EP0717173A1 - Stössel für ein schaltbares Ventil einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Stössel für ein schaltbares Ventil einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0717173A1
EP0717173A1 EP95115828A EP95115828A EP0717173A1 EP 0717173 A1 EP0717173 A1 EP 0717173A1 EP 95115828 A EP95115828 A EP 95115828A EP 95115828 A EP95115828 A EP 95115828A EP 0717173 A1 EP0717173 A1 EP 0717173A1
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EP
European Patent Office
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coupling member
tappet
valve stem
locking device
valve
Prior art date
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Granted
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EP95115828A
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English (en)
French (fr)
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EP0717173B1 (de
Inventor
Dietmar Schwarzenthal
Joachim Grünberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005Deactivating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14Tappets; Push rods
    • F01L1/143Tappets; Push rods for use with overhead camshafts

Definitions

  • the invention relates to a tappet for a switchable valve according to the preamble of patent claim 1.
  • the coupling member can take the valve along with the valve member in a correspondingly unfavorable orientation relative to the bore of the coupling member, but only over a partial range of the lifting height, from where the valve bounces back into the valve seat undamped under the action of the valve spring, which causes disturbing noises and additional Causes wear.
  • the object of the invention is to provide a generic tappet, the coupling member of which can be switched securely and in defined time periods or at certain cam angles from its end positions, so that low-wear, safe and fast switching is made possible.
  • a high switching reliability of such a tappet is achieved by the unlockable locking of the coupling member in two end positions assigned to the switching positions of the valve. By locking the coupling member in these two end positions it is achieved that the respective switching operation is only possible after unlocking the respective locking device acting on the coupling member. Because the locking devices can each be unlocked by the valve stem, the unlocking of the coupling member is dependent on the position of the valve stem and thus possible from the angle of rotation of the cam or at a defined point in time. This makes it possible to ensure that the switching process begins in both directions at a specified point in time or takes place in a specified period of time. This corresponds to a defined angular position of the cam. The switching process is thus carried out safely and in a defined manner in a short time.
  • valve train can thus be designed in a correspondingly simple manner, since in particular there is no need for complex actuation hydraulics in the rotating system of the camshaft.
  • the locking of the coupling member in the two end positions is particularly secure if this occurs when the end positions are reached by the action of a spring element.
  • a quasi-automatic locking at end positions can thus be made possible without the need for further sheep or locking mechanisms acting from outside through the intervention of the valve stem.
  • the spring elements can be integrated into the plunger in a space-saving manner.
  • An unlocking of one of the locking devices in the upper region of the stroke curve of the corresponding cam can be achieved in an advantageous manner if the coupling member has a bore into which the valve stem can dip when the coupling member is in the appropriate position. If the corresponding locking device is positioned in such a way that it is unlocked by the valve stem when immersed, a correspondingly effective unlocking is achieved in the upper stroke range.
  • the switching time can be determined via the immersion length of the valve stem.
  • An unlocking of the second locking device before passing through the base circle area of the cam is achieved when the valve stem is in contact with the coupling member in the second end position.
  • the switching process is achieved by moving the coupling member in an advantageous manner if it has spaced-apart support surfaces on which the piston is supported on the one hand and on the other hand a spring element, by the interaction of which the coupling member can be displaced into its respective end positions (with the locking device unlocked). If the plunger is constructed in the manner of a cup, the piston, the locking devices, the coupling member and a spring element can advantageously be inserted into the interior so that the plunger manages with the same installation space as conventional cup tappets.
  • a possible form of the locking device can be formed in an advantageous manner if a resilient locking bolt is formed in the plunger, which engages the coupling member in the corresponding end position.
  • Another advantageous form of the design of the locking device results from the interaction of two interlocking parts of the coupling member and the guideway guiding it. The unlocking takes place in an advantageous manner by lifting the coupling member relative to the guideway.
  • An internal combustion engine not shown, has a cylindrical tappet 1 in the area shown in FIG. 1, which is assigned to a switchable valve 2 and is actuated by means of a camshaft 4 having a cam 3.
  • the plunger 1 is inserted into a bore 5 of a cylinder head 6 and is supported with a compression spring 7.
  • the valve 2 comprises a valve plate 9 which interacts with the valve seat 8 of the cylinder head 6 and a valve stem 10 which is provided with a valve spring plate 11.
