DE102005033889A1

DE102005033889A1 - Stößel für ein zwangsgesteuertes Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005033889A1
Application number: DE200510033889
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. Schmidt
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-01-25

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Stößel (4a, 4b) für ein zwangsgesteuertes Gaswechselventil (5) einer Brennkraftmaschine (2). Der Stößel (4a, 4b) ist in der Brennkraftmaschine (2) längsbeweglich geführt und von einem Nocken (3) angetrieben, der drehbar innerhalb eines Umschlingungselements (13) angeordnet ist, das in einer zur Drehachse des Nockens (3) senkrechten Ebene verformbar und mit dem Stößel (4a, 4b) verbunden ist. Dabei betätigt der Stößel (4a, 4b) das Gaswechselventil (5) sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung. Der Stößel (4a, 4b) soll eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung (24) aufweisen, die zwischen dem Gaswechselventil (5) und dem Nocken (3) so eingespannt ist, dass das Gaswechselventil (5) DOLLAR A - über einen ersten Kraftflusspfad in der Reihenfolge Nocken (3) - Ventilspielausgleichsvorrichtung (24) - Gaswechselventil (5) in Öffnungsrichtung beschleunigt wird und DOLLAR A - über einen zweiten Kraftflusspfad in der Reihenfolge Nocken (3) - Umschlingungselement (13) - Stößel (4a, 4b) - Gaswechselventil (5) in Öffnungsrichtung verzögert wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Stößel für ein zwangsgesteuertes Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine. Der Stößel ist in der Brennkraftmaschine längsbeweglich geführt und von einem Nocken angetrieben, der drehbar innerhalb eines Umschlingungselements angeordnet ist, das in einer zur Drehachse des Nockens senkrechten Ebene verformbar und mit dem Stößel verbunden ist. Dabei betätigt der Stößel das Gaswechselventil sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Stößel ist dem Fachmann auf dem Gebiet von zwangsgesteuerten oder desmodromischen Ventilsteuerungen aus der als gattungsbildend betrachteten WO 02/081871 A1 bekannt. Der dort vorgeschlagene Stößel steht ebenfalls mit einem den Nocken umgreifenden Umschlingungselement in Verbindung und ist zur Abstützung von Querkräften in der Brennkraftmaschine längsbeweglich geführt. Allerdings ist der Stößel mit dem Gaswechselventil in dessen Betätigungsrichtung starr verbunden. Das bedeutet, dass Streuungen oder Änderungen des Abstands zwischen der nockenseitigen Stirnfläche des Ventilschafts und dem Nockengrundkreis, welche einem veränderlichen mechanischen Spiel einer konventionellen Ventilsteuerung entsprechen, weder während der Erstmontage des Ventiltriebs noch im Betrieb der Brennkraftmaschine selbsttätig kompensiert werden. Bei den Streuungen dieses Abstands handelt es sich um toleranzbedingt schwankende Bauteildimensionen, während Änderungen des Abstands durch betriebsbedingten Bauteilverschleiß insbesondere des Ventilsitzes sowie unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der beteiligten Ventiltriebkomponenten hervorgerufen werden. Das veränderliche mechanische Ventilspiel führt zu unterschiedlichen Steuerzeiten der Gaswechselventile untereinander und wirkt sich insbesondere nachteilig auf die Leerlaufqualität sowie das Abgasemissionsverhalten der Brennkraftmaschine aus.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stößel der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind. Demnach soll der Stößel das Gaswechselventil zwangsweise sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung betätigen und gleichzeitig Streuungen oder Änderungen des Abstands zwischen der nockenseitigen Stirnfläche des Ventilschafts und dem Nockengrundkreis selbsttätig kompensieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen den Unteransprüchen zu entnehmen sind. Demnach weist der Stößel eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung auf, die zwischen dem Gaswechselventil und dem Nocken so eingespannt ist, dass das Gaswechselventil über einen ersten Kraftflusspfad in der Reihenfolge Nocken – hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung – Gaswechselventil in Öffnungs richtung beschleunigt wird und über einen zweiten Kraftflusspfad in der Reihenfolge Nocken – Umschlingungselement – Stößel – Gaswechselventil in Öffnungsrichtung verzögert wird.

