DE102013211279A1

DE102013211279A1 - Tassenstößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102013211279A1
Application number: DE102013211279.3A
Authority: DE
Inventors: Manfred Straetz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-18

Abstract

Bei einem Tassenstößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hohlzylindrischen Gehäuse (22) weist eine Stirnseite einen Boden (24) für den Kontakt mit einem Nocken auf. Erfindungsgemäß sind an dem Mantel (25) des Gehäuses (22) eines oder mehrere Segmente (27) durch Vorstanzen gebildet, welche am Ende des Herstellungsprozesses von dem Gehäuse (22) getrennt und daraus entfernt werden. Dadurch wird ein Leichtbaustößel mit deutlich reduziertem Gewicht gegenüber bisherigen Tassenstößeln geschaffen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Tassenstößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zu seiner Herstellung, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, dessen eine Stirnseite einen Boden für den Kontakt mit einem Nocken aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Ein solcher Tassenstößel ist beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2010 027 608 A1 und DE 101 23 966 A1 bekannt. Die dort beschriebenen und dargestellten Tassenstößel weisen auf der gesamten Länge ihrer kreiszylindrischen äußeren Gehäuse konstante Wanddicken auf. Bisher werden Gehäuse von Tassenstößeln unter anderem durch Tiefziehen der einzelnen Komponenten hergestellt. Um eine verbesserte Dynamik von Ventiltrieben in Verbrennungsmotoren zu erreichen, ist es wünschenswert, besonders leichte Tassenstößelgehäuse herstellen zu können. Das von der Wanddicke abhängige Tassenstößelgewicht lässt sich jedoch mit den bekannten Verfahren der Herstellung nicht beliebig reduzieren.
Das Tiefziehen von Tassenstößeln ist ein modernes und kostengünstiges Verfahren. Im Laufe ihrer Entwicklung wurden Tassenstößel hinsichtlich ihres Gewichtes ständig verbessert. Irgendwann ist aber eine weitere erhebliche Gewichtsverringerung z. B. durch die Wahl geringerer Wanddicken oder kürzerer Wandlängen ihrer Gehäuse nicht mehr möglich.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit bekannten Technologien einen als Leichtbaustößel zu bezeichnenden Tassenstößel mit deutlich reduziertem Gewicht gegenüber bisherigen Tassenstößeln anzugeben und herzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Mantel des hohlzylindrischen Stößelgehäuses eines oder mehrere Segmente durch Vorstanzen gebildet sind, welche am Ende des Herstellungsprozesses von dem Gehäuse getrennt und daraus entfernt worden sind. Auf diese Weise lässt sich das Gewicht eines solchen, den hydraulischen oder mechanischen Ventilspiel-Ausgleich ermöglichenden Tassenstößels bedeutsam verringern.
Vorteilhaft kann das Gehäuse nach dem Vorstanzen zur Bildung der Segmente durch Schleifen des Mantels behandelt werden, wonach erst dann die Segmente von dem Gehäuse getrennt und daraus entfernt werden, weil sie nach der Bearbeitung des Gehäuses durch Schweißen oder Härten für den Schleifvorgang des Mantels am Außendurchmesser des Gehäuses noch benötigt werden.
Der Tassenstößel kann sowohl als Stößel für den mechanischen als auch als Stößel für den hydraulischen Ventilspielausgleich ausgebildet sein. Im letzteren Fall kann er einen in das Gehäuse eingesetzten Trichter aufweisen, in welchem ein hydraulisches Spielausgleichselement gehalten und axial geführt ist.
Die zu trennenden und aus dem Gehäuse herauszunehmenden Segmente können so gestaltet sein, dass nach ihrer Herausnahme ein umlaufender Ring an der offenen Stirnseite des Gehäuses erhalten bleibt.
Um ein wirtschaftliches Trennen und Herausnehmen eines Segmentes aus dem Gehäuse zu ermöglichen, ist jeweils an einem das Gehäuse mit einem Segment nach dem Vorstanzen noch verbindenden Trennsteg eine den Trennvorgang begünstigende Profilierung angebracht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein Gehäuse für einen Tassenstößel mit einem vorgestanzten Segment, in der Seitenansicht;
2 einen Trichter für einen Tassenstößel, in perspektivischer Ansicht;
3 das Gehäuse nach 1 mit dem eingesetzten Trichter nach 2, in perspektivischer Ansicht;
4 das Gehäuse nach 3, in der Seitenansicht;
5 das fertig bearbeitete Gehäuse mit dem Trichter nach dem Trennen und Entfernen der Segmente, in perspektivischer Ansicht;
