用於可擺動的機械部件的滾動元件的製作方法

2023-07-24 16:01:56 1

專利名稱：用於可擺動的機械部件的滾動元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於一可擺動的機械部件的滾動元件，其優選構成為一內燃機的行程可變的氣門機構的搖杆。滾動元件滑動或滾動支承地設置在一與機械部件連接的滾動銷上並且具有一沿其軸向方向階梯的外表面，該外表面包括鄰接的並在直徑上彼此不同的軸向部分，在它們之間分別延伸一個環形端面。其中經由至少一個軸向部分在滾動元件的徑向方向支承機械部件並且其經由一個或多個環形端面沿滾動元件的軸向方向導向。
背景技術：
由DE 102 35 403 A1已知一種這樣的滾動元件，其用於構成為一內燃機的行程可變的氣門機構的搖杆的機械部件。在那裡建議的滾動元件的階梯的外表面基於可彼此獨立旋轉的、具有不同直徑的外徑的環形元件的徑向或軸向的串聯。這樣在軸向並聯的情況下建議三個在滾動銷上並排設置的、具有相應自身的滾針軸承組的外環。在徑向並聯的情況下設置一滾動支承的中間環，在其外圓周滑動地支承一個或多個外環。
雖然這些環形元件的彼此獨立的旋轉性確保搖杆在軸向部分上不僅沿其縱向方向而且沿其擺動方向的特別低摩擦的支承，但滾動元件的這樣的結構由於多種原因可以證明是不利的。對此首先認為對於各環形元件及其單個的軸承來說可觀的製造費用和成本，因為各環形元件在兩並聯的情況下分別不僅對其內徑而且對其外徑必須單獨精密地加工。還可能由於各個滾動軸承組的製造和組裝提高這樣的費用。其次在滑動軸承中如同也在滾動軸承中具有危險，即由於不可避免的軸承間隙引起的環形元件的軸向傾斜不允許地使環形端面的精確的導向特性變壞。此外在建議的滑動軸承中也看不到例如在搖杆組裝之前可以防止外環在中間環上的軸向滑落的措施。

發明內容
因此本發明的目的在於，避免所述的這些缺點並且因此提供一種用於一可擺動的機械部件的滾動元件，其可簡單而低成本地製造以及確保機械部件的簡單而過程可靠的組裝。
按照本發明該目的這樣達到，即將滾動元件本身構成剛性的。一這樣的滾動元件將有利的摩擦特性，其已由滾動元件的一共同的滑動軸承或滾動軸承在滾動銷上產生，與滾動元件和機械部件兩者的簡單而便宜的製造和組裝過程結合起來。
在本發明的進一步構成，中滾動元件應該包括至少兩個單獨製成的環形元件，它們藉助於力鎖合、形鎖合和/或材料鎖合連接軸向或徑向相連接。為此設定，將各個環形元件在軸向或徑向分界縫上通過專業的連接技術，例如縱向或橫向壓入配合、熔焊、摩擦焊、膠合、釺焊、螺釘連接、銷連接或鉚接相互牢固連接。
在本發明的一優選的實施形式中應該設置三個軸向部分，其中各外面的軸向部分具有相同的直徑而內部的軸向部分具有與其相對較小的直徑。可選擇地，也可以設置三個軸向部分，其中各外面的軸向部分具有相同的直徑而內部的軸向部分具有與其相對較大的直徑。在兩可選擇的方案中符合目的的是，在凸出的或退後的軸向部分上界定的各環形端面，其由於滾動元件的剛性結構形式間距是準確的並且沒有軸向的固有傾斜，利用於機械部件在滾動元件的兩側軸向方向的精確的導向。