  • a valve spring 12 which holds the valve 2 in the closed position or moves it into this position, is effective between the valve spring plate 11 and the cylinder head 6.
  • a device 13 is arranged within the plunger 1, with which two switching positions for the valve 2 can be set. In the first switching position (FIG.
  • valve 2 is activated, ie the valve stem follows the movement of the stroke of the tappet applied by the cam.
  • the valve 2 is switched off, ie the tappet 1 follows the lifting movement of the cam 3 while the valve stem remains in its position.
  • the device 13 for switching the valve 2 is formed by a piston 14 and a coupling member 15, which are integrated in the plunger 1.
  • the plunger 1 has the shape of a cylindrical cup 16, i.e. it has a jacket part 17 and a cup base 18 which extends at a short distance from the cam 3.
  • the cup base 18 serves to receive an adjustment plate 19, on the top 20 of which the cam 3 acts.
  • An extension 21 projects from the jacket part 17 of the cup 16 into the interior 22, which has a bore 23 for receiving and guiding the piston 14.
  • the bore 23 starts from an annular groove 24 running around the outer circumference of the jacket part 17, via which the pressure medium applied to the piston 14 guided in the bore 23 is applied in a manner known per se.
  • a molded part 25 is inserted, which rests on the cup base 18 and has a downwardly drawn section 26 on the side opposite the extension 21.
  • a spring tongue 27 is punched out and bent downwards.
  • the interior 22 is closed on its underside by a guide plate 28 which bears against an inner circumferential shoulder 29 of the jacket part 17.
  • the upper side of the guide plate 28 serves as a guideway 30 of the coupling member 15, which can be displaced approximately perpendicular to the valve movement Allow movement of the coupling part 15.
  • the guide plate 28 has an opening 31 which lies opposite the valve stem 10 and which can be penetrated by the latter with the corresponding movement.
  • the coupling member 15 has two mutually opposite support surfaces 32, 33.
  • the piston 14 bears on the support surface 32 facing the extension 21, while a pressure spring 34 is supported on the opposite support surface 33, the other end of which rests on the jacket part 17.
  • a pressure spring 34 is supported on the opposite support surface 33, the other end of which rests on the jacket part 17.
  • the coupling member 15 can be moved against the action of the compression spring 34.
  • the coupling member 15 is continuously penetrated in the direction of the valve movement by a bore 35, the diameter D of which is larger than the diameter d of the valve stem.
  • the coupling member 15 has on its upper side an upwardly open recess 36 toward the extension 21, which is delimited by a stop 37 on the side facing away from the extension 21.
  • the spring tongue 27 of the molded part 25 rests on this stop 37 in the position of the coupling member 15 shown in FIG. 2. In the second end position of the coupling member 15 shown in FIG. 5, the spring tongue 27 projects past the stop 37 into the recess 36.
  • the coupling member 15 has an extension 38 on its underside facing the guide plate 28, which in the end position shown in FIG the opening 31 of the guide plate protrudes. In this embodiment, the extension 38 is formed on the side of the bore 35 facing away from the piston 14.
  • the extension 38 projects into the opening 31 of the guide plate 28.
  • the valve stem 10 lies on the extension 38 of the coupling member 15 at. If, when the cam 3 rotates, the area acting between it and the adjusting plate 19 enters the transition between the base circle 39 and the flank area 40, the tappet 1 is pressed down by the lifting action of the cam 3 until the coupling member 15 counteracts the action of the spring tongue 27 raised above and abuts the molded part 25.
  • the cam 3 is designed such that the base circle 39 comprises approximately an angle of 180 ° and the flank region 40 likewise comprises approximately 180 °. Other cam shapes and other angular ranges are of course easily possible. If, after passing through the flank area 40, the effective area between the cam 3 and the adjusting plate 19 returns to the area of the base circle 39, the valve 2 is again in the closed state and the coupling member 15 is pressed down by the action of the spring tongue 37 until the extension 38 penetrates into the opening 31.
