DE2251418B1

DE2251418B1 - Stossei zur Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2251418B1
Application number: DE2251418A
Authority: DE
Inventors: Kurt 7000 Stuttgart Wizemann
Original assignee: J Wizemann & Co 7000 Stuttgart
Current assignee: J Wizemann & Co 7000 Stuttgart
Priority date: 1972-10-20
Filing date: 1972-10-20
Publication date: 1973-09-13
Also published as: DE2251418A1; GB1399209A; IT993363B; FR2204218A5; DE2251418C2

Description

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Die Erfindung betrifft einen in einer Führungsbohrung geführten Stößel zur Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine durch einen den Stößel betätigenden Nocken und über eine vom Stößel betätigte Stoßstange, wobei der Stößel mindestens zweiteilig ist und ein dem Nocken zugeordnetes Stößelunterteil sowie ein der Stoßstange zugeordnetes, mit einer zylindrischen Führungsfläche zur Führung in der Führungsbohrung versehenes Stößeloberteil aufweist, die nach Art eines Kugelgelenks gegeneinander verschwenkbar sind.

Derartige Stößel sind schon bekannt (britische Patentschrift 1 109 378); bei der bekannten Konstruktion nimmt der Stößeloberteil den oben eine Kugelzone bildenden Stößelunterteil in einer Kugelpfanne auf, und an den Stößelunterteil ist ein in eine Bohrung des Stößeloberteils hineinragender Zapfen angeformt, der den Winkel, um den der Stößelunterteil gegenüber dem Stößeloberteil geschwenkt werden kann, begrenzt, um einen harmonischen Nockentrieb zu erhalten. Nun sind an die Oberflächenqualität des Kugelgelenks erhebliche Anforderungen zu stellen, die bei der Formgebung des Stößelunterteils des bekannten Stößels praktisch nicht erfüllt werden können: Wegen des angeformten Zapfens kann die Kugelzone des Stößelunterteils nicht geschliffen werden, und bei formgeschmiedeten Teilen läßt sich die zu fordernde Oberflächenqualität nicht erreichen. Auf den die Schwenkwinkelbegrenzung bewirkenden Zapfen kann jedoch bei der bekannten Konstruktion auch nicht verzichtet werden, will man einen harmonischen Nockentrieb schaffen.

Einteilige Stößel für einen harmonischen Nockentrieb, die sich auf dieNockenumfangsfläche einstellen können, so daß keine Kantenpressung entsteht, sind ebenfalls bekannt. Ein erster Konstruktionsvorsehlag (USA.-Patentschrift 2 756 733) geht dahin, die Führungsbohrung ballig auszubilden und in ihr einen Stößel mit kreiszylindrischem Umfang zu führen. Eine solche Konstruktion läßt sich jedoch praktisch nicht fertigen, da eine ballige Führungsbohrung mit einer hohen Oberflächenqualität ohne außerordentlich großen Aufwand nicht hergestellt werden kann. Bei einer zweiten bekannten Konstruktion (britische Patentschrift 725 039) ist in einer zylindrischen Führungsbohrung ein einteiliger Stößel mit balliger Umfangsfläche geführt. Zwar könnte sich ein solcher Stößel auf die Umfangsfläche des Nockens einstellen, und er führt auch zu einem harmonischen Nockentrieb, da bei entsprechend gering ballig ausgebildeter Umfangsfläche der mögliche Schwenkwinkel des Stößels in der Führungsbohrung beliebig klein gehalten werden kann. Diese bekannte Konstruktion hat jedoch einen gravierenden Nachteil: Der Stößelunterteil besitzt eine oben offene Bohrung, an deren Fuß er eine Kugelgelenkpfanne aufweist. In dieser ruht die Stoßstange mit einem an ihrem unteren Ende vorgesehenen Kugelkopf, so daß dieser mit der Kugelgelenkpfanne ein Kugelgelenk bildet. Dessen Mittelpunkt liegt aber außerhalb des Zentrums der Schwenkbewegung des ballig ausgebildeten Stößels in der Führungsbohrung, so daß beim Übertragen von Kräften vom Stößel auf die Stoßstange oder umgekehrt Kippmomente auftreten, die der Einstellung des Stößels auf die Nockenumfangsfläche entgegenwirken können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen einfach zu fertigenden Stößel für einen harmonischen Nockentrieb zu konstruieren, der sich leicht der Nockenumfangsfläche anpassen kann, so daß jegliche Kantenpressung zwischen Nocken und Stößel vermieden wird. Ausgehend von einem zweiteiligen Stößel der eingangs erwähnten Art für einen harmonischen Nockentrieb wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Stößelunterteil am Umfang eine eine Kugelzone bildende Führungsfläche zur Führung in der Führungsbohrung aufweist und der Krümmungsmittelpunkt dieser Kugelzone mindestens ungefähr mit dem Mittelpunkt des Kugelgelenks zusammenfällt.

