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Die Erfindung betrifft eine Stoßstange für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend eine solche Stoßstange, insbesondere einen Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor mit seitlicher oder unten liegender Nockenwelle. Die Erfindung betrifft ferner eine derartige Brennkraftmaschine, z. B. ein Motor, insbesondere für ein Fahrzeug, z. B. ein Kraftfahrzeug, Nutzfahrzeug, Wasserfahrzeug, Schienenfahrzeug oder eine Brennkraftmaschine zur Stromerzeugung, umfassend eine solche Stoßstange.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, z. B. Nutzfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, oder ein Schienenfahrzeug mit einer Stoßstange oder einem Ventiltrieb wie in diesem Dokument beschrieben.
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Eine Stoßstange für einen Ventiltrieb bildet das Übertragungsglied im Antriebsmechanismus von der Nockenwelle zu den Ventilen. Umgangssprachlich wird für die Stoßstange häufig der Begriff Stößelstange verwendet. Die Stoßstange in einem Verbrennungsmotor ist Teil der Ventilsteuerung an Motoren, insbesondere bei Motoren mit seitlicher oder unten liegender Nockenwelle. Bekannte Stoßstangen bestehen aus einem zylinderförmigen Schaft, an dessen Enden Kugelköpfe oder Kugelpfannen vorgesehen sind.
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Zur Erhöhung der Knicksteifigkeit ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Schaft der Stoßstange nicht rohr- oder zylinderförmig auszuführen, sondern einen Abschnitt des Schafts durch eine doppelkonische Formgebung in einem mittleren Bereich der Stoßstange knickfester auszuführen, wie es beispielsweise in der
AT 005 130 U1 , der
US 4,850,315 A oder der
US 5,027,763 A beschrieben ist. So offenbart die
AT 005 130 U1 eine Stößelstange mit einem vorzugsweise mittig zwischen den Enden der Stößelstange angeordneten Bereich maximalen Querschnittes, wobei die Stoßstange aus einem ersten und einem zweiten, im Wesentlichen hohl ausgeführten Stangenteil besteht; diese Stangenteile weisen jeweils einen maximalen Querschnitt im Bereich einer offenen Stirnseite auf, wobei die Stangenteile an ihren offenen Stirnseiten (2b, 3b) miteinander unlöslich verbunden sind.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den bekannten Stand der Technik weiterzubilden, um eine Stoßstange mit hoher Knickfestigkeit bereitzustellen, die in Ventiltrieben mit beschränktem Bauraum flexibel einsetzbar ist.
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Diese Aufgaben werden durch eine Stoßstange mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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Gemäß allgemeinen Gesichtspunkten der Erfindung wird eine Stoßstange, insbesondere für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, bereitgestellt, deren Schaft eine Rippenstruktur aufweist.
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Durch das Verrippen, d. h. das Vorsehen einer Rippenstruktur zur Erhöhung der Knicksteifigkeit eines definierten Bereichs der Stoßstange, wird eine Erhöhung der Knicksicherheit der Stoßstange erreicht im Vergleich zu einer zylinderförmigen Ausführung des Schafts der Stoßstange. Darüber hinaus lässt sich eine Gewichtsreduktion erzielen, wodurch unter anderem die Ventiltriebsdynamik verbessert wird. Ein weiterer Vorteil dieser Stoßstangenausführung ist die Verwendung der Stoßstange auch in bauraumkritischen Bereichen durch die Verjüngung der Stößelstange in weniger knickanfälligen Bereichen. Insbesondere bietet die Rippenstruktur im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten doppelkonischen oder „bauchigen“ Ausführung des Schaftes bei ähnlich guter Knicksteifigkeit mehr Flexibilität, die Abmaße der Stoßstange in bauraumkritischen Bereichen an den vorherrschenden Platzbedarf anzupassen. Je nach verfügbarem Bauraum kann beispielsweise die Länge der Rippenstruktur, die Anzahl und/oder Größe der Rippen der Rippenstruktur angepasst werden. Der Abstand des Beginns und des Endes der Rippen kann somit zweckmäßig in Abhängigkeit von dem Bauraum im Motor gewählt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Rippenstruktur mehrere radial abstehende, sich in Längsrichtung des Schaftes erstreckende Rippen auf. Mit anderen Worten können mehrere zumindest annähernd achsparallel zur Mittelachse des Schaftes verlaufende Rippen vorgesehen sein. Die Rippen können gleich oder unterschiedlich weit in radialer Richtung auskragen. Eine vorteilhafte Variante sieht vor, dass die Rippen sich gleich weit in radialer Richtung auskragen.
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Die Anzahl der Rippen der Rippenstruktur kann im Bereich von drei bis zwölf liegen, weiter vorzugsweise im Bereich von vier bis acht liegen.
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Die Rippenstruktur ist in einem zwischen den Enden der Stoßstange angeordneten Bereich angeordnet. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Rippenstruktur in einem mittleren Bereich des Schafts angeordnet ist. Hierbei kann die Rippenstruktur nur in den mittleren Bereich angeordnet sein, so dass an den beiden gegenüberliegenden Enden der Stoßstange keine Rippenstruktur angeordnet ist. Eine mögliche Ausführung sieht hierbei vor, dass die Rippenstruktur lediglich in einem mittleren Bereich des Schafts angeordnet ist, der höchstens 2/3, weiter vorzugsweise höchstens der Hälfte einer Länge des Schafts entspricht.
