest eine der beiden Stirnflächen der Nockenrolle eine me- chanische Oberflächenbearbeitung auf. Insbesondere wird zumindest eine der beiden Stirnflächen, vorzugsweise werden beide Stirnflächen der Nockenrolle durch Honen oder Läppen bearbeitet. Bevorzugt weist zumindest eine der beiden Seitenwände des Hebelkörpers an einer der Nockenrolle zugewandten Seite eine mechanische Oberflächenbearbeitung auf. Insbesondere wird zumindest eine der beiden Seitenwände, vorzugsweise werden beide Seitenwände durch Schleifen und Polieren bearbeitet.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zumindest einseitig zwischen der Nockenrolle und der jeweiligen Seitenwand eine Anlaufscheibe angeordnet, wobei die mindestens eine Anlaufscheibe eine mechanische Oberflächenbearbeitung aufweist. Vorzugsweise wird die Anlaufscheibe durch Schleifen und Polieren bearbeitet. Zur Minimierung der Reibung zwischen der Nockenrolle und dem Hebelkörper weist die mindestens eine Anlaufscheibe zumindest teilweise eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung auf. Insbesondere ist die Beschichtung chemisch oder galvanisch auf die mindestens eine Anlaufscheibe ausbildbar.

Des Weiteren bevorzugt ist beidseitig zwischen der Nockenrolle und der jeweiligen Seitenwand eine jeweilige Anlaufscheibe angeordnet. Somit sind an der Nockenrolle zwei Anlaufscheiben angeordnet, wobei jede der beiden Anlaufscheiben dazu vorgesehen ist, an der jeweiligen Seitenwand anzulaufen. Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der vier Figuren, in welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszei- chen versehen sind, näher dargestellt. Dabei zeigt eine vereinfachte schematische, teilweise geschnittene Seitendarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen

Schlepphebels mit einer Nockenrolle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, eine vereinfachte schematische Draufsicht zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Schlepphebels gemäß Figur 1 , eine vereinfachte schematische Draufsicht zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Schlepphebels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und eine vereinfachte schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Nockenrolle.

Gemäß Figur 1 weist ein erfindungsgemäßer Schlepphebel 1 zur Betätigung eines - hier nicht dargestellten - Gaswechselventils einer - hier nicht dargestellten - Brennkraftmaschine einen Hebelkörper 2 sowie eine Nockenrolle 3 auf. Die Nockenrolle ist über einen Nadelkranz 10 radial an einem Achsbolzen 9 drehbar gelagert, wobei der Achsbolzen 9 in dafür vorgesehene Bohrungen an dem Hebelkörper 2 angeordnet ist. Ferner kommt die Nockenrolle 3 an einem Nocken 1 1 einer - hier nicht dargestellten - Nockenwelle zur Anlage. In Figur 2 ist eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Schlepphebels 1 aus Figur 1 dargestellt. Aus Figur 2 geht hervor, dass der Hebelkörper 2 durch zwei beabstandet verlaufende, parallele Seitenwände 4, 5 und einen die beiden Seitenwände 4, 5 verbindenden, quer verlaufenden Steg 6 gebildet ist. Der Steg 6 umfasst im Bereich eines ersten Endes eine zur schwenkbeweglichen Lagerung des Hebelkörpers 2 die- nende Gelenkpfanne 8 und im Bereich eines zweiten Endes eine zum Kontakt mit dem Gaswechselventil vorgesehene Ventilbetätigungsfläche 7. Die beiden Seitenwände 4, 5 nehmen zwischen sich in Bohrungen den Achsbolzen 9 auf. Die Nockenrolle 3 weist eine erste und eine zweite Stirnfläche 12a, 12b auf, wobei beide Stirnflä- chen 12a, 12b der Nockenrolle 3 eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung 13 aus amorphem Kohlenstoff aufweisen. Ferner wurden beide Stirnflächen 12a, 12b der Nockenrolle 3 vor der Beschichtung einer mechanischen Oberflächenbearbeitung durch Läppen unterzogen. Des Weiteren weisen auch beide Seitenwände 4, 5 des Hebelkörpers 2 an einer der Nockenrolle 3 zugewandten Seite eine mechanische Oberflächenbearbeitung durch Schleifen und Polieren auf.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schlepphebels 1. Diese unterscheidet sich von der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die Nockenrolle 3 eine Schrägstellung zwischen den beiden Seiten- wänden 4, 5 aufweist und ferner lediglich eine Stirnflächen 12a der Nockenrolle 3 eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung 13 aus amorphem Kohlenstoff aufweist. Die gezielte Schrägstellung der Nockenrolle 3 durch die gezielte Schrägstellung des Achsbolzens 9 führt zu einer Verdrehung des Schlepphebels 1 in die gleiche Richtung wie die Nockenrolle 3. Die Nockenrolle 3 läuft somit nur an der Seitenwand 4 an. Figur 3 stellt, hinsichtlich der Reibung zwischen der Nockenrolle 3 und dem Hebelkörper 2 eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Schlepphebels 1 dar.

