DE102005017409A1

DE102005017409A1 - Außenteil eines schaltbaren Tassenstößels

Info

Publication number: DE102005017409A1
Application number: DE102005017409A
Authority: DE
Inventors: Norbert Geyer; Lucia Dipl.-Ing. Hinkovska; Mario Dipl.-Ing. Kuhl; Holger Dipl.-Ing. Pätzold
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-10-19
Also published as: JP2008536046A; EP1869295A1; CN101160453A; KR20070122214A; CN100554650C; EP1869295B1; WO2006108483A1; KR101304629B1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Außenteil (1) eines schaltbaren Tassenstößels, dass mit seinen wesentlichen Bauteilen wie Stegen (9, 18) sowie Kanälen (13, 14a) einstückig und endkonturnah durch Metallspritzgießen (MIM) dargestellt ist. Somit liegt ein preiswert herstellbares Außenteil (1) vor. Eine spanende Nacharbeit entfällt weitestgehend. Außerdem kann auf ein separates Blechteil zur Bildung von Hydraulikmittelkanälen verzichtet werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Außenteil eines schaltbaren Tassenstößels für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Hemd, das über seinen Außenmantel in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine aufnehmbar ist, welches Hemd an seiner nockenseitigen Stirn durch einen Boden als Nockenanlauffläche begrenzt ist, wobei konzentrisch zum Hemd eine sich von einem Innenrand des Bodens in nockenferne Richtung erstreckende Führungsbuchse mit einer Bohrung für ein Innenteil des Tassenstößels verläuft, wobei das Hemd mit der Führungsbuchse über einen sich diametral durch das Außenteil erstreckenden sowie axial unterhalb des Bodens verlaufenden ersten Steg verbunden ist, in dem eine Führungsbohrung für wenigstens ein schieberartiges Koppelmittel appliziert ist, welcher erste Steg an einer Radialseite von einer Zuführbohrung für Hydraulikmittel lateral geschnitten ist, die von einem ersten Kanal gespeist ist, der von einem ersten Einlass am Außenmantel des Hemdes ausgeht.

Hintergrund der Erfindung

Ein Außenteil für einen schaltbaren Tassenstößel geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 43 14 619 A1 hervor. Dieses ist beispielsweise fließpresstechnisch oder spanend hergestellt. Zu erkennen ist, dass im Inneren des Außenteils ein zusätzliches Blechteil zur Generierung von Hydraulikmittelkanälen zur Zuleitung dieses zu Koppelmitteln und zu einem hydraulischen Spielausgleichselement vorgesehen ist. Das Blechteil muss aufwändig mit einem Innenmantel des Hemdes des Außenteils verschweißt und dort abgedichtet werden. Um die Abdichtung zu garantieren, benötigt der Innenmantel zudem eine spanende Nachbearbeitung. Summa summarum ist der Fertigungsaufwand für das vorgenannte Außenteil unnötig hoch, was in der Massenfertigung zu unnötig hohen Kosten führt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Außenteil der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Außenteil einstückig durch Metallspritzgießen (MIM) oder Feingießen dargestellt ist.

Somit sind die vorgenannten Nachteile wirkungsvoll beseitigt. Das Außenteil soll vorzugsweise mit seinen sämtlichen Bauteilen wie Stegen, Kanälen etc. durch Metallspritz- oder durch Feingießen geschaffen werden.

Bei dem vorgenannten Metallspritzverfahren (MIM), das an sich der Fachwelt ausreichend bekannt ist, werden die Freiheiten des Kunststoffspritzgießens bei der Bauteilgestaltung mit den Vorteilen der Pulvermetallurgie, nämlich einer breiten Werkstoffpalette bei sehr engen Toleranzen, kombiniert. Vorteilhaft ist es insbesondere, dass Hinterschnitte, Hohlräume, Gewinde etc. in einem Atemzug während des Metallspritzgießens geschaffen werden können. Hier verwendet der Fachmann Schieber- und/oder Kernziehtechnologien.

