DE2100671A1

DE2100671A1 - Stößel für Brennkraftmaschinen mit oben liegender Nockenwelle

Info

Publication number: DE2100671A1
Application number: DE19712100671
Authority: DE
Inventors: Richard D. Muskegon Mich. Cornell (V.St.A.)
Original assignee: Johnson Products Inc
Current assignee: Johnson Products Inc
Priority date: 1970-05-07
Filing date: 1971-01-08
Publication date: 1971-11-25
Also published as: FR2091318A5; CA924981A; US3661127A; GB1275531A

Description

Herne, 8000 München 2S₁

slligrathstraße 19 t\ t 4 I 2UD" Elsenadier Straß· 17

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rnsprecher: 51013 r W 398012

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann -Trentepohl ^398O1S

legrammansdirift: Telegrammantchrlft:

hrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpal München

ilex 08 229 853 Telex 05 245 62

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Bayrische Vereinsbank München 752287 ____,< Dresdner Bank AG Herne 202 436

210Ub/ I Postscheckkonto Dortmund 55868

Ref.: μ 02 714 B/Se

In der Antwort bitte angeben Zuschrift bitte nach:

München

7. Januar 1971

Johnson Products, Inc., 1185 East Keating, Muskegon, Michigan 49507, USA

Stößel für Brennkraftmaschinen mit oben liegender Nockenwelle

Hydraulische Stößel werden vorherrschend nicht bei Maschinen mit oben liegender Nockenwelle verwendet, welche in den meisten Fällen besondere Nachstellvorrichtungen aufweisen. Die Schwierigkeit bei der Verwendung hydraulischer Stößel für Brennkraftmaschinen mit oben liegender Nockenwelle liegen darin, daß der Kipphebel in einem verhältnismäßig kurzen Abstand von der Nocken welle sitzt. Infolgedessen ist der zwischen der Nooke und dem Kipphebel verfügbare Raum so beschränkt, daß die Verwendung einer normallangen Stößelstange unmöglich wird. Ferner ist der Kipphebel schwenkbar montiert, so daß der Stößelstangensockel zur Aufnahme der Stößelstange sich auf einer bogenförmigen Bahn bewegt. Gleichzeitig ist der Stößel jedoch für eine Hin- und Herbewegung montiert. Infolgedessen sind noch keine Erfolge bei der Entwicklung von Anordnungen erzielt worden, durch welche der sich bogenförmig bewegende Stößelstangensockel die Stößelstange eines hin- und Hergehenden hydraulischen Stößel richtig aufaunehraen vermag. Ee gibt also - mit anderen Worten - keine Einrichtung zur Kompensation des Bewegringsunterschiede8 zwischen der bogenförmigen Bewegung des Kipphebels und der hin- und her-

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gehenden Bewegung des hydraulischen Stößels.

Die Erfindung schlägt somit einen Stößel, für Brennkraftmaschinen mit oben liegender Nockenwelle vor, deren Kipphebel einen Stößelstangensockel aufweisen, der sich auf einer kreiRbogenförmigen Bahn bewegt.und kennzeichnet sich dadurch, daß der Stößelkörper eine einseitig offene Bohrung zur Aufnahme eines in ihr hin- und hergleitenden Stempels aufweist, auf den in der Nachbarschaft des offenen Endes der Bohrung ein Stößelstangensitz vorgesehen ist, und daß eine verkürzte Stößelstange mit dem einen Ende schwenkbar auf dem Stößelstangensitz ruht und am anderer-Ende Einrichtungen zur schwenkbaren Verbindung mit dem Sockel des Kipphebels aufweist. Vorteilhaft ist die Stößelstange am Kipphebel/^sitzende halbkugelförroig ausgebildet und das im Stößelstangensitz ruhende Ende größer als das andere, dem Kipphebel benachbarte Ende.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das dem Stößelstangensitz benachbarte Ende kugelkalottenförmig ausgebildet und weist einen größeren Durchmesser als das andere Ende auf.

Die Schwenkverbindungen liefern Einrichtungen zur Kompensation der ayialen Fehlausfluchtung des Stößel bezüglich des Stößel-Stangensockels in den verschiedenen Stellungen des Kipphebels auf seiner bogenförmigen Bahn.

