DE9400453U1

DE9400453U1 - Tappet for a valve train of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE9400453U1
Application number: DE9400453U
Authority: DE
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1994-01-13
Filing date: 1994-01-13
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2004-01-14

Description

INA Wälzlager Schaeffler KG, 91072 HerzogenaurachINA Rolling Bearings Schaeffler KG, 91072 Herzogenaurach

ANR 17 17 332ANR 17 17 332

2552-11-DE2552-11-EN

Stößel für einen Ventiltrieb einer BrennkraftmaschineTappet for a valve train of an internal combustion engine

Die Erfindung betrifft einen Stößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher durch wenigstens einen Nocken einer Nockenwelle zumindest mittelbar beaufschlagbar und trieblich zwischen dem Nocken und einem Gaswechselventil angeordnet ist, bestehend aus einem sich längs erstreckenden Schaftteil mit Ausnehmungen, dessen eine Stirnseite mit dem Nocken und dessen weitere Stirnseite mittel- oder unmittelbar mit dem Gaswechselventil kommuniziert.The invention relates to a tappet for a valve train of an internal combustion engine, which can be acted upon at least indirectly by at least one cam of a camshaft and is arranged in a driving manner between the cam and a gas exchange valve, consisting of a longitudinally extending shaft part with recesses, one end face of which communicates with the cam and the other end face of which communicates indirectly or directly with the gas exchange valve.

Ein derartiger Stößel ist aus der FR-A 14 33 745 vorbekannt. Dieser besteht aus einem zylinderförmigen Grundkörper mit spiralförmig verlaufenden Versteifungsrippen. Von Nachteil bei dem als gattungsbildend angesehenen Stößel ist es, daß er relativ massiv ausgebildet ist. Des weiteren ist eine gießtechnische Ausbildung des Stößels aufgrund seiner komplizierten Geometrie nur aufwendig zu beherrschen. Auch bei einer anschließenden Feinbearbeitung der Außenmantelfläche des Stößels durch Schleifen können Probleme auftreten, da durch den unsymmetrischen Verlauf der Rippen differierende Schleifdrücke festzustellen sind.Such a tappet is already known from FR-A 14 33 745. It consists of a cylindrical base body with spiral-shaped stiffening ribs. The disadvantage of the tappet, which is considered to be the generic type, is that it is relatively solid. Furthermore, the tappet is difficult to cast due to its complicated geometry. Problems can also arise during subsequent fine machining of the tappet's outer surface by grinding, since the asymmetrical course of the ribs results in differing grinding pressures.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stößel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und der insbesondere gewichtsoptimiert ist, eine hervorragende Steifigkeit aufweist und fertigungstechnisch einfach zu bewältigen ist.The invention is therefore based on the object of creating a tappet of the type described at the outset in which the disadvantages indicated are eliminated and which is in particular weight-optimized, has excellent rigidity and is easy to manufacture.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Schaftteil einen mit geringem Außendurchmesser ausgebildeten zentralen Zapfen aufweist, wobei zu-According to the invention, this object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that the shaft part has a central pin with a small outer diameter, wherein

2552-11-DE 22552-11-EN 2

mindest zwei Führungsscheiben querverlaufend zum Zapfen gemeinsam mit diesem ausgebildet sind, welche mit ihren Außenmantelflächen in einer Aufnahmebohrung eines Maschinengehäuses gleiten. Durch diesen zentralen Zapfen mit relativ geringem Durchmesser ist ein stark gewichts-5 optimierter Stößel geschaffen. Die Zahl und Anordnung der versteifenden Führungsscheiben richtet sich dabei nach dem jeweiligen Anwendungs- und Belastungsfall, wobei über diese eine axiale Führung des Stößels hergestellt ist.at least two guide disks are designed to run transversely to the pin together with the latter, and their outer surface slides in a receiving bore of a machine housing. This central pin with a relatively small diameter creates a highly weight-optimized tappet. The number and arrangement of the stiffening guide disks depends on the respective application and load, and these provide axial guidance for the tappet.

