DE4340035A1

DE4340035A1 - Mechanischer Ventilstößel

Info

Publication number: DE4340035A1
Application number: DE4340035A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Speil; Dieter Schmidt; Michael Dipl Ing Zipprath
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: US5365897A; DE4340035B4

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Ventilstößel, der in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und aus einem tassenförmigen Gehäuse besteht, das eine hohlzylindrische Wandung umfaßt, die am einen Ende durch einen Boden verschlossen ist, gegen den von außen ein Steuernocken anläuft, wäh rend an der Innenseite des Bodens ein Einstellelement mit einer planen Stirnfläche anliegt, welches mit einer dazu planparallelen Stirnfläche in Kontakt mit dem Ende eines Ventilschaftes eines Gaswechselventils steht, wobei das Einstellelement als Bauteil mit zylindrischer Mantel fläche ausgebildet und in der Bohrung einer an der Innenseite des Bodens befestigten Nabe kraftschlüssig gehalten ist.

Ein mechanischer Ventilstößel der vorgenannten Gattung ist Gegenstand der älteren nicht vorveröffentlichten P 41 18 776.8. Danach soll das Einstellelement als massives Bauteil ausgebildet sein und form- oder kraftschlüssig in der Nabe gehalten sein. Im wesentlichen wird diese form- oder kraftschlüssige Halterung dadurch erzielt, daß die Nabe radial nach innen weisende Vorsprünge hat, mit denen sie federnd in eine entsprechende Nut des Einstellelements eingreifen soll. Zwangs läufig ist daher die Nabe als gehärtetes, federndes Blechteil herzu stellen, damit das Einstellelement bei Montage- und Demontagearbeiten mit Sicherheit im tassenförmigen Gehäuse verbleibt. Andernfalls be stände nämlich die Gefahr, daß das Einstellelement in das Ventilgehäu se des Zylinderkopfes fällt und von dort aus über Ölbohrungen in den Ölsumpf der Brennkraftmaschine gelangt. Ein nach dieser älteren Paten tanmeldung ausgebildeter mechanischer Ventilstößel weist demnach eine aufwendig herzustellende Nabe auf, da diese Nabe mit entsprechenden Federmitteln versehen und auch gehärtet sein muß.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und daher eine für die Großserie günstige Halterung des Einstellelements innerhalb des tassenförmigen Gehäuses zu schaffen.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß zwischen der Nabe und dem Einstell element ein gegenüber dem Einstellelement und der Nabe federnd vor gespanntes Element angeordnet ist. Über dieses federnd vorgespannte Element wird zum einen in einer einfach herzustellenden Nabe das Einstellelement mit Sicherheit kraftschlüssig gehalten sein und zum anderen müssen bezüglich der Ausbildung der Nabe und der radialen Abmessung des Einstellelements nur relativ grobe Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Bei einem direkt in die Nabe eingepreßten Ein stellelement kann nämlich beim Überschreiten von Fertigungstoleranzen das Problem auftreten, daß hohe Spannungen in der Nabe auftreten, wodurch eventuell die Nabe zerstört wird.

Gemäß dem Unteranspruch 2 kann das federnde Element aus einem Elasto mer hergestellt und in einer radialen Ringnut des Einstellelements und/oder der Nabe angeordnet sein. Dieses aus Elastomer hergestellte Element hat dabei einen Querschnitt, der sowohl gegenüber der Nabe als auch dem Einstellelement eine Vorspannung herbeiführt.