對於上述情況，即機械部件構成為行程可變的氣門機構的搖杆，滾動銷應該設置在搖杆的在一在搖杆的第一端部上延伸的轉動軸線處。搖杆在一中心部分具有一凸輪上滾面和在第二端部的端面具有一行程傳遞表面，其在搖杆的擺動方向由一空行程區域和一緊接空行程區域的行程區域組成並且根據搖杆的一角位置擺動可變地推動一槓桿式氣門操作元件的一作用面。其中搖杆經由滾動元件的至少一個軸向部分沿搖杆的擺動方向支承在一校準角位置的凸輪上並且經由至少一個軸向部分沿搖杆的縱向方向支承在一滑軌上。同時搖杆經由一個或多個環形端面在一個或多個凸輪的軸向表面上或在一個或多個滑導的軸向表面上導向。一這樣的搖杆專業人員由用於內燃機的無節流的負載控制的完全可變的機械氣門機構是已知的。
在一有利的搖杆與上述滾動元件的組合中，滾動元件具有兩外面的軸向部分和一退後的內部的軸向部分，可以設定，搖杆經由滾動元件的外面的軸向部分支承在凸輪上而經由內部的軸向部分支承在滑軌上並且經由兩環形端面在滑軌的各軸向表面上導向。
在搖杆與滾動元件的另一組合中，滾動元件同樣具有兩外面的軸向部分，但一個凸出的內部的軸向部分，搖杆畢竟也可以經由滾動元件的外面的軸向部分支承在滑軌上而經由內部的軸向部分支承在凸輪上並且經由兩環形端面在滑軌的軸向表面上導向。
雖然在一這樣的搖杆按選擇與本發明的滾動元件的所述的各實施形式的結合中在其同時在凸輪和滑軌上的運動支承的情況下具有提高的摩擦損失的傾向，但在這種情況下可以考慮並無來自共同的滑動軸承和滾動軸承的接觸配件的不同的相對速度。但提高的摩擦損失至多發生在角位置的低頻的調整中，而搖杆繞其擺動軸的高頻的凸輪控制的運動依然經由滾動銷與滾動元件之間的低摩擦的滑動軸承或滾動軸承支承。


由以下描述和附圖得出本發明的其他的特徵，附圖中簡化示出本發明的各實施例。其中只要未明確另外提到的、相同的或功能相同的部件設有相同的標記。其中圖1一在機械部件中固定的滾動元件的第一實施例的半剖視圖；圖2一在機械部件中固定的滾動元件的第二實施例的半剖面圖；圖3一構成為內燃機的行程可變的氣門機構的搖杆的機械部件的側視圖，該機械部件包括一按圖1的滾動元件；
圖4按圖3的搖杆的俯視圖；圖5一類似於圖3的具有按圖2的滾動元件的搖杆的側視圖；以及圖6按圖5的搖杆的俯視圖。
具體實施例方式
圖1中公開一用於可擺動的機械部件2的滾動元件1a的第一實施例。滾動元件1a設置在一與機械部件2固定連接的滾動銷3上，其中在滾動元件1a的內表面4與滾動銷3之間設置一滾動軸承5，作為滑動軸承的替代件。滾動元件1a具有一沿軸向方向階梯形的外表面6，該外表面包括三個軸向部分7a、8a和9a，其中外面的軸向部分7a和9a具有相同的直徑而內部的軸向部分8a具有與其相對較小的直徑。在鄰接的軸向部分7a與8a和8a與9a之間延伸相互面對的環形端面10a和11a，從而機械部件2經由一個或兩個環形端面10a和11a在與一圖中未示出的接觸配件相嵌接的滾動元件1a的軸向方向導向，並且經由至少一個軸向部分7a、8a和9a沿滾動元件1a的徑向方向支承。
本身剛性構成的滾動元件1a可以製成一件的或多件的並且如在該實施例中所示包括三個單獨製成並軸向連接的環形元件。按虛線所示的分界線也可以按選擇設置一相當於滾動元件1a的寬度的中間環與在其上徑向連接的各外環。在由多個環形元件組成的滾動元件的情況下可以採用任何的專業的連接技術，其在各環形元件之間產生力鎖合、形鎖合和/或材料鎖合的連接。
圖2中示出一本發明的滾動元件1b的第二實施例。其同樣具有三軸向部分7b、8b和9b，包括直徑相同的外面的軸向部分7b和9b，並且與按圖1的滾動元件1a的區別基本上在於，內部的軸向部分8b具有相對於外面的軸向部分7b和9b更大的直徑。與其相應地，在鄰接的軸向部分7b與8b和8b與9b之間延伸的環形端面10b和11b彼此背對。滾動元件1b在這裡由兩個單獨製成的和徑向連接的環形元件製造。但可選擇地同樣具有這樣的可能性，即將滾動元件1b製成一件式的或由三個單獨的並按虛線所示的分界線軸向連接的環形元件製造。