Über umfangsverteilte Versteifungsrippen, deren Außendurchmesser bevorzugt kleiner als der Außendurchmesser der Führungsscheiben ist, wird eine zusätzliche Versteifung der Scheiben und des gesamten Stößels erzielt. Der kleinere Durchmesser der Versteifungsrippen gewährleistet zudem eine bessere Feinbearbeitbarkeit des Außendurchmessers der Führungsscheiben durch Schleifen. Werden nun die Versteifungsrippen, welche einen Anlaufteller für den Nockenkontakt abstützen, mit ihrem Außendurchmesser kleiner als die weiteren Versteifungsrippen hergestellt, ist mit einfachen Mitteln ein Schleiffreistich realisiert. Additional stiffening of the disks and the entire tappet is achieved by means of circumferentially distributed stiffening ribs, the outer diameter of which is preferably smaller than the outer diameter of the guide disks. The smaller diameter of the stiffening ribs also ensures that the outer diameter of the guide disks can be machined more precisely by grinding. If the stiffening ribs, which support a starting plate for the cam contact, are manufactured with an outer diameter smaller than the other stiffening ribs, a grinding relief cut is achieved using simple means.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, die Außenmantelfläche wenigstens der Führungsscheibe, welche während einer Hubbewegung des Stößels aus der Aufnahmebohrung taucht, mit einer Abflachung zu versehen bzw. die betreffende Führungsscheibe mit Durchbrüchen auszubilden. Durch diese vorteilhafte Gestaltung wird zum einen ein "Aufpumpen" des Stößels beim Eintauchen in seine Bohrung verhindert, zum anderen ist mit einfachen Mitteln ein Schmiermittelüber'tritt, insbesondere bei Befeuerungsbeginn der Brennkraftmaschine, zum Stößelinneren hergestellt. In an embodiment of the invention, it is provided that the outer surface of at least the guide disk, which emerges from the receiving bore during a stroke movement of the tappet, is provided with a flattened portion or that the guide disk in question is provided with openings. This advantageous design prevents the tappet from "pumping up" when it is immersed in its bore, and also enables lubricant to be transferred to the inside of the tappet using simple means, particularly when the internal combustion engine starts firing.

Fertigungstechnisch besonders günstig realisierbar ist es nach einem weiteren Anspruch, die Versteifungsrippen für den mit dem Nocken kommunizierenden Anlaufteller aus den Versteifungsrippen für die benachbarte Führungsscheibe hervorgehen zu lassen.According to a further requirement, it is particularly cost-effective to manufacture the stiffening ribs for the thrust plate communicating with the cam by making them emerge from the stiffening ribs for the adjacent guide disk.

Eine einfache Maßnahme zum Ausgleich des auftretenden Ventilspiels geht in Konkretisierung der Erfindung aus den Ansprüchen &dgr; und 7A simple measure for compensating the valve clearance that occurs is set out in the specification of the invention in claims &dgr; and 7

2552-11-DE 32552-11-EN 3

hervor. Hierbei kann auf bisherig ausgeführte Spielausgleichselemente zurückgegriffen werden. Ein Ölvorratsraum ist unterhalb der weiteren Stirnseite des Schaftteils zwischen den Rippen und der Aufnahmebohrung des Maschinengehäuses vorgesehen, wobei der Topf ebenfalls in der Aufnahmebohrung verläuft und somit mit seiner Stirnseite den Ölvorratsraum in nockenferne Richtung begrenzt. Denkbar ist jedocih auch eine direkte Ölzuführung zum Hydraulikelement radial durch eine Wand des Topfes. Bei einer Applikation des Stößels in einer Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle könnte dessen gesamter Raum zwischen den Rippen als Ölvorratsraum genutzt werden und über die ohnehin vorhandenen Aussparungen/Abflachungen der Führungsschiene wäre ein ungehinderter Öl übertritt gewährleistet, wobei die so gebildeten Öl Vorratsräume radial nach außen durch die Aufnahmebohrung begrenzt sind.This can be achieved by using previously designed play compensation elements. An oil reservoir is provided below the other end face of the shaft part between the ribs and the receiving bore of the machine housing, with the pot also running in the receiving bore and thus limiting the oil reservoir with its end face in the direction away from the cam. However, it is also conceivable that oil can be fed directly to the hydraulic element radially through a wall of the pot. If the tappet is used in an internal combustion engine with an overhead camshaft, its entire space between the ribs could be used as an oil reservoir and unhindered oil flow would be ensured via the recesses/flattenings of the guide rail that are already present, with the oil reservoirs thus formed being limited radially outwards by the receiving bore.