Durch die Erfindung wird deshalb offensichtlich ein Stößel geschaffen, der bei Brennkraftmaschinen mit oben liegender Nockenwelle derart verwendet werden kann, daß die Stößelverbindung zwischen Kipphebel und Stößel die Schwenkung des Kipphebels aufzunehmen vermag.

Selbstverständlich hat der erfindungsgemäße Stößel alle Eigenschaften, die ihn auch für den Einsatz in anderen als Maschinen mit oben liegender Nockenwelle geeignet machen, insbesondere für die Fälligkeit das vorhandene Spiel aufzunehmen und außerdem Cl -zu devft Kipphebel mit Hilfe des hydraulischen Stößels zuzuführen.

Bas ÖL wird durch den Stößel statt durch andere Einrichtungen

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zügeführt,τ'bisher bei Maschinen mit oben liegender Nockenwelle erforderlich' waren.

Ferner wird durch die Erfindung das Problem gelöst, hydraulische Stößel in Maschinen mit oben liegender Nockenwelle zu verwenden, ohne daß sich Schwierigkeiten wegen Fehlausfluchtung zwischen Stößel und Kipphebel ergeben, die bisher zu ernsten Problemen führten, welche praktisch die Verwendung von hydrauli schen Stößeln bei Maschinen mit oben liegender Nockenwelle ausschlössen.

Durch die Erfindung wird schließlich auch noch das Problem gelöst, einen hydraulischen Stößel zu schaffen, bei dem übliche Bauelemente, die zum Teil zum Stande der Technik gehören, ohne große ünderungen verwendet werden können, um zum erfindungsgeraäßen Ziel zu kommen.

Die Zeichnung zeigt in

Pig. 1 eine Teilschnittdarstellung eines Brennkraftmaschinenventilzugs unter Verwendung einer Anordnung gemäß der Erfindung; und in

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen hydraulischen Stößel gemäß der Erfindung.

In der folgenden Beschreibung finden die folgenden Bezugszeichen für die Bezeichnung von Einzelteilen Verwendung:

10 =	Nockenwelle
10a =	Nocke
12 =	Kipphebel
14 =	Schraube
16 =	Ventilstange
18 =	Kanal
30 =	Stößel
3? =	Stößelkb'rper
34 =	Ausnehmung
36 r-.	Kanal

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38	= Stempel
40	= Öffnung
42	= Ausnehmung
44	= innere Ringrille
46	= innerer Hohlraum
48	= koaxialer Kanal
50	= Feder
52	= Platte
54	= Wendelfeder
56	= Haltekappe
60	= Zumessvorrichtung
62	= Stößelstangensitz
64	= Kanal
66	= Nasenteil
68	= Oberfläche
70	= Ringrippe
72	= Zumeßscheibe' -
74	- Öffnungen
80	= Kipphebelsitz
82	= Stößelstange
84	= Ende
86	= Sockel
87	= kugeliges Ende
88	= Planschen
89	= *^anal
90	= Haltering
92	= Mittelpunkt

Wie man aus Fig. 1 erkennt enthält die Ventilanordnung für eine Brennkraftmaschine eine übliche Nockenwelle 10 mit einer Nocke 10a in unmittelbarer Nachbarschaft des Kipphebels 12, der schwenkbar auf einer Schraube 14 mit Hilfe eines Kipphebelträgers montiert ist. Ein Stößel 30 betätigt den Kipphebel derart, daß die Ventilstange 16 in Bewegung gesetzt wird. Der Stößel 30 ist gewöhnlich mit unter Brück stehendem Öl aus einem Versorgungs kanal 18 versorgt, der für jeden Stößel für jedes Ventil gemein ist. Der Stößel 30 ist so angeordnet, was jedoch nicht im einzelnen dargestellt ist, daß das öl in dem Kanal 18 bestimmten Stellungen des Stößels duroh den Kanal ^6 (Fig. 2) des Stößelkörpere

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32 und dann durch, die Ausdehnung 42 des Stößelstempels 38 in einen inneren Hohlraum 46 fließt, aus dem es, wie später noch näher erläutert werden wird, genau abgemessen durch einen Stößelstangensitzkanal 64 und einen Stößelstangenkanal 89 zum Kipphebel strömt.