  • the coupling member 15 Due to the frictional forces acting on the valve stroke (passing through the flank region 40) between the valve stem 10 and the coupling member 15 on the one hand and between the coupling member 15 and the molded part 25 or cup base 18, the coupling member 15 is held in this position despite effective hydraulic pressure on the piston 14. If the effective area between the cam 3 and the adjusting plate 19 reaches the transition between the flank area 40 and the base circle 39 after a rotation of approximately 180 °, the coupling member 15 can be displaced by the piston 14 against the action of the compression spring 34 when the frictional forces decrease (closed valve), so that the extension 38 is moved via the opening 31 onto the guide plate 28 (FIG. 4). The coupling member 15 is then pressed by the piston 14 into the (right) end position shown in FIG.
  • another angularly movable locking element e.g. a pawl
  • a pawl e.g. a pawl
  • valve stem 10 dips (with the piston 14 depressurized) into the bore 35 of the coupling member 15.
  • the cam 3 in cooperation with the adjusting plate 19, reaches the area of its highest cam elevation (Nbll), the valve stem 10 is almost completely immersed in the bore 35 by correspondingly pressing the plunger 1 down and abuts the spring tongue 27.
  • the spring tongue 27 is raised up to the cup base 18 (FIG. 6).
  • the coupling member 15 can be moved to the left by the compression spring 34 after unlocking the second locking device 42. This shifting despite immersed valve stem 10 is due to the different diameters of valve stem 10 and bore 35 possible.
  • the coupling member 15 is pushed by the compression spring 34 to the left until the wall of the bore 35 abuts the valve stem 10. In this intermediate position Zs, the end of the spring tongue 27 rests on the stop 26, so that it cannot be locked again.
  • a complete pushing back of the coupling member 15 into the first (left) end position is possible after the valve stem 10 has completely emerged from the bore 35, ie in the area of the interaction of the base circle 39 with the adjusting plate 19.
  • the coupling member 15 is shifted to the left as far as until it bears against the extension 21 and the extension 38 is pressed into the opening 31 again.
  • the valve 2 or the plunger 1 is again in the activated position shown in FIG. 2.
  • valve 2 can be switched off in the first (left) end position of the coupling member and activated in the second (right) end position.
  • the spring element cooperating with the first locking device 41 can be designed independently of the second locking device 42.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Ein Stößel (1) für ein schaltbares Ventil (2) umfaßt eine Schalteinrichtung mit einem durch einen hydraulisch baufschlagbaren Kolben (14) verschieblichen Kupplungsglied (15), mit dem das Ventil (2) in einer ersten Schaltstellung abgeschaltet und einer zweiten Schaltstellung aktiviert ist. Um reibungsarme definierte Schaltbewegungen des Kupplungsgliedes (15) bzw. des Stößels (1) zu ermöglichen, wird das Kupplungsglied (15) in seinen jeweils einer Schaltstellung zugeordneten Endstellungen durch jeweils eine Sperreinrichtung (41,42) verriegelt. Die Sperreinrichtung (41,42) ist in der jeweiligen Endstellung des Kupplungsgliedes (15) wirksam und kann durch den Ventilschaft (10) entriegelt werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stößel für ein schaltbares Ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei bekannten Stößein der genannten Bauart (WO-93/18 284) besteht die Möglichkeit, daß bei der Ventilerhebung und druckbeaufschlagtem Kolben zwischen Ventilschatt und Bohrung im Kupplungsglied keine eindeutige Lage festgelegt ist, was dazu führen kann, daß der Ventilschaft unter hoher verschleißträchtiger Reibung in diese Bohrung eintaucht. Außerdem kann das Kupplungsglied bei entsprechend ungünstiger Ausrichtung des Ventilschaftes relativ zur Bohrung des Kupplungsgliedes zwar das Ventil mitnehmen, jedoch nur über einen Teilbereich der Hubhöhe, von wo aus das Ventil unter der Wirkung der Ventilfeder in den Ventilsitz ungedämpft zurückschlägt, was stark störende Geräusche und zusätzlichen Verschleiß verursacht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Stößel zu schaffen, dessen