DE2100672A1

DE2100672A1 - An eine Stößelstange angeschlossener mechanischer Stößel

Info

Publication number: DE2100672A1
Application number: DE19712100672
Authority: DE
Inventors: Richard D.; Erickson Ronald R.; Muskegon Mich. Cornell (V.St.A.)
Original assignee: Johnson Products Inc
Current assignee: Johnson Products Inc
Priority date: 1970-04-20
Filing date: 1971-01-08
Publication date: 1971-11-11
Also published as: US3782345A; AU3294571A; DE2100672C2; AU454829B2; CA947165A; CA963336A; US3614942A; FR2092527A5; GB1292762A

Description

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DIpI.-Ing. R. H. Bahr .,_t._Ällw._letI,._r Dipl.-Phys. Eduard BeUUr Fen^r.*^ »«« Fernsprecher: Βία« Dlpl-Ing. W. Ηβιπιιβηιι-ΤΜίιΛρβΙιΙ _{w rammeiM}^*¹⁵ Telegrammanschrift: PATENTANWÄLTE BabeUplT München Bahrpatente Herne Telex 05 245

Telex 0S229S53

21UUb/^ Bayrisch· Vereinsbank München »52217 Dresdner Bank AG Herne 2Q2434 Postscheckkonto Dortmund- 55*

R.f.: M 02 713 B/h.

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Zuschrift bitte nach:

München

7. Januar 1971

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

An eine Stößelstange angeschlossener mechanischer Stößel.

Obwohl mechanische Stößel kein hydraulisches Medium für ihren Betrieb benötigen, im Gegensatz zu hydraulischen Stößeln, muß doch Öl in vielen Fällen zu den Kipphebeln zu ihrer Schmierung zugeführt werden. Es ist üblich, diese Ölversorgung durch die Stößelstange hindurch vorzunehmen. Die bekannten Konstruktionen, bei denen die Stößelstange zu diesem Zweck verwendet wird, führen zu einer unrichtigen Regelung der Ölströmung durch die Stößelstange und Versuche die Strömung zu bemessen konnten das Problem der Bloclderung durch !fremdkörper nicht lösen ahne gleichzeitig nicht zu einem übermässigen Ölverbrauch infolge schlechter Bemessung zu kommen.

In der kanadischen Patentanmeldung 079 468 vom 7. April 1970 der Anmelderin wurde kürzlich eine zufriedenstellende Zumeß· vorrichtung für meehäfiische Stößel vorgeschlagen. Die in dieser Anmeldung offenbarte Konstruktion macht jedoöh die Verwendung einer flachen Scheibe erforderlich, auf der der Stößelstangensitz ruht. Um die Kosten herabzusetzen ist es zweckmässig, nach einer Konstruktion zu suchen, bei der die Verwendung einer solchen flachen Scheibe nicht erforderlich ist.

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Aus der USA-Patentschrift 3 437 080 ist eine Konstruktion für die Zumessung von Öl zu einem mechanischen Stößel ohne Anwendung einer Scheibe "bekannt. Diese Konstruktion liefert jedoch keinen kontinuierlichen und abhängigen Ölfluß, weil der Kanal oder Weg zwischen dem Stößelstangensitz-und Stößelkörper sowohl vom Öldruck als auch vom Ventilspiel abhängt, Bedingungen, die selbst nicht kontinuierlich sind, sondern vom Kurbelwellenzyklus abhängen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Stößel, bei dem eine kontinuierliche Präzisionszumessung vorhanden ist, ohne daß unmittelbar unter dem Stößelstangensitz eine flache Scheibe angeordnet zu werden braucht.

Die Erfindung geht also aus von einem an eine Stößelstange angeschlossenen mechanischen Stößel, dessen Stößelkörper mit einem Ölbehälter versehen ist, in einem Hohlraum einen Stößelstangensitz aufweist, der über eine Mittelöffnung mit der Stößelstange in Verbindung steht und Einrichtungen zur Zumessung von Öl aus dem Ölbehälter durch den Sitz in die hohle Stößelstange besitzt und schlägt vor, daß die Zumeßvorrichtung aus einem Schlitz in einer mit dem Stößelkörper in Eingriff stehender Oberfläche des Stößelstangensitzes, der sich wenigstens bis zum Ölbehälter erstreckt und einem Kanal vom Schlitz zur Mittelöffnung besteht.

