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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf einen Stößel, der in Motoren und Kraftstoffpumpen verwendet wird, und insbesondere auf einen Stößel, der eine verbesserte Schmierung der Nockenerhebung bereitstellt.
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Stand der Technik
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Strömungssteuerkomponenten in einem Verbrennungsmotor, wie etwa Einlass- und Auslassventile und Kraftstoffinjektoren, werden in der Regel durch eine Nockenanordnung angetrieben, die betriebsfähig mit der Kurbelwelle des Antriebs verbunden ist. Die Drehung der Kurbelwelle führt zu einer entsprechenden Drehung einer Nockenwelle, die einen oder mehrere Nockenstößel oder Stößel antreibt. Die Bewegung der Stößel führt zu einer Hin- und Herbewegung der Einlass- und Auslassventile und zum Betätigen der Kraftstoffinjektoren. Die Form der Nockenerhebung auf der Nockenwelle bestimmt den Zeitpunkt und die Dauer des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile sowie der Kraftstoffinjektion. Jeder Stößel kann unter anderem eine Nockenrolle beinhalten, die in Kontakt mit einer Nockenerhebung der Nockenwelle steht, sowie eine Buchse, ein Rollenlager oder ein Nadellager, das die Nockenrolle an einem Ende des Stößelkörpers drehbar trägt.
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Herkömmliche Verbrennungsmotoren mit Nockenwelle verwenden in der Regel Ventilstößel, Stangen und Ventilfedern zusammen mit Kipphebeln, um die Einlass- und Auslassventile des Antriebs zu öffnen und zu schließen, damit Luft und Kraftstoff während der Verbrennung in die Zylinder des Motors eindringen und aus ihnen austreten können. Diese Komponenten werden gemeinsam als „Ventiltrieb“ bezeichnet. Bei Motoren mit konventionellen Nockenwellen im Gegensatz zu Motoren mit obenliegenden Nockenerhebungen, läuft ein Ventilstößel mit einer Schubstange auf der Nockenerhebung der Nockenwelle, die von der Kurbelwelle gedreht wird. Während sich der Stößel auf- und abbewegt, bewegt sich die im Stößel sitzende Schubstange ebenfalls auf und ab und überträgt diese Auf- und Abwärtsbewegung über einen Kipphebel entweder auf ein Einlass- oder ein Auslassventil. Eine Hochspannungsfeder mit einer Spannung von etwa 200 bis 1000 ft-lbs umschließt den Schaft des Ventils und wenn die Feder zusammengedrückt wird, wird das Ventil in den Zylinder gedrückt. Während des Aufwärtshubs des Kolbens im Zylinder öffnet sich das Einlassventil, damit Kraftstoff und Luft in die Brennkammer eintreten können. In der Nähe des oberen Endes des Aufwärtshubs schließen sich sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile und die Zündkerze erzeugt einen Funken, der das durch den Kolben komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch zündet. Dies führt zu einer Hochtemperaturexplosion, die den Kolben nach unten drückt, was als „Krafthub“ bezeichnet wird. Diese Bewegung wird über eine Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen, die wiederum diese Winkelbewegung über eine Reihe von Zahnrädern auf die Räder des Fahrzeugs überträgt. Am Ende des Krafthubs öffnet sich das Auslassventil, um das verbrannte Kraftstoffgemisch aus dem Zylinder auszustoßen. Nachdem der Kolben die Richtung geändert und den Aufwärtshub begonnen hat, bleibt das Auslassventil weiterhin geöffnet und drückt so die verbliebenen Abgase aus dem Zylinder. Während dieser Zeit beginnt sich jedoch das Einlassventil zu öffnen, um den Zylinder mit Kraftstoff aufzuladen. Erst wenn sich der Kolben nach oben bewegt, schließt sich das Auslassventil. So werden zu verschiedenen Zeitpunkten während des Kompressionszyklus sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile gleichzeitig geöffnet und geschlossen. Der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens der Ventile wird zum Steuern durch das physische Design der ovalen Nockenerhebung auf der Nockenwelle bestimmt. Wenn der Ventilstößel von der Nockenerhebung der Nockenwelle nach oben gedrückt wird, drückt der Ventilstößel die Schubstange nach oben, die den Kipphebel nach unten treibt, wodurch das Ventil geöffnet wird. Entsprechend hebt sich der Kipphebel bei der Abwärtsbewegung des Stößels und der Schubstange und das Ventil schließt sich aufgrund der Vorspannung durch die Ventilfeder.
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In Hochgeschwindigkeitsmotoren, die sich durch eine hohe Anzahl von Umdrehungen pro Minute (U/min) auszeichnen, sind die Komponenten des Ventiltriebs extremen Belastungen und hohen Temperaturen ausgesetzt. Um die Leistung des Antriebs zu steigern und den Verschleiß der Komponenten zu verringern, der schließlich zu einem Ausfall führen kann, wurden verschiedene Konfigurationen von Ventilstößeln entworfen. Solide und hydraulische Ventilstößel sind die gebräuchlichsten Konstruktionen, die in Motoren mit konventioneller Nockenwelle verwendet werden. Hydraulikstößel werden in der Regel in Antrieben mit relativ niedrigen Drehzahlen (bis zu 6.500 U/min) eingesetzt, während solide Ventilstößel in Anwendungen mit hohen Drehzahlen, wie z. B. im Rennsport und bei Hochleistungsanwendungen, bevorzugt werden. Herkömmliche hydraulische und solide Stößel haben eine flache Oberfläche, die fest mit dem Körper des Stößels verbunden oder in diesen integriert ist und sind für den Eingriff mit und das Laufen auf den Nockenerhebungen der Nockenwelle angepasst. Der Eingriff zwischen der festen Oberfläche des Stößelkörpers und der Nockenwellenerhebung erzeugt hohe Reibungskräfte, wodurch die Flächen der Erhebungen verschleißen. Je höher also die Drehzahl des Antriebs ist, desto größer ist der Verschleiß und die Wahrscheinlichkeit, dass Material von der Nockenerhebung abgetragen wird. Wenn Material von der Fläche der Nockenerhebung abgetragen wird, ändert sich auch der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Ventils. Diese Änderung der Steuerzeiten kann die Leistung des Antriebs beeinträchtigen, indem z. B. zu viel Kraftstoff in den Zylinder gelangt und einen fetten Zustand verursacht. Umgekehrt kann eine falsche Steuerzeit dazu führen, dass ein nicht vollständig verbranntes Luft-Kraftstoff-Gemisch durch das Auslassventil entweicht, was zu einem mageren Zustand, erhöhtem Kraftstoffverbrauch und erhöhter Schadstoffbelastung führt. Beide Zustände beeinträchtigen den Zylinderdruck und verringern die Leistung, was zu Zündaussetzern im Zylinder und zu Motorschäden führen kann. Wenn diese falsche Steuerzeit es außerdem zulässt, dass ein Ventil offen bleibt, wenn sich der Kolben am oberen Ende des Verdichtungshubs befindet, schlägt der Kolben gegen das Ventil, was zu verbogenen Schubstangen und Ventilen, gebrochenen Ventilfedern und Stößeln und schließlich zu einem katastrophalen Motorschaden führt.