Des weiteren ist es bei dem vorgenannten Metallspritzgießen vorteilhaft, dass dieses auf konventionellen Kunststoffspritzgießmaschinen dargestellt werden kann. Spanende Nacharbeiten entfallen bzw. sind auf ein Minimum reduziert. Auch ist es klar, dass das vorgenannte Außenteil nach seiner Spritzgießtechnischen Fertigung rissfrei vorliegt und eine gute Festigkeit aufweist. Gegebenenfalls können Wandstärken von 1 mm und kleiner geschaffen werden, was sich vorteilhaft auf die Gesamtmasse des Außenteils und somit auf die oszillierenden Ventiltriebsmassen auswirkt.

Grundsätzlich kann bei der Herstellung des Außenteils auch mit verlorenen Kernen gearbeitet werden, die beispielsweise aus Kunststoff bestehen können, wobei deren Entbinderung durch thermische Zersetzung und Verdampfung erfolgt.

Durch den Wegfall der spanenden Nacharbeitsschritte sowie des Blechteils sind die Fertigungskosten gesenkt.

In Fortbildung der Erfindung soll innerhalb der Führungsbuchse ein Innenteil des schaltbaren Tassenstößels angeordnet werden, das mit einer hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung versehen ist. Um dieses mit Hydraulikmittel zu versorgen, ist es vorgesehen, dem ersten Einlass am Außenmantel des Hemdes diametral gegenüberliegend einen weiteren Einlass am Außenmantel des Hemdes zu applizieren, durch welchen Hydraulikmittel zu dem Spielausgleichselement geleitet werden kann. Die beiden Einlässe liegen sich radial außen an einem weiteren Steg gegenüber, welcher weitere Steg den ersten Steg mit der Führungsbohrung in Draufsicht vorzugsweise orthogonal schneidet.

In Konkretisierung der Erfindung kann an die vorgenannten Stege von unten ein Ringteil angelegt werden, das als Anlage für wenigstens eine Lost-Motion-Feder ausgebildet ist. Zur besseren Führung der Feder kann dieses Ringteil mit einem von seinem Außenrand in nockenferne Richtung abstehenden Kragen versehen sein.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass von dem ersten Einlass der erste Kanal schräg durch den Tassenstößel vor die Führungsbohrung mit dem Koppelmittel verläuft. Der weitere Kanal kann direkt in den weiteren Steg eingeformt werden, so dass er senkrecht zur Axiallinie des Außenteils die Bohrung der Führungsbuchse schneidet.

Vorteilhaft ist es, wenn am Außenmantel des Hemdes bei jedem Einlass eine Längsnut vorgesehen ist. Diese soll mit einer die Führungsbohrung des Zylinderkopfes jeweils schneidenden Zuleitung kommunizieren. So stehen der erste und zweite Kanal ständig unter Hydraulikmittelbeaufschlagung bzw. erübrigen sich aufwändige Längsnuten in der Führungsbohrung des Zylinderkopfes.

Das Hydraulikmittel soll vorzugsweise direkt, unter Verzicht auf die im vorgenannten Stand der Technik vorliegenden Vorratsräume, zu dem wenigstens einen Koppelmittel und dem hydraulischen Spielausgleichselement geleitet werden. Denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, unterhalb des Bodens je einen segmentartigen Vorratsraum für das Hydraulikmittel zu applizieren.

Des weiteren ist es vorgeschlagen, am Außenmantel des Hemdes, ausgehend von der Stirn und auf der Seite jedes Einlasses, eine in Nockenrichtung überstehende Lasche zu applizieren. Aufgrund dieser Laschen ist ein ausreichend hoher Dichtspalt für über den Zylinderkopf herangeleitetes Hydraulikmittel bei einer Eintauchbewegung des Außenteils in dessen Führungsbohrung gegeben. Hydraulikmittelverluste sind somit reduziert.

Auch ist es vorgeschlagen, einen Boden des Außenteils außerhalb einer Nockenanlauffläche abzusenken. Dies hat beispielsweise den Vorteil einer Versteifung des Außenteils. Um in den somit erzielten dachartigen Vertiefungen eine Akkumulation von Hydraulikmittel zu verhindern, kann der Fachmann im Bodenbereich der Vertiefungen geeignete Auslauföffnungen einbringen, diese vorzugsweise auch in dem Metallspritzgießprozess.

