DE19623424A1

DE19623424A1 - Stößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19623424A1
Application number: DE19623424A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Huber; Barbara Meder
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1997-12-18

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Stößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem inneren Stößelteil, dessen kreisförmiger Boden für die Anlage eines ersten Nockens vorgesehen ist, und mit einem diesen umgebenden äußeren Stößelteil, dessen kreisringförmiger Boden für die Anlage von zweiten Nocken vorgesehen ist, mit radialen, in einer Verriegelungsstellung der Stößelteile koaxial verlaufenden Bohrungen, wobei sich in den Bohrungen des äußeren Stößelteils jeweils ein Aktionskolben befindet, der von einer Druckfeder in Richtung zu dem inneren Stößelteil beaufschlagt ist, und wobei sich in der Bohrung des inneren Stößelteils Druckorgane befinden, welche an den Aktions kolben stirnseitig anliegen und von einem Hydraulikmittel in Richtung zu dem äußeren Stößelteil beaufschlagt sind.

Hintergrund der Erfindung

Ein Stößel mit einem inneren Stößelteil und einem dieses umgebenden äußeren Stößelteil ist aus der DE-OS 42 06 166 bekannt. Bei der dort gezeigten Aus führung folgt der innere Stößelteil der Kontur des kleineren, auf den kreisförmi gen Boden einwirkenden ersten Nockens, so daß ein Öffnen des Ventils mit einem nur kleinen Hub ausgeführt wird. Mittels dreier am Umfang verteilter, radial verschiebbarer Kolben lassen sich das innere Stößelteil und das äußere Stößelteil miteinander verriegeln. Danach folgt der gesamte Stößel der Kontur von größeren zweiten Nocken, die auf den kreisringförmigen Boden des äuße ren Stößelteils einwirken, so daß ein Öffnen des Ventils mit einem großen Hub ausgeführt wird.

Aus Gründen der besseren Zufuhr von Drucköl als Hydraulikmittel für die Verschiebung der Aktionskolben zur Ver- bzw. Entriegelung der Stößelteile sind bei einem aus der DE-OS 43 14 619 bekannten Stößel in der Verriegelungs stellung die Kolben koaxial in fluchtenden radialen Bohrungen des inneren und des äußeren Stößelteils angeordnet.

Ein der Anmelderin bekannter Stößel der eingangs genannten Art weist als Druckorgane hydraulisch beaufschlagte Druckkolben auf, die innerhalb einer radialen Bohrung des inneren Stößelteils zwischen einem gemeinsamen inneren Begrenzungsring und jeweils einem äußeren Begrenzungsring verschiebbar sind und gegen die Wirkung von Druckfedern auf die anliegenden Stirnseiten von Aktionskolben (Verriegelungskolben) einwirken. Dabei müssen jedoch, um einen Überstand oder Rückstand des jeweiligen Kolbens zu vermeiden, die Dicke der äußeren Begrenzungsringe und deren Montagemaß sehr genau gefertigt werden. Im nicht verriegelten Zustand würde nämlich bei einem Druckkolbenüberstand der Druckkolben bei jedem Hub einen Schlag auf die Kante bekommen, während bei einem Druckkolbenrückstand bei jedem Hub der Aktionskolben einen Schlag auf seine Kante bekäme. Um diese Gefahr zu vermeiden und die Funktion des Stößels zu gewährleisten, sind bei der bisheri gen Konstruktion an den Stirnseiten der Kolben Kugelflächen ausgebildet wor den. Dadurch ergibt sich jedoch eine teuere Herstellung. Bei der Verwendung der Begrenzungsringe im inneren Stößelteil müssen die Einzelteile auch insofern mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden, als sich sehr viele Einzeltoleran zen zu einem gemeinsamen Fehler addieren können. Die Herstellung ist da durch sehr aufwendig.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stößel in der Herstellung und Montage seiner Bauteile zu vereinfachen und seine sichere Funktionsweise zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckorgane des inneren Stößelteils als Kugeln mit einem dem Bohrungsdurchmesser des inneren Stößelteils entsprechenden Durchmesser ausgebildet sind. Auf diese Weise fallen sowohl die beiden äußeren Begrenzungsringe als auch der beispielsweise als Dreiviertelring ausgebildete innere Begrenzungsring fort. Durch die Reduzie rung des Stößels um drei Teile werden auf diese Weise nicht nur die Kosten für deren Herstellung, sondern auch die Kosten für deren Montage eingespart. Im inneren Stößelteil können sich beispielsweise zwei Kugeln befinden.

An dem von der Bohrung des inneren Stößelteils gebildeten Aufnahmeraum für die Kugeln können sich zwei Randbereiche anschließen, welche von kleineren Bohrungen gebildet sind, die dem Außendurchmesser der Aktionskolben ent sprechen. Die Schaltbewegung jeder Kugel wird dann durch den ringförmigen Absatz an der kleineren Bohrung des Randbereichs nach außen begrenzt. Maßnahmen für eine Begrenzung nach innen sind nicht notwendig, da die beiden Kugeln ihre rückwärtige Bewegung so lange ausführen, bis sie sich gegenseitig berühren.