Mit dem so ausgebildeten Stößel kann auf das einfache Funktionsprinzip hydraulischer Ventilspielausgleichselemente, wie sie in konventionellen, nicht zwangsgesteuerten Ventiltrieben zum Einsatz kommen, zurückgegriffen werden. Dieses Funktionsprinzip basiert bekanntermaßen auf einem volumenveränderlichen Arbeitsraum sowie einem Rückschlagventil, das bei sich vergrößerndem Arbeitsraum einen Hydraulikmittelzufluss in den Arbeitsraum freigibt und das bei sich verkleinerndem Arbeitsraum einen Hydraulikmittelabfluss aus dem Arbeitsraum sperrt. Folglich ist ein solches Ventilspielausgleichselement ausschließlich zur Übertragung von Druckkräften geeignet. Diese Eigenschaft ist in der Anordnung des Ventilspielausgleichselements im Stößel erfindungsgemäß dadurch berücksichtigt, dass das Ventilspielausgleichselement aufgrund der beiden zuvor genannten, unterschiedlichen Kraftflusspfade sowohl während Beschleunigungs- als auch während Verzögerungsphasen des Nockens lediglich Druckkräften ausgesetzt ist. Insofern gewährleistet der Stößel eine automatische Ventilspieleinstellung oder -kompensation auch in Verbindung mit dem zwangsgesteuerten Gaswechselventil.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Stößel als Tassenstößel mit einem im wesentlichen zylindrischen, außen geführten Tassenhemd und einem dem Nocken zugewandten Tassenboden ausgebildet ist. Der Tassenboden geht in einen zum Tassenhemd konzentrischen und sich in Richtung des Gaswechselventils erstreckenden Hohlzylinder über, der mit einem Boden einen Schaft des Gaswechselventils unterhalb eines vom Schaft ausgehenden Bundes umgreift. Dabei verläuft die Ventilspielausgleichsvorrichtung in einer Innenmantelfläche des Hohlzylinders zwischen einer Stirnfläche des Schafts und dem Nocken. Ein solcher Tassenstößel eignet sich hervorragend zur Einleitung von Querkräften in die das Tassenhemd umgebende Führung der Brennkraftmaschine und ist darüber hinaus in Leichtbauweise sowie mit bekannten Herstellverfahren, wie beispielsweise Fließpressen oder Tiefziehen, wirtschaftlich herstellbar.

Ferner ist eine erste Ausführungsvariante des Stößels vorgeschlagen, bei welcher der Bund durch formschlüssig mit dem Schaft verbundene Ventilkegelstücke gebildet ist, die konusförmige und sich in Richtung der Stirnfläche des Schafts aufweitende Außenmantelflächen aufweisen und von einer komplementären Innenmantelfläche des Bodens in Schließrichtung des Gaswechselventils kraftbeaufschlagt sind. Demnach entspricht die Anbindung des Stößels an das Gaswechselventil der üblichen Anbindung eines Ventilfedertellers an das Gaswechselventil in einer konventionellen Ventilsteuerung, so dass über die konusförmige Außenmantelfläche der Ventilkegelstücke Stößelkräfte montagefreundlich und betriebssicher auf das Gaswechselventil in dessen Schließrichtung übertragen werden können.