Insbesondere für einen Einsatz des erfindungsgemäßen Stößels bei einer Brennkraftmaschine mit untenliegender Nockenwelle, bei welcher der Stößel auf eine Stößelstange einwirkt, ist stirnseitig an seiner nockenfernen Seite eine Kalotte zur drehbeweglichen Lagerung eines Endes der Stößelstange angeordnet, die Kalotte ist ebenfalls durch die Versteifungsrippen abgestützt.In particular for use of the tappet according to the invention in an internal combustion engine with an underside camshaft, in which the tappet acts on a pushrod, a cap is arranged on the front side on the side remote from the cam for the rotatable mounting of one end of the pushrod, the cap is also supported by the stiffening ribs.

Ein bevorzugtes Fertigungsverfahren für den erfindungsgemäßen Stößel ist das Feingießen, insbesondere dann, wenn er einteilig mit seinen gesamten Komponenten hergestellt wird. Gegenüber einer auch denkbaren Fließpreßausbildung ist mit einer Senkung des Fertigungsaufwandes und der -kosten zu rechnen.A preferred manufacturing process for the tappet according to the invention is investment casting, especially when it is manufactured in one piece with all its components. Compared to an also conceivable extrusion design, a reduction in manufacturing effort and costs can be expected.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale ihrer Ansprüche beschränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale und Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.The invention is not only limited to the features of its claims. Also conceivable and intended are possible combinations of individual claim features and possible combinations of individual claim features with what is disclosed in the advantages and the embodiment example.

Zweckmäßigerweise ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:The invention is expediently illustrated in the drawing. It shows:

2552-11-DE 42552-11-EN 4

Figur 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Leichtbaustößels,Figure 1 is a view of a lightweight tappet according to the invention,

Figur 2 eine modifizierte Variante nach Figur 1 mit hydraulischem Spielausgleich und
5Figure 2 a modified variant according to Figure 1 with hydraulic clearance compensation and
5

Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Figur 1.Figure 3 is a section along the line III-III of Figure 1.

Aus Figur 1 geht ein Stößel 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine hervor, dessen Schaftteil 2 einen zylindrischen, zentralen Zapfen 3 geringen Durchmessers aufweist. Längenverteilt weist der Zapfen 3 sich radial erstreckende Führungsscheiben 4 auf, welche mit ihrer Außenmantelfläche 5 in einer nicht dargestellten Aufnahmebohrung eines Maschinengehäuses verlaufen. Die Führungsscheiben 4 sind über sich radial erstreckende, sternförmig verlaufende Versteifungsrippen 6 am Zapfen 3 abgestützt. Figure 1 shows a tappet 1 for a valve train of an internal combustion engine, the shaft part 2 of which has a cylindrical, central pin 3 of small diameter. Distributed along its length, the pin 3 has radially extending guide disks 4, which run with their outer surface 5 in a receiving bore (not shown) of a machine housing. The guide disks 4 are supported on the pin 3 via radially extending, star-shaped stiffening ribs 6.

