DE2200131C2 - Ventilstößel für Brennkraftmaschinen mit obenliegender Nockenwelle - Google Patents

Description

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tion mit Ein- bzw. Auslaßventilen 12 für jeden Zylinder, zwischen den Gleitflächen des Kolbens 60 und des tas-

die sich durch den Kopf hindurch erstrecken, so daß das senförmigen Ventilspielausgleichselementes 50 hin-

Ende 14 des Ventilschaftes von dem Zylinderkopf nach durchleckt Der Käfig 86 weist einen abgestuften Quer-

oben vorsteht. schnitt auf, wobei die Bewegung des Ventils 76 an einer

Der Ventilschaft ist innerhalb einer in dem Zylinder- 5 Schulter 84 am Käfig 86 aufgehalten wird,
kopf vorgesehenen Bohrung in einer langgestreckten Während jeder Öffnungsbewegung des Ventils verur-Führungshülse 16 angeordnet Er umfaßt ein Halsstück sacht die Nockenerhebung 30 eine nach unten gerichte-18 mit kleinerem Durchmesser, um das ein im wesentli- te Bewegung des Ventilstößelkörpers 4Z die den Kolchen scheibenförmiger Federteller 20 gesetzt ist, um ben 60 weiter in das Innere des Ventilspielausgleichseleeine Druckfeder 22 zwischen sich und dem Zylinderkopf 10 mentes 50 zu drücken versucht Die sich daraus ergezu halten. Obtrhalb der Ventile und des Zylinderkopfes bende Druckzunahme in der Druckflüssigkeitskammer ist eine obenliegende Nockenwelle 24 vorgesehen, die 62 führt das Ventil 76 auf seinen Sitz, so daß auf diese eine Vielzahl im Abstand voneinander angeordneter Weise ein Rückfluß von öl durch die Kolbenbohrung 74 Nocken 26 umfaßt wobei jeweils ein Nocken für jedes verhindert wird. Es ist dieser Druck, der einen Ventil-Ventil bestimmt ist und jeder Nocken einen Grundkreis- 15 spielausgleich herbeiführt, und die einzige stattfindende bogen 28 und eine zur Ventilbetätigung bestimmte Nok- Bewegung des Öls aus der Druckflüssigkeitskammer 62 kenerhebung 30 herkömmlicher Bauart aufweist besteht in den Leckverlusten zwischen den einander

Ein Ventilstößel 40 besteht aus einem Ventilstößel- berührenden und einander zugeordneten Oberflächen

körper 42, der umgekehrt tassenförmig ausgebildet ist des Kolbens und des Ventilspielausgleichselementes.

und dessen geschlossenes Ende 44 sich in Eingriff mit 20 Mit weiter fortschreitender Abwärtsbewegung wird das

dem Nocken 26 befindet In den Ventilstößelkörper 42 Ventilspielausgleichselement unter dem Einfluß der

ist ein sich nach oben erstreckendes im wesentlichen Druckkraft des in der Druckflüssigkeitskammer 62 ein-

lassenförmiges Ventilspielausgleichselement 50 einge- geschlossenen Öls ebenfalls nach unten bewegt, wo-

setzt. dessen geschlossenes unteres Ende 52 auf dem durch das Maschinenventil veranlaßt wird, gegen den

oberen Ende 14 des Ventilschafts ruht 25 Druck seiner Ventilfeder 22 zu öffnen. Während des

Der Ventilstößelkörper und das Ventilspielaus- Rückwärtshubes wird das geschlossene Ende 44 des gleichselement sind relativ zueinander gleitbar gelagert, Ventilstößelkörpers 42 durch den Einfluß der Druckum die Stößeleinstellung zu bewirken. Ein Haltering 46 kraft der Ventilfeder 22 gegen den Nocken gedrückt, befindet sich in einer ringförmigen Nut 48 an der inne- wenn der Nocken seinen Grundkreisbogen 28 durchren Oberfläche des Ventilstößelkörpers 42 zum Festhal- 30 läuft Dadurch wird der Öldruck in der Druckflüssigten des Ventilspielausgleichselements innerhalb des keitskammer 62 verringert, obwohl der Maschinenöl-Ventilstößelkörpers, druck noch vorhanden ist, der zusammen mit der durch