Kupplungsglied sicher und definiert in festgelegten Zeitspannen bzw. bei bestimmten Nockenwinkeln aus seinen Endstellungen heraus schaltbar ist, so daß ein verschleißarmes, sicheres und schnelles Schalten ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Eine hohe Schaltsicherheit eines derartigen Stößels wird durch die entsperrbare Verriegelung des Kupplungsgliedes in zwei, den Schaltstellungen des Ventils zugeordneten Endstellungen erreicht. Durch die Verriegelung des Kupplungsgliedes in diesen beiden Endstellungen wird erreicht, daß der jeweilige Schaltvorgang erst nach Entriegelung der jeweiligen am Kupplungsglied angreifenden Sperreinrichtung möglich ist. Dadurch, daß die Sperreinrichtungen jeweils durch den Ventilschaft entriegelbar sind, ist die Entsperrung des Kupplungsgliedes in Abhängigkeit von der Position des Ventilschaftes und damit vom Drehwinkel des Nockens bzw. zu einem definierten Zeitpunkt möglich. Damit läßt sich sicherstellen, daß der Schaltvorgang in beide Richtungen jeweils zu einem festgelegten Zeitpunkt beginnt bzw. in einer festgelegten Zeitspanne erfolgt. Dies entspricht einer definierten Winkelstellung des Nockens . Somit wird der Schaltvorgang sicher und definiert in kurzer Zeit ausgeführt. Erhöhter Verschleiß durch übermäßige Reibkräfte bzw. Kantenpressungen ist damit ausgeschlossen. Dadurch, daß die Entriegelung der Sperreinrichtungen des Kupplungsgliedes durch den Ventilschaft des Ventils erfolgt, ist der Einsatz von Standardnockenwellen möglich. Der Ventiltrieb läßt sich damit entsprechend einfach ausbilden, da insbesondere auf eine aufwendige Betätigungshydraulik im drehenden System der Nockenwelle verzichtet werden kann.
  • Die Verriegelung des Kupplungsgliedes in den beiden Endstellungen wird besonderes sicher, wenn diese jeweils bei Erreichen der Endstellungen durch Einwirken eines Federelementes erfolgt. Damit läßt sich ein quasi selbsttätiges Verriegeln bei Endstellungen ermöglichen, ohne daß über den Eingriff des Ventilschaftes weitere von außen einwirkende Schaf- bzw. Verriegelungsmechanismen nötig werden. Die Federelemente lassen sich in platzsparender Weise in den Stößel integrieren.
  • Eine Entriegelung einer der Sperreinrichtungen im oberen Bereich der Hubkurve des entsprechenden Nockens läßt sich auf vorteilhafte Weise erreichen, wenn das Kupplungsglied eine Bohrung aufweist, in die der Ventilschaft bei entsprechender Stellung des Kupplungsgliedes eintauchen kann. Ist die entsprechende Sperreinrichtung so positioniert, daß sie durch den Ventilschaft im eingetauchten Zustand entsperrt wird, wird eine entsprechend im oberen Hubbereich wirksame Entriegelung erreicht. Über die Eintauchlänge des Ventilschaftes läßt sich der Schaltzeitpunkt festlegen.
  • Eine Entriegelung der zweiten Sperreinrichtung vor dem Durchlaufen des Grundkreisbereiches des Nockens wird erreicht, wenn der Ventilschaft in der zweiten Endstellung des Kupplungsgliedes an diesem anliegt.
  • Der Schaltvorgang wird durch Verschieben des Kupplungsgliedes auf vorteilhafte Weise erreicht, wenn dieses beabstandete Stützflächen aufweist, an denen sich der Kolben einerseits und andererseits ein Federelement abstützen, durch deren Zusammenwirken das Kupplungsglied in seine jeweiligen Endstellungen (bei entriegelter Sperreinrichtung) verschiebbar ist. Wird der Stößel nach Art einer Tasse aufgebaut, lassen sich in den Innenraum auf vorteilhafte Weise der Kolben, die Sperreinrichtungen, das Kupplungsglied und ein Federelement einsetzen, so daß der Stößel mit dem gleichen Bauraum wie herkömmliche Tassenstößel auskommt.
  • Eine mögliche Form der Sperreinrichtung läßt sich in vorteilhafter Weise ausbilden, wenn im Stößel ein federnder Sperriegel ausgebildet ist, der in der entsprechenden Endstellung am Kupplungsglied angreift. Eine andere vorteilhafte Form der Ausbildung der Sperreinrichtung ergibt sich durch Zusammenwirken zweier ineinandergreifender Teile des Kupplungsgliedes und der dieses führenden Führungsbahn. Die Entriegelung erfolgt dabei in vorteilhafter Weise durch Anheben des Kupplungsgliedes relativ zur Führungsbahn.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine im Bereich eines Nockentriebes,
    Fig. 2 - 6
    Schnitte durch einen erfindungsgemäßen Stößel mit teilweise angedeuteten Nocken in verschiedenen Arbeitsstellungen.