Eine Stirnseite 7 des Schaftteils 2 weist einen konzentrischen Anlaufteller 8 für einen nicht dargestellten Steuernocken auf. Eine weitere nockenferne Stirnseite 9 ist bei dieser Ausgestaltung mit einer konzentrischen Kalotte 10 versehen, welche mit einem Ende einer nicht dargestellten Stößelstange zusammengesteckt ist. Der Anlaufteller 8 ist ebenfalls über Versteifungsrippen 11 gegenüber dem Zapfen 3 abgestützt, die in Stößelrichtung in Versteifungsrippen 12 übergehen. Diese Versteifungsrippen 12 fluchten vorteilhaft zu den weiteren Versteifungsrippen 6, weisen jedoch einen geringeren Außendurchmesser auf. Hierdurch ist ohne zusätzliche spanende Bearbeitung ein Freistich für eine Schleifbearbeitung der Außenmantelfläche 5 der Führungsscheiben 4 geschaffen.A front side 7 of the shaft part 2 has a concentric thrust plate 8 for a control cam (not shown). In this design, another front side 9, which is remote from the cam, is provided with a concentric cap 10, which is connected to one end of a push rod (not shown). The thrust plate 8 is also supported against the pin 3 by stiffening ribs 11, which merge into stiffening ribs 12 in the direction of the push rod. These stiffening ribs 12 are advantageously aligned with the other stiffening ribs 6, but have a smaller outer diameter. This creates a relief for grinding the outer surface 5 of the guide disks 4 without additional machining.

Wie Figur 1 ebenfalls zu entnehmen ist, kann wenigstens eine der Führungsscheiben 4 eine Durchgangsbohrung 13 aufweisen. Vorzugsweise ist diese Maßnahme an den Führungsscheiben 4 getroffen, welche während einer durch den Nocken übermittelten Hubbewegung aus der Aufnahmebohrung für den Stößel 1 tauchen.As can also be seen from Figure 1, at least one of the guide disks 4 can have a through hole 13. Preferably, this measure is taken on the guide disks 4, which emerge from the receiving hole for the tappet 1 during a lifting movement transmitted by the cam.

Aus Figur 2 kann der Fachmann sich einen Stößel 1 entnehmen, bei dem ein hydraulisches Spielausgleichselement 14 einen SpielausgleichFrom Figure 2 , the expert can see a tappet 1 in which a hydraulic play compensation element 14 compensates for play

2552-11-DE 52552-11-EN 5

während einer Grundkreisphase des Nockens bewirkt. Hierzu ist die weitere Stirnseite 9 des Schaftteils 2 mit einem Topf 15 verbunden, in dessen Innerem 16 das Spielausgleichselement 14 an sich bekannter Bauart verläuft. Ein Druckkolben 17 ragt mit seinem Boden 18 axial aus dem Topf 15 heraus und kommuniziert wahlweise mit einem Gaswechselventil oder einer Stößelstange (nicht dargestellt). Eine Ölversorgung zum Spielausgleichselement 14 ist über wenigstens eine Bohrung 19 in der in den Vorteilsangaben zu den Ansprüchen beschriebenen Art und Weise hergestellt.during a base circle phase of the cam. For this purpose, the further end face 9 of the shaft part 2 is connected to a pot 15, in the interior 16 of which the play compensation element 14 of a known design runs. A pressure piston 17 projects axially out of the pot 15 with its base 18 and communicates optionally with a gas exchange valve or a push rod (not shown). An oil supply to the play compensation element 14 is established via at least one bore 19 in the manner described in the advantages of the claims.

Schließlich geht es aus Figur 3 hervor, daß es auch vorgesehen sein kann, zumindest die Außenmantelfläche 5 der Scheibe 4, welche bei der Hubbewegung des Stößels aus dessen Bohrung taucht, mit einer Abflachung 20 zu versehen. Durch diese Abflachung 20 wird ebenfalls das nachteilige "Aufpumpen" des Stößels 1 beim Eintauchen in seine Bohrung vermieden. Denkbar ist es auch, derartige Abflachungen 20 mit den Bohrungen 13 (s. Figur 1) zu kombinieren.Finally, it is clear from Figure 3 that it can also be provided to provide at least the outer surface 5 of the disk 4, which emerges from the bore during the stroke movement of the tappet, with a flattening 20. This flattening 20 also prevents the disadvantageous "pumping up" of the tappet 1 when it is immersed in its bore. It is also conceivable to combine such flattenings 20 with the bores 13 (see Figure 1).