Der Ventilstößelkörper 42 und das Spielausgleichs- die Feder 82 ausgeübten Druckkraft den Kolben zuelement 50 befinden sich in umgekehrter Lage zueinan- rückdrückt nach oben gegen das geschlossene Ende des der und bilden eine Kammer 54, die durch einen Kolben 35 Ventilstößelkörpers 42, während die Abstützung des ge-60 geteilt ist. Der Kolben 60 teil nämlich die Kammer 54 schlossenen Endes 52 des Ventilspielausgleichselemenin eine Druckflüssigkeitskammer 62, die im Inneren des tes 50 gegen das Ende 14 des Ventilschaftes aufrecht Ventilspielausgleichselementes 50 unterhalb des KoI- erhalten wird. Die so erreichte Relativbewegung gestatbens 60 gebildet ist, und in einen Vorratsraum 64, der im tet dem Ventil 76, seinen Sitz zu verlassen, wodurch ein Inneren des Ventilstößelkörpers 42 oberhalb des Ventil- 40 zur Wiederauffüllung bestimmter Ölfluß zur Druckflüsspielausgleichselementes 50 und des Kolbens 60 gebil- sigkeitskammer 62 in dem Maße möglich wird, wie nötig det ist. Die Druckflüssigkeitskammer 62 wird mit Ma- ist, um sie zur Vorbereitung für den nächsten Ventilöffschinenöl über eine Ölbohrung 66 versorgt, die sich in nungstakt wieder vollständig zu füllen. Die Größe der eine Zweigleitung 68 öffnet, die ihrerseits in Verbindung Relativbewegung zwischen dem Ventilstößelkörper 42 mit dem Vorratsraum 64 über öffnungen 70 und 72 45 und dem Ventilspielausgleichselement 50 wird schwansteht. Ein Kolbenkanal 74 gestattet den Zufluß von Ma- ken entsprechend der Ausdehnung und Zusammenzieschinenöl von dem Vorratsraum 64 zu der Druckkam- hung der verschiedenen Bauteile als Ergebnis von Vermer 62, wobei der ölfluß durch ein Rückschlagventil 76 schleiß und Reibung oder Temperaturgefälle innerhalb gesteuert wird, das den ölfluß in einer Richtung zuläßt, der Maschine.

nämlich von dem Vorratsraum in die Druckflüssigkeits- 50 Es sei besonders darauf hingewiesen, daß der Ventilkammer, während es den Rückfluß aus der Druckflüs- Stößelkörper 42, das Ventilspielausgleichselement 50 sigkeitskammer verhindert. und der Kolben 60 sämtlich aus qualitativ äußerst hoch-

Das Rückschlagventil 76 wird in eine Schließstellung wertigem Material entsprechend den erforderlichen

durch eine Feder 78 gedrückt, die mittels eines Käfigs 86 Herstellungstoleranzen und relativen Gleitbewegungen

an das Ventil 76 angedrückt wird. Der Käfig selbst wird 55 bestehen, die sich aus den erforderlichen konstanten

gegenüber dem unteren Teil des Kolbens 60 in der ihm Schwingbewegungen ergeben. Die Bauteile weisen au-

zugeordneten Lage mittels einer Feder 82 gehalten, de- ßerdem eine derartige Größe auf, daß sie auf Maschinen

ren Federkonstante diejenige der Feder 78 erheblich herstellbar sind, die zur Herstellung großer Produk-

übersteigt. Das Ventil 76 wird auch in seine Schließstel- tionsvolumina von Stößeln für Stößelstangenmaschinen

lung gedrückt, wenn der Druck in der Druckflüssigkeits- 60 dienen. Bisher waren die Kosten dieser Materialien ein

kammer 62 höher ist als derjenige in dem Vorratsraum. absolutes Hindernis, oder sie wirkten zumindest ab-

Die Feder 78 und der Käfig 86 begrenzen die öffnungs- schreckend im Zusammenhang mit der Herstellung von

bewegung des Ventils 76 auf das Maß, das notwendig ist, Stößeln für obenliegende Nockenwellen, wenn der Ven-

um eine Wiederauffüllung der Druckkammer 62 mit öl tilstößelkörper 42 über den Endteil des Ventilschaftes

zu bewirken, das normalerweise von dort in Folge von 65 und die Feder 22 sowie den Federteller 20 gesetzt ist

Leckverlusten entweicht. Leckverluste ergeben sich und diese Bauteile teilweise umgibt. Dieses Erfordernis

während der durch den Nocken herbeigeführten öff- fällt bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei- I

nungsbewegungen des Maschinenventils, wodurch öl spiel weg, und als Folge hiervon ist es nicht länger erfor- |

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derlich, einen Teil des Ventilschaftes und der Feder durch den Ventilstößelkörper einzuschließen oder zu umgeben, wodurch sich eine bedeutende Reduzierung im Durchmesser des Ventilstößelkörpers und seiner Gesamtlänge ergibt Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist dieser Durchmesser erheblich kleiner als der Federdurchmesser.