Gemäß Figur 4 weist die Nockenrolle 3 neben dem Nadelkranz 10 eine erste und eine zweite Anlaufscheibe 14a, 14b auf, die jeweils stirnseitig an der Nockenrolle 3 angeordnet und zum Anlaufen an die jeweilige Seitenwand 4, 5 am Hebelkörper 2 vorgesehen sind. Mithin ist beidseitig zwischen der Nockenrolle 3 und der jeweiligen Seitenwand 4, 5 eine jeweilige Anlaufscheibe 14a, 14b angeordnet. Beide Anlaufscheiben 14a, 14b weisen zumindest stirnseitig eine mechanische Oberflächenbearbeitung durch schleifen und Polieren auf. Die jeweilige Anlaufscheibe 14a, 14b besteht aus einem Stahlwerkstoff. An einem jeweiligen Innendurchmesser der jeweiligen Anlaufscheibe 14a, 14b sind mehrere Sicken 15 zur Öldurchführung ausgebildet. Bezuqszeichenliste

Schlepphebel

Hebelkörper

Nockenrolle

Seitenwand

Steg

Ventilbetätigungsfläche

Gelenkpfanne

Achsbolzen

Nadelkranz

Nocken

a, 12b Stirnfläche

Beschichtung

a, 14b Anlaufscheibe

Sicke

Claims

Patentansprüche

1 . Schlepphebel (1 ) zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftma- schine, mit einem Hebelkörper (2), welcher durch zwei beabstandet verlaufende, parallele Seitenwände (4, 5) und einen die Seitenwände (4, 5) verbindenden, quer verlaufenden Steg (6) gebildet ist, wobei der Steg (6) im Bereich eines ersten Endes eine zur schwenkbeweglichen Lagerung des Hebelkörpers (2) dienende Gelenkpfanne (8) ausbildet und im Bereich eines zweiten Endes eine zum Kontakt mit dem Gaswech- selventil vorgesehene Ventilbetätigungsfläche (7) definiert, wobei die Seitenwände (4, 5) zwischen sich in Bohrungen einen Achsbolzen (9) aufnehmen, welcher eine Nockenrolle (3) über einen Nadelkranz (10) rotierbar führt, wobei ferner die Nockenrolle (3) eine erste und eine zweite Stirnfläche (12a, 12b) aufweist, wobei zumindest eine der beiden Stirnflächen (12a, 12b) der Nockenrolle (3) und/oder zumindest eine der beiden Seitenwände (4, 5) des Hebelkörpers (2) an einer der Nockenrolle (3) zugewandten Seite eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung (13) aufweist.

2. Schlepphebel nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnflächen (12a, 12b) der Nockenrolle (3) eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung (13) aufweisen.

3. Schlepphebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenrolle (3) eine Schrägstellung zwischen den beiden Seitenwänden (4, 5) aufweist.

4. Schlepphebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Stirnflächen (12a, 12b) der Nockenrolle (3) eine mechanische Oberflächenbearbeitung aufweist.

5. Schlepphebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Seitenwände (4, 5) des Hebelkörpers (2) an einer der Nockenrolle (3) zugewandten Seite eine mechanische Oberflächenbearbeitung aufweist.

6. Schlepphebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Außenumfangsfläche der Nockenrolle (3) eine reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung (13) aufweist.

7. Schlepphebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einseitig zwischen der Nockenrolle (3) und der jeweiligen Seitenwand (4, 5) eine Anlaufscheibe (14a) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Anlaufscheibe (14a) eine mechanische Oberflächenbearbeitung aufweist.

8. Schlepphebel nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig zwischen der Nockenrolle (3) und der jeweiligen Seitenwand (4, 5) eine jeweilige Anlaufscheibe (14a, 14b) angeordnet ist.

9. Schlepphebel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsmindernde sowie verschleißbeständige Beschichtung (13) aus amorphen Kohlenstoff ausgebildet ist.