  • Eine nicht näher gezeigte Brennkraftmaschine weist in dem in Fig. 1 dargestellten Bereich einen zylindrischen Stößel 1 auf, der einem schaltbaren Ventil 2 zugeordnet ist und mittels einer einen Nocken 3 aufweisende Nockenwelle 4 betätigt wird. Der Stößel 1 ist in eine Bohrung 5 eines Zylinderkopfes 6 eingesetzt und stützt sich mit einer Druckfeder 7 ab. Das Ventil 2 umfaßt einen mit dem Ventilsitz 8 des Zylinderkopfes 6 zusammenwirkenden Ventilteller 9 sowie einen Ventilschaft 10, der mit einem Ventilfederteller 11 versehen ist. Zwischen Ventilfederteller 11 und Zylinderkopf 6 ist eine Ventilfeder 12 wirksam, die das Ventil 2 in der geschlossenen Stellung hält bzw. es in diese Stellung bewegt. Innerhalb des Stößels 1 ist eine Einrichtung 13 angeordnet, mit der zwei Schaltstellungen für das Ventil 2 einstellbar sind. In der ersten Schaltstellung (Fig. 2) ist das Ventil 2 aktiviert, d.h. der Ventilschaft folgte der Bewegung des vom Nocken aufgebrachten Hubes des Stößels. In der anderen Schaltstellung (Fig. 5) ist das Ventil 2 abgeschaltet, d.h. der Stößel 1 folgt der Hubbewegung des Nockens 3, während der Ventilschaft seine Lage beibehält.
  • Die Einrichtung 13 zur Schaltung des Ventils 2 wird durch einen Kolben 14 und ein Kupplungsglied 15 gebildet, die in den Stößel 1 integriert sind. Der Stößel 1 hat die Form einer zylindrischen Tasse 16, d.h. er besitzt ein Mantelteil 17 und einen Tassenboden 18, der sich mit geringem Abstand zum Nocken 3 erstreckt. Der Tassenboden 18 dient zur Aufnahme einer Einstellplatte 19, auf deren Oberseite 20 der Nocken 3 einwirkt. Vom Mantelteil 17 der Tasse 16 ragt ein Fortsatz 21 in den Innenraum 22, der eine Bohrung 23 zur Aufnahme und Führung des Kolbens 14 aufweist. Die Bohrung 23 geht aus von einer am Außenumfang des Mantelteils 17 umlaufenden Ringnut 24, über die auf an sich bekannte Art und Weise die Druckmittelbeaufschlagung des in der Bohrung 23 geführten Kolbens 14 erfolgt.
  • In den Innenraum 22 der Tasse 16 ist ein Formteil 25 eingesetzt, das am Tassenboden 18 anliegt und auf der dem Fortsatz 21 gegenüberliegenden Seite einen nach unten gezogenen Abschnitt 26 aufweist. Im mittleren Bereich des Formteils 25 ist eine Federzunge 27 ausgestanzt und nach unten abgebogen. Der Innenraum 22 wird an seiner Unterseite durch eine Führungsplatte 28 abgeschlossen, die an einer innen umlaufenden Schulter 29 des Mantelteils 17 anliegt. Die Oberseite der Führungsplatte 28 dient als Führungsbahn 30 des etwa senkrecht zur Ventilbewegung verschieblichen Kupplungsgliedes 15. Durch nicht näher dargestellte Führungen am Formteil 25 läßt sich eine gradlinige Bewegung des Kupplungsteils 15 ermöglichen. Die Führungsplatte 28 hat eine Öffnung 31, die dem Ventilschaft 10 gegenüberliegt und die von diesem bei entsprechender Bewegung durchdrungen werden kann.