Dies wird erreicht durch ein Führungszwischenglied 90, das mit dem Ventilstößelkörper 42 verbunden ist und zwischen diesen und dem Zylinderkopf 11 gesetzt ist Dieser Teil des Zylinderkopfes 11, der sich nach oben um den Stößel herum erstreckt, umfaßt eine zylindrische Bohrung 92, die als Führung bei der Bewegung des Stößels dient Das Führungszwischenglied 90 ist im wesentlichen hülsenförmig und vorzugsweise rohrförmig, wobei eine Gleitpassung in der Bohrung 92 vorgesehen ist, während die Bohrung und das Führungszwischenglied 90 gegenüber dem Ventilschaft eine konzentrische Lage einnehmen. Das Führungszwischenglied erstreckt sich nach unten über den Endteil der Feder 22 und den Federteller 20, um dem Ventilstößelkörper einen seitlichen Halt zu geben, damit dieser, das Ausgleichselement und der Kolben von allen seitlich gerichteten Kräften, die andernfalls vom Nocken her verursacht und übertragen würden, entlastet werden.

Das Führungszwischenglied 90 besteht vorzugsweise aus einer im wesentlichen zylindrischen Seitenwand 93 und erstreckt sich etwa von dem geschlossenen Endteil 44 des Ventilstößelkörpers nach unten über den höchstgelegenen Teil der Ventilfeder 22, um ungefähr neben der Führungshülse 16 zu enden. Das obere Ende des Führungszwischengliedes 90 verläuft nach innen, um einen Flansch 94 zu bilden, dessen inneres Ende 96 einen Paßsitz mit dem Ventilstößelkörper bildet In axialem Abstand hiervon befindet sich darunter eine Einschnürung 97, deren Breite der Entfernung zwischen dem Ventilstößelkörper und der Bohrung 92 entspricht Die innere Oberfläche 98 der Einschnürung 97 bildet eine ringförmige Oberfläche, die sich in dichtem Kontakt mit dem Ventilstößelkörper 42 befindet und zusammen mit dem Flansch 94 einen ringförmigen Halt für den Ventilstößeikörper an zwei im Abstand voneinander gelegenen Stellen bildet

Wie aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht, verriegelt eine im wesentlichen C-förrnige Federklemme 100 das Führungszwischenglied 90 an dem Ventilstößelkörper. Die Enden der Federklemme sind als Paar sich in radialer Richtung erstreckender Vorsprünge 102 und 104 ausgebildet, die durch den Körper des Führungszwischengliedes hindurch in den Ventilstößelkörper eingesetzt sind. Dies wird erreicht durch ein Paar einander diametral gegenüberliegender öffnungen 106 und 108 im Führungszwischenglied, um das Einsetzen der Vorsprünge zu ermöglichen. Außerdem umfaßt der Ventilstößelkörper eine ringförmige Nut 110, die ebenfalls zur Aufnahme der Vorsprünge 102 und 104 dient Daher ist das Führungszwischenglied, wenn sich die Vorsprünge mit ungefähr gleicher Länge zur Tiefe der Öffnungen und Vorsprünge erstrecken, mittels der Federklemme lösbar an dem Ventilstößelkörper befestigt Die öffnung 70 ist in dem Führungszwischenglied vorgesehen, um den öldurchfluß von der Ölbohrung 66 durch die Zweigleitung 68 in den Vorratsraum 64 durch die öffnung 72 zuzulassen.

Es sei darauf hingewiesen, daß, während die Feder- es klemme eine festsitzende und einfache Verriegelung zwischen dem Führungszwischenglied und dem Ventilstößelkörper herbeiführt, jegliche in das System eindringende Luft aus dem Führungszwischenglied heraus an der Stelle entlüftet wird, wo sich der Flansch 94 an dem Ventilstößelkörper abstützt. Dadurch verhindert man einen unerwünschten Druckaufbau in dem System.

