DE19529041B4

DE19529041B4 - Kipp- oder Schlepphebelanordnung

Info

Publication number: DE19529041B4
Application number: DE19529041A
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl.-Ing. Kecker
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: DE19529041A1

Abstract

Kipp- (1) oder Schlepphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine oder einen Antrieb für Pumpenelemente einer Einspritzpumpe, bei der ein Kipp- (1) oder Schlepphebel mittels einer Bohrung auf einer Achse (5) schwenkbar gegenüber einem Zylinderkopf abgestützt ist, wobei ein Bereich der Achse (5), der von der Bohrung (4) des Kipp- oder Schlepphebels umschlossen ist, eine Ringnut (8) aufweist, die mit einer weiteren Ringnut (9) in der Bohrung (4) des Kipp- (1) oder Schlepphebels korrespondiert, und, von einer der beiden Ringnuten (8, 9) ausgehend, ein eine Mantelfläche (6) der Achse (5) oder eine Innenumfangsfläche (7) der Bohrung (4) überragendes radiales Mittel zur axialen Lagesicherung des Kipp- (1) oder Schlepphebels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Mittel ein die Mantelfläche (6) der Achse (5) und die Innenumfangsfläche (7) der Bohrung (4) zumindest teilweise umschließender Wälzkörperkranz (10) aus Kugeln ist, der Kipp- (1) oder Schlepphebel mit einer die Ringnut (9) durchbrechenden radialen...

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kipp- oder Schlepphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine oder einen Antrieb für Pumpenelemente einer Einspritzpumpe, bei der ein Kipp- oder Schlepphebel mittels einer Bohrung auf einer Achse schwenkbar gegenüber einem Zylinderkopf abgestützt ist, wobei ein Bereich der Achse, der von der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels umschlossen ist, eine Ringnut aufweist, die mit einer weiteren Ringnut in der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels korrespondiert, und, von einer der beiden Ringnuten ausgehend, ein eine Mantelfläche der Achse oder eine Innenumfangsfläche der Bohrung überragendes radiales Mittel zur axialen Lagesicherung des Kipp- oder Schlepphebels angeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Kipp- oder Schlepphebel ist aus der DE 94 05 694 U1 vorbekannt. Nach 2 dieser Vorveröffentlichung weist ein Bereich der Achse, welcher von der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels umschlossen ist, eine Ringnut auf. In dieser Ringnut verläuft ein nach innen vorgespannter Sprengring. Mit einem außenliegenden Ringabschnitt verläuft der Sprengring zugleich in einer als Ringnut ausgebildeten Aussparung der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels. Mit dieser Maßnahme ist eine einfache Lagefixierung des Kipp- oder Schlepphebels auf seiner ihm zugeordneten Achse realisiert.

Nachteilig dabei ist, dass eine solche übliche Sicherung reibbehaftet, d. h., bei hohen Axiallasten sehr verschleißanfällig ist. Insbesondere bei direkt einspritzenden Dieselmotoren mit Pumpe-Düse-System werden Einspritzdrücke bis 2000 bar und mehr angestrebt. Die damit verbundenen Kräfte im Hebel betragen ein Vielfaches der Belastung eines solchen Hebels im Ventiltrieb eines Otto-Motors. Bei einem fertigungsbedingt oftmals nicht zu vermeidenden Versatz zwischen Kipp- und Schlepphebel und der zu betätigenden Einspritzpumpe werden zwangsläufig sehr hohe Axialkräfte in die Betätigungseinheit eingeleitet. Die beschriebene axiale Sicherung wäre nicht in der Lage, die hohen Axialkräfte sicher und verschleißarm aufzunehmen. Ein weiterer Nachteil ist darin begründet, dass sich mit diesem Sicherungssystem eine nahezu spielfreie axiale Positionierung des Kipp- oder Schlepphebels auf der Achse nicht realisieren läßt.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der bisherigen Nachteile eine reibungsarme axiale Sicherung des Kipp- oder Schlepphebels auf der Achse zu entwickeln, die hohe axiale Kräfte problemlos aufnehmen kann und gleichzeitig auch eine radiale Positionierung des Hebels auf der Achse ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach dem Kennzeichnungsteil des Hauptanspruchs dadurch gelöst, dass das radiale Mittel ein die Mantelfläche der Achse und die Innenumfangsfläche der Bohrung zumindest teilweise umschließender Wälzkörperkranz aus Kugeln ist, der Kipp- oder Schlepphebel mit einer die Ringnut durchbrechenden radialen Zuführungsbohrung für die Kugeln versehen ist, die Achse mit einer Sacklochbohrung versehen ist und in einer Montagestellung, in der die Achse mit dem auf ihr gelagerten Kipp- oder Schlepphebel am Zylinderkopf montiert wird, die Sacklochbohrung mit der Zuführungsbohrung für die Kugeln fluchtet und ein Befestigungselement in den beiden Bohrungen angeordnet ist.