2552-11-DE2552-11-EN

BezugszahlenlisteReference number list

11 StößelPestle 12 Versteifungsrippen12 stiffening ribs 22 SchaftteilShaft part 13 Durchgangsbohrung13 Through hole 33 Zapfencone 14 Spielausgleichselement14 Play compensation element 44 FührungsscheibeGuide disc 15 Topf15 pot 55 AußenmantelflächeOuter surface 16 Inneres16 Interior 66 Verste ifungsr i ppenReinforcing ribs 17 Druckkolben17 Pressure piston 77 StirnseiteFront side 18 Boden18 Floor 88th Anlaufte11erStart-up te11er 19 Bohrung19 Bore 99 StirnseiteFront side 20 Abflachung20 Flattening 1010 KalotteCalotte 21 Boden21 Floor 1111 VersteifungsrippenStiffening ribs

Claims

INA Rolling Bearings Schaeffler KG5 91072 Herzogenaurach ANR 17 17 332 2552-11-DE Claims

1. Tappet (1) for a valve train of an internal combustion engine, which can be acted upon at least indirectly by at least one cam of a camshaft and is arranged in a driving manner between the cam and a gas exchange valve, consisting of a longitudinally extending shaft part (2) with recesses, one end face (7) of which communicates with the cam and the other end face (9) of which communicates directly or indirectly with the gas exchange valve, characterized in that the shaft part (2) has a central pin (3) with a small diameter, wherein at least two guide disks (4) running transversely to the pin (3) are formed together with the latter, which guide disks slide with their outer circumferential surfaces (5) in a receiving bore of a machine housing.

2. Tappet according to claim 1, characterized in that the guide disks (4) are supported on the pin (3) via circumferentially distributed, longitudinally extending stiffening ribs (6), the outer diameter of which is equal to or smaller than an outer diameter of the guide disks (4).

3. Tappet according to claim 1 or 2, characterized in that at least the outer surface (5) of the guide disk (4), which emerges from the receiving bore during the rotary movement of the cam, has at least one axially extending flattening (20) and/or that at least one of the guide disks (4) is formed with at least one through-bore (13) or an opening.

4. Tappet according to claim 2 or 3, characterized in that the end face (7) of the shaft part (2) communicating with the cams is designed as

2552-11-EN 2

a starting plate (8) is manufactured which is concentrically connected to the shaft part (2) and is also supported on the shaft part (2) via circumferentially distributed stiffening ribs (11, 12), the stiffening ribs (12) having a smaller outer diameter than the other stiffening ribs (6) and the stiffening ribs (11) being connected to the starting plate (8) in a mushroom shape.

5. Tappet according to claim 4, characterized in that the stiffening ribs (11) for the starting plate communicating with the cam

(8) emerge from the stiffening ribs (12) for the adjacent guide disc (4).

6. Tappet according to claim 1, characterized in that the tappet (1) has a hydraulic play compensation, the further end face (9) of its shaft part (2) being provided with a pot (15) which is arranged concentrically with its base (21) on the shaft part (2), a hydraulic play compensation element (14) running longitudinally in the interior (16) of the pot (15), which rests with its pressure piston (17) on a shaft end of a gas exchange valve or on the end of a push rod.

7. Tappet according to claim 6, characterized in that at least one bore (19) or one opening is arranged in the bottom (21) of the pot (15).

8. Tappet according to claim 1, characterized in that the further end face (9) of the shaft part (2) is provided with a concentric cap (10) which cooperates with a further valve drive member, such as a push rod.

9. Tappet according to claim 1 or 6, characterized in that the shaft part (2) is formed in one piece with the guide disks (4), the pot (15) or the calotte (10), the starting plate (8) and the stiffening ribs (6, 11, 12).

10. Tappet according to claim 1 or 9, characterized in that the tappet (1) is manufactured by the investment casting process.