Dadurch, dass der Boden des Außenteils in Nockenauswanderungsrichtung zylindrisch ausgewölbt dargestellt ist, können kleinere Durchmesser des Außenteils erzeugt werden. Die Breite der erzielten vorgenannten Aussparungen wird der Fachmann so wählen, dass auf jeden Fall ein Nockenkontakt über die gesamte Breite realisiert ist.

Vorzugsweise sollen den Boden des Außenteils zwei beidseits der Führungsbuchse verlaufende Großhubnocken kontaktieren.

Zudem ist es generell denkbar und vorgesehen, ein Außenteil für einen schaltbaren Tassenstößel mit dem vorgenannten dachartig abgesenkten Boden zu schaffen, dass nicht in dem MIM-Verfahren geschaffen ist, sondern das allgemein fließpress- oder ziehtechnisch bzw. spanend hergestellt ist. Als Koppelmittel sind ein an sich bekanntes Schieberpaket bzw. wenigstens ein Schieber vorgesehen, das oder der vorzugsweise in eine Richtung über den Hydraulikmitteldruck und in die andere Richtung über die Kraft wenigstens einer mechanischen Feder verlagert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine räumliche Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Außenteil;
2 einen Längsschnitt durch das Außenteil entlang dessen weiteren Steges;
3 eine weitere Ansicht auf das Außenteil mit separatem Ringteil als Federanlage;
4 einen Längsschnitt durch das Außenteil, wiederum im Bereich des weiteren Steges, schräg von unten und die
5 das aus 3 ersichtliche Ringteil.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1–4 offenbaren ein Außenteil 1 für einen schaltbaren Tassenstößel, das mit seinen sämtlichen Bauteilen vorzugsweise durch Metallspritzgießen (MIM) bzw. alternativ durch Feingießen geschaffen ist.
Das Außenteil 1 besitzt ein hohlzylindrisches Hemd 2, das über seinen Außenmantel 3 in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes anordenbar ist. Das Hemd 2 ist an seiner nockenseitigen Stirn 4 durch einen hier in Nockenauswanderungsrichtung zylindrisch ausgewölbten Boden 5 als Nockenanlauffläche begrenzt.
Von einem Innenrand 6 des Bodens 5 erstreckt sich in nockenferne Richtung eine Führungsbuchse 7 mit einer Bohrung 8. In dieser Bohrung 8 ist ein Innenteil des schaltbaren Tassenstößels anordenbar. Dieses kann, muss jedoch nicht, eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung besitzen.
Axial unterhalb des Bodens 5 erstreckt sich diametral durch das Außenteil 1 ein erster Steg 9. Dieser hat eine Führungsbohrung 10, in welcher wenigstens ein hydraulisch in eine Verlagerungsrichtung beaufschlagbares Koppelmittel anor denbar ist. Wie dabei in 3 angedeutet, ist die Führungsbohrung 10 an einer Radialseite 11 von einem ersten Kanal 13 für Hydraulikmittel geschnitten. Dieser geht von einem ersten Einlass 14 am Außenmantel des Hemdes 2 aus und ist einteilig in dem MIM-Verfahren mit dargestellt worden. Der erste Kanal 13 verläuft hier windschief durch das Außenteil 1 in Richtung zu der Führungsbohrung 10.