Da die für die Verschwenkbarkeit des Stößelunterteils verantwortliche Kugelzone am Umfang des Stößelunterteils liegt, läßt sie sich ohne Schwierigkeiten in der zu fordernden Oberflächenqualität herstellen, insbesondere leicht formschleifen. Wegen der konzentrischen Anordnung von Kugelzone und Kugelgelenk rufen Kräfte zwischen Stößelober- und -unterteil auch keine Kippmomente am Stößelunterteil hervor, die dessen Einstellung auf die Nockenumfangsfläche entgegenwirken können, und wie bei dem bekannten zweiteiligen Stößel bewirkt die zylindrische Führungsfläche des Stößeloberteils, daß von der Stoßstange auf den Stößel ausgeübte Querkräfte nicht auf den Stößelunterteil übertragen werden können, sondern von der Führungsbohrung aufgenom-

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men werden. Dank der über die übrige, in der Führungsbohrung liegende Umfangsilüche des Stößelunterteils vorspringenden Kugelzone läßt sich zwar das Stößeiunterteil in der Führungsbohrung nach allen Richtungen verschwenken, jedoch begrenzt der Schaft des Stößeiunterteüs den Schwenkwinkel, so daß der ertindungsgemäße Stößel zu einem harmonischen Nockentrieb führt.

Damit bei einer Verschwenkung des Stößelunterteils in der Führungsbohrung über der Kugelzone keine linienförmige Berührung quer zur Bohrungsachse auftreten kann, empfiehlt es sich ferner, das Stößeiunterteil so auszubilden, daß sich an seine Kugelzone nach oben ein konischer, sich nach oben verjüngender Schaft anschließt. Je nach Lage der Kugelzone in der Führungsbohrung kann es dementsprechend auch zweckmäßig sein, daß sich an die Kugelzone des Stößeiunterteils nach unten ein konischer, sich nach unten verjüngender Teilbereich anschließt. Der Schaft des Stößeiunterteüs hat dann aiso die Form eines Doppelkegels mit einer außerordentlich schmalen, dazwischenliegenden Kugelzone.

Den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildende Merkmale sowie Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus aen Ansprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung und/oder der zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stößeis. Es zeigt:

Fig. i einen axialen Schnitt durch den Stößel und die Führungsbohrung. der auch eine Nockenweile und den unteren Teii iiner Stoßstange erkennen läßt und

Fig. 2 den in r^;g. I mit A bezeichneten Ausschnitt in größerer Darstellung als in F i g. 1.

Die Fig. 1 iäßt Teiie eines Motorblocks 10 erkennen, der eine Führungsbchrung 12 aufweist, in der ein aus einem Stößeiunterteil 14 und einem Stößeloberteil 16 bestehender Stößel geführt ist. Der Stößelunterteil 14 tastet mit einem Stößelfuß 18 die Um-

langsfläche 20 α eines Nockens 20 ab. der auf einer Nockenwelle 22 sitzt. Ober den Stößel 14. 16 wird eine Stoßstange 24 betätigt, die ihrerseits über nicht dargestellte Kipphebel ein Ventil einer Brcnnkraftmaschine steuert.