* Durch diese Maßnahme wird also die Aufgabe gelöst, für einen mechanischen Stößel eine Präzisionszumessung zu erreichen, ohne daß eine flache Scheibe unmittelbar in der Nähe der Eumeßoberflache des Stößelstangensitzes angeordnet werden muß.

Ausserdem wird ein Stößel geschaffen, bei dem das Öl unabhängig und kontinuierlich der Stößelstange ohne Eücksicht . auf den Zyklus der Kurbelwelle, das Fehlen oder Vorhandensein von Spiel oder das Ausmaß des Öldrucks zugeführt wird.

Schliesslich schafft die Erfindung einen Stößel der oben gekennzeichneten Art, der sehr billig herzustellen ist.

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Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Teilseitenansicht, teilweise im Schnitt," durch einen Stößel gemäß der Erfindung ; .

Fig. 2 eine Draufsicht auf die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendete Halterun;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Stößelstangensitz und den Stößelkörper im wesentlichen längs der Ebene III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Ansicht lediglich des Stößelkörpers;

Fig. 5 eine TeilSeitenansicht, teilweise im Schnitt und ähnlich der Darstellung nach Fig. 1 zur Wiedergabe einer anderen Ausführungsform;

Fig. 6 eine Teilseitenansicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren abgeänderten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 einen Schnitt durch den Stößelstangensitz der Ausführungsform nach Fig. 6;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Stößel nach Fig. 6, jedoch ohne Stößelstange; und in

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform eines StöBelstangensitzes.

In den Zeichnungen finden, in einigen, abgeänderte Ausführungsformen wiedergebenden Fig. ergänzt durch a, b und c, folgende Bezugszeichen zur Bezeichnung von Einzelteilen Verwendung.

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10	mechanischer Stößel
11	Kurbelgehäuse
12	Bohrung
14	Stößelstange
16	Stößelstangensitz
17	Aussenwand
18	Nooke
20	Nockenwelle
22	Ölbehälter
24	Stößelkörper
25	Hohlraum
26	Schulter
27	Mittelöffnung
29	Rille
30	Rille
36	Zumessvorrichtung
40	Zumeßschlitz
42	Oberfläche
50	Ringkanal oder Unterschneidung
52	Querbohrung.
60	Haltevorrichtung
62	hochstehende Kante
64	Knick
66	Mittelbohrung
70	Deckfläche
72	Lippe
80	Schlitz
90	Sprengring
92	Rille.

Der erfindungsgemässe mechanische Stößel 10 findet in einem üblichen Maschinenblock mit einem Kurbelgehäuse und einer
Bohrung 12 Verwendung, welche den Stößel 10 an einen Ölvorrat anschliesst. Der Stößel 10 enthält einen Stößelkörper,
in welchem ein Stößelstangensitζ 16 sitzt, der eine Stößelstange 14 abstützt. Die gesamte Kombination wird in üblicher Weise durch eine Nocke 18 auf einer Hrbel- oder Nockenwelle 20 hin- und herbewegt. Der Stößelkörper 24 ist in üblicher
Weise, wie aus Pig. 4 erkennbar, mit einem ölbehälter 22 im

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unteren Teil und einer Rille 30 im äusseren Teil versehen. Der obere Teil weist einen vergrösserten Hohlraum 25 auf, der die im nachfolgenden beschriebene Gestalt besitzt. Eine Schulter 26 wird durch eine ringförmige Unterschneidung 50 gebildet. Im Abstand oberhalb von dieser Unterschneidung 50 befindet sich noch eine weitere Unterschneidung in 3?orm einer Rille 29. Die Schulter 26 dient zur Aufnahme und Abstützung des Sitzes 16, während die wirkungsweise der Unterschneidung und der Rille später noch näher beschrieben werden sollen.

Gemäss der Erfindung ist in dem Stößelstangensitz 16 eine Zündvorrichtung 36 so angeordnet, daß keine flache Scheibe erforderlich ist, wie es bei der eingangs erwähnten Konstruktion der Fall ist. Die Beseitigung dieses Elementes ist möglich durch die Verwendung eines ZumeßSchlitzes 40 bei der Ausführungsform nach den Pig. 1 bis 4» wie insbesondere aus Pig. erkennbar ist. Dieser Zumeßschlitz 40 ist in der Bodenfläche des Stößelstangensitzes 16 angeordnet und sitzt in der Oberfläche 42, welche auf der Ringschulter 26 aufruht. Der Schlitz 40 erstreckt sich radial von der Aussenwand 17 des Stößelstangensitzes wenigstens bis zu einer Stelle, an der er mit dem Ölbehälter 22 in Verbindung steht.