6 den Bereich eines das Gehäuse mit einem Segment verbindenden Trennstegs mit einer Profilierung, in perspektivischer Ansicht;
7 ein weiteres, fertig bearbeitetes Gehäuse mit einem an seiner offenen Stirnseite verbliebenen umlaufenden Ring, perspektivisch;
8 einen vorbekannten hydraulischen Tassenstößel, in perspektivischer Ansicht und teilweise im Schnitt;
9 einen in einer Brennkraftmaschine eingebauten Ventiltrieb mit einem weiteren vorbekannten hydraulischen Tassenstößel, im Schnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Eine in 9 dargestellte Anordnung 1 weist einen Tassenstößel nach dem aus der Druckschrift DE 10 2010 027 608 A1 vorbekannten Stand der Technik auf. Dieser ist als hydraulisches Ventilspielausgleichselement ausgeführt und in den Ventiltrieb für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine 2 eingebaut. Er ist ein Nockenfolger mit einem kreiszylindrischen äußeren Gehäuse 3, welches in einer Bohrung der Brennkraftmaschine 2 passend und längsverschieblich angeordnet ist. Das äußere Gehäuse 3 ist am oberen Ende mit einem Boden 4 verschlossen. Auf dessen Außenseite wirkt ein Nocken 5 einer Nockenwelle 6 ein. In dem äußeren Gehäuse 3 ist ein kreiszylindrisches Hydraulikelement 7 konzentrisch angeordnet. Dieses stützt sich in axialer Richtung mit seinem oberen Ende an dem Boden 4 des äußeren Gehäuses 3 und mit seinem unteren Ende an einem Ventilstößel 8 des Gaswechselventils ab. Der Ventilstößel 8 ist von einer auf ihn in Richtung des Hydraulikelementes 7 einwirkenden Druckfeder 9 umgeben. Das Hydraulikelement 7 wird in einem Trichter 10 gehalten und axial geführt, der sich zwischen dem Gehäuse 3 und dem Hydraulikelement 7 befindet. Wie aus der Beschreibung und 1 der vorbekannten Druckschrift hervorgeht, ist dort der Innenraum des Ventilspiel-Ausgleichselementes durch einen eingesteckten Trichter in einen unteren und einen oberen Raumbereich aufgeteilt.
8 zeigt einen Tassenstößel 11, wie er aus der Druckschrift DE 101 23 966 A1 vorbekannt ist. Der Tassenstößel 11 weist ein als hohlzylindrisches Hemd 12 bezeichnetes Gehäuse mit einer nockenseitigen Stirnseite 13 auf. Von der Stirnseite 13 aus erstrecken sich zwei konkav ausgebildete Seiten 14, welche in Nockenkontaktrichtung aufeinander zu laufen. Sie gehen in einen Boden 15 mit einer Dicke d für einen unmittelbaren Nockenkontakt über. Versteifungsrippen16 sind an der Innenseite 17 des Bodens 15 vorgesehen. An diesen liegt ein Innenkolben 18 eines hydraulischen Spielausgleichselementes 19 an. Im Hemd 12 befindet sich eine Aussparung 20 für eine Verdrehsicherung, über welche der Tassenstößel 11 in einer Längsnut einer Aufnahme des Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine geführt wird. Auch hier befindet sich zwischen dem das Gehäuse bildenden hohlzylindrischen Hemd 12 und dem hydraulischen Spielausgleichselement 19 ein Trichter 21.
In den 1 bis 5 ist ein erfindungsgemäßer Tassenstößel dargestellt, welcher aus einem kreiszylindrischen äußeren Gehäuse 22 und einem Trichter 23 besteht, der in das Gehäuse 22 eingesteckt ist. Das Gehäuse ist an einem stirnseitigen Ende mit einem Boden 24 verschlossen und an dem anderen Ende offen. In seinem Mantel 25 sind durchgehende Nuten 26 durch Vorstanzen so eingearbeitet, dass einzelne Segmente 27 gebildet sind. Diese sind zunächst noch über Trennstege 28 mit dem Mantel 25 verbunden. Die Fertigbearbeitung des Gehäuses 22 erfolgt durch Trennen und Entfernen der Segmente 27 aus dem Mantel 25. Um die gewünschte Gewichtsreduzierung des Gehäuses 22 zu erreichen, sind auch an dem im Gehäuse 22 eingesetzten Trichter 23 segmentförmige Mantelbereiche entfernt worden.
In 6 ist der jeweilige Verbindungsbereich zwischen dem Mantel 25 und dem noch nicht herausgenommenen Segment 27 des Gehäuses 22 dargestellt. Bei dem Vorstanzen zweier benachbarter Nuten 26 ist zwischen diesen der Trennsteg 28 erhalten geblieben. Er ist für das spätere Herausnehmen des Segmentes 27 aus dem Gehäuse 22 mit einer geeigneten Profilierung 29 versehen, welche den Trennvorgang begünstigt. Auf diese Weise wird ein wirtschaftliches Trennen der Segmente 27 von dem Gehäuse 22 möglich. Der in 7 dargestellte erfindungsgemäße Tassenstößel ist im Wesentlichen ebenso ausgeführt, wie der Stößel nach den 1 bis 5. An seinem Gehäuse 30 sind jedoch die zu entfernenden Segmente so ausgeführt, dass nach deren Trennen und Herausnehmen ein umlaufender Ring 31 mit dem Gehäuse 30 verbunden bleibt.
Bezugszeichenliste