如由以下描述的圖3至6可看出的，機械部件2可以構成為一用於內燃機的無節流的負載控制的行程可變的氣門機構的搖杆12a和12b。其中在圖3和4中所示的搖杆12a配備圖1的滾動元件1a而圖5和6中所示的搖杆12b配備圖2的滾動元件1b。基本上兩搖杆12a和12b的結構和操作方式是相同的並因此只描述按圖3和4的搖杆12a。支承滾動元件1a的滾動銷3設置在搖杆12a的在搖杆12a的第一端部13上延伸的擺動軸線14上，搖杆在一中心部分15具有一由凸輪16推動的凸輪上滾面17和在第二端部18的端面具有一行程傳遞表面19，該行程傳遞表面在擺動方向20上由一空行程區域21和一緊接空行程區域21的行程區域22組成，並且根據搖杆12a的角位置擺動可變地推動一槓桿式氣門操作元件24的一構成為滾子的作用面23，此時凸輪16的只由行程區域22傳遞的上升轉變為氣門操作元件24的可連續調節的擺動運動。
如連同圖4可明顯看出的，相對第一端部13延伸一圓弧形的滑軌25a，在其上經由滾動元件1a的內部的軸向部分8a徑向支承搖杆13，而與滑軌25a的外面的各軸向表面26a相配合的環形端面10a和11a用於搖杆12a在滾動元件1a的軸向方向的精確的導向。為了連續地調節搖杆12a的角位置設置一在這裡構成為偏心輪的凸輪27a，其沿擺動方向20推動滾動元件1a的外面的軸向部分7a和9a。
圖5和6中所示的搖杆12b的滾動元件1b決定一滑軌25b的與其不同的構造和一同樣構成為偏心輪的凸輪27b，其同樣與軸向部分7b、8b和9b處於替換的有效連接。這樣在這種情況下由凸輪27b推動凸出的內部的軸向部分8b，而外面的軸向部分7b和9b支承在成叉形構成的滑軌25b上。同時搖杆12b經由環形端面10b和11b沿滾動元件1b的軸向方向在其中滑軌25b的內部的各軸向表面26b上導向。
附圖標記清單1a，b 滾動元件2 機械部件3 滾動銷4 內表面5 滾動軸承6 外表面7a，b 外面的軸向部分8a，b 內部的軸向部分9a，b 外面的軸向部分11a，b 環形端面12a，b 搖杆13 第一端部14 轉動軸線15 中心部分16 凸輪17 凸輪上滾面18 第二端部19 行程傳遞表面20 擺動方向21 空行程區域22 行程區域23 作用面24 氣門操作元件25a，b 滑軌26a，b 滑軌的軸向表面27a，b 凸輪
權利要求
1.用於一可擺動的機械部件(2)的滾動元件，該機械部件優選構成為一內燃機的行程可變的氣門機構的搖杆(12a、12b)，該滾動元件(1a、1b)滑動或滾動支承地設置在一與機械部件(2)連接的滾動銷(3)上並且具有一沿其軸向方向成階梯形的外表面(6)，該外表面包括鄰接的並在直徑上彼此不同的軸向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)，在它們之間分別延伸一環形端面(10a、11a、10b、11b)，其中機械部件(2)經由至少一個軸向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)在滾動元件(1a、1b)的徑向方向上支承，並且經由一個或多個環形端面(10a、11a、10b、11b)在滾動元件(1a、1b)的軸向方向上導向；其特徵在於，滾動元件(1a、1b)本身構成剛性的。