Um das zugemessene öl vom Schlitz 40 zu einer Mittelöffnung 27 im Sitz 16 zu führen, ist ein nichtzumessender Kanal, bestehend aus einem Ringweg zwischen der Aussenwand 17 des M Stößelstangensitzes 16 und der Wandung des Hohlraums 25» soweit sie sich wenigstens über einen Teil der Aussenwand 17 erstreckt,gebildet. Bei der in Pig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform umfasst dieser Ringweg die ringförmige Unterschneidung 50 in der Innenwandung des Hohlraumes 25» wobei sich diese Unterschneidung annähernd über die Hälfte der Oberfläche der Wandung 17 erstreckt. Eine Querbohrung52 ist innerhalb des Stößelstangensitzes 16 vorgesehen und erstreckt sich radial von der Mittelöffnung 27 zu der Wandung 17 und steht damit mit der ringförmigen Unterschneidung 50 in Verbindung. Somit erfolgt die Strömung des Öls vom ölbehälter 22 durch den Zumeßschlitz 40 in die Ringbahn, die durch die ringförmige Unterschneidung 50 gebildet ist, dann

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durch die Querbohrung 52 und in die Mittelöffnung 27, wo das Öl durch die öffnung 28 in die Stößelstange 14 gelangt.

Ein Stößelstangensitz 16 mit den im vorhergehenden beschriebenen Eigenschaften lässt sich nach üblichen Verfahren, beispielsweise durch Abarbeiten eines geeigneten Metallrohlings herstellen. Der Zumeßschlitz kann geprägt sein, um die richtigen Abmessungen sicherzustellen.

Damit diese Zumeßvorrichtung in geeigneter Weise benutzt werden kann, ist es notwendig sicherzustellen, daß der StößelStangensitz 16 immer gegen die Schulter 26 angedrückt ist. Um dies zu erreichen wird eine federnde Haltevorrichtung 60 in das Gehäuse 24 so eingepresst, daß sich die Oberfläche 42 des Stößelstangensitzes nicht von der Schulter in Richtung der Hin- und Herbewegung des Stößels trennen kann. Dies bedeutet, daß die Neigung zur Trennung durch Zusammenschnürung verursacht wird und diese Neigung verhindert wird durch die Reibungsfixierung der Halterung 60 innerhalb des Hohlraums Die Halterung 60 besteht bei dieser Ausführungsform aus einem biegsamen Metallstück, das schalenförmig ausgebildet und in Pig. 2 in Draufsicht wiedergegeben ist, so daß eine hochstehende Kante 62 durch einen Knick 64 enteteht. Eine Mittelbohrung 66 nimmt die Stößelstange 14 aufv Um eine zwangsläufige sichere Halterung innerhalb des Hohlraumes 25 zu gewährleisten, kann die Rille 29 für die Haltevorrichtung 60 innerhalb der Hohlraumwandung vorgesehen sein, wie beispielsweise Fig. 4 erkennen lässt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Rille 29 nicht notwendig ist, um die Haltevorrichtung 60 in richtiger Weise zu fixieren.

Man erkennt, daß die vorstehend'beschriebene Konstruktion eine Drehung der Stößelstangensitze 60 innerhalb des Hohlraums 25 ermöglicht, wobei die Oberfläche 42 auf die Schulter 26 gedrückt ist, so daß eine Neigung des Schlitzes 40 sich zu verstopfen verringert wird. Gleichzeitig verhindert diese Konstruktion jegliche Axialbewegung des Stößelstangensitzes 16 in der Richtung, daß er sich abhebt und den Schlitz 40 vergrössert, wodurch zuviel Öl in die Querbohrung 52 und damit in die Stößelstange 14 gelangen könnte.