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Um den Verschleiß der Nockenerhebung in Hochleistungsantrieben zu verringern, wurde dem Körper des Ventilstößels eine Nockenrolle hinzugefügt, die auf der Nockenerhebung der Nockenwelle läuft. Die Nockenrolle ermöglicht die Verwendung einer Nockenwelle mit Nockenerhebungen mit steileren Rampenwinkeln, um ein schnelleres Öffnen und Schließen der Ventile für Antriebe mit hohen Drehzahlen bereitzustellen. Der Eingriff der Nockenrolle in die rotierende Nockenerhebung reduziert die dazwischen entstehenden Reibungskräfte. Das Vorhandensein der Nockenrolle verringert nicht nur den Verschleiß der Nockenerhebung und Ventilstößel, sondern stellt auch sanftere Übergänge bereit, wenn die Nockenrolle über den Scheitelpunkt der Nockenerhebung läuft, wodurch die Geräuschentwicklung des Ventiltriebs verringert wird. Ebenso wurden verschiedene Lager- und Hülsenkonfigurationen zur Verringerung der Reibung und des Verschleißes des Schaftes verwendet, an dem die Nockenrolle drehbar am Ventilstößel angebracht ist. Bei Hochleistungsantrieben haben Nadellager solide Nockenrollen, Nockenrollenbuchsen und herkömmliche Kugellager ersetzt, um den Verschleiß zu verringern und die Last gleichmäßiger über die Fläche des Schafts zu verteilen. Doch selbst bei Nockenrollen, die Lager oder Buchsen beinhalten, hängt die ordnungsgemäße Funktion einer Nockenrolle und der Schnittstelle zwischen Nockenrolle und Nockenerhebung von der kontinuierlichen Zufuhr eines Schmiermittels zur Nockenrolle und zur Schnittstelle mit einer Nockenerhebung ab. Von Grund auf ist ein normaler Antrieb mit einer Ölwanne ausgelegt, die das Öl aufnimmt, und einer Ölpumpe, die das Öl an verschiedene Positionen im Motor befördert. Oberhalb der Ölwanne befinden sich der Motorblock und die Kurbelwelle, sodass ein Abschnitt der Kurbelwelle im Öl rotiert. In einem normalen „V“-Motor, d. h. einem Motor mit Zylindern, die in einem Winkel zur linken und rechten Seite des Blocks in einem „V“-Muster angeordnet sind, wobei die Kurbelwelle an der Spitze des „V“ angeordnet ist, ist die Nockenwelle in der Regel direkt über und parallel zur Kurbel angeordnet. Bei Motoren mit gerader Zylinderkonfiguration, bei denen alle Zylinder in einer Reihe ausgerichtet sind, sind die Kurbelwelle und die Zylinder in der gleichen Ebene angeordnet und die Nockenwelle ist seitlich angeordnet, sodass sie den Lauf der Pleuelstangen nicht behindert. Die Ventilstößel eines V-Motors befinden sich in einer Stößelgalerie. Die Stößel werden durch Öl im Motorblock geschmiert und empfangen direkte Schmierung von einem oder mehreren quer verlaufenden Ölkanälen im Motorblock, die die Bohrungen kreuzen, in denen die Ventilstößel angeordnet sind, und indirekt von Öl, das durch die Rotation der Kurbelwelle und der Pleuelstangen in die Stößelgalerie gesprüht wird. Es wurden verschiedene Verfahren zur Verbesserung der Schmierung der Ventilstößel und der Nockenwelle eingesetzt. Ein Verfahren zur Erhöhung des Ölbewegung zu den Ventilstößeln und der Nockenwelle ist das Hinzufügen von kleinen Löchern an der Kurbelwelle und den dynamischen Ausgleichsgewichten der Kurbelwelle. Diese Löcher, auch Ölspritzer genannt, nehmen das Öl aus der Ölwanne und jegliches Öl auf der Fläche der Kurbelwelle auf und schleudern das Öl auf die Nockenwelle und die Ventilstößel, während sich die Kurbelwelle dreht. Dieses Verfahren wird auch bei Antrieben mit Pleuelstangen aus Stahl zur Schmierung der Zylinderwand angewandt, indem ein Durchgangsloch an dem Ende angeordnet wird, das mit dem Kolben und den Stößeln verbunden ist, indem ein Spritzer an das „große Ende“ oder das Ende, das mit der Kurbelwelle verbunden ist, hinzugefügt wird. Die maschinelle Bearbeitung des Ölspritzers verringert jedoch die Festigkeit der Kurbelwelle und schwächt Aluminium-Pleuelstangen, die in Hochleistungsmotoren mit hohen Drehzahlen verwendet werden, erheblich.
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Ein anderes Verfahren zur Führung des Öls zu den Stößeln und der Nockenwelle besteht darin, der Stößelgalerie separate Ölzufuhrleitungen hinzuzufügen. Dazu wird ein Zufuhrloch in einen Ölkanal des Antriebsblocks gebohrt, um das von der Ölpumpe druckbeaufschlagte \Öl abzuzapfen, und es werden Metallrohre hinzugefügt, um das \Öl an die gewünschte Stelle, beispielsweise über der Nockenwelle, zu leiten. Das Hinzufügen von Komponenten zu den Einbauten des Antriebs ist jedoch aufgrund des begrenzten Platzangebots nicht immer sinnvoll. Darüber hinaus können diese zusätzlichen Komponenten auch versagen und Splitter erzeugen, die durch den Antrieb verlaufen und Präzisionsflächen wie Nockenwelle, Kurbelwelle, Kolben usw. beschädigen können.
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Ein beispielhafter Nockenstößel ist im U. S- Patent Nr.