Das innere Stößelteil kann eine Einfüllöffnung für die Kugeln aufweisen, über welche der Aufnahmeraum nach außen geöffnet ist. Die Kugeln werden dann durch diese Einfüllöffnung in den Aufnahmeraum eingebracht. Die Einfüllöff nung kann als Bohrung ausgebildet sein, in welche ein Verschlußring einge preßt wird. Die Verwendung eines Ringes ermöglicht den Zutritt von Drucköl durch die Ringöffnung in den Aufnahmeraum zu den Kugeln.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen jeweils im Längsschnitt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Stößel in verriegelter Stellung;

Fig. 2 den Verriegelungsbereich eines anderen, gattungsgemäßen Stößels in verriegelter Stellung;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Verriegelungsbereich gemäß Fig. 2 mit koaxialen Kolben, jedoch in entriegelter Stellung;

Fig. 4 einen Ausschnitt gemäß Fig. 3, jedoch in einer Stellung mit abgesenktem äußeren Stößelteil;

Fig. 5 einen weiteren erfindungsgemäßen Stößel in entriegelter Stel lung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Stößel besteht aus einem inneren Stößelteil 1, in welchem ein Ventilspielausgleichselement 2 für die Einwirkung auf ein nicht dargestelltes Ventil angeordnet ist. Das innere Stößelteil 1 weist einen kreisförmigen Boden 3 auf, an dessen äußerer Oberfläche ein nicht dargestellter erster Nocken anliegt. Der kreisförmige Boden 3 wird von einem kreisringförmigen Boden 4 eines äußeren Stößelteils 5 umgeben. An dem kreisringförmigen Boden 4 liegen nicht dargestellte zweite Nocken an, deren Kontur von der Kontur des ersten Nockens abweicht. Daher kann das äußere Stößelteil 5 infolge der Drehung der Nockenwelle einen größeren Hub aus führen, als das innere Stößelteil 1.

Das innere Stößelteil 1 weist oberhalb des Ventilspielausgleichselementes 2 eine radiale Bohrung 6 auf, durch die ein Aufnahmeraum 7 für Kugeln 8 gebil det ist. An den Enden der radialen Bohrung 6 schließt sich jeweils eine koaxiale kleinere Bohrung 9 des inneren Stößelteils 1 an, so daß ringförmige Kanten für die Anlage der Kugeln 8 gebildet sind. Im Bereich der Längsachse des Ventil spielausgleichselementes 2 weist das innere Stößelteil 1 eine Einfüllbohrung 10 auf, durch die der Aufnahmeraum 7 nach außen geöffnet ist. Durch diese Einfüllbohrung 10 lassen sich die Kugeln 8 in den Aufnahmeraum 7 einfüllen. Danach wird die Einfüllbohrung 10 durch Einpressen eines Verschlußringes 11 geschlossen, so daß die Kugeln 8 den Aufnahmeraum 7 nicht mehr verlassen können. Es ist jedoch möglich, durch den Verschlußring 11 hindurch Drucköl als Hydraulikmittel einzufüllen.

Die Kugeln 8 dienen dazu, um auf die Stirnseiten von Aktionskolben 12 ein zuwirken, die in einer Bohrung 13 des äußeren Stößelteils 5 angeordnet sind. Die Bohrungen 13 haben denselben Durchmesser wie die kleineren Bohrungen 9 des inneren Stößelteils 1 und verlaufen in der in Fig. 1 dargestellten Stellung koaxial. Jeder Aktionskolben 12 ist topfförmig ausgebildet und enthält eine Druckfeder 14, welche den Aktionskolben 12 zu dem inneren Stößelteil 1 hin drückt. Wenn der Aktionskolben 12 des äußeren Stößelteils 5 in die kleinere Bohrung 9 des inneren Stößelteils 1 hineingerät, werden diese beiden Teile des Stößels miteinander verriegelt. Die Entriegelung erfolgt durch Einwirken von Drucköl auf die Kugeln 8, die entgegen der Wirkung der Druckfedern 14 die Aktionskolben 12 aus dem inneren Stößelteil 1 herausdrücken.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen eine gattungsgemäße Ausführung, bei der als Druck organe nicht Kugeln, sondern Druckkolben 15 verwendet sind. Diese werden innerhalb der Bohrung 6 des inneren Stößelteils 1 in ihrer Bewegung durch jeweils einen äußeren Begrenzungsring 16 und durch einen zwischen den Druckkolben 15 angeordneten gemeinsamen inneren Begrenzungsring 17 begrenzt. In den Fig. 3 und 4 sind die negativen Auswirkungen erkennbar, die sich ergeben, wenn die Teile der Verriegelungseinrichtung nicht genau genug hergestellt oder montiert sind. So zeigt Fig. 3 einen Kolbenrückstand 18 eines Druckkolbens 15, welcher bei der relativen Bewegung des äußeren Stößelteils mit dem Boden 4 gegenüber dem inneren Stößelteil mit dem Boden 3 bewirkt, daß der von der Druckfeder 14 beaufschlagte Aktionskolben 12 einen Radialschlag an dem äußeren Begrenzungsring 16 erhalten würde, wenn er nicht mit einer kugelflächenförmigen Ausbildung seiner Stirnseite versehen wäre. In entsprechender Weise besteht bei einem aus Fig. 4 erkennbaren Kolbenüberstand 19 des Druckkolbens 15 die Gefahr, daß der Druckkolben 15 bei der relativen Bewegung der Stößelteile mit den Böden 3 und 4 einen Radialschlag erhält.