Der hydraulische Stößel 30 enthält einen Stößelkörper 32 mit einer Oberfläche, die beim 34 eine Ausnehmung aufweist, die zur Aufnahme des Öles dient, das aus dem Kanal 18 kommt. Das Öl gelangt in den Stößelkörper 32 über den Kanal 36. Ein Stempel 38 ist hin- und hergehend im Stößelkörper 32 angeordnet und in üblicher Weise mit einer zweiten Öffnung 40 und einer Ausdehnung 42 in der Oberfläche ausgebildet, welche mit einer inneren Ringrille 44 auf dem Stößelkörper 32 lind den Kanälen 36 und 40 zusammenwirkt, um Öl in den inneren Hohlraum 46 des Stempels 38 zu fördern.

Der Stempel 38 ist in ebenfalls üblicher Weise oben offen und unten im allgemeinen geschlossen mit Ausnahme eines koaxialen Kanals 48, der durch eine RückschTagventilanordnung aus Feder und Platte 52 gesteuert wird. Eine andere Wendelfeder 54 drückt eine Haltekappe¹" 56 und damit den Stempel 38 in !Richtung des offenen Endes des hohlen Stößelkörpers 32 in üblicher Weise.

Am oberen Ende des Stempels 68 ist ein Kipphebelsitz 80 einschließlich des Stößelstangensitzes 62 und der Stößelstange 82 vorgesehen, die beide die Kanäle 64 und 69 zur Förderung des Öls M sum Kipphebel 12 vom inneren Hohlraum 46 aufweisen. Zwischen dem inneren Hohlraum oder Behälter 46 und dem Kanal 64 Befindet sich die Zumeßvorrichtung des hydraulischen Stößels, die so ausgebildet sein kann, wie es beispielsweise in der USA-Patentschrift He 25 974 beschrieben ist. Diese besondere Zumeßvorrichtung enthält einen besonders ausgebildeten ÜTesenteil 66 des Stößelstangensitzes 62 und eine Ringrippe 70, die auf einer Zumeßscheibe 72 sitzt, welche öffnungen 74 aufweist, durch die das Öl aus dem inneren Hohlraum oder Behälter 46 zum Kanal 64 strömen kann. Diese Auegestaltung des Stößelstangensitzes 46 in Verbindung mit der Zumeßscheibe 72 steuert die Strömung des Öls in den Kanal 64 in der Weise, wie es beispielsweise in der oben genannten USA-Patent-

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schrift erläutert ist. Selbstverständlich kann man jedoch auch andere Stößelstangensitzanordnungen verwenden, vorausgesetzt, daß sie die Stößelstange 82 in der nachfolgend beschriebenen Weise aufzunehmen vermögen.

In v/eiterer Ausbildung der Erfindung ist die ΡΛößpl stange 32 verschiebbar auf der Oberfläche 68 montiert, so daß eine Schwenkverbindung zwischen Stößel 30 und Kipphebel 12 entsteht. Insbesondere ist die Oberfläche 68 des Stößelstangensitzes 62 kugelförmig zur Aufnahme des Kugelendes 87 der Stößelstange 82 ausgebildet. Das andere Ende 84 der Stößelstange ist mit einer Kugelfäche versehen, die, wie sich aus der Zeichnung entnehmen läßt, einen Krümmungsradius aufweist, der beträchtlich kleiner als derjenige der Oberfläche für das Ende 82 ist. Das Ende 84 ist dabei so ausgelegt, daß in den Sockel 86 des Kipphebels paßt. Neben dem größeren Krümmungsradius ist das Ende 87.durc} Flansche 88 gekennzeichnet", welche feßt über die Breite des Stößelstangensitzes 62 vorstehen, so daß sie vor dem Einbau des Stößels einen Haltering 90 erfassen, der dauernd im Stößel ■ sitzt. Der Haltering dient zur Verhinderuptg einer Trennung des Kipphebelsitzes 80 von dem Zumeßsockel 62 vor dem Zusammenbau.

Ein wesentliches Merkmal des Kipphebelarmsitzes 80 ist seine kurze Länge in Kombination, mit der Schwenkwirkung der Stößelstange, Die Länge des Sitzes 80 ist beträchtlich kurzer oder kleiner als die länge des Restes des Stößels 30, wodurch der Stößel 30 in den sehr engen Raum zwischen der Nooke 10a und dem Kipphebel 12 eingesetzt werden kann, während gleichzeitig die notwendige Schwenkbewegung möglich ist, die den vom KippiBbel beschriebenen Bogen aufzunehmen vermag.