9,222,376 offenbart, das am 29. Dezember 2015 an Massing et al. erteilt wurde („das '376-Patent“). Insbesondere beinhaltet das '376-Patent einen Nockenstößel mit einem Stößel (Stößelkörper), der zwischen einem Zylinderventil und einer Nockenwelle angeordnet ist, wobei der Stößel zum Antrieb des Zylinderventils ausgelegt ist, eine Nockenrolle und einen mit einer diamantartigen Kohlenstoffbeschichtung versehenen Stift, der die Rolle mit dem Stößel koppelt. Der Stift ist mit einer vertieften Kontur auf einer Außenfläche des Stiftes versehen. Durch die vertiefte Kontur des Stiftes wird angeblich die Kantenbelastung durch den konzentrierten Kontakt zwischen dem Stift und der Nockenrolle verringert.
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Obwohl der Nockenstößel des '376-Patents für einige Anwendungen geeignet sein mag, kann er dennoch nicht optimal sein. Beispielsweise soll die im '376-Patent offenbarte Struktur den Verschleiß und die Abnutzung des Stifts, der die Nockenrolle mit dem Stößel koppelt, verringern, trägt jedoch nicht dazu bei, die Schmierung der hoch belasteten Flächen an der Schnittstelle zwischen der Nockenrolle und der Nockenerhebung zu verbessern.
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Der Stößel der vorliegenden Offenbarung ist auf die Überwindung eines oder mehrerer der vorstehend genannten Probleme und/oder anderer Probleme des Standes der Technik gerichtet.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf eine Nockenstößelbaugruppe gerichtet, die eine Nockenrolle beinhaltet. Die Nockenstößelbaugruppe kann einen allgemein zylindrischen Körper mit einer Außenumfangsfläche umfassen, die ausgelegt ist, in einer Bohrung einer Motorkomponente hin- und herzugleiten. Der Körper lagert die Nockenrolle drehbar, wobei die Nockenrolle ausgelegt ist, mit einer Nockenerhebung auf einer Nockenwelle des Motors in Eingriff zu kommen, wobei die Nockenerhebung betriebsfähig ist, um den Körper in eine Position zu treiben, in der die Nockenstößelbaugruppe entweder ein Ventil öffnet oder einen Kraftstoffinjektor des Motors betätigt. In dem Körper ist eine Nut ausgebildet, die von der Außenumfangsfläche abgesetzt ist und sich axial entlang der Außenumfangsfläche parallel zur Längsachse des Körpers erstreckt und mit einer axialen Mittelebene der Nockenrolle und der Nockenerhebung ausgerichtet ist.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf einen Stößel, der für die Verwendung in einem Antrieb ausgelegt ist, der eine Vielzahl von Strömungssteuerkomponenten und eine Nockenwelle mit Nocken beinhaltet, die eine Hin- und Herbewegung der Strömungssteuerkomponenten bewirken. Die Stößel kann einen allgemein zylindrischen Körper beinhalten, dessen Außenumfangsfläche ausgelegt ist, in einer Bohrung einer Antriebskomponente hin- und hergleitend verschiebbar zu sein. Der Körper kann eine Nockenrolle drehbar lagern, wobei die Nockenrolle ausgelegt ist, mit einer Nockenerhebung auf der Nockenwelle des Motors in Eingriff zu kommen, wobei die Nockenerhebung betriebsfähig ist, um den Körper in eine Position zu treiben, in der der Stößel entweder das Öffnen eines Ventils oder die Betätigung eines Kraftstoffinjektors des Motors bewirkt. In dem Körper kann ein Ölkanal ausgebildet sein, der von der Außenumfangsfläche abgesetzt ist und sich axial entlang der Außenumfangsfläche parallel zur Längsachse des Körpers erstreckt und mit einer axialen Mittelebene der Nockenrolle und der Nockenerhebung ausgerichtet ist.
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In einem weiteren Aspekt beinhaltet die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur Ölversorgung eines Bereichs mit hoher Last auf zumindest einer Nockenrolle eines Stößels oder einer Nockenerhebung einer Nockenwelle, einschließlich Nocken, die eine Hin- und Herbewegung des Stößels bewirken, und Strömungssteuerkomponenten eines Antriebs, wobei der Stößel einen allgemein zylindrischen Körper beinhalten kann, der eine Außenumfangsfläche aufweist, die ausgelegt ist, in einer Bohrung einer Motorkomponente hin- und hergleitend verschiebbar zu sein, wobei die Nockenrolle drehbar an dem Körper angebracht und so konfiguriert sein kann, dass sie mit der Nockenerhebung in Eingriff kommt, und wobei die Nockenerhebung betriebsfähig sein kann, um den Körper in eine Position zu treiben, in der der Stößel eine Bewegung von zumindest einer der Strömungssteuerkomponenten bewirkt. Das Verfahren kann das Aufnehmen von Öl aus einem Ölzufuhrkanal der Antriebskomponente in eine ölaufnehmende ringförmige Aussparung beinhalten, die um die Außenumfangsfläche des Körpers an einer von der Nockenrolle beabstandeten Stelle ausgebildet ist, während der Körper in der Bohrung der Antriebskomponente hin- und hergleitet, und das Lenken des Öls aus der ölaufnehmenden ringförmigen Aussparung in einen Ölkanal, der in dem Körper von der Außenumfangsfläche abgesetzt ist und sich axial entlang der Außenumfangsfläche parallel zur Längsachse des Körpers erstreckt und mit einer axialen Mittelebene der Nockenrolle und der Nockenerhebung ausgerichtet ist.
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Figurenliste
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- 1A, 1B, 2A, 2B und 2C sind verschiedene Ansichten eines beispielhaft offenbarten Stößels einer Nockenstößelbaugruppe in Kontakt mit einer Nockenerhebung einer Nockenwelle;
- 3A, 3B, 4A und 4B sind verschiedene Ansichten eines anderen beispielhaften offenbarten Stößels einer Nockenstößelbaugruppe in Kontakt mit einer Nockenerhebung einer Nockenwelle; und
- 5A, 5B, 5C, 5D und 6 sind verschiedene Ansichten eines weiteren beispielhaften Stößels einer Nockenstößelbaugruppe in Kontakt mit einer Nockenerhebung einer Nockenwelle.