Weiterhin ist dargestellt, dass der erste Einlass 14 mit einer Längsnut 16 am Außenmantel 3 des Hemdes 2 in Fluidverbindung steht. Gleichfalls hat ein diesem diametral gegenüberliegender zweiter Einlass 15 eine Verbindung mit einer weiteren Längsnut 17. Jede Längsnut 16, 17 kommuniziert mit einer Zuführbohrung für Hydraulikmittel, welche die Führungsbohrung des Zylinderkopfes für das Außenteil 1 schneidet. Somit ist über alle Hubphasen des Außenteils 1 eine Hydraulikmittelversorgung möglich.
Wie in den 2, 4 offenbart, geht ein zweiter Kanal 14a direkt durch den weiteren Steg 18, ausgehend von dem zweiten Einlass 15. Er mündet radial innen an die Bohrung 8 und dient einer Versorgung des im nicht dargestellten Innenteil angeordneten hydraulischen Spielausgleichselements mit Hydraulikmittel. Der zweite Kanal 14a ist vorzugsweise ebenfalls während des Metallspritzgießprozesses gebildet worden.
An die sich in Draufsicht senkrecht „schneidenden" Stege 9, 18 ist von unten das aus 5 ersichtliche Ringteil 27 kippfrei angelegt. Dieses hat einen in nockenferne Richtung abstehenden Kragen 29 (gemäß 5 wäre das Ringteil noch zu drehen), der von seinem Außenrand 28 ausgeht. An dieses Ringteil 5 ist einen Lost-Motion-Feder oder ein Federpaket anlegbar. Der Kragen 29 dient einer Zentrierung der Lost-Motion-Feder.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des hier beschriebenen Außenteils 1 ist es, dass der Boden 5 außerhalb einer Nockenanlauffläche abgesenkt dargestellt ist. Dabei liegen sich zwei äquidistant zu einer Längsmittelebene durch das Außenteil 1 verlaufende, bogensehnenartige Oberkante 19, 20 des Bodens 5 gegenüber (s. 1). Diese schneiden, wie beispielsweise aus 1 hervorgeht, geringfügig die Führungsbuchse 7 und fallen dachartig auf den weiteren Steg 18 zu, so dass zwei sich diametral gegenüberliegende Aussparungen 21, 22 gebildet sind. Diese „Absenkung" des Bodens 5 hat versteifende Wirkung auf das gesamte Außenteil 1, so dass dieses gegebenenfalls dünner dimensioniert werden kann.
Wie des weiteren zeichnerisch offenbart, stehen auf der Seite jedes Einlasses 14, 15 vom Außenmantel 3 über den Boden 5 hinaus zwei Laschen 23, 24 ab. Diese „dichten" die Zuleitungen in der Führungsbohrung des Zylinderkopfes bei einer Eintauchbewegung des Außenteils 1 in nockenferne Richtung ab.
Das somit vorzugsweise durch Metallspritzgießen (MIM) hergestellte Außenteil 1 mit einstückig eingeformten Kanälen 13, 14a und zwei sich in gedachter Verlängerung kreuzenden Stegen 9, 18 ist im Vergleich zum Stand der Technik relativ preiswert. Es kann größtenteils auf eine spanende Nachbearbeitung bzw. auf zusätzliche Maßnahmen wie Schweißen etc. verzichtet werden. Denkbar ist es selbstverständlich auch, das Innenteil welches in der Führungsbuchse 7 verlaufen soll, durch Metallspritzgießen darzustellen.