Außerdem kann die Verwendung eines in Umfangsrichtung elastisch dehnbaren Umschlingungselements zweckmäßig sein. Ein solches Umschlingungselement bietet die Möglichkeit, dessen Länge im nicht montierten Zustand geringfügig kürzer auszuführen als es seinem Umfang im montierten, d.h. um den Nocken gelegten Zustand entspricht, so dass das Umschlingungselement nach der Montage elastisch vorgespannt ist. Mit dieser Vorspannung lässt sich eine stabile und definierte Schließkraft des Gaswechselventils im Ventilsitz während des hubfreien Grundkreises des Nockens erzielen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante des Stößels kann der Bund ebenfalls durch formschlüssig mit dem Schaft verbundene Ventilkegelstücke gebildet sein, die konusförmige und sich in Richtung der Stirnfläche des Schafts aufweitende Außenmantelflächen aufweisen. Die Außenmantelflächen sollen hierbei jedoch von einer komplementären Innenmantelfläche eines Federtellers in Schließrichtung des Gaswechselventils kraftbeaufschlagt sein, indem zwischen dem Boden und dem Federteller eine Druckfeder eingespannt ist. Diese Ausführungsvariante eignet sich besonders für solche Umschlingungselemente, die in Umfangsrichtung nicht oder nicht ausreichend elastisch dehnbar sind und infolgedessen auch nicht für eine definierte Schließkraft des Gaswechselventils im Ventilsitz zur Verfügung stehen. Die Ventilsitzkraft wird in diesem Fall vielmehr durch die zwischen Stößel und Gaswechselventil eingespannte Druckfeder erzeugt, die darüber hinaus auch eine spielfreie Verbindung des Umschlingungselements mit dem Stößel unterstützt. Diese Verbindung soll durch Stifte hergestellt sein, die im Tassenboden parallel zur Drehachse des Nockens verlaufen und an denen das Umschlingungselement mit endseitigen Ösen drehbeweglich eingehangen ist.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung soll die hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung als eine in der Innenmantelfläche des Hohlzylinders längsbeweglich gelagerte Baueinheit ausgebildet sein, die ein Gehäuse sowie einen im Gehäuse geführten Ausgleichskolben umfasst. Dabei soll der Ausgleichskolben einen Kolbenboden als Nockenanlauffläche aufweisen. Somit ist eine weitgehende Verwendung von Gleichteilen aus Ventilspielausgleichselementen für konventionelle Ventilsteuerungen möglich, so dass die Baueinheit besonders wirtschaftlich herstellbar ist.

Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Kolbenboden eine Öffnung zur Schmiermittelversorgung des Nockens und des Umschlingungselements aufweist. Dies kann zur Reibungsreduzierung und zur Kühlung des hohen Gleitgeschwindigkeiten ausgesetzten Kontakts zwischen dem Nocken und dem Umschlingungselement erforderlich sein. Dieser Aspekt ist zudem besonders bei Umschlingungselementen aus Kunststoff, die auch Elastomeranteile enthalten können, im Hinblick auf deren Temperaturstabilität zu beachten.

Es ist außerdem vorgeschlagen, dass der Ausgleichskolben zumindest in der zur Drehachse des Nockens senkrechten Ebene einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Nockenanlauffläche eine Außenmantelfläche des Gehäuses in radialer Richtung überragt. Ein so gestalteter Ausgleichskolben kann aufgrund der Durchmesserbeschränkung des Gehäuses erforderlich sein, um eine ausreichend große Nockenanlauffläche entsprechend einer hohen Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Gaswechselven tils zu erzeugen. Die Nockenanlauffläche soll schließlich konvex sphärisch ausgebildet sein, wodurch sich die erzielbaren Geschwindigkeiten des Gaswechselventils bei identischer Auswanderung des Nockens auf die Nockenanlauffläche weiter steigern lassen. Alternativ ist es bei einer gegenüber dem Nocken verdrehgesicherten Nockenanlauffläche auch möglich, diese in Richtung der Drehachse des Nockens mit einer zylindrischen Krümmung zu versehen, um gleichzeitig die Hertz'schen Pressungen im Kontakt zwischen Nocken und Nockenanlauffläche zu reduzieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Stößels dargestellt sind. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsvariante des Stößels in längsgeschnittener Gesamtdarstellung des Ventiltriebs,
2 eine vergrößerte Darstellung des Stößels gemäß 1 und
3 eine vergrößerte Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante des Stößels.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
1 offenbart einen zwangsgesteuerten Ventiltrieb 1 einer Brennkraftmaschine 2. Dargestellt ist eine erste Ausführungsvariante eines von einem rotierenden Nocken 3 angetriebenen Stößels 4a, der ein Gaswechselventil 5 in Öffnungs- und Schließrichtung, bezogen auf einen Ventilsitz 6, betätigt. Wie auch in 2 vergrößert gezeigt, ist der Stößel 4a als Tassenstößel 7 ausgebildet und weist ein zylindrisches Tassenhemd 8 auf, das in einer Stößelführung 9 der Brennkraftmaschine 2 längsbeweglich gelagert ist. An das Tassen hemd 8 schließt sich ein dem Nocken 3 zugewandter Tassenboden 10 an, an dem parallel zur Drehachse des Nockens 3 verlaufende Stifte 11 befestigt sind. An den Stiften 11 sind endseitige Ösen 12 eines flexiblen, um den Nocken 3 herumgeführten Umschlingungselements 13 drehbeweglich eingehangen.