An den Stößelfuß 18 schließt sich ein Schaft 26 des Stößelunterteils 14 an, der drei Bereiche umfaßt: einen unteren, sich nach unten verjüngenden Konus 26 α, eine Kugelzone 26 b und einen oberen, sich nach oben verjüngenden Konus 26 c. Ein Durchmesser der Kugelzone 26 b ist in Fig. 2 mit D bezeichnet. Der Stößelschaft 26 ist hohl und hat eine Schaftbohrung 26 d, an deren Grund eine Kugelgelenkpfanne 26 e vorgesehen ist. Wie die Fig. 2 deutlich erkennen läßt, fällt der Krümmungsmittelpunkt der Pfanne 26 e mit dem Krümmungsradius R mit dem Krümmungsmittelpunkt der Kugeizone 26 b zusammen, was wesentliche Vorteile mit sich bringt.

Der Stößeloberteil 16 besitzt einen zylindrischen Kopf 16 a und einen daran angeformten Druckzapfen 16 0. der unten mit einer Halbkugel 16 c endet, die in die Pfanne 26 c paßt. Oben weist der Kopf \6a eine Kugeigelenkpfanne 16 d auf. in der ein Kugelkopf 24 α der Stoßstange 24 liegt.

Die Kraft der Stoßstange 24 wird bei der erh'ndungsgemäßen Konstruktion durch das Stößeloberteii 16 mittig auf das Stößeiunterteii 14 übergeleitet, und die durch die Schräglage derStoßstange bedingte, von der Führungsbohrung 12 aufzunehmende Normaikraft wird durch die exakte Führung des Kopts \6a in der Führungsbohrung 12 übernommen. Folglich wird der Stößelunterteil 14 von Querkraften freigehalten und kann sich dank der Kugelzone 26 h frei auf den Nocken 20 einstellen.

Das Stößelunterteil besteht vorzugsweise aus Hartguß, aus legiertem, gehärteten Grauguß oder aus Einsatzstahl. Das Stößeloberteil ist zweckmäßigerweise aus Einsatzstahl, der im Bereich der Halbkugel 16 c induktionsaehärtet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY

Claims

Patentansprüche:

1. In einer Führungsbohrung geführter Stößel zur Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine durch einen den Stößel betätigenden Nocken und über eine vom Stößel betätigte Stoßstange, wobei der Stößel mindestens zweiteilig ist und ein dem Nocken zugeordnetes Stößelunterteil sowie ein der Stoßstange zugeordnetes, mit einer zylindrischen Führungsfläche zur Führung in der Führungsbohrung versehenes Stößeloberteil aufweist, die nach Art eines Kugelgelenks gegeneinander verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Stößelunterteil (14) am Umfang eine eine Kugelzone (D, 26 b) bildende Führungsfläche zur Führung in der Führungsbohrung (12) aufweist und der Krümmungsmittelpunkt dieser Kugelzone (D, 26 b) mindestens ungefähr mit dem Mittelpunkt des Kugelgelenks (R, 16 c, 26 e) zusammenfällt.

2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Kugelzone (26 b) des Stößelunterteils (14) nach oben ein konischer, sich nach oben verjüngender Schaft (26 c) anschließt.

3. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Kugelzone (26 b) des Stößelunterteils (14) nach unten ein konischer, sich nach unten verjüngender Teilbereich (26 a) anschließt.

4. Stößel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Kugelgelenks der Stößelunterteil (14) am Fuß einer oben offenen Bohrung (26 d) eine Kugelgelenkpfanne (26 e) aufweist und der Stößeloberteil (16) am unteren Ende eines in die Bohrung eingreifenden Druckzapfens (166) einen Kugelkopf (16 c) trägt.