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Ausführliche Beschreibung
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1A, 1B, 2A, 2B und 2C veranschaulichen eine beispielhafte Ausführungsform eines Ventilstößels 30, der verschiebbar in einem Motorblock 20 gelagert ist. 3A, 3B, 4A und 4B veranschaulichen eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Ventilstößels 130. 5A, 5B, 5C, 5D und 6 veranschaulichen eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Kraftstoffsystemstößels 230, der zum Steuern eines Kraftstoffinjektors einer Kraftstoffpumpe verwendet werden kann. Jede der Ausführungsformen eines Stößels, der so konfiguriert ist, dass er in einer Bohrung einer Motorkomponente, wie beispielsweise einem Motorblock oder einem Kraftstoffpumpengehäuse, gleitend hin- und herbewegt werden kann, ist betriebsfähig, um eine verbundene Strömungssteuerkomponente eines Motors zu öffnen und zu schließen. Die Ventilstößel 30, 130 können betriebsfähig sein, um das zeitgesteuerte Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile des Antriebs zu bewirken, während der Kraftstoffsystemstößel 230 betriebsfähig sein kann, um das zeitgesteuerte Öffnen und Schließen eines Kraftstoffinjektors zu bewirken.
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Ein Ventilstößel, wie er in einem Verbrennungsmotor verwendet wird, dient dazu, die Winkelbewegung einer Nockenwelle in eine Hin- und Herbewegung zum Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile des Antriebs zu übertragen. In der beispielhaften Ausführungsform der 1A, 1B, 2A, 2B und 2C beinhaltet der Ventilstößel 30 einer beispielhaften Nockenstößelbaugruppe eine Nockenrolle 40, die auf einer Nockenerhebung 50 einer Nockenwelle läuft, um die Drehbewegung der Nockenwelle in eine Hin- und Herbewegung zu übertragen. Der Ventilstößel wird in der Regel aus hochfesten Edelstahllegierungen wie 4130, 4140 oder SAE 9310 gefertigt. Bei einem Schubstangenantrieb nimmt der Ventilstößel eine Schubstange auf, die sich mit dem Ventilstößel auf- und abbewegt. Ein Ende der Schubstange kann in einen Hohlraum aufgenommen werden, der sich in ein Längsende des Ventilstößels erstreckt. Das entgegengesetzte Ende der Schubstange kann mit einem Kipphebel in Eingriff gebracht werden, der auf ein Ventil wirkt. Das Ventil, das ein Einlassventil oder ein Auslassventil sein kann, kann in einer Ventilfeder angeordnet sein, die in einem Zylinderkopf angeordnet ist, der Einlass- und Auslassöffnungen oberhalb des Zylinders aufweist, in dem die Ventile sitzen. Der Zylinderkopf empfängt über einen Ansaugkrümmer ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff, das entweder von einem Kraftstoffinjektionssystem oder einem Vergaser stammt. Wenn sich ein Einlassventil öffnet, strömt das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Einlasskanal und gelangt zur Verbrennung in den Zylinder. Die dabei entstehenden Abgase werden aus der Brennkammer ausgestoßen, wenn sich das Auslassventil öffnet. Das Öffnen und Schließen der Ventile wird durch die Bewegung der Nockenerhebungen auf der Nockenwelle gesteuert, die von der Drehung der Nockenerhebungen in eine Hin- und Herbewegung durch die verbundenen Ventilstößel, die auf jeder Nockenerhebung sitzen, und die Schubstangen, die von jedem Ventilstößel aufgenommen werden, umgesetzt wird. Während sich jeder Ventilstößel und die damit verbundene Schubstange nach oben bewegen, drückt ein Kipphebel, der betriebsfähig mit einem Ende der Schubstange verbunden ist, das zugehörige Ventil nach unten bzw. öffnet es. Wenn sich umgekehrt der Ventilstößel und die Schubstange nach unten bewegen, ermöglicht der Kipphebel, dass sich das Ventil 20 aufgrund der Vorspannkraft der Ventilfeder nach oben in eine geschlossene Position bewegt.
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Wie in 1A dargestellt, ist der Ventilstößel 30 in einer Stößelbohrung im Motorblock 20 positioniert, wobei die Außenumfangsfläche 31 des Ventilstößels 30 in der Stößelbohrung gleitend hin- und herbewegt wird, wenn sich eine Nockenwelle mit einer Vielzahl von Nockenerhebungen 50 dreht. Der Ventilstößel 30 empfängt Öl aus einer gemeinsamen Ölleitung im Motorblock 20, die mit der Stößelbohrung in Verbindung steht. Der Ventilstößel 30 kann einen allgemein zylindrischen Körper beinhalten, dessen Außenumfangsfläche 31 ausgelegt ist, in einer Bohrung einer Motorkomponente wie dem Motorblock 20 oder einem Gehäuse einer Kraftstoffeinspritzpumpe eines Kraftstoffversorgungssystems hin- und hergleiten verschiebbar zu sein. Die Nockenrolle 40 kann drehbar an einem Ende des Körpers des Ventilstößels 30 angebracht sein, das dem Ende des Ventilstößels 30 gegenüberliegt, das mit einer Schubstange in Eingriff steht. In einigen Konfigurationen kann die Nockenrolle 40 drehbar auf einem Stift gelagert sein, der sich quer zu einer Mittellängsachse des Ventilstößels 30 erstreckt. Die Nockenrolle 40 kann drehbar auf dem Stift zwischen zwei gegabelten Enden des Körpers des Ventilstößels 30 gelagert sein und ist so ausgelegt, dass sie mit der Nockenerhebung 50 auf einer Nockenwelle des Antriebs in Eingriff kommt. Die Nockenerhebung 50 kann betriebsfähig sein, um den Körper des Ventilstößels 30 in eine Position zu treiben, in der die Nockenstößelbaugruppe entweder ein Ventil öffnet oder einen Kraftstoffinjektor des Antriebs betätigt.
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Wie am besten in dem Teilbild von 1A zu sehen ist, das eine Schnittansicht des Ventilstößels 30 in Richtung der Pfeile A-A darstellt, kann im Körper des Ventilstößels 30 eine Nut 32 ausgebildet sein, die von der Außenumfangsfläche 31 abgesetzt ist und sich axial entlang der Außenumfangsfläche 31 parallel zur Längsachse des Körpers erstreckt und mit einer axialen Mittelebene von zumindest einer der Nockenrollen 40 oder Nockenerhebungen 50 ausgerichtet ist. Wie in der beispielhaften Ausführungsform von 2C dargestellt, veranschaulicht eine gestrichelte Linie den Ölströmungsweg 15 eines Schmiermittels, das durch die Nut 32 verläuft, die sich axial entlang der Außenumfangsfläche 31 des Körpers des Ventilstößels 30 erstreckt. Die Nut 32 und damit der Ölströmungsweg 15 des in der Nut 32 fließenden Schmiermittels ist auf eine axiale Mittelebene ausgerichtet, die die Nockenrolle 40 schneidet, senkrecht zu einer zentralen Drehachse der Nockenrolle 40, und in einem mittleren Punkt in der Mitte zwischen den beiden axialen Enden der Nockenrolle 40.