2.按照權利要求1所述的滾動元件，其特徵在於，滾動元件(1a、1b)包括至少兩個單獨製成的環形元件，所述環形元件藉助於力鎖合、形鎖合和/或材料鎖合的連接軸向或徑向相接合。
3.按照權利要求1所述的滾動元件，其特徵在於，設置三個軸向部分(7a、8a、9a)，其中外面的軸向部分(7a、9a)具有相同的直徑而內部的軸向部分(8a)具有與其相比較小的直徑。
4.按照權利要求1所述的滾動元件，其特徵在於，設置三個軸向部分(7b、8b、9b)，其中外面的軸向部分(7b、9b)具有相同的直徑而內部的軸向部分(8b)具有與其相比較大的直徑。
5.按照權利要求1所述的滾動元件，其特徵在於，滾動銷(3)設置在搖杆(12a、12b)的在一在搖杆(12a、12b)的第一端部(13)上延伸的轉動軸線(14)上，搖杆在一中心部分(15)具有一凸輪上滾面(17)和在第二端部(18)的端面具有一行程傳遞表面(19)，該行程傳遞表面在搖杆(12a、12b)的擺動方向(20)由一空行程區域(21)和一緊接該空行程區域(21)的行程區域(22)組成，並且根據搖杆(12a、12b)的一角位置擺動可變地推動一槓桿式氣門操作元件(24)的作用面(23)，其中搖杆(12a、12b)經由滾動元件(1a、1b)的至少一個軸向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)沿搖杆(12a、12b)的擺動方向(20)支承在一校準角位置的凸輪(27a、27b)上並且經由至少一個軸向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)沿搖杆(12a、12b)的縱向方向支承在一滑軌(25a、25b)上，並其中搖杆(12a、12b)經由一個或多個環形端面(10a、11a、10b、11b)在凸輪的一個或多個軸向表面上和/或在滑軌(25a、25b)的一個或多個軸向表面(26a、26b)上導向。
6.按照權利要求3和5所述的滾動元件，其特徵在於，搖杆(12a)經由滾動元件(1a)的外面的軸向部分(7a、9a)支承在凸輪(27a)上，而經由內部的軸向部分(8a)支承在滑軌(25a)上，並且經由兩環形端面(10a、11a)在滑軌(25a)的各軸向表面(26a)上導向。
7.按照權利要求4和5所述的滾動元件，其特徵在於，搖杆(12b)經由滾動元件(1b)的外面的軸向部分(7b、8b)支承在滑軌(25b)上，而經由內部的軸向部分(8b)支承在凸輪(27b)上，並且經由兩環形端面(10b、11b)在滑軌(25b)的各軸向表面(26b)上導向。
全文摘要
建議一種用於一擺動的機械部件(2)的滾動元件(1a、1b)，該機械部件優選構成為一內燃機的行程可變的氣門機構的搖杆(12a、12b)。滾動元件滑動或滾動支承地設置在一與機械部件連接的滾動銷(3)上，並且具有一沿其軸向方向成階梯形的外表面(6)，該外表面包括鄰接的並在直徑上彼此不同的軸向部分(7a、8a、9a、7b、8b、9b)，在它們之間分別延伸一環形端面(10a、11a、10b、11b)，其中經由至少一個軸向部分在滾動元件的徑向方向支承機械部件並且經由一個或多個環形端面在滾動元件的軸向方向上導向。其中滾動元件本身構成剛性的。
文檔編號F01L13/00GK101059087SQ20071010126
公開日2007年10月24日 申請日期2007年4月20日 優先權日2006年4月21日
發明者W·克裡斯特根, J·克雷奇默, T·克恩 申請人:謝夫勒兩合公司