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Im Betrieb strömt das Öl zum Kipphebel durch die Stößelstange 14 von der Bohrung 12 in den Ölbehälter 22 im Stößelkörper 24 durch die Zündvorrichtung 36 und dann durch die Mittelöffnung 27 im Stößelstangensitz zur Öffnung 23 im Boden der Stößelstange 14. Das Öl im Ölbehälter 22 wird immer erneuert, wenn die Rille 30 des Gehäuses 24 über die Öffnung zur Bohrung 12 hin- und hergeht.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung, bei der eine andere Konstruktion Verwendung findet, um den Stößelstangensitz an einer axialen Bewegung innerhalb des Stößels zu hindern. Ähnliche Teile, die denjenigen bei der vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, sind mit dem glei* chen Bezugszeichen unter Hinzufügung von ^Ma^w versehen. Der in Fig. 5 wiedergegebene Stößel 10a wird durch eine Hocke 18a innerhalb eines Kurbelgehäuses 11a betätigt, wobei das Öl von einer Bohrung 12a durch einen Behälter 22a, einen Schlitz 40a und In eine Stößelstange 14a strömt. Die Zumeßvorrichtung 36a ist in jeder Hinsicht identisch mit derjenigen nach dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, ausser daß der Ringweg zwischen der Aussenwandung 17a des Stößelstangensitzes 16a und der Innenwandung des Hohlraumes 25a gebildet ist durch Reduzieren des Durchmessers der Aussenwand 17a über den Großteil der Länge des Stößelstangensitzes. Es gibt somit keine ringförmige tfntersehneidung in der Innenwandung des Hohlraumes 25a. Der reduzierte Durchmesser der Aussenwandung 17a endet an einer Stelle unterhalb der Deckfläche 70 des Stößelstangensitzes, so daß sich eine Ringlippe 72 bildet, deren Aussendurchmesser dem Durchmesser der Innenwandung des Hohlraumes 25a übertrifft. Diese Konstruktion, stellt sicher, daß der Stößelstangensitz 16a mit Preßsitz im Hohlraum 25a sitzt und in seiner Lage gehalten wird, wobei Beine Oberfläche 42a dauernd durch die Ringschulter 26a des. Hohlraums 25a unterstützt ist.

Man erkennt ohne weiteres, daß, weil bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 5 die Zumessung nur durch den Schlitz statt durch den Blngweg erfolgt $ die radiale Dicke des Ringweges wesentlich ist, während die Toleranzen zur Herstellung dieser Bahn nicht bedeutend sind.

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Die Pig. 6 bis 8 asigen eine weitere Ausführungsform, bei der die Zumessung durch den Ringweg zwischen den Wandungen des Stößelstangensitzes und dem Hohlraum des Stößel 'statt durch den Schlitz erfolgt, so daß der Schlitz lediglich etwas.Öl in den Ringweg unter den Arbeitsbedingungen der Vorrichtung leitet. Ähnliche Teile, die denjenigen nach den früher beschriebenen Ausführungsformen entsprechen, tragen das gleiche Bezugszeichen unter Beifügung von "b^M. Man erkennt aus Fig. 6 somit, daß ein Stößel 10b sich in einem Kurbelgehäuse 11b hin- und herbewegt, wobei das Öl von einer Bohrung 12b in einen ölbehälter 22b und dann durch eine Zündvorrichtung 36b zu einer Mittelöffnung 27b und dann in eine Stößelstange 14b durch eine öffnung 28b strömt. Unähnlich den vorhergehenden Ausführungsformen erfolgt die Zumessung bei dieser Konstruktion durch den Ringweg zwischen der Wand 17b des Stößelstangensitzes 16b in der Wandung des Hohlraumes 25b, wobei ein Schlitz 80 im Boden des Stößelstangensitzes 16 iri der Oberfläche vorgesehen ist, welche auf der Ringschulter 26b aufruht, und dies ausschliesslich für den Zweck der kontinuierlichen Zuführung eines Ölstroms zum R^ngweg. Man erkennt somit leicht, daß die radiale Dicke des Ringweges wesentlich kleiner als irgendwelche Abmessungen des Schlitzes 80 sind, wobei die Dicke durch strickte Toleranzforderungen hinsichtlich der Abmessungen der Wandungen des Stößelstangensitzes und des Hohlraumes festgelegt ist. Die besonderen Abmessungen schwanken vom Ausmaß der gewünschten Zumessung und lassen sich leicht feststellen.