Durch die Integration einer Wälzlagerung zwischen Achse und Bohrung wird aus der stark reibbehafteten axialen Sicherung eine in ihren Reibungswerten wesentlich verringerte Sicherung, die auch größere Axialkräfte aufnehmen kann. Dabei richtet sich der Umfassungswinkel des Wälzkörperkranzes nach den vorherrschenden Axialkräften, d. h., bei geringen Axialkräften wird nur eine geringere Anzahl von Wälzkörpern eingeführt, so dass diese nur in einem Umfangsabschnitt der beiden Ringnuten vorhanden sind. Treten hingegen größere axiale Kräfte auf, so wird man zweckmäßigerweise so viel Wälzkörper einbringen, daß beide Ringnuten über ihre gesamte Umfangsausdehnung befüllt sind.

Als Kugeln ausgebildete Wälzkörper haben durch ihre punktförmige Anlage ein besonders geringes Reibverhalten. Auch läßt sich ihre Laufbahn problemlos als umlaufende Ringnut auf der Achse und in der Bohrung des Kipp- oder Schlepphebels realisieren. Es sind aber auch andere Wälzkörper, wie beispielsweise Zylinder- oder Tonnenrollen vorstellbar.

Über die radiale Zuführungsbohrung, die die Ringnut des Kipp- oder Schlepphebels durchbricht, werden die beiden Ringnuten mit der gewünschten Anzahl von Wälzkörpern befüllt.

In Montagestellung ist die Achse mit einer zur Zuführungsbohrung korrespondierenden Sacklochbohrung versehen, wobei in beiden Bohrungen ein Befestigungselement angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine radiale Positionierung des Kipp- oder Schlepphebels auf der Welle erreicht, die insbesondere bei Achsen mit mehreren Kipp- oder Schlepphebeln eine wesentliche Transport- und Montageerleichterung darstellt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die Kugeln entsprechend dem angestrebten Axialspiel des Kipp- oder Schlepphebels bemessen sind. Durch eine entsprechende Zusortierung von Wälzkörpern mit unterschiedlichen Abmessungen wird ein auftretendes Axialspiel des Kipp- oder Schlepphebels ausgeglichen. Somit ist es möglich, dass durch eine entsprechende Auswahl von unterschiedlich großen Wälzkörpern ein vorhandenes Axialspiel des Hebels auf seiner Achse in Richtung völliger Spielfreiheit geführt werden kann. Dies bedeutet, dass auf eine genaue und dementsprechend teuere Bearbeitung der Laufbahnen für die Wälzkörper, d. h., der Ringnuten auf der Achse bzw. im Kipp- oder Schlepphebel, verzichtet werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 bis 3 einen Querschnitt durch einen Kipphebel in der Ebene der die Wälzkörper aufnehmenden Ringnuten in Befüllstellung, Transportstellung und Betriebsstellung;
4 einen teilweisen Längsschnitt im Bereich der die Wälzkörper aufnehmenden Ringnuten und
5 einen teilweisen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf eine Kipphebelanordnung mit mehreren Kipphebeln.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der in den 1 bis 5 dargestellte Kipphebel 1 ist an einem Ende mit einer drehbar gelagerten Rolle 2 versehen, die von einem nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle beaufschlagt wird. Am anderen Ende steht der Kipphebel 1 über eine Einstellschraube 3 mit einem ebenfalls nicht dargestellten Ventil einer Brennkraftmaschine oder dem Kolben einer Einspritzpumpe in Wirkverbindung. Der Kipphebel 1 ist in seinem mittleren Teil mit einer Bohrung 4 versehen, über die er auf einer Achse 5 gelagert ist. Die Achse 5 ist aus Gewichtsgründen bzw. wegen einer möglichen Zuführung von Schmiermittel als Hohlachse ausgeführt.
Wie insbesondere aus 4 ersichtlich, sind die Mantelfläche 6 der Achse 5 und die Innenumfangsfläche 7 der Bohrung 4 mit je einer sich überdeckenden Ringnut 8 und 9 versehen, in denen je zur Hälfte ein Wälzkörperkranz 10 angeordnet ist.
Wie der Fachmann insbesondere aus 4 weiter entnehmen kann, wird bei Einwirkung einer axialen Kraft F ein Verschieben zwischen Achse 5 und Kipphebel 1 durch Formschluß zwischen Wälzkörper 10 und den Ringnuten 8, 9 verhindert. Bei Einsatz von Kugeln als Wälzkörper 10 ist die axiale Sicherung in Form eines Vierpunktlagers mit den Berührungspunkten 11, 12, 13, 14, d. h., mit einer sehr verringerten Reibleistung realisiert.
Wie den 1 bis 3 weiter entnommen werden kann, ist der Kipphebel 1 mit einer in Richtung Bohrung 4 verlaufenden durchgängigen radialen Zuführungsbohrung 15 versehen, während die Achse 5 eine Sacklochbohrung 16 aufweist. Beim Befüllen des Kipphebels 1, dieser Zustand ist in 1 dargestellt, wird die Achse 5 zunächst so verdreht, dass sich in der Sacklochbohrung 16 keine Lagerkugeln 10 festsetzen können. Danach wird die Achse 5 in Uhrzeigerrichtung zurückgedreht, so dass die Zuführungsbohrung 15 und die Sacklochbohrung 16 in radialer Richtung übereinander zum Stehen kommen. In diesen von beiden Bohrungen 15 und 16 gebildeten Hohlraum wird, wie in 2 dargestellt, nun ein Befestigungselement 17 eingeführt, das den Kipphebel 1 in Umfangsrichtung auf der Achse 5 fixiert. Diese Fixierung ist besonders dann von Bedeutung, wenn die Achse 5 mit mehreren Kipphebeln 1, wie in 5 dargestellt, auf einem Zylinderkopf montiert werden soll. Es ist verständlich, dass durch die umfangsmäßige Fixierung der Kipphebel 1 auf der Achse 5 eine automatische Montage wesentlich vereinfacht werden kann. Nach der Montage der Kipphebellagereinheit auf dem Zylinderkopf ist, wie in 3 dargestellt, lediglich das Sicherungselement 17 zu entfernen, so dass die Kipphebellagereinheit betriebsbereit ist. Zweckmäßiger Weise sollte dabei die Zuführungsbohrung 15 verschlossen werden.