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Die Nut 32 des Stößels 30 für die beispielhafte Nockenstößelbaugruppe, die in 1A, 1B, 2A, 2B und 2C dargestellt ist, hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wie am besten im Teilbild der 1A zu sehen ist. In der in den Figuren dargestellten beispielhaften Ausführungsform hat die Nut 32 eine Breite 32a, die größer ist als eine Tiefe 32b der Nut 32. Die Abmessungen 32a, 32b der Nut 32 können in Abhängigkeit von Faktoren ausgewählt werden, die zumindest eine Länge der Nut 32 und den durchschnittlichen Druck beinhalten, der für ein Schmiermittel erwartet wird, das in die Nut 32 eintritt und entlang der Nut 32 fließt, bis es die Nut 32 verlässt, um auf zumindest entweder der Nockenrolle 40 oder der Nockenerhebung 50 abgelagert zu werden. Die Abmessungen der Nut 32 bestimmen die Querschnittsfläche und den benetzten Umfang des durch die Nut 32 geschaffenen Durchflusskanals für das Schmiermittel und bestimmen somit die Fließeigenschaften wie Druckverlust, Durchflussmenge und Druckabfall für das durch die Nut 32 fließende Schmiermittel. In einer Ausführungsform kann die Nut 32 mit einer Breite von etwa 0,8 mm und einer Tiefe von etwa 0,5 mm vorgesehen sein, wie sie innerhalb normaler Bearbeitungstoleranzen bestimmt ist. Ein Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass die Nut 32 auch andere Querschnittsformen haben kann als den im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der in den beispielhaften Ausführungsformen dargestellt ist. Alternative Konfigurationen können einen halbkreisförmigen Querschnitt oder eine andere Konfiguration umfassen, die die gewünschte Querschnittsfläche und den benetzten Umfang des durch die Nut 32 geschaffenen Schmiermittelkanals bietet, um die gewünschten Fließeigenschaften für das entlang der Nut 32 fließende Schmiermittel zu gewährleisten.
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In der in 1A, 1B, 2A, 2B und 2C dargestellten beispielhaften Ausführungsform des Ventilstößels 30 kann der Körper des Stößels 30 einen kegelstumpfförmig aufgeweiteten unteren Teil 34 aufweisen, der an die Nockenrolle 40 angrenzt und sich an dem Ende des Stößels 30 befindet, das dem Ende gegenüberliegt, das ein Ende einer Schubstange aufnimmt. Infolge des aufgeweiteten unteren Teils 34 in dieser besonderen beispielhaften Ausführungsform des Ventilstößels 30 ist die Nut 32 koextensiv mit einer Bohrung 36, die sich durch den aufgeweiteten unteren Teil 34 in einer Richtung erstreckt, die im Wesentlichen parallel zur Mittellängsachse des Körpers des Ventilstößels 30 verläuft. Die Bohrung 36 kann mit einem Durchmesser 32c und einer Querschnittsfläche bereitgestellt werden, die zumindest so groß ist wie die Querschnittsfläche der Nut 32, sodass keine zusätzlichen Strömungsbeschränkungen oder Druckabfälle für den Schmiermittelfluss entstehen, der die Nut 32 auf seinem Weg entlang des Ölströmungswegs 15 passiert, um direkt auf zumindest entweder der Nockenrolle 40 oder der Nockenerhebung 50 abgelagert zu werden.
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Ein Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass der Ventilstößel 30 symmetrisch aufgebaut sein kann, wenn man ihn in einem Winkel von 360 Grad um den zylindrischen Körper des Ventilstößels 30 herum betrachtet, mit Ausnahme der Nut 32 und der Bohrung 36, die sich in der in 1A, 1B, 2A, 2B und 2C gezeigten Ausführungsform nur auf einer Seite des Körpers des Ventilstößels 30 befinden. Darüber hinaus kann eine alternative Ausführungsform des Ventilstößels 30 eine Nut 32 und eine Bohrung 36 umfassen, die sich auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilstößelkörpers befinden, und zwar an einer Position, die um 180 Grad um den Ventilstößelkörper herum von der Position entfernt ist, die in der beispielhaften Ausführungsform der 1A, 1B, 2A, 2B und 2C dargestellt ist. Eine weitere alternative Ausführungsform kann zwei Nuten umfassen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilstößelkörpers um 180 Grad voneinander beabstandet sind, wobei jede der Nuten mit einer entsprechenden Bohrung durch den aufgeweiteten unteren Teil 34 koextensiv ist.
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Während die beispielhaften Ausführungsformen der in 1A-2C und 3A-4B gezeigten Nockenstößelbaugruppen Ventilstößel 30, 130 umfassen können, die das zeitgesteuerte Öffnen und Schließen von Einlass- und Auslassventilen in einem Verbrennungsmotor bewirken, umfasst die in 5A-6 gezeigte Ausführungsform einer Nockenstößelbaugruppe einen Kraftstoffsystemstößel 230, der die zeitgesteuerte Betätigung eines Kraftstoffinjektors bewirkt, der so konfiguriert ist, dass er Kraftstoff entweder in einen zu einem Zylinder führenden Einlasskanal oder direkt in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors einspritzt. Daher können die Motorkomponenten, in denen die Stößelbohrungen zur Aufnahme der Stößel 30, 130 ausgebildet sind, Motorblöcke sein, während die Motorkomponenten, in denen die Stößelbohrungen zur Aufnahme des Stößels 230 ausgebildet sind, Kraftstoffpumpengehäuse sein können. Ölzufuhrkanäle durch den Motorblock 20 oder durch ein Kraftstoffpumpengehäuse eines Kraftstoffsystems an einem Motor können so konfiguriert sein, dass sie sich mit den Stößelbohrungen kreuzen, in denen die Stößel 30, 130, 230 hin- und herschiebbar sind.