1: Außenteil
2: Hemd
3: Außenmantel
4: Stirn
5: Boden
6: Innenrand
7: Führungsbuchse
8: Bohrung
9: erster Steg
10: Führungsbohrung
11: Radialseite
12: Zuführbohrung
13: erster Kanal
14: erster Einlass
14a: zweiter Kanal
15: zweiter Einlass
16: Längsnut
17: Längsnut
18: weiterer Steg
19: Oberkante
20: Oberkante
21: Aussparung
22: Aussparung
23: Lasche
24: Lasche
25: Unterseite
26: Unterseite
27: Ringteil
28: Außenrand
29: Kragen

Claims

Außenteil (1) eines schaltbaren Tassenstößels für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Hemd (2), das über seinen Außenmantel (3) in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine aufnehmbar ist, welches Hemd (2) an seiner nockenseitigen Stirn (4) durch einen Boden (5) als Nockenanlauffläche begrenzt ist, wobei konzentrisch zum Hemd (2) eine sich von einem Innenrand (6) des Bodens (5) in nockenferne Richtung erstreckende Führungsbuchse (7) mit einer Bohrung (8) für ein Innenteil des Tassenstößels verläuft, wobei das Hemd (2) mit der Führungsbuchse (7) über einen sich diametral durch das Außenteil (1) erstreckenden sowie axial unterhalb des Bodens verlaufenden ersten Steg (9) verbunden ist, in dem eine Führungsbohrung (10) für wenigstens ein schieberartiges Koppelmittel appliziert ist, welcher erste Steg (9) an einer Radialseite (11) von einer Zuführbohrung (12) für Hydraulikmittel lateral geschnitten ist, die von einem ersten Kanal (13) gespeist ist, der von einem ersten Einlass (14) am Außenmantel (3) des Hemdes (2) ausgeht, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (1) einstückig durch Metallspritzgießen (MIM) oder Feingießen dargestellt ist.
Außenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung zu dem ersten Kanal (13) sowie zu dem ersten Steg (9) versetzt ein zweiter, einstückig mit dem Außenteil verbundener Kanal (14a) verläuft, der von einem zweiten Einlass (15) im Hemd (2) ausgeht und die Bohrung (8) der Führungsbuchse (7) zur Versorgung eines im Innenteil anordenbaren hydraulischen Spielausgleichselements schneidet.
Außenteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Einlass (14, 15) sich diametral am Hemd (2) gegenüber liegen, wobei deren Verbindungslinie den ersten Steg (9) mit der Führungsbohrung (10) zumindest annähernd orthogonal schneidet.
Außenteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, im Fall des Rückbezugs nach Anspruch 1, der erste Einlass (14) mit einer Längsnut (16) im Außenmantel (3) des Hemdes (2) verbunden ist oder dass, im Fall des Rückbezugs nach Anspruch 2, wenigstens einer der Einlässe (14, 15) mit einer Längsnut (16, 17) am Außenmantel (3) des Hemdes (2) kommuniziert.
Außenteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass axial zum Boden (5) beabstandet ein weiterer, sich diametral durch das Außenteil (1) erstreckender und einstückig mit diesem verbundener Steg (18) dargestellt ist, an dem oder in dessen Umgebungsbereich radial außen je einer der Einlässe (14, 15) verläuft, wobei der erste Kanal (13) schräg oder windschief von seinem erstem Einlass (14) zu der Radialseite (11) am Steg (9) mit der Führungsbohrung (10) verläuft und der zweite Kanal (14a), ausgehend von seinem zweitem Einlass (15), in dem entsprechenden Segment des weiteren Steges (18) angeordnet ist.
Außenteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (1) derartig verdrehgesichert in dessen Führungsbohrung im Zylinderkopf einbaubar ist, dass der weitere Steg (18) parallel zu einer Nockenauswanderungsrichtung auf dem Boden (5) verläuft, welcher Boden (5) zwei äqui distant zu einer Längsmittelebene durch das Außenteil (1) verlaufende, bogensehnenartige Oberkanten (19, 20) hat, die dachartig auf den weiteren Steg (18) zu zur Bildung von zwei in nockenferne Richtung verlaufenden Aussparungen (21, 22) abfallen.
Außenteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bogensehnenartige Oberkanten (19, 20) der Aussparungen (21, 22) in etwa einen Abstand im Bereich eines Durchmessers der Führungsbuchse (7) aufweisen oder diese geringfügig sekantenartig schneiden.
Außenteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Umfangsabschnitt, an welchem ein Einlass (14, 15) positioniert ist, der Außenmantel (3) des Hemdes (2) über eine einstückig mit diesem verbundenen Lasche (23, 24) über den Boden (5) hinaus verlängert ist.
Außenteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an Unterseiten (25, 26) der Stege (9, 18) ein Ringteil (27) als einenendige Anlage für eine Lost-Motion-Feder verläuft, welchem Ringteil (27) wahlweise ein von dessen Außenrand (28) in nockenferne Richtung abstehender Kragen (29) immanent ist.
Außenteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (5) in Nockenauswanderungsrichtung einen zylindrisch ausgewölbten Verlauf besitzt.
Außenteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im wesentlichen gleiche Wandstärken am Außenteil (1) vorliegen.