Das Umschlingungselement 13 ist in einer zur Drehachse des Nockens 3 senkrechten Ebene verformbar, so dass es in seinem Umschlingungsbereich der pulsierenden Bewegung des Nockens 3 folgt. Darüber hinaus weist das Umschlingungselement 13 bei dieser ersten Ausführungsvariante des Stößels 4a auch eine geringfügige Elastizität in Umfangsrichtung auf. Dadurch, dass die Länge des Umschlingungselements 13 im nicht montierten Zustand geringfügig kürzer ist, als es dem Umfang im montierten, d.h. um den Nocken 3 gelegten Zustand entspricht, ist das Umschlingungselement 13 nach der Montage im Ventiltrieb 1 elastisch vorgespannt. Dies führt dazu, dass das vom Stößel 4a auch in Schließrichtung kraftbeaufschlagte Gaswechselventil 5 mit einer der Vorspannung entsprechenden Sitzkraft während eines hubfreien Grundkreises 14 des Nockens 3 im Ventilsitz 6 gehalten wird.
Zur formschlüssigen Anbindung des Stößels 4a an das Gaswechselventil 5 erstreckt sich ein vom Tassenboden 10 ausgehender Hohlzylinder 15 in Richtung eines Schafts 16 des Gaswechselventils 5. Zur Bildung eines Bundes 17 weist der Schaft 16 nahe einer Stirnfläche 18 eingearbeitete Rillen 19 auf, die zur formschlüssigen Aufnahme komplementär geformter Ventilkegelstücke 20 mit jeweils einer konusförmigen und sich in Richtung der Stirnfläche 18 des Schafts 16 aufweitenden Außenmantelfläche 21 dienen. Solche Ventilkegelstücke 20 sind aus konventionellen Ventiltrieben zur lösbaren Befestigung des dort verwendeten Ventilfedertellers bekannt, wobei deren konusförmige Außenmantelflächen 21 in diesem Anwendungsfall mit einer komplementären Innenmantelfläche 22 eines Bodens 23a des Hohlzylinders 15 in Schließrichtung des Gaswechselventils 5 kraftbeaufschlagt sind.
Zur Betätigung des Gaswechselventils 5 in Öffnungsrichtung dient eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung 24, die in einer Innenmantelfläche 25 des Hohlzylinders 15 längsbeweglich gelagert und zwischen der Stirnfläche 18 des Schafts 16 und dem Nocken 3 eingespannt ist. Die Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 ist als Baueinheit 26 ausgeführt, welche im wesentlichen ein Gehäuse 27, einen im Gehäuse 27 leckspaltartig geführten Ausgleichskolben 28 mit einem Rückschlagventil 29 sowie eine in einem Arbeitsraum 30 angeordnete Rückstellfeder 31 umfasst. Das dem Fachmann hinreichend bekannte Funktionsprinzip der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 führt dazu, dass auf Bauteiltoleranzen basierende Streuungen sowie verschleiß- oder temperaturbedingte Änderungen des Abstands zwischen der Stirnfläche 18 des Schafts 16 und dem Grundkreis 14 des Nockens 3 stets durch Nachführen des Ausgleichskolbens 28 in Richtung des Nockens 3 kompensiert werden. Zur Versorgung mit Hydraulikmittel ist der Arbeitsraum 30 an eine druckmittelführende und die Stößelführung 9 schneidende Ölgalerie 32 angeschlossen.