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Wie in 1A - 2C gezeigt, kann der Körper des beispielhaften Ventilstößels 30 eine ringförmige Aussparung 35 zur Aufnahme von Öl enthalten, die um die Außenumfangsfläche 31 des Körpers des Ventilstößels 30 an einer Stelle ausgebildet ist, die von der Nockenrolle 40 beabstandet ist und in Fluidverbindung mit einem Ende der Nut 32 steht. Die ölaufnehmende ringförmige Aussparung 35 kann so konfiguriert sein, dass sie Öl aus einem Ölzufuhrkanal des Motorblocks 20 aufnimmt, während der Körper des Ventilstößels 30 in der Stößelbohrung des Motorblocks 20 hin- und hergleitet. Das in der ölaufnehmenden ringförmigen Aussparung 35 des Ventilstößels 30 aufgenommene Öl fließt dann unter dem Druck, der durch den Öldruck im Ölzufuhrkanal durch den Motorblock 20 und durch die hin- und hergehende Gleitbewegung des Ventilstößels 30 in der Stößelbohrung des Motorblocks 20 erzeugt wird, in die Nut 32. Wie durch die gestrichelte Linie in 2C dargestellt, führt der Ölströmungsweg 15 direkt von der Nut 32 und der koextensiven Bohrung 36 zu einer axialen Mittelebene der Nockenrolle 40 in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden axialen Enden der Nockenrolle 40, sodass das Öl direkt auf der am höchsten belasteten Fläche der Nockenrolle 40 abgelagert wird. In den vorstehend erläuterten alternativen Ausführungsformen des Ventilstößels 30, mit einer auf einer gegenüberliegenden Seite des Ventilstößelkörpers angeordneten Nut und einer koextensiven Bohrung, oder mit zwei auf beiden gegenüberliegenden Seiten des Ventilstößelkörpers angeordneten Nuten und koextensiven Bohrungen, die um 180 Grad voneinander beabstandet sind, kann der Ölströmungsweg 15 von jeder der einen oder mehreren Nuten und koextensiven Bohrungen immer noch direkt zu einer axialen Mittelebene der Nockenrolle 40 in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden axialen Enden der Nockenrolle 40 führen, sodass Öl direkt auf der höchstbelasteten Fläche der Nockenrolle 40 abgelagert wird.
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In der in 3A-4B dargestellten alternativen Ausführungsform einer Nockenstößelbaugruppe und wie am besten in 4B zu sehen ist, kann ein Ölströmungsweg 115 von der Nut 132 des Ventilstößels 130 der Nut 132 folgen, die sich parallel zur Mittellängsachse des Ventilstößels 130 von einer ölaufnehmenden ringförmigen Aussparung 135 aus erstreckt, die um die Außenumfangsfläche 131 des Ventilstößels 130 herum ausgebildet ist und aus einem Ende des Ventilstößels 130 austritt, um direkt entlang einer axialen Mittelebene der Nockenerhebung 150 abgelagert zu werden. 3B zeigt eine alternative Ausführungsform zu 3A, in der die Nut 132 des Ventilstößels 132 durch eine Bohrung 136 durch einen Teil des Körpers des Ventilstößels 130 ersetzt ist. Die Bohrung 136 kann sich parallel zur Mittellängsachse des Ventilstößels 130 von der ölaufnehmenden ringförmigen Aussparung 135 aus erstrecken, die um die Außenumfangsfläche 131 des Ventilstößels 130 gebildet ist, sodass das durch die Bohrung 136 fließende Öl aus einem Ende des Ventilstößels 130 austritt, um direkt entlang einer axialen Mittelebene der Nockenerhebung 150 abgelagert zu werden. Die Bohrung 136 kann mit einem Durchmesser und einer Querschnittsfläche vorgesehen sein, die wenigstens so groß ist wie die Querschnittsfläche der Nut 132 in der vorstehend erläuterten alternativen Ausführungsform, sodass keine unerwünschten Strömungsbeschränkungen oder Druckabfälle für den Schmiermittelstrom entstehen, der die Bohrung 136 auf seinem Weg entlang des Ölströmungswegs 115 durchläuft, um direkt auf zumindest entweder der Nockenrolle 140 oder der Nockenerhebung 150 abgelagert zu werden.
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Ein Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass der in 3A-4B dargestellte Ventilstößel 130 symmetrisch aufgebaut sein kann, wenn man ihn in einem Winkel von 360 Grad um den zylindrischen Körper des Ventilstößels 130 herum betrachtet, mit Ausnahme der Nut 132 und der Bohrung 136, die sich in der in 3A-4B gezeigten beispielhaften Ausführungsform nur auf einer Seite des Körpers des Ventilstößels 130 befinden. Darüber hinaus kann eine alternative Ausführungsform des Ventilstößels 130 eine Nut 132 und eine Bohrung 136 umfassen, die sich auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilstößelkörpers befinden, und zwar an einer Position, die um 180 Grad um den Ventilstößelkörper herum von der Position entfernt ist, die in der beispielhaften Ausführungsform dargestellt ist. Eine weitere alternative Ausführungsform kann zwei Nuten, zwei Bohrungen oder eine Nut und eine Bohrung umfassen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilstößelkörpers um 180 Grad voneinander beabstandet sind. In den vorstehend erläuterten alternativen Ausführungsformen des Ventilstößels 130, mit einer auf einer gegenüberliegenden Seite des Ventilstößelkörpers angeordneten Nut oder Bohrung oder mit zwei auf beiden gegenüberliegenden Seiten des Ventilstößelkörpers angeordneten Nuten und/oder Bohrungen, die um 180 Grad voneinander beabstandet sind, kann der Ölströmungsweg von jeder der einen oder mehreren Nuten oder Bohrungen immer noch direkt zu einer axialen Mittelebene der Nockenrolle 140 in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden axialen Enden der Nockenrolle 140 führen, sodass das Öl direkt auf der am höchsten belasteten Fläche der Nockenrolle 140 abgelagert wird.
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In ähnlicher Weise kann in der in 5A-6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform einer Nockenstößelbaugruppe für einen Kraftstoffsystemstößel 230 ein Ölströmungsweg 215 von einer Nut 232 des Kraftstoffsystemstößels 230 der Nut 232 folgen, die parallel zur Mittellängsachse des Kraftstoffsystemstößels 230 verläuft. Der Ölströmungsweg 215 kann sich von einer ringförmigen Aussparung 235 erstrecken, die um die Außenumfangsfläche 231 des Kraftstoffsystemstößels 230 herum ausgebildet ist, und aus einem Ende des Kraftstoffsystemstößels 230 austreten, um direkt entlang einer axialen Mittelebene einer Nockenerhebung 250 abgelagert zu werden.