Im folgenden soll kurz noch die Wirkungsweise des Kipphebelsitzes 80 erläutert werden. Wenn der Stößel 30 nach oben durch die Hocke 10a in die voll ausgezogene Stellung gestoßen wird, dann drückt der Kipphebelsitz 80 den Kipphebel derart, daß er in die vollausgezogene Stellung nach Fig. 1 kippt. An dieser Stelle hat Bieh der Mittelpunkt 92 des Sockels 86 des Kipphebels 12 von der Achse des Stößels 30 um eine kleines Stück infolge der Versöhnen-

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■•rung des Kipphebels 12 um den Winkel !'alpha" entfernt. Diese kleine Verschiebung erfordert, daß die Stößelstange 82 sich verschwenkt oder verkippt durch gleiten auf der Oberfläche 68 zur Aufnahme einer vorübergehenden Fehlausfluchtung des Punktes 92 mit der Achse den Stößels. Gleichzeitig schwenkt das Kugelende 84 in der Kugelfläche 86 des Kipphebels. Jedes Rückspiel im Ventilzug wird durch den hydraulischen Stößel bekannter Weise aufgenommen. D.h. der Öldruck im inneren Hohlraum 46, der von dem Kanal 18 durch die Kanäle 36 \ind 40 erzeugt wird, streckt den Stempel 38 erforderlichenfalls durch Hindurchführen durch die Ventilplatte 52 in die Kammer unter dem Stempel, so daß eine Kraft aufgebracht wird, um den Stempel 38 soweit zu strecken, daß die Stößelstange 82 in dauernder Berührung mit dem Kipphebe]/6leibt. Andererseits kann der Steipel diirch Hindurchführen des Öls in der Kammer unter dem Stempel 38 sich um den Stempel in den Raum zwischen Stempel 38 und Körper 32 und zum inneren Hohlraum 46 wieder zurückgeführt werden, ein Vorgang,der Auftritt, wenn ausreichend Kraft auf das Ende der Stößelstange 82 infolge Wärme Ausdehnung oder dgl. des Ventilzuges aufgebracht wird.

In jedem Falle wird etwas Cl im inneren Hohlraum oder Behälter 46 zum Kipphebel geführt, indem es durch die Scheibenöffnungen 74, den Zumeßkanal infolge der Nase 66 und/ann durch die Kanäle 64 und 89 zum Kipphebel fließt.

Durch die Erfindung wird^lso offensichtlich eine Konstruktion für einen hydraulischen Stößel geschaffen, der sich in einer Maschine mit oben liegender Nockenwelle verwenden läßt und alle für einen sauberen Arbeitsgang erforderlichen Merkmale aufweist. Der Stößel erlaubt die Bogenbewegung des Kipphebels und. die Hin- und Herbewegung des Stößels trotz der kurzen zwischen ihnen liegenden Distanz. Der Stößel liefert die notwendige automatische hydraulische Einstellung anderer hydraulischer Stößel und ferner eine Einrichtung zur Zülührung von Öl durch den Stößel zur Kipphebel.

Patentansprüche: 109848/1127

Claims

Patentansprüche

./Stößel, insbesondere für Brennkraftmaschinen mit oben liegender Nockenwelle, deren Kipphebel einen Stößelstangensockel aufweisön, der sich auf einer kreisbogenförmigen Bahn bewegt, dadurch gekennze.i chne t , daß der Stößelkörper (32) eine einseitig offene Bohrung zur Aufnahme eines in ihr hin- und hergleitenden Stempels (38) aufweist, auf dem in der Nachbarschaft des offenen Endes der Bohrung ein Stößelstangensitz (62) vorgesehen ist, und daß eine Verkürzte Stößelstange (82) mit dem einen Ende schwenkbar auf dem StöSelstangensitz (62) ruht und am anderen Ende (84) Einrichtungen (80) zur schwenkbaren Verbindung mit dem Sockel (86) des Kipphebels (12) aufweist.
2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelstange.(82) am Kipphebelsitzende (84) halbkugelfönnig ausgebildet ist,und das im Stößelstangensitz

(62) ruhende Ende größer als das andere im Kipphebel (12) benachbarte Ende ist.
3. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Stößelstangensitz (62) benachbarte Ende kugelkalottenförmig ausgebildet ist und einen größeren Durchmesser alstandere Ende aufweist.

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