Der Ausgleichskolben 28 weist ferner einen als Nockenanlauffläche 33 ausgebildeten Kolbenboden 34 auf, in dem eine Öffnung 35 zur Schmiermittelversorgung des Umschlingungselements 13 und des darin rotierenden Nockens 3 verläuft. Eine Schmierung des hohen Gleitgeschwindigkeiten ausgesetzten Kontakts zwischen dem Nocken 3 und dem Umschlingungselement 13 kann zur Reibungsreduzierung und zur Kühlung des Umschlingungselements 13 erforderlich sein. Der Aspekt einer ausreichenden Kühlung kann insbesondere bei Umschlingungselementen aus Kunststoff, die auch Elastomeranteile enthalten können, im Hinblick auf deren Temperaturstabilität von Bedeutung sein.
Unter Berücksichtigung der erforderlichen Auswanderung des Nockens 3 auf der Nockenanlauffläche 33 überragt diese eine Außenmantelfläche 36 des Gehäuses 27 in radialer Richtung, so dass der Ausgleichskolben 28 einen T-förmigen Querschnitt aufweist. Gleichzeitig kann die Auswanderung des Nockens 3 und folglich die erforderliche laterale Erstreckung der Nockenanlauffläche 33 dadurch minimiert werden, dass diese gegenüber dem Nocken 3 konvex sphärisch ausgebildet ist. Im Hinblick auf geringe Pressungen zwischen Nocken 3 und Nockenanlauffläche 33 kann diese selbstverständlich auch zylindrisch in Richtung der Drehachse des Nockens 3 sein, wozu die Nockenan lauffläche 33 dann jedoch gegenüber dem Nocken 3 gegen Verdrehen zu sichern ist.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Stößels 3 zur Zwangsbetätigung des Gaswechselventils 5 ist nachfolgend für eine Umdrehung des Nockens 3 erläutert. Der Nocken 3 setzt sich beispielhaft aus dem hubfreien Grundkreis 14, zwei Beschleunigungsphasen 37 sowie einer Verzögerungsphase 38 – jeweils in Öffnungsrichtung des Gaswechselventils 5 betrachtet – zusammen. Wie in 1 dargestellt, befindet sich das Gaswechselventil 5 während des Grundkreises 14 im geschlossenen Zustand. Dabei wird eine der Vorspannung des Umschlingungselements 13 entsprechende, über die Stifte 11 auf den Tassenboden 10 und vom Boden 23a des Hohlzylinders 15 über die Ventilkegelstücke 20 auf den Schaft 16 übertragene Ventilsitzkraft erzeugt. Gleichzeitig befindet sich die Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 im unbelasteten Zustand gegenüber dem Nocken 3 und kann ein gegebenenfalls auftretendes Ventilspiel durch Nachführen der Nockenanlauffläche 33 des Ausgleichskolbens 28 an den Grundkreis 14 eliminieren. Bei einer angenommenen Drehrichtung des Nockens 3 im Uhrzeigersinn wird anschließend ein der Beschleunigungsphase entsprechender Teilhub des Nockens 3 über einen ersten Kraftflusspfad über die Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 auf die Stirnfläche 18 des Schafts 16 unter Öffnung des Gaswechselventils 5 übertragen. Die in der darauf folgenden Verzögerungsphase 38 auftretenden Trägheitskräfte des Stößels 3 und des Gaswechselventils 5 werden vom Umschlingungselement 13 aufgenommen, in dem sich die Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 und das Gaswechselventil 5 über einen zweiten Kraftflusspfad über die Ventilkegelstücke 20 am Boden 23a des Hohlzylinders 15 sowie über die Stifte 11 am Umschlingungselement 13 und schließlich am Nocken 3 abstützen. In der ablaufseitigen Beschleunigungsphase 37 erfolgt ein weiterer Kraftflusswechsel, da das Gaswechselventil 5 in dieser Phase erneut in Öffnungsrichtung beschleunigt wird. Infolgedessen stützt sich das Gaswechselventil 5 wieder über die Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 am Nocken 3 ab, bis das Gaswechselventil 5 den Ventilsitz 6 erreicht hat. Ein sich während der Umdrehung des Nockens 3 eventuell ausbil dendes Ventilspiel infolge eines Absinkens des Ausgleichskolbens 28 kann während des sich anschließenden Grundkreises 14 ausgeglichen werden.