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Ein Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, dass der Kraftstoffsystemstößel 230 symmetrisch aufgebaut sein kann, wenn man ihn in einem Winkel von 360 Grad um den zylindrischen Körper des Kraftstoffsystemstößels 230 herum betrachtet, mit Ausnahme der Nut 232, die sich in der in 5A-6 gezeigten Ausführungsform nur auf einer Seite des Körpers des Kraftstoffsystemstößels 230 befindet. Darüber hinaus kann eine alternative Ausführungsform des Ventilstößels 230 eine auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilstößelkörpers angeordnete Nut 232 umfassen, die sich in einem Abstand von 180 Grad um den Ventilstößelkörper von der in der beispielhaften Ausführungsform dargestellten Position befindet. Eine weitere alternative Ausführungsform kann zwei Nuten umfassen, die um 180 Grad voneinander beabstandet auf gegenüberliegenden Seiten des Kraftstoffsystemstößelkörpers liegen.
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Jeder der beispielhaften Stößel 30, 130, 230 umfasst eine drehbar gelagerte Nockenrolle 40, 140 bzw. 240, die auf einer Eingriffsfläche der Nockenerhebung 50, 150 bzw. 250 einer Nockenwelle läuft, die sich zusammen mit einer Kurbelwelle dreht, wenn sich die Kolben des Motors auf und ab bewegen. In verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen können die Nockenrollen 40, 140, 240 Lagerbaugruppen mit Nadellagern, Rollenlagern oder Buchsen enthalten. Jede der Nockenrollen 40, 140, 240 kann über eine Welle oder einen Stift, der sich durch die Lager oder Buchsen der Nockenrolle erstreckt, drehbar an einem entsprechenden Ventilstößel 30, 130, 230 befestigt sein. Bei Hochleistungsmotoren und Motoren mit hoher Beanspruchung, insbesondere bei Motoren, die hohe Drehzahlen oder Lasten über einen langen Zeitraum aufrechterhalten, ist es wichtig, für eine ausreichende Schmierung der Nockenrollen der Stößel und der Nockenerhebungen der Nockenwelle zu sorgen, wenn die Stößel auf den Nockenerhöhungen laufen, insbesondere an der Kontaktstelle und noch mehr im Bereich der höchsten Belastung. Die höchsten Belastungsbereiche an der Kontaktstelle zwischen den Nockenrollen und den Nockenerhebungen befinden sich in der Regel an oder in der Nähe der axialen Mittelebenen, die sich durch jede Nockenrolle und jede Nockenerhebung erstrecken, senkrecht zu den Mitteldrehachsen der Nockenrolle und der Nockenerhebung, und die Achsen ungefähr in der Mitte zwischen den beiden gegenüberliegenden axialen Enden der Nockenrolle und der Nockenerhebung schneiden. Ölaufnehmende ringförmige Aussparungen 35, 135, 235, die um die Außenumfangsflächen 31, 131, 231 der Stößel 30, 130, 230 gebildet sind, bilden Öldruckzufuhrkanäle, die die Nuten 32, 132, 232 mit Öl versorgen. Die Nuten 32, 132, 232 bilden Ölkanäle, die in die Außenumfangsflächen 31, 131, 231 der Stößel 30, 130, 230 eingelassen sind und sich axial entlang der Außenumfangsflächen parallel zu den Längsachsen der Körper der Stößel erstrecken und mit einer axialen Mittelebene der Nockenrolle und der Nockenerhebung ausgerichtet sind. Öl tritt aus gemeinsamen, quer verlaufenden Ölkanälen im Motorblock 20 oder dem Kraftstoffpumpengehäuse, die die Stößelbohrungen kreuzen, in die ölaufnehmenden ringförmigen Vertiefungen 35, 135, 235 ein. Wenn sich die Stößel hin- und herbewegen, führen die ölaufnehmenden ringförmigen Aussparungen das Öl in den Stößelbohrungen nach oben und unten und leiten das Öl in die durch die Nuten 32, 132, 232 gebildeten Ölkanäle, um das Öl direkt der Eingriffsschnittstelle zwischen jeder Nockenrolle und Nockenerhöhung zuzuführen.
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Ein Motor, in dem Kraftstoffsystemstößel 230 vorgesehen sind, kann einen Motorblock 20 umfassen, der zumindest teilweise eine Vielzahl von Zylindern definiert. Ein Kolben kann gleitend in jedem Zylinder angeordnet sein, um sich zwischen einer oberen Totpunktposition und einer unteren Totpunktposition hin und her zu bewegen, und jedem Zylinder kann ein Zylinderkopf zugeordnet sein. Jeder Zylinder, Kolben und Zylinderkopf kann zusammen zumindest teilweise eine Brennkammer definieren. Eine Kraftstoffinjektoranordnung kann zumindest teilweise in jedem Zylinderkopf angeordnet und so konfiguriert sein, dass sie Kraftstoff in jede einzelne Brennkammer einspritzt, um die Verbrennung von Kraftstoff im Motor zu unterstützen. Der Motor kann auch eine Kurbelwelle enthalten, die im Motorblock 20 über eine Vielzahl von Gleitlagern drehbar gelagert ist. Eine Pleuelstange kann jeden Kolben mit der Kurbelwelle verbinden, so dass eine Gleitbewegung des Kolbens im jeweiligen Zylinder zu einer Drehung der Kurbelwelle führt.