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Dadurch kann die Stoßstange in einem weniger knickanfälligen Bereich an den Enden der Stoßstange verjüngend ausgeführt werden. Dies ist ferner vorteilhaft zur Anordnung in einem bauraumkritischen Bereich zwischen Stößelstange und Zylinderkopf der Brennkraftmaschine.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Rippenstruktur einstückig mit dem Schaft ausgeführt sein, was vorteilhaft aus Stabilitätsgründen und im Hinblick auf die Herstellung der Stoßstange ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann eine Dicke zumindest einer Rippe der Rippenstruktur in radialer Richtung vom Schaft weg zumindest abschnittsweise abnehmen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann eine Rippe der Rippenstruktur im Querschnitt die Form eines Keils oder Rechtecks aufweisen. Ferner kann eine Rippe der Rippenstruktur abgerundete Ecken an der radial außen liegenden Kante der Rippe aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann eine Außenseite der Rippen der Rippenstruktur im Querschnitt die Form eines Kreisabschnittes mit dem Radius des Schafts im Bereich der Rippenstruktur aufweisen. Der Radius des Schafts in diesem Bereich umfasst die Höhe der Rippen in diesem Bereich. Ferner können die beiden Kanten, die sich von einer Außenseite der Rippen nach innen erstrecken, nach innen sich erweiternd abgeschrägt sein.
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Die Enden des Schafts der Stoßstange können mit einem Kugelkopf oder einer Kugelpfanne versehen sein. Die Stoßstange kann aus einem herkömmlichen Bau- oder Werkzeugstahl gefertigt sein. Die Stoßstange und/oder der Schaft der Stoßstange kann als gezogenes Rohr mit Rippen hergestellt sein, wobei der Schaft an seinen beiden gegenüberliegenden Enden freigedreht ist. Die Stoßstange und/oder der Schaft der Stoßstange kann als gezogenes Rundmaterial mit Rippen hergestellt sein und an den Enden des Schafts freigedreht sein. Die Stoßstange und/oder der Schaft kann ferner als Rundmaterial geschmiedet oder als Rundmaterial umgeformt sein.
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Die Rippenstruktur kann gerade oder „bauchig“ am Schaft auslaufen. Die Rippenstruktur kann mit oder ohne Fase ausgeführt sein.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Stoßstange wie in diesem Dokument beschrieben, insbesondere einen Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor mit seitlicher oder unten liegender Nockenwelle. Die Erfindung betrifft ferner eine derartige Brennkraftmaschine, z. B. ein Motor, insbesondere für ein Fahrzeug, z. B. ein Kraftfahrzeug, Nutzfahrzeug, Wasserfahrzeug, Schienenfahrzeug oder zur Stromerzeugung, umfassend eine Stoßstange wie in diesem Dokument beschrieben.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, z. B. Nutzfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, oder ein Schienenfahrzeug mit einer Stoßstange oder einem Ventiltrieb wie in diesem Dokument beschrieben.
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Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Stoßstange gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
- 2 einen Querschnitt entlang B-B in 1.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt eine Stoßstange 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Stoßstange 1 kann in einem Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor zum Einsatz kommen und hierbei das Übertragungsglied im Antriebsmechanismus von der seitlich oder unten gelegenen Nockenwelle zu den Gaswechselventilen bilden. Umgangssprachlich wird für die Stoßstange häufig der Begriff Stößelstange verwendet.
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Die Stoßstange 1 umfasst einen Schaft 2, an dessen Enden ein Kugelkopf 6 oder eine Kugelpfanne 5 vorgesehen sind.
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In der gezeigten Ausführungsvariante der 1 weist ein mittlerer Bereich 2b des Schafts 2 eine Rippenstruktur 3 auf. Hierbei ist die Rippenstruktur 3 durch mehrere radial abstehende, sich in Längsrichtung L des Schaftes 2 erstreckende Rippen 4 gebildet, wobei die Rippenstruktur 3 einstückig mit dem Schaft 2 ausgeführt ist.
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Die Längsrichtung entspricht hier der Längsachse L des Schafts 2. Eine Radialrichtung ist senkrecht zur Längsachse L. An den mittleren Bereich 2b des Schafts 2 schließen sich die beiden gegenüberliegenden Endbereiche 2a des Schafts 2 an, die zylinderförmig ausgeführt sind.
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Die Rippenstruktur 3 ist auch in 2 gezeigt, die einen Querschnitt entlang B-B in 1 zeigt.
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Vorliegend weist die Rippenstruktur vier Rippen 4 auf, die in Längsrichtung parallel zur Längsachse L des Schaftes verlaufen und gleich weit in radialer Richtung auskragen. Lediglich beispielhaft nimmt eine Dicke der Rippen 4 der Rippenstruktur 3 in radialer Richtung R vom Schaft weg zumindest abschnittsweise ab. Die Rippen 4 weisen im Querschnitt die Form eines Keils oder Rechtecks mit abgerundeten Ecken an der radial außen liegenden Kante 4a auf. Die beiden Kanten, die sich von einer Außenseite 4a einer Rippe 4 nach innen erstrecken, sind nach innen sich erweiternd abgeschrägt.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stoßstange
- 2
- Schaft
- 2a
- Äußerer Abschnitt des Schafts
- 2b
- Mittlerer Abschnitt des Schafts
- 3
- Rippenstruktur
- 4
- Rippe
- 5
- Kugelpfannenförmiger Endbereich
- 6
- Kugelförmiger Endbereich
- L
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- AT 005130 U1 [0005]
- US 4850315 A [0005]
- US 5027763 A [0005]
