DE19528504A1

DE19528504A1 - Stößel mit einer geteilten Hemdfläche

Info

Publication number: DE19528504A1
Application number: DE19528504A
Authority: DE
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1996-08-01
Also published as: DE29501151U1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschi ne, der mit einem Hemd in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes axial beweglich geführt ist, in Richtung eines Nockens durch einen Boden verschlos sen ist und konzentrisch in seinem Inneren eine Führungshülse für ein hydrauli sches Spielausgleichselement aufnimmt, wobei die Führungshülse gegenüber dem Hemd mittels eines mit ihr verbundenen Stegs abgestützt ist und wobei das Hemd aus zwei separaten hülsenartigen Abschnitten etwa gleichen Außen durchmessers hergestellt ist, von denen ein erster Abschnitt mit dem Boden ver bunden ist, während ein zweiter gemeinsam mit dem Steg ausgebildeter Ab schnitt sich axial an den ersten Abschnitt anschließt.

Ein derartiger Stößel geht aus der EP-A-04 85 007 hervor. Dieser weist ebenfalls ein entlang einer Quermittelebene geteiltes Stößelhemd auf, dessen oberer Abschnitt durch einen Boden verschlossen ist. Von dem unteren Abschnitt erstreckt sich radial nach innen ein Steg mit einem Führungsabschnitt zur Aufnahme eines hydraulischen Spielausgleichselementes. Durch ein im ringför migen Ölvorratsraum angeordnetes Kunststoffpolster verläuft ein Ölkanal zu einem zentrischen Ölvorratsraum zur Versorgung des Spielausgleichselementes mit Hydraulikmittel. Von Nachteil bei dem aus der als gattungsbildend angese henen EP-A-04 85 007 vorbekannten Stößel ist es, daß dessen Boden zusammen mit den zwei separaten Hemdabschnitten und dem Steg relativ massiv ausge bildet ist. Das im Ölvorratsraum eingesetzte Kunststoffpolster wirkt sich zusätz lich negativ auf die Gesamtmasse und somit nachteilig auf die oszillierenden Massen im Ventiltrieb aus. Durch die direkte Ansaugung in den hochliegenden Vorratsraum besteht die Gefahr des nachteiligen Ansaugens von Luftölschaum in den Hochdruckraum während der Grundkreisphase des Stößels. Dies wirkt insbesondere nachteilig bei einer nur kurzzeitigen Befeuerung der Brennkraftma schine, beispielsweise im sogenannten "Taxi betrieb" oder Stop-&-Go-Verkehr und führt zu einer unerwünschten Nachgiebigkeit des Ventiltriebs während der Hochdruckphase des Stößels, das heißt bei Ventilhub. Die im Boden angeord nete Ölübertrittssicke schwächt zudem die Bodensteifigkeit, so daß der Boden stärker dimensioniert werden muß. Außerdem sind der älteren Druckschrift EP- A-04 85 007 keine Maßnahmen einer verschleißarmen Führung seines Gehäu ses in einer Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes entnehmbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stößel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und der bei einer zweigeteilten Ausbildung seines Hemdes gleichzeitig eine geringe Masse bei minimiertem Fertigungsaufwand aufweist und über erhöhte Verschleißfestigkeit verfügt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß der zweite Abschnitt aus einem Buntmetall werkstoff hergestellt ist bzw. zumindest an seiner Außenmantelfläche eine aufgetragene Buntmetallschicht aufweist, wobei in Konkretisierung des An spruchs 1 im Anspruch 3 aufgeführt ist, daß als Buntmetall ein Messingwerkstoff verwendet wird. Dieser Messingwerkstoff weist sehr gute tribologische Eigen schaften im Gleitkontakt mit Aluminium auf. Somit ist bei den heute verwende ten Aluminiumzylinderköpfen der erfindungsgemäße Stößelverschleiß- und reibungsarm in seiner Aufnahmebohrung im obengenannten Zylinderkopf geführt. Dadurch, daß Aluminium und Messing relativ ähnliche Wärmeaus dehnungskoeffizienten aufweisen, ist bei Wärmedilatation des Zylinderkopfes nur mit geringen Ölverlusten über die Aufnahmebohrung zu rechnen.

Durch eine einteilige Ausbildung des unteren Messingabschnitts mit dem Steg sowie der Führungshülse bzw. gemeinsam mit dem in Nockenrichtung weisen den Ansatz, ist der Fertigungsaufwand gegenüber bisherig ausgeführten Lösun gen minimiert bei gleichzeitiger Möglichkeit einer Erhöhung der Steifigkeit der gesamten Vorrichtung. Angestrebt wird hierbei Masseneutralität gegenüber bisherigen Ausführungen bzw. eine Masseverringerung. Hierzu kann es vor gesehen sein, die Wandstärke des unteren Abschnitts erheblich gegenüber bisherig ausgeführten. Wandstärken zu verringern.