  • Das Kupplungsglied 15 hat zwei einander gegenüberliegende Stützflächen 32, 33. An der dem Fortsatz 21 zugewandten Stützfläche 32 liegt der Kolben 14 an, während sich an der gegenüberliegenden Stützfläche 33 eine Druckfeder 34 abstützt, deren anderes Ende am Mantelteil 17 anliegt. Durch Druckbeaufschlagung des Kolbens 14 über die Bohrung 23 bzw. die Ringnut 24 läßt sich das Kupplungsglied 15 gegen die Wirkung der Druckfeder 34 verschieben. Das Kupplungsglied 15 ist in Richtung der Ventilbewegung durchgehend von einer Bohrung 35 durchdrungen, deren Durchmesser D größer ist als der Durchmesser d des Ventilschaftes. Das Kupplungsglied 15 hat an seiner Oberseite eine nach oben und zum Fortsatz 21 hin offene Vertiefung 36, die auf der dem Fortsatz 21 abgewandten Seite durch einen Anschlag 37 begrenzt ist. Auf diesem Anschlag 37 liegt in der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Kupplungsgliedes 15 die Federzunge 27 des Formteils 25 auf. In der in Fig. 5 dargestellten zweiten Endstellung des Kupplungsgliedes 15 ragt die Federzunge 27 am Anschlag 37 vorbei in die Vertiefung 36. Das Kupplungsglied 15 hat an seiner der Führungsplatte 28 zugewandten Unterseite einen Fortsatz 38, der in der in Fig. 2 dargestellten Endstellung in die Öffnung 31 der Führungsplatte ragt. Der Fortsatz 38 ist in dieser Ausführungsform auf der dem Kolben 14 abgewandten Seite der Bohrung 35 ausgebildet.
  • Befindet sich das Kupplungsglied 15 bei drucklosem Kolben 14 unter der Wirkung der Druckfeder 34 in seiner (linken) Endstellung (Anlage am Fortsatz 21), ragt der Fortsatz 38 in die Öffnung 31 der Führungsplatte 28. Der Ventilschaft 10 liegt am Fortsatz 38 des Kupplungsgliedes 15 an. Gelangt bei Drehung des Nockens 3 der zwischen diesem und der Einstellplatte 19 wirkende Bereich in den Übergang zwischen Grundkreis 39 und Flankenbereich 40, wird der Stößel 1 durch die Hubwirkung des Nockens 3 nach unten gedrückt, bis das Kupplungsglied 15 gegen die Wirkung der Federzunge 27 nach oben angehoben und am Formteil 25 anliegt. Nach diesem Anheben des Kupplungsgliedes 15 ergibt sich eine starre Verbindung zwischen Nocken 3, Stößel 1 mit Kupplungsteil 15 und Ventilschaft 10, so daß entsprechende Hubbewegungen des Ventils ausgelöst werden. Der Nocken 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß der Grundkreis 39 etwa einen Winkel von 180° umfaßt und der Flankenbereich 40 ebenfalls etwa 180° umfaßt. Andere Nockenformen und andere Winkelbereiche sind natürlich ohne weiteres möglich. Kommt nach Durchlaufen des Flankenbereiches 40 der Wirkbereich zwischen Nocken 3 und Einstellplatte 19 wieder in den Bereich des Grundkreises 39, befindet sich das Ventil 2 wieder im geschlossenen Zustand und das Kupplungsglied 15 wird durch die Wirkung der Federzunge 37 nach unten gedrückt, bis der Fortsatz 38 in die Öffnung 31 eindringt.