Die Ausführungsform nach den Pig. 6 bis 8 zeigt, daß sich die Querbohrung 52b über den vollen Durchmesser des Stößelstangensitzes erstrecken kann, so daß ein Zugang zur Mittelöffnung 27b an zwei verschiedenen Stellen in dem Ringweg vorhanden ist. Die Querbohrung 52b braucht sich jedoch auch nur über einen Radius des Stößelstangensitzes zu erstrecken. Weitere Änderungen kann man vornehmen, in dem man den Stößelstangensitz zweiteilig ausbildet, wobei der untere Teil eine Scheibe (vergl, Fig. 9) mit Schlitzen 80a, 52c und 52d an entgegengesetzten Seiten ist und der obere Teil den Sitz 17c bildet. Diese Konstruktion erlaubt flachere Schlitze und reduziert

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die Strömungscharakteristiken.

Zu erwähnen ist noch die Begrenzung der Beweglichkeit des Stößelstangensitzes durch den Sprengring 9Θ in der Bille 92.

-Patentansprüche:-

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Claims

Patentansprüche:

An eine Stößelstange angeschlossener mechanischer Stößel, dessen Stößelkörper mit einem Ölbehälter versehen ist, in einem Hohlraum einen StößelstangoBitz aufweist, der über eine Mittelöffnung mit der Stößelstange in Verbindung steht, und Einrichtungen zur Zumessung von Öl aus dem Ölbehälter durch den Sitz in die hohle Stößelstange besitzt, dadurch gekennzeichnet , daß die Zündvorrichtung (36) aus einem Schlitz (40) in einer mit dem Stößelkörper (24) in Eingriff stehenden Oberfläche (42) des Stößelstangensitzes (16), der sich wenigstens bis zum Ölbehälter (22) erstreckt, und aus einem Kanal (50) vom Schlitz (40) zur Mittelöffnung (27) besteht.

Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stößelstangensitz (16) von einer ringförmigen Schulter (26) am Stößelkörper (24) oberhalb des Ölbehälters (22) abgestützt ist und der Schlitz (4) wenigstens in der Oberfläche (42) des Sitzes (16) mit der Schulter (26) in Berührung steht.

Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal aus einem Ringkanal (§0) zwischen wenigstens einem Teil der Aussenwand (17) des Stößeletangensitzes (16) und der dazu konzentrischen Wand des Stößelkörpers (24) besteht und der Schlitz (40) sich von der Aussenwand (17) bis wenigstens zu einem Punkt erstreckt, der mit dem Ölbehälter (22) in Verbindung steht.

Stößel nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitz(40) als Bemessungsschlitz alt vorbBtimmten Abmessungen ausgebildet ist und der Ringkanal (50) wesentlich grossere radiale Abmessungen aufweist und keine Beraessungsfunktion ausübt.

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ΛΑ

5. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Ringkanal (50) durch eine wesentliche Verminderung des Aussendurchmessers der Sitzwandung (17a) über wenigstens einen Teil der axialen Erstreckung des Sitzes (16) gebildet ist.

6. Stößel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60, 72, 90, 92) zur Halterung des Stößelstangensitzes (16) im Hohlraum (25) des Stößelkörpers

(24) gegen axiale Verschiebungen.

7. Stößel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Halterungseinrichtung aus einer Ringlippe (72) am oberen Ende des Stößeletangensitzes (16) besteht, deren AussendurchmeBser grosser als der Innendurchmesser der Wand des Hohlraums (25) ist.

8. Stößel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Unterschneidung (50) in der Wand des Hohlraumes

(25) und eine in die Uncerschnt:idung eingreifende Halterung (60) für den Stößelstangensitz (16).

9. Stößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Halterung (60) aue einer zwischen Stößelstangensitz (16) und Wand des Hohlraumes (25) einpreßbaren und vorzugsweise in die Unterschneidung einrastenden achalenförmigen Scheibe besteht.

10. Stößel nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß vom Ringkanal eine Querbohrung (52) zur Mittelöffnung (27) führt.

11, Stößel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Querbohrung (52b) sich über den ganzen Durchmesser des Stößelstangensitzes (16) erstreckt und zwei öffnungen in den Ringkanal liefert.

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12. Stößel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (50) radiale.Abmessungen aufweist, die wesentlich kleiner als eine der Querschnittsabmessungen des Schlitzes (42b) sind.

13. Stößel nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet , daß sich der Schlitz (42b) über die gesamte unterstützte Oberfläche des Stößelstangensitzes (16b) erstreckt.

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