Besonders vorteilhaft erweist sich diese Erfindung, wenn der obere Abschnitt aus einem Aluminium- oder einem ähnlichen Werkstoff hergestellt wird. Denk bar und vorgesehen ist es ebenfalls, diesen dann aus einem Leichtbauwerkstoff gefertigten oberen Abschnitt mittels geeigneter Einlagerungen zu verstärken. Wird der Ansatz nach Anspruch 7 bis in unmittelbare Bodennähe geführt, ist eine einfache Auslaufsicherung für einen ringförmigen Ölvorratsraum, welcher von dem Steg in nockenferne Richtung begrenzt wird, geschaffen. Hierzu ist es erforderlich, ausgehend von einem Zulauf durch das Hemd, zumindest einen sich in Nockenrichtung erstreckenden Kanal zwischen den Ansatz und die Innenmantelfläche des Hemdes zur Hydraulikmittelzufuhr zu schaffen. Als geeignete Verbindungsmöglichkeiten des ersten mit dem zweiten Abschnitt bieten die sich im gattungsbildenden Dokument aufgeführten Lösungen an, es wird jedoch insbesondere für die Lösung nach Anspruch 7 auf ein Weichlötver fahren im Bereich des Ansatzes des zweiten Abschnitts mit dem ersten Abschnitt verwiesen.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale ihrer Ansprüche beschränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale und Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchs merkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.

Zweckmäßigerweise ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stößel mit einem sich in Bodenrichtung erstreckenden Ansatz des zwei ten Abschnitts und

Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung zu Fig. 1.

Aus Fig. 1 geht ein Stößel 1 hervor. Dieser besteht aus einem hohlzylindri schen Gehäuse 2, welches mit seinem Hemd 3 in einer Aufnahmebohrung 4 eines Zylinderkopfes 5 axial beweglich geführt ist. Eine in Richtung eines Nockens 6 weisende Stirnfläche 7 des Gehäuses 2 ist durch einen Boden 8 verschlossen ausgebildet. Im Inneren 9 des Stößels 1 verläuft konzentrisch zum Hemd 3 eine hohlzylindrische Führungshülse 10. In der Führungshülse 10 ist ein nicht näher beschriebenes hydraulisch wirkendes Spielausgleichselement 11 axial beweglich positioniert. Zur Abstützung des Spielausgleichselements 11 ist die Führungshülse 10 hier einteilig mit einem sich trichterförmig in nockenferne Richtung erstreckenden Steg 12 verbunden.

Das Hemd 3 ist etwa im Bereich seiner Quermittelebene zweigeteilt ausgebildet und besteht somit aus einem ersten, oberen Abschnitt 13 und einem zweiten, unteren Abschnitt 14. Der erste Abschnitt 13 ist bei dieser Ausgestaltung ein teilig mit dem Boden 8 verbunden. In nockenferne Richtung schließt sich mit etwa gleichem Außendurchmesser an den ersten Abschnitt 13 fluchtend der zweite Abschnitt 14 an.

Zumindest der zweite Abschnitt 14 des Hemdes 3 ist hier aus einem Messing werkstoff hergestellt bzw. mit diesem beschichtet ausgeführt. Der zweite Ab schnitt 14 geht an seinem nockenseitigen Rand 15 einteilig in einen in Boden richtung weisenden Ansatz 16 über. Der Ansatz 16 liegt dabei bis auf einen Ölzulaufkanal 17, zwischen einer Innenmantelfläche 18 des ersten Abschnitts 13 und dem Ansatz 16, der sich in Bodenrichtung erstreckt, an der Innenman telfläche 18 des ersten Abschnitts 13 an. Bei der in Fig. 1 gezeigten Variante der Ausgestaltung erstreckt sich dabei der Ansatz 16 mit seinem nockenseitigen Rand 19 bis unmittelbar vor den Boden 8, wobei zwischen Boden 8 und Rand 19 zumindest ein Überlauf 20 in einen vom Steg 12 in nockenferne Richtung begrenzten und das Spielausgleichselement 11 umschließenden ringförmigen Ölvorratsraum 21. Von diesem Rand 19 geht der Ansatz 16 in einen in nocken ferne Richtung weisenden trichterförmigen Abschnitt 22 zur Bildung des Steges 12 über. Dieser Abschnitt 22 ist an seinem nockenfernen Ende wiederum einteilig mit der Führungshülse 10 verbunden, die sich somit mit ihrem Rand 23 in nockenferne Richtung erstreckt.