In 3 ist eine zweite Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Stößels 4b vergrößert dargestellt, wobei sich die nachfolgende Beschreibung auf die wesentlichen Unterschiede zu dem anhand der 1 und 2 beschriebenen Stößel 4a beschränkt. Der Stößel 4b ist vorzugsweise für Umschlingungselemente 13 geeignet, die zwar ebenfalls in der zur Drehachse des Nockens 3 senkrechten Ebene verformbar sind, jedoch keine oder keine ausreichende Elastizität in Umfangsrichtung aufweisen. Ein derartiges Umschlingungselement 13 kann beispielsweise aus federhartem Stahlband bestehen, das eine definierte, die Ventilsitzkraft des Gaswechselventils 5 erzeugende Vorspannung nicht erlaubt. Die Ventilsitzkraft wird bei dieser Ausführungsvariante ersatzweise durch eine Druckfeder 39 erzeugt, die zwischen dem Stößel 4b und dem Gaswechselventil 5 eingespannt ist und das Gaswechselventil 5 in Schließrichtung beaufschlagt. Hierzu ist ein Federteller 40 vorgesehen, der sich an den konusförmigen Außenmantelflächen 21 der Ventilkegelstücke 20 mit einer komplementären Innenmantelfläche 41 abstützt und als erste Federauflage dient. Als zweite Federauflage dient ein den Federteller 40 beabstandet untergreifender Boden 23b des vom Tassenboden 10 ausgehenden Hohlzylinders 15. Während die Druckfeder 39 einerseits durch Vorspannung die Ventilsitzkraft erzeugen soll, hat sie andererseits die Aufgabe, eine vergleichsweise steife Verbindung des Stößels 4b mit dem Gaswechselventil 5 herzustellen. Dies liegt darin begründet, dass die Druckfeder 39 die während der Verzögerungsphase 38 auftretenden Trägheitskräfte der Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 sowie des Gaswechselventils 5 möglichst hubfrei abstützen muss, um ein unerwünschtes Aufpumpen der Ventilspielausgleichsvorrichtung 24 in dieser Phase sicher zu verhindern. Insofern bietet sich für die hier als Schraubenfeder dargestellte Druckfeder 39 alternativ auch die Verwendung einer Tellerfeder mit kleinem Federweg und hoher Federsteifigkeit an.