Das Führungszwischenglied 90 besteht aus Stahlblech, das aus einem Rohrhalbzeug in die dargestellte Form gewalzt ist. Dies kann Stahlrohr sein, das vorzugsweise karbonitriert ist, oder Aluminium. Wenn Aluminium benutzt wird, kann es notwendig sein, die Oberfläche einer Oberflächenhärtungsbehandlung zu unterwerfen, um einen übermäßigen Verschleiß an der äußeren Eingriffsoberfläche an der Bohrung 92 zu vermeiden. Diese in der genannten Weise geformte Rohrware ist entschieden billiger als das hochwertige Material, das für den Ventilstößelkörper selbst gebraucht wird, und es werden dadurch erhebliche Einsparungen auf Stückzahlbasis erreicht Wenn man allein die Menge der in der Automobilindustrie hergestellten Stößel bedenkt, so ergibt sich, daß diese Einsparungen äußerst vorteilhaft sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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   ßelkörpern bekannt (DE-OS 19 14 693), bei denen der

   Patentansprüche: Ventilstößelkörper im Kontaktbereich mit dem Nocken

   mit einer Platte versehen wird, die in Verbindung mit

   !.Ventilstößel für Brennkraftmaschinen mit oben- dem Material des Nockens günstige Verschleißeigenliegender Nockenwelle, der, in einer Gleitführung 5 schäften zeigt Gleichwohl baut auch dieser Vemilstödes Zylinderkopfes axialbeweglich, zwischen Steuer- ßelknrper groß, da er durchmessermäßig entsprechend nocken und Ventilschaft angeordnet ist, zwischen der Ventilgehäusebohrung bemessen ist. Aufgrund der dessen mit der Gleitführung zusammenwirkenden notwendigen Anordnung des Ventilstößelkörpers unzylindrischen Seitenwandungen ein gegenüber die- mittelbar im Weg der Lastübertragung zwischen Noksen ringförmig eingeschnürter Teil vorgesehen ist, 10 ken und Ventilschaft wird dieser entsprechend den einwobei das freie Ende der dem Ventil zugewandten wirkenden Belastungen sowie den geforderten Herstell-Seitenwandung sich über die Ventilfeder erstreckt, toleranzen und Gleiteigenschaften zur notwendigen und der einen unmittelbar mit dem Steuernocken Konstanthaltung der Schwingbewegungen teilweise aus zusammenwirkenden tassenförmigen, zum Ventil hochwertigem Material hergestellt. Indem ein becherhin offenen Stößelkörper sowie im Inneren des Stö- 15 förmiger Außenteil als Tiefziehteil hergestellt ist. kann ßelkörpers ein gegenüber diesem axial gleitfähiges, somit die Verwendung des besonders verschleißfesten sich selbsttätig einstellendes hydraulisch wirkendes Werkstoffs auf die Platte beschränkt werden. Platte und VentUspieliiusgleichselement aufweist, das unaiittel- Außenteil sind fest miteinander verbunden,
   bat- mit dem Ventilschaftende zusammenwirkt, da- Aufgabe der Erfindung ist es, an dem gattungsgemädurch gekennzeichnet, daß der Stößelkör- 20 ßen Ventilstößel mit baulich einfachen Maßnahmen eine per (42) einerseits und die zylindrischen Seitenwan- wesentliche Einsparung von hochwertigem Werkstoff düngen mit dem eingeschnürten Teil (97) anderer- zu erreichen.

   seits als zwei lösbar miteinander verbundene Bautei- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kenn-

   Ie derart ausgebildet sind, daß ein zwischen dem zeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Aufgrund des

   Stößelkörper (42) und der Gleitführung (92) beste- 25 Zwischenglieds kann der Ventilstößelkörper, der das

   hender radialer Abstand von einem im wesentlichen Spielausgleichselement aufnimmt, kleiner gebaut wer-

   rohrförmigen Zwischenglied (90) überbrückt wird, den, wodurch sich eine Einsparung hochwertigen Werk-

   das an seinem dem Steuernocken (26) zugewandten Stoffs ergibt, die sich in Anbetracht der Massenfertigung