Aus Fig. 2 ist ein Stößel 1 ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten entnehmbar. Bei diesem geht der zweite Abschnitt 14 an dem nockenseitigen Rand 15 in einen sich in Nockenrichtung erstreckenden trichterförmigen Abschnitt 24 zur Bildung des Steges 12 über. Dieser Abschnitt 24 ist dabei radial innen mit der hier sich in Nockenrichtung erstreckenden Führungshülse 10 verbunden. Ein Rand 25 der Führungshülse 10 ist somit dem Boden 8 zugewandt. Die Teile 14, 24, 10 sind auch bei dieser Ausgestaltung wiederum einteilig und aus Messing hergestellt bzw. mit Messing beschichtet.

Der erste Abschnitt 13 ist dabei an seiner nockenseitigen Stirnfläche 7 von dem hier separat ausgebildeten Boden 8 begrenzt.

Der Ölvorratsraum 21 ist durch den Abschnitt 24 in nockenferne Richtung abgeschlossen. Denkbar wäre es auch bei dieser Variante, ähnlich zu der in Fig. 1 gezeigten, über eine Labyrinthanordnung nahe der Hemdfläche 3 eine Auslaufsicherung für den Ölvorratsraum 21 zu schaffen.

Bezugszeichenliste

1 Stößel
2 Gehäuse
3 Hemd
4 Aufnahmebohrung
5 Zylinderkopf
6 Nocken
7 Stirnfläche
8 Boden
9 Inneres
10 Führungshülse
11 Spielausgleichselement
12 Steg
13 erster Abschnitt
14 zweiter Abschnitt
15 Rand
16 Ansatz
17 Ölzulaufkanal
18 Innenmantelfläche
19 Rand
20 Überlauf
21 Ölvorratsraum
22 Abschnitt
23 Rand
24 Abschnitt
25 Rand
26 Außenmantel
27 Buntmetallschicht
28 Außenmantel

Claims

1. Stößel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der mit einem Hemd (3) in einer Aufnahmebohrung (4) eines Zylinderkopfes (5) axial be weglich geführt ist, in Richtung eines Nockens (6) durch einen Boden (8) verschlossen ist und konzentrisch in seinem Inneren eine Führungshülse (10) für ein hydraulisches Spielausgleichselement (11) aufnimmt, wobei die Führungs hülse (10) gegenüber dem Hemd (3) mittels eines mit ihr verbundenen Stegs (12) abgestützt ist und wobei das Hemd (3) aus zwei separaten hülsenartigen Abschnitten etwa gleichen Außendurchmessers hergestellt ist, von denen ein erster Abschnitt (13) mit dem Boden (8) verbunden ist, während ein zweiter gemeinsam mit dem Steg (12) ausgebildeter Abschnitt (14) sich axial an den ersten Abschnitt (13) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ab schnitt (14) aus einem Buntmetallwerkstoff hergestellt ist bzw. zumindest an seiner Außenmantelfläche (26) eine aufgetragene Buntmetallschicht (27) auf weist.

2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente Führungshülse (10), Steg (12) und zweiter Abschnitt (14) gemeinsam spanlos aus Buntmetall hergestellt sind.

3. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Buntmetall ein Messingwerkstoff verwendet wird.

4. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (14) eine Wandstärke aufweist, die in etwa gleich oder kleiner der des ersten Abschnitts (13) ist.

5. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (13) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Aluminium gefertigt ist.

6. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (14) zur Bildung des Stegs (12) an seinem nockenseitigen Rand (15) in einen sich in Bodenrichtung erstreckenden trichterförmigen Abschnitt (24) übergeht, der radial innen mit der Führungshülse (10) verbunden ist (Fig. 2).

7. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (14) an seinem nockenseitigen Rand (15) in einen in Bodenrichtung weisenden Ansatz (16) übergeht, der über seine gesamte axiale Erstreckung weitestgehend an einer Innenmantelfläche (18) des ersten Abschnitts (13) anliegt, wobei der Ansatz (16) an seinem nockenseitigen Rand (19) in einen in nockenferne Rich tung weisenden trichterförmigen Abschnitt (22) zur Bildung des Steges (12) übergeht, der radial innen mit der Führungshülse (10) verbunden ist (Fig. 1).

8. Stößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (16) sich bis in unmittelbare Bodennähe erstreckt.

9. Stößel nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (8) als separates Bauteil mit einer verschleißarmen Nockenkontaktfläche gefertigt ist bzw. daß als Nockenkontaktfläche ein separates, verschleißarmes Einlegeteil oder eine aufgetragene Schicht am Boden (8) appliziert ist (Fig. 2).