Weiterhin kann gemäß dem Unteranspruch 3 das federnde Element als metallischer Federring ausgebildet sein und in einer radialen Ringnut der Nabe und/oder des Einstellelements angeordnet sein. Dieser metal lische Federring weist den Vorteil auf, daß er unter der relativ hohen im Ventiltrieb auftretenden Temperatur seine Federkräfte nicht ver ändert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann gemäß Anspruch 4 das federnde Element als metallischer Federring ausgebildet sein, der sehnenartige Abschnitte aufweist, mit denen er Schlitze der Nabe durchgreift. In diesem Fall ist also der Federring am Umfang der Nabe angeordnet und stützt sich nur mit seinen sehnenartigen Abschnitten, die die Schlitze durchgreifen, am inneren Einstellelement ab. Darüber hinaus besteht aber auch die Möglichkeit, daß ein in der Bohrung der Nabe angeordneter metallischer Ring entsprechende sehnenartige Ab schnitte aufweist, mit denen er am Einstellelement federnd anliegt.

Weiterhin kann gemäß Anspruch 5 das federnde Element als Ring ausge bildet sein, der federnde, in axialer Richtung vorragende Finger aufweist, die radial nach innen vorgespannt sind und durch Öffnungen der Nabe hindurchgreifen. Beispielsweise können am Umfang drei dieser Finger vorgesehen sein, die wie federnde Laschen am Einstellelement anliegen.

Außerdem soll nach Anspruch 6 ein federndes Element die Nabe außen umgreifen und in Richtung auf die Mantelfläche des Einstellelements vorspannen. In diesem Fall besteht die Nabe nur aus Segmenten, die ihrerseits verformbar sind und über das federnde Element gegen das Einstellelement gespannt werden. Das federnde Element kann dabei einen Kragen dieser jeweiligen Segmente der Nabe hintergreifen.

Gemäß Anspruch 7 soll ein federndes Element die Nabe über einen Ab schnitt ihres Umfangs übergreifen und mit seinen radial nach innen abgewinkelten Enden bügelartig durch Öffnungen der Nabe hindurchgrei fen und am Mantel des Einstellelements anliegen.

Schließlich wird gemäß Anspruch 8 für eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, im Bereich der Bohrung einen Freiraum vor zusehen, in dem an zumindest einer Anlagefläche ein federndes Element radial sowie axial in Richtung des Bodens vorgespannt ist, wobei das federnde Element mit seinem inneren Umfang an Vorsprüngen oder in einer Ringnut des Einstellelements liegt. Das vorzugsweise als Well feder ausgebildete federnde Element stützt sich somit einerseits in der Ringnut oder an Vorsprüngen und andererseits an der Anlagefläche der Nabe ab, so daß das Einstellelement in diesen Freiraum eingeschnappt ist und stets mit seiner Stirnfläche an dem Boden an liegt. Das Einstellelement ist folglich mit einer exakt definierten Lage im Ventilstößel fixiert, so daß Klappergeräusche vermieden werden können.

Für eine nach Anspruch 8 ausgebildete Anordnung kann gemäß Anspruch 9 die Nabe an ihrem dem Boden zugewandten Ende in einen kegelstumpf förmigen Abschnitt und ein daran anschließendes, parallel zum Boden verlaufendes, scheibenförmiges Element übergehen, wobei sich das federnde Element am kegelstumpfförmigen Abschnitt abstützt. Eine entsprechende den Freiraum über einen kegelstumpfförmigen Abschnitt bildende Nabe läßt sich mit einfachen Mitteln als spanlos herstell bares Teil fertigen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung ver wiesen, in der sieben Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 bis 7 im Längsschnitt jeweils einen mechanischen Tassen stößel mit unterschiedlichen Varianten der erfindungsgemäßen Befesti gung des Einstellelements und

Fig. 1a bis 7a jeweils einen Teilquerschnitt durch eine Nabe und/oder ein Einstellelement der jeweils zugehörigen Figur.

In den Fig. 1 bis 7 ist jeweils ein mechanischer Tassenstößel dargestellt, der eine hohlzylindrische Wandung 1 und einen Boden 2 aufweist. Gegen diesen Boden 2 läuft bei eingebautem mechanischen Ventilstößel ein nicht dargestellter Steuernocken einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine an. An einer Innenseite des Bodens 2 ist eine Nabe 3 befestigt, die zu diesem Zweck ein radial nach außen führendes scheibenförmiges Element 4 aufweist, welches durch eine Verstemmung 5 an einer Innenseite der hohlzylindrischen Wand 1 fixiert ist und dadurch planparallel an der Innenseite des Bodens anliegt.