Ein in Fig. 5 dargestellter erfindungsgemäßer Stößel ist grundsätzlich ebenso aufgebaut, wie der in Figur i dargestellte Stößel, jedoch werden hier nicht die Kugeln 8, sondern die Aktionskolben 20 von dem Drucköl beaufschlagt, wäh rend die Kugeln von einer in der radialen Bohrung 6 des inneren Stößelteils angeordneten Druckfeder 21 zu dem äußeren Stößelteil 5 und den darin an geordneten Aktionskolben 20 gedrückt werden. Daher ist hier die in dem inneren Stößelteil angeordnete Einfüllbohrung 10 mit einem Verschlußstopfen 22 vollständig verschlossen.

Durch den Einsatz von Kugeln in der radialen Bohrung 6 des inneren Stößelteils 1 werden gegenüber der Verwendung von Druckkolben die Reibungsverluste verringert. Dabei kann ein Kugelüberstand eindeutig definiert und ein Anschla gen der Kolbenkante vermieden werden. Eine Beschädigung der eingesetzten Teile ist somit ausgeschlossen. Der Leckspalt zwischen den Kugeln 8 und der Bohrung 6 kann sehr einfach durch Gruppensortierung der Kugeln definiert werden. Dadurch ist eine Beeinflussung des Ver- und Entriegelungsdruckes möglich.

Bezugszeichenliste

1 inneres Stößelteil
2 Ventilspielausgleichselement
3 kreisförmiger Boden
4 kreisringförmiger Boden
5 äußeres Stößelteil
6 radiale Bohrung
7 Aufnahmeraum
8 Kugel
9 kleinere Bohrung
10 Einfüllbohrung
11 Verschlußring
12 Aktionskolben
13 Bohrung
14 Druckfeder
15 Druckkolben
16 äußerer Begrenzungsring
17 innerer Begrenzungsring
18 Kolbenrückstand
19 Kolbenüberstand
20 Aktionskolben
21 Druckfeder
22 Verschlußstopfen

Claims

1. Stößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem inneren Stößelteil, dessen kreisförmiger Boden für die Anlage eines ersten Nockens vorgesehen ist, und mit einem diesen umgebenden äußeren Stößelteil, dessen kreisringförmiger Boden für die Anlage von zweiten Nocken vorgesehen ist, mit radialen, in einer Verriegelungsstellung der Stößelteile koaxial verlaufenden Bohrungen, wobei sich in den Bohrungen des äußeren Stößelteils jeweils ein Aktionskolben befindet, der von einer Druckfeder in Richtung zu dem inneren Stößelteil beaufschlagt ist, und wobei sich in der Bohrung des inneren Stößel teils Druckorgane befinden, welche an den Aktionskolben stirnseitig anliegen und von einem Hydraulikmittel in Richtung zu dem äußeren Stößelteil beauf schlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckorgane des inneren Stößel teils (1) als Kugeln (8) mit einem dem Bohrungsdurchmesser des inneren Stößel teils (1) entsprechenden Durchmesser ausgebildet sind (Fig. 1).

2. Stößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem inneren Stößelteil, dessen kreisförmiger Boden für die Anlage eines ersten Nockens vorgesehen ist, und mit einem diesen umgebenden äußeren Stößelteil, dessen kreisringförmiger Boden für die Anlage von zweiten Nocken vorgesehen ist, mit radialen, in einer Verriegelungsstellung der Stößelteile koaxial verlaufenden Bohrungen, wobei sich in den Bohrungen des äußeren Stößelteils jeweils ein Aktionskolben befindet, der in Richtung zu dem inneren Stößelteil gedrückt wird, und wobei sich in der Bohrung des inneren Stößelteils Druckorgane befinden, welche an den Aktionskolben stirnseitig anliegen und in Richtung zu dem äußeren Stößelteil gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckorgane des inneren Stößelteils (1) als Kugeln (8) mit einem dem Bohrungs durchmesser des inneren Stößelteils (1) entsprechenden Durchmesser ausgebil det sind (Fig. 5).

3. Stößel nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an dem von der Bohrung (6) des inneren Stößelteils (1) gebildeten Aufnahmeraum (7) für die Kugeln (8) zwei Randbereiche anschließen, welche von kleineren Bohrungen (9) gebildet sind, die dem Außendurchmesser der Aktionskolben (12, 20) entsprechen.

4. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Stößelteil (1) eine Einfüllöffnung (10) für die Kugeln (8) aufweist, über welche der Auf nahmeraum (7) nach außen geöffnet ist.

5. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einfüllöffnung (10) ein Verschlußring (11) eingepreßt ist.

6. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einfüllöffnung (10) ein Verschlußstopfen (22) eingepreßt ist.