1: Tassenstößel-Anordnung
2: Brennkraftmaschine
3: Gehäuse
4: Boden
5: Nocken
6: Nockenwelle
7: Hydraulikelement
8: Ventilstößel
9: Druckfeder
10: Trichter
11: Tassenstößel
12: hohlzylindrisches Hemd
13: Stirnseite
14: konkav ausgebildete Seite
15: Boden
16: Versteifungsrippe
17: Innenseite
18: Innenkolben
19: Spielausgleichselement
20: Aussparung
21: Trichter
22: Gehäuse
23: Trichter
24: Boden
25: Mantel
26: Nut
27: Segment
28: Trennsteg
29: Profilierung
30: Gehäuse
31: umlaufender Ring
d: Dicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010027608 A1 [0002, 0020]
DE 10123966 A1 [0002, 0021]

Claims

Tassenstößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu seiner Herstellung, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse (22, 30), dessen eine Stirnseite einen Boden (24) für den Kontakt mit einem Nocken aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Mantel (25) des Gehäuses (22, 30) eines oder mehrere Segmente (27) durch Vorstanzen gebildet sind, welche am Ende des Herstellungsprozesses von dem Gehäuse (22, 30) getrennt und daraus entfernt worden sind.
Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22, 30) nach dem Vorstanzen zur Bildung der Segmente (27) durch Schleifen des Mantels (25) behandelt worden ist, wonach die Segmente (27) von dem Gehäuse (22, 30) getrennt und daraus entfernt worden sind.
Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er als Stößel für den mechanischen Ventilspielausgleich ausgebildet ist.
Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er als Stößel für den hydraulischen Ventilspielausgleich ausgebildet ist, mit einem in das Gehäuse (22, 30) eingesetzten Trichter (23), in welchem ein hydraulisches Spielausgleichselement gehalten und axial geführt ist.
Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu trennenden und aus dem Gehäuse (30) herauszunehmenden Segmente (27) so gestaltet sind, dass nach ihrer Herausnahme ein umlaufender Ring (31) an der offenen Stirnseite des Gehäuses (30) erhalten bleibt.
Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem das Gehäuse (22, 30) mit dem jeweiligen Segment (27) nach dem Vorstanzen noch verbindenden Trennsteg (28) eine den Trennvorgang begünstigende Profilierung (29) angebracht ist.