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Eine Kraftstoffinjektoranordnung kann konfiguriert sein, um Kraftstoff, z. B. Dieselkraftstoff, über einen Kraftstoffanschluss im Zylinderkopf gemäß einer gewünschten Zeitsteuerung direkt in jede Brennkammer einzuspritzen oder anderweitig zu versprühen. Die Kraftstoffinjektoranordnung kann ein mechanisch betätigter, elektronisch gesteuerter Einheitinjektor sein, der mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (nicht dargestellt) in Fluidverbindung steht. Alternativ kann die Kraftstoffinjektoranordnung ein beliebiger Common-Rail-Injektor sein und hydraulisch, mechanisch, elektrisch, piezoelektrisch oder in beliebiger Kombination davon betätigt und/oder betrieben werden. Die gemeinsame Kraftstoffleitung kann die jeder Brennkammer zugeordnete Kraftstoffinjektoranordnung mit Kraftstoff versorgen. Genau wie die Strömungssteuerkomponenten des Motors in Form der Einlass- und Auslassventile können die Kraftstoffinjektoranordnungen von einem Kipphebel angetrieben werden, der schwenkbar mit einer Kipphebelwelle verbunden ist. Jede Kraftstoffinjektoranordnung kann einen Injektorkörper, einen Kolben und eine Injektorspitze umfassen. Ein erstes Ende des Kipphebels kann betriebsfähig mit dem Kolben des Kraftstoffinjektors gekoppelt sein. Der Kolben des Kraftstoffinjektors kann durch eine Feder in Richtung eines ersten Endes des Kipphebels vorgespannt sein. In der in 5A-6 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann ein zweites Ende eines Kipphebels über den Kraftstoffsystemstößel 230 betriebsfähig mit einer Nockenwelle gekoppelt sein. Genauer gesagt, kann der Kraftstoffsystemstößel 230 in betriebsfähiger Verbindung zwischen der Nockenerhöhung 250 einer Nockenwelle und dem Injektorkipphebel angeordnet sein. Die Nockenerhebung 250 kann ein äußeres Profil haben, das zumindest teilweise den Zeitpunkt der Kraftstoffinjektion der Kraftstoffinjektoranordnung während des Betriebs des Motors bestimmt. Die Nockenwelle kann betriebsfähig mit der Kurbelwelle verbunden sein, beispielsweise direkt, über einen Zahnradsatz und/oder mit einer variablen Zeitsteuerung. Auf diese Weise kann die Kurbelwelle die Nockenwelle zur Drehung mit einer entsprechenden Geschwindigkeit antreiben. Die Nockenerhebung 250 kann während der Drehung der Nockenwelle in und außer Kontakt mit dem Kraftstoffsystemstößel 230 bewegt werden, um die Injektion von Kraftstoff bei bestimmten Kurbelwinkeln zu ermöglichen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die offenbarten Nockenstößelbaugruppen und -stößel können in jedem beliebigen Verbrennungsmotor verwendet werden. Die Stößel dieser Offenbarung erleichtern Verfahren zur Zufuhr von Öl zu hoch belasteten Bereichen auf zumindest entweder einer Nockenrolle eines Stößels oder einer Nockenerhebung einer Nockenwelle, einschließlich Nocken, die eine Hin- und Herbewegung des Stößels und der Strömungssteuerkomponenten eines Motors bewirken. Jeder der offenbarten beispielhaften Stößel kann einen allgemein zylindrischen Körper mit einer Außenumfangsfläche beinhalten, die konfiguriert ist, um in einer Bohrung einer Motorkomponente hin- und hergleiten zu können. Die offenbarten Nockenrollen sind drehbar am Körper jedes Stößels angebracht, an einem Ende des Stößels, das einem Ende gegenüberliegt, das eine Schubstange aufnimmt, die zur Ausübung einer Kraft auf einen Kipphebel konfiguriert ist, der betriebsfähig mit einer Strömungssteuerkomponente eines Motors verbunden ist. Jede Nockenrolle ist für den Eingriff mit einer entsprechenden Nockenerhebung einer Nockenwelle konfiguriert, und die Nockenerhöhung treibt den Körper des Stößels in eine Position, in der der Stößel eine Bewegung von zumindest eine der Strömungssteuerkomponenten durch die Schubstange und die Kipphebelanordnung bewirkt.
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Die offenbarten Verfahren zur Ölversorgung hochbelasteter Bereiche an zumindest einer Nockenrolle eines Stößels oder einer Nockenerhebung einer Nockenwelle können die Aufnahme von Öl aus einem Ölversorgungskanal der Motorkomponente in eine ölaufnehmende ringförmige Aussparung umfassen, die um die Außenumfangsfläche des Körpers des Stößels an einer von der Nockenrolle beabstandeten Stelle ausgebildet ist, während der Körper innerhalb der Stößelbohrung der Motorkomponente hin- und hergleitet. Das Öl wird dann aus der ölaufnehmenden ringförmigen Aussparung in einen Ölkanal geleitet, der in dem Körper von der Außenumfangsfläche abgesetzt ist und sich axial entlang der Außenumfangsfläche parallel zur Längsachse des Körpers und ausgerichtet mit einer axialen Mittelebene der Nockenrolle und der Nockenerhebung erstreckt. Die Lage und die Querschnittsfläche des Ölkanals oder der Nut, der bzw. die entlang der Außenumfangsfläche des Stößels gebildet wird, stellt eine ausreichende Ölzufuhr aus den Ölversorgungsleitungen der Motorkomponente mit vernachlässigbarem Druckabfall direkt an die hochbelastete Schnittstelle zwischen der Nockenrolle und der eingreifenden Nockenerhebung sicher. Wie vorstehend erläutert, können verschiedene alternative Ausführungsformen einen Ölkanal oder eine Ölnut umfassen, der/die sich möglicherweise gemeinsam mit einer Bohrung durch einen Teil eines Stößels erstreckt oder durch eine Bohrung durch einen Teil des Stößelkörpers ersetzt wird und sich nur auf einer Seite eines ansonsten symmetrischen Stößelkörpers befindet, oder zwei Ölkanäle oder Nuten, die sich möglicherweise gemeinsam mit einem oder mehreren Bohrungen erstrecken oder durch eine oder mehrere Bohrungen durch Teile des Stößelkörpers ersetzt werden und entlang der Außenumfangsfläche des Stößelkörpers auf gegenüberliegenden Seiten des Stößelkörpers in einem Abstand von 180 Grad zueinander ausgebildet sind.
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Jede Nut oder jeder Ölkanal 32, 132, 232 der Stößel 30, 130, 230 definiert einen Ölströmungsweg 15, der sich parallel zur Längsachse des jeweiligen Stößels erstreckt und sich mit einer axialen Mittelebene von zumindest einer der Nockenrollen 40, 140, 240 bzw. der Nockenerhebungen 50, 150, 250 schneidet. Die axiale Mittelebene, die sich ungefähr in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden axialen Enden der Nockenrolle oder der Nockenerhebung befindet, ist in der Regel der am stärksten belastete Bereich an der Schnittstelle zwischen dem Stößel und der Nockenwelle. Daher hat sich herausgestellt, dass die Stößel gemäß den verschiedenen Ausführungsformen dieser Offenbarung die Lebenserwartung der Stößel und Nockenwellen erheblich verbessern, indem sie jederzeit eine angemessene Schmierung der hochbelasteten Bereiche sicherstellen und den Verschleiß der Komponenten drastisch reduzieren. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den offenbarten Stößeln und Verfahren vorgenommen werden können. Andere Ausführungsformen werden Fachleuten unter Berücksichtigung der Beschreibung und einem Praktizieren des offenbarten Systems offensichtlich werden. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als exemplarisch betrachtet werden, deren wahrer Anwendungsbereich durch die folgenden Ansprüche und ihre Äquivalente angegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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