   Ende einen nach innen gerichteten Flansch (94) auf- von Ventilstößelkörpern entsprechend preismindernd

   weist, der mit dem Stößelkörper einen Paßsitz bildet, 30 bei der Fertigung auswirkt Für den erforderlichen seit-

   wobei das Zwischenglied über den eingeschnürten liehen Halt des Ventilstößelkörpers, um das darin aufge-

   Teil am Ventilstößelkörper befestigt ist nommene Spielausgleichselement von allen seitlich ge-
2. 2. Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekenn- richteten Kräften aufgrund der Einwirkung des Nokzeichnet, daß das Zwischenglied (90) mit dem Stößel- kens zu entlasten, weist das Zwischenglied einen nach körper (42) mittels einer Federklemme (100) befe- 35 innen gerichteten Flansch auf, der mit seinem Ende eistigt ist. nen Paßsitz mit dem Ventilstößelkörper bildet, und ist
3. 3. Ventilstößel nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ferner das Zwischenglied über die Einschnürung am zeichnet, daß der Stößelkörper (42) mit einer öff- Ventilstößelkörper befestigt.

   nungen (106,108) im Zwischenglied (90) gegenüber- Durch diese Maßnahmen ist ein den auftretenden Beliegenden Nut (110) versehen ist, in welche die C-för- 40 lastungen entsprechend robuster Aufbau gewährleistet, mig ausgebildete Federklemme (100) mit nach innen weil der Ventilstößelkörper zwar voll seine Funktion im gerichteten und durch die öffnungen gesteckten Lastübertragungsweg zwischen Steuernocken und Ven-Vorsprüngen (102,104) eingreift tilschaft erfüllen kann, jedoch aufgrund des zusätzlichen
4. 4. Ventilstößel nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Zwischenglieds kleiner baut und damit weniger hochzeichnet, daß die Nut (UO) als Ringnut gebildet ist. 45 wertiges Material verwendet werden muß. Die durch

   das Zwischenglied aufzunehmenden Kräfte sind im Ver-

   gleich zu dem unmittelbar im Lastübertragungsweg angeordneten Ventilstößelkörper nach der US-PS 35 09 858 geringer. Es ist somit möglich, das Zwischen-

   Die Erfindung betrifft einen Ventilstößel gemäß dem 50 glied in sehr billiger Weise als Blechbauteil auszubilden.

   Oberbegriff des Patentanspruches 1. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind

   Bei bekannten Ventilstößeln dieser Art (US-PS durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merk-

   09 858) erstreckt sich der tassenförmig ausgebildete male gekennzeichnet.

   und das Spielausgleichselement aufnehmende Ventilstö- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

   ßelkörper über das obere Ende der den Ventilschaft 55 dung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

   umgebenden Ventilfeder sowie über den Federteller. F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen in erfindungs-

   Aus diese Grunde ist der Durchmesser des Ventilstößel- gemäßer Weise ausgebildeten Ventilstößel;

   körpers jeweils größer als der Durchmesser der Ventil- F i g. 2 eine Teilansicht des Ventilstößels von F i g. 1

   feder. Da die Ventilstößelkörper aufgrund der hohen im Schnitt entlang der Linie H-II von Fig. 1;

   Lastübertragung vom Nocken auf den Ventilschaft aus 60 F i g. 3 eine Seitenansicht von Teilen des Ventilstößels

   hochwertigen, teueren Materialien hergestellt sind, er- von Fig. 1.

   gibt sich aufgrund der vergleichsweise großen Bauweise Wie im einzelnen aus den Zeichnungen ersichtlich ist.

   der herkömmlichen Ventilstößelkörper ein entspre- zeigt F i g. 1 eine Maschinenanordnung 10, die eine her-

   chender Kostennachteil. Es besteht demnach ein Be- kömmliche Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von

   dürfnis, die Herstellung der Ventilstößel durch Einspa- 65 Zylindern und Kolben (nicht dargestellt) umfaßt, um ei-

   rung an bislang erforderlichem hochwertigen, Material ne ebenfalls nicht dargestellte Kurbelwelle zur Erzeu-

   für den Ventilstößelkörper preiswerter zu machen. gung mechanischer Leistung anzutreiben. Die Maschine

   Es sind zwar zweiteilige Ausführungen von Ventilstö- enthält einen Zylinderkopf 11 von üblicher Konstruk-