In einer Bohrung 6 der Nabe 3 ist ein aus Gewichtsgründen als Hohlkol ben ausgebildetes Einstellelement 7 angeordnet. Zur Einstellung des Ventilspiels der Brennkraftmaschine kann dieses Einstellelement 7, das in unterschiedlichen axialen Abmessungen vorrätig ist, entsprechend ausgetauscht werden. Es muß allerdings während der Montage- und Demon tagearbeiten sicher im tassenförmigen Gehäuse des Ventilstößels fi xiert sein. Mit einer Stirnseite liegt das Einstellelement 7 üblicher weise am Ende eines Ventilschafts eines Gaswechselventils an.

Gemäß Fig. 1 ist, wie auch dem Querschnitt nach Fig. 1a entnommen werden kann, in der Mantelfläche des Einstellelements 7 eine Ringnut 8 vorgesehen, in welcher ein federnd vorgespanntes Element in Form eines metallischen Federrings 9 angeordnet ist. Dieser Federring 9 weist einen teilweise polygonalen Verlauf auf, der gebildet wird durch sehnenartige Abschnitte 10. Mit seinen ringförmigen Abschnitten liegt der metallische Federring an der Bohrung 6 der Nabe 3 an, während die sehnenartige Abschnitte 10 in der Ringnut 8 liegen. Damit sind das Einstellelement 7 und die Nabe 3 federnd zueinander verspannt. In der Fig. 2 ist in Verbindung mit Fig. 2a ein federnd vorgespanntes Element dargestellt, das aus einem metallischen Ring 11 besteht, von dem aus in axialer Richtung vorragende Finger 12 ausgehen. Diese Finger 12 sind radial nach innen vorgespannt und greifen durch Öff nungen 13 der Nabe 3 hindurch.

Nach Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 3a weist die entsprechende Nabe 3 eine Ringnut 14 auf, in der ein einfacher metallischer Federring 15 angeordnet ist, der sich aufgrund seiner radialen Vorspannung sowohl in der Ringnut als auch gegenüber der Mantelfläche des Einstellele ments 7 verspannt.

Gemäß der Fig. 4 ist ein federnd vorgespanntes Element vorgesehen, das ebenfalls als metallischer Federring 16 mit polygonalem Verlauf ausgebildet ist, der mit sehnenartigen Abschnitten 17 durch Schlitze 18 der Nabe hindurchgreift. Nach Fig. 5 ist die Nabe 3 aus verform baren Segmenten 19 hergestellt, die an ihrem Umfang von einer metalli schen Ringfeder 20 umschlossen sind.

Weiterhin ist Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 6a eine Ausbildung des federnd vorgespannten Elements zu entnehmen, wobei das federnde Ele ment 21 bügelartig ausgebildet ist und radial nach innen abgewinkelte Enden 22 aufweist, die federnd durch Öffnungen 23 hindurchgreifen und sich demzufolge an der Mantelfläche des Einstellelements 7 abstützen.

Schließlich ist nach Fig. 7 in Verbindung mit Fig. 7a die Nabe 3 derart ausgebildet, daß ein Freiraum 24 mit einer Anlagefläche 25 gebildet wird. Ein als Wellfeder ausgebildetes federndes Element 26 liegt an dieser Anlagefläche 25 an und ist außerdem in einer Ringnut 27 des Einstellelements 7 angeordnet. Dadurch ist das Einstellelement 7 in den Freiraum 24 eingeschnappt und in Richtung des Bodens 2 vor gespannt, so daß kein Spiel zwischen dem Einstellelement 7 und dem Boden 2 auftreten kann. Im vorliegenden Fall ist die Nabe zur Bildung des Freiraums 24 an ihrem dem Boden 2 zugewandten Ende mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 28 versehen, der dann in das scheiben förmige Element 4 übergeht. Das federnde Element 26 stützt sich am kegelstumpfförmigen Abschnitt 28 ab, so daß auf das wellförmig ausge bildete federnde Element 26 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung eine Vorspannung wirkt und es daher nicht in Schwingungen versetzt werden kann, die anderenfalls Geräusche verursachen würden.