1: Kipphebel
2: Rolle
3: Einstellschraube
4: Bohrung
5: Achse
6: Mantelfläche
7: Innenumfangsfläche
8: Ringnut
9: Ringnut
10: Wälzkörperkranz
11: Berührungspunkt
12: Berührungspunkt
13: Berührungspunkt
14: Berührungspunkt
15: Zuführungsbohrung
16: Sacklochbohrung
17: Befestigungselement

Claims

Kipp- (1) oder Schlepphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine oder einen Antrieb für Pumpenelemente einer Einspritzpumpe, bei der ein Kipp- (1) oder Schlepphebel mittels einer Bohrung auf einer Achse (5) schwenkbar gegenüber einem Zylinderkopf abgestützt ist, wobei ein Bereich der Achse (5), der von der Bohrung (4) des Kipp- oder Schlepphebels umschlossen ist, eine Ringnut (8) aufweist, die mit einer weiteren Ringnut (9) in der Bohrung (4) des Kipp- (1) oder Schlepphebels korrespondiert, und, von einer der beiden Ringnuten (8, 9) ausgehend, ein eine Mantelfläche (6) der Achse (5) oder eine Innenumfangsfläche (7) der Bohrung (4) überragendes radiales Mittel zur axialen Lagesicherung des Kipp- (1) oder Schlepphebels angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das radiale Mittel ein die Mantelfläche (6) der Achse (5) und die Innenumfangsfläche (7) der Bohrung (4) zumindest teilweise umschließender Wälzkörperkranz (10) aus Kugeln ist, der Kipp- (1) oder Schlepphebel mit einer die Ringnut (9) durchbrechenden radialen Zuführungsbohrung (15) für die Kugeln versehen ist, die Achse (5) mit einer Sacklochbohrung (16) versehen ist und in einer Montagestellung, in der die Achse (5) mit dem auf ihr gelagerten Kipp- (1) oder Schlepphebel am Zylinderkopf montiert wird, die Sacklochbohrung (16) mit der Zuführungsbohrung (15) für die Kugeln fluchtet und ein Befestigungselement (17) in den beiden Bohrungen (15, 16) angeordnet ist.
Kipp- oder Schlepphebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln entsprechend dem angestrebten Axialspiel des Kipp- (1) oder Schlepphebels bemessen sind.