1: Ventiltrieb
2: Brennkraftmaschine
3: Nocken
4a, b: Stößel
5: Gaswechselventil
6: Ventilsitz
7: Tassenstößel
8: Tassenhemd
9: Stößelführung
10: Tassenboden
11: Stift
12: Öse
13: Umschlingungselement
14: Grundkreis
15: Hohlzylinder
16: Schaft
17: Bund
18: Stirnfläche
19: Rille
20: Ventilkegelstück
21: Außenmantelfläche
22: Innenmantelfläche
23a, b: Boden
24: Ventilspielausgleichsvorrichtung
25: Innenmantelfläche
26: Baueinheit
27: Gehäuse
28: Ausgleichskolben
29: Rückschlagventil
30: Arbeitsraum
31: Rückstellfeder
32: Ölgalerie
33: Nockenanlauffläche
34: Kolbenboden
35: Öffnung
36: Außenmantelfläche
37: Beschleunigungsphase
38: Verzögerungsphase
39: Druckfeder
40: Federteller
41: Innenmantelfläche

Claims

Stößel (4a, 4b) für ein zwangsgesteuertes Gaswechselventil (5) einer Brennkraftmaschine (2), welcher Stößel (4a, 4b) in der Brennkraftmaschine (2) längsbeweglich geführt und von einem Nocken (3) angetrieben ist, der drehbar innerhalb eines Umschlingungselements (13) angeordnet ist, das in einer zur Drehachse des Nockens (3) senkrechten Ebene verformbar und mit dem Stößel (4a, 4b) verbunden ist, wobei der Stößel (4a, 4b) das Gaswechselventil (5) sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (4a, 4b) eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung (24) aufweist, die zwischen dem Gaswechselventil (5) und dem Nocken (3) so eingespannt ist, dass das Gaswechselventil (5) – über einen ersten Kraftflusspfad in der Reihenfolge Nocken (3) – Ventilspielausgleichsvorrichtung (24) – Gaswechselventil (5) in Öffnungsrichtung beschleunigt wird und – über einen zweiten Kraftflusspfad in der Reihenfolge Nocken (3) – Umschlingungselement (13) – Stößel (4a, 4b) – Gaswechselventil (5) in Öffnungsrichtung verzögert wird.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (4a, 4b) als Tassenstößel (7) mit einem im wesentlichen zylindrischen, außen geführten Tassenhemd (8) und einem dem Nocken (3) zugewandten Tassenboden (10) ausgebildet ist, welcher Tassenboden (10) in einen zum Tassenhemd (8) konzentrischen und sich in Richtung des Gaswechselventils (5) erstreckenden Hohlzylinder (15) übergeht, der mit einem Boden (23a, 23b) einen Schaft (16) des Gaswechselventils (5) unterhalb eines vom Schaft (16) ausgehenden Bundes (17) umgreift, wobei die Ventilspielausgleichsvorrichtung (24) in einer Innenmantelfläche (25) des Hohlzylinders (15) zwischen einer Stirnfläche (18) des Schafts (16) und dem Nocken (3) verläuft.
Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (17) durch formschlüssig mit dem Schaft (16) verbundene Ventilkegelstücke (20) gebildet ist, die konusförmige und sich in Richtung der Stirnfläche (18) des Schafts (16) aufweitende Außenmantelflächen (21) aufweisen und von einer komplementären Innenmantelfläche (22) des Bodens (23a) in Schließrichtung des Gaswechselventils (5) kraftbeaufschlagt sind.
Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungselement (13) in Umfangsrichtung elastisch dehnbar ist.
Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (17) durch formschlüssig mit dem Schaft (16) verbundene Ventilkegelstücke (20) gebildet ist, die konusförmige und sich in Richtung der Stirnfläche (18) des Schafts (16) aufweitende Außenmantelflächen (21) aufweisen und von einer komplementären Innenmantelfläche (41) eines Federtellers (40) in Schließrichtung des Gaswechselventils (5) kraftbeaufschlagt sind, indem zwischen dem Boden (23b) und dem Federteller (40) eine Druckfeder (39) eingespannt ist.
Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tassenboden (10) parallel zur Drehachse des Nockens (3) verlaufende Stifte (11) aufweist, an denen das Umschlingungselement (13) mit endseitigen Ösen (12) drehbeweglich eingehangen ist.
Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilspielausgleichsvorrichtung (24) als eine in der Innenmantelfläche (25) des Hohlzylinders (15) längsbeweglich gelagerte und ein Gehäuse (27) sowie einen im Gehäuse (27) geführten Ausgleichskolben (28) umfassende Baueinheit (26) ausgebildet ist, wobei der Ausgleichskolben (28) einen Kolbenboden (34) als Nockenanlauffläche (33) aufweist.
Stößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (34) eine Öffnung (35) zur Schmiermittelversorgung des Nockens (3) und des Umschlingungselements (13) aufweist.
Stößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (28) zumindest in der zur Drehachse des Nockens (3) senkrechten Ebene einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Nockenanlauffläche (33) eine Außenmantelfläche (36) des Gehäuses (27) in radialer Richtung überragt.
Stößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenanlauffläche (33) konvex sphärisch ausgebildet ist.