Bezugszeichenliste

1 hohlzylindrische Wandung
2 Boden
3 Nabe
4 scheibenförmiges Element
5 Verstemmung
6 Bohrung
7 Einstellelement
8 Ringnut
9 metallischer Federring
10 sehnenartiger Abschnitt
11 metallischer Ring
12 Finger
13 Öffnungen
14 Ringnut
15 Federring
16 Federring
17 sehnenartige Abschnitte
18 Öffnungen
19 Segmente
20 metallische Ringfeder
21 federndes Element
22 Enden
23 Öffnung
24 Freiraum
25 Anlagefläche
26 federndes Element
27 Ringnut
28 kegelstumpfförmiger Abschnitt

Claims

1. Mechanischer Ventilstößel, der in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und aus einem tassenförmigen Gehäuse besteht, das eine hohlzylindrische Wandung (1) umfaßt, die am einen Ende durch einen Boden (2) verschlossen ist, gegen den von außen ein Steuernocken anläuft, während an der Innensei te des Bodens (2) ein Einstellelement (7) mit einer planen Stirnfläche anliegt, welches mit einer dazu planparallelen Stirnfläche in Kontakt mit dem Ende eines Ventilschaftes eines Gaswechselventils steht, wobei das Einstellelement (7) als Bauteil mit zylindrischer Mantelfläche ausgebildet und in einer Bohrung (6) einer an der Innenseite des Bodens (2) befestigten Nabe (3) kraftschlüssig gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nabe (3) und dem Einstellelement (7) ein gegenüber dem Einstellelement (7) und der Nabe (3) federnd vor gespanntes Element (9, 11, 15, 16, 20, 21, 22, 26) angeordnet ist.

2. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element aus einem Elastomer hergestellt und in einer radialen Ringnut des Einstellelements (7) und/oder der Nabe (3) an geordnet ist.

3. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element als metallischer Federring (9) ausgebildet und in einer radialen Ringnut (8) der Nabe (3) und/oder des Einstellele ments (7) angeordnet ist.

4. Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element als metallischer Federring (16) ausgebildet ist, der sehnenartige Abschnitte (17) aufweist, mit denen er Schlitze (18) der Nabe (3) durchgreift.

5. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Element als Ring (11) ausgebildet ist, der federnde, in axialer Richtung vorragende Finger (12) aufweist, die radial nach innen vorgespannt sind und durch Öffnungen (13) der Nabe (3) hindurch greifen.

6. Mechanischer Ventilstößel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Element (20) die Nabe (3) außen umgreift und in Richtung auf die Mantelfläche des Einstellele ments (7) vorspannt.

7. Mechanischer Ventilstößel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Element (21) die Nabe (3) über einen Abschnitt ihres Umfangs übergreift und mit seinen radial nach innen abgewinkelten Enden (22) bügelartig durch Öffnungen (23) der Nabe (3) hindurchgreift und am Mantel des Einstellelements (7) an liegt.

8. Mechanischer Ventilstößel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) in einen Freiraum (24) übergeht, in dem an zumindest einer Anlagefläche (25) ein federndes Element (26) radial sowie axial in Richtung des Bodens (2) vorgespannt ist, wobei das federnde Element (26) mit seinem inneren Umfang an Vorsprüngen oder in einer Ringnut (27) des Einstellelements (7) liegt.

9. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (3) an ihrem dem Boden (2) zugewandten Ende in einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (28) und ein daran anschließendes, parallel zum Boden (2) verlaufendes, scheibenförmiges Element (4) übergeht, wobei sich das federnde Element (26) am kegelstumpfförmigen Abschnitt (28) abstützt.