  • Soll das Ventil 2 dagegen abgeschaltet werden, wird der Kolben 14 über die Ringnut 24 und die Bohrung 23 mit Druck beaufschlagt. Durch die Wirkung des hydraulischen Druckes wird das Kupplungsglied 15 gegen die Wirkung der Druckfeder 34 so lange nach rechts verschoben, bis der Fortsatz 38 an der Wandung der Öffnung 31 anliegt. Ein Verschieben darüber hinaus ist nicht möglich. Fortsatz 38 und Öffnung 31 wirken zusammen als Sperreinrichtung 41. Wird im Zusammenwirken zwischen Nocken 3 und Einstellplatte 19 der Übergang vom Grundkreisbereich 39 in den Flankenbereich 40 erreicht, wird das Kupplungsglied 15 - wie zuvor beschrieben (Fig. 3) - angehoben, so daß der Fortsatz 38 vollständig aus der Öffnung 31 austaucht. Aufgrund der beim Ventilhub (Durchlaufen des Flankenbereiches 40) wirkenden Reibkräfte zwischen Ventilschaft 10 und Kupplungsglied 15 einerseits und zwischen Kupplungsglied 15 und Formteil 25 bzw. Tassenboden 18 wird das Kupplungsglied 15 trotz wirksamem hydraulischem Druck am Kolben 14 in dieser Lage gehalten. Gelangt der zwischen Nocken 3 und Einstellplatte 19 wirksame Bereich nach einer Drehung um etwa 180° in den Übergang zwischen Flankenbereich 40 und Grundkreis 39, kann bei nachlassenden Reibkräften (geschlossenes Ventil) das Kupplungsglied 15 vom Kolben 14 gegen die Wirkung der Druckfeder 34 verschoben werden, so daß der Fortsatz 38 über die Öffnung 31 auf die Führungsplatte 28 verschoben wir (Fig. 4). Das Kupplungsglied 15 wird dann durch den Kolben 14 bis in die in Fig. 5 dargestellte (rechte) Endlage gedrückt und liegt an dem als Endanschlag dienenden Abschnitt 26 des Formteils 25 an. In dieser Endstellung kann die Federzunge 27 des Formteils 25 am Anschlag 37 vorbei in die Vertiefung 36 eintauchen. Die Federzunge 27 wirkt zusammen mit dem Anschlag 37 als zweite Sperreinrichtung 42, und verhindert ein Zurückstellen des Kupplungsgliedes 15. In dieser rechten Endstellung des Kupplungsgliedes 15 kann der Ventilschaft 10 in die Bohrung 35 des Kupplungsgliedes 15 eintauchen. so daß zwar der Stößel 1 der Hubbewegung des Nockens 3 folgt, der Ventilschaft 10 und damit das Ventil 2 jedoch nicht bewegt werden. Das Ventil 2 ist demzufolge abgeschaltet. Das Ventil 2 verbleibt in der abgeschalteten Stellung, solange der Kolben 14 mit Druck beaufschlagt ist.
  • Anstelle der Federzunge 27 kann ohne witeres ein anderes winkelbewegliches Sperrelement (z.B. eine Sperrklinke) eingesetzt werden, das von einer Federkaft oder der Schwerkraft beaufschlagt wird.
  • Soll das Ventil 2 aus dieser Schaltstellung wieder aktiviert werden, muß der Kolben 14 durch entsprechende Ansteuerung des ihn versorgenden Hydraulikkreises drucklos geschaltet werden. Ein Zurückschieben des Kupplungsgliedes 15 durch die Druckfeder 34 ist jedoch erst möglich, wenn die zweite Sperreinrichtung 42 gelöst wird. Bis dahin verhindert das am Anschlag 37 anliegende Ende der Federzunge 27 das Zurückschieben. Bei der in Fig. 5 dargestellten Endstellung des Kupplungsgliedes 15 taucht (bei drucklosem Kolben 14) der Ventilschaft 10 in die Bohrung 35 des Kupplungsgliedes 15 ein. Erreicht der Nocken 3 im Zusammenwirken mit der Einstellplatte 19 den Bereich seiner höchsten Nockenerhebung (Nbll) ist der Ventilschaft 10 durch entsprechendes Herunterdrücken des Stößels 1 nahezu vollständig in die Bohrung 35 eingetaucht und liegt an der Federzunge 27 an. Durch vollständiges Herunterdrücken des Stößels 1 im Bereich der Nockenspitze, d.h. im Nockenbereich mit der höchsten Erhebung, wird die Federzunge 27 bis an den Tassenboden 18 angehoben (Fig.6). Das Kupplungsglied 15 kann nach der Entriegelung der zweiten Sperreinrichtung 42 durch die Druckfeder 34 nach links verschoben werden. Dieses Verschieben trotz eingetauchtem Ventilschaft 10 ist aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser von Ventilschaft 10 und Bohrung 35 möglich. Das Kupplungsglied 15 wird durch die Druckfeder 34 so weit nach links verschoben, bis die Wandung der Bohrung 35 am Ventilschaft 10 anliegt. In dieser Zwischenstellung Zs liegt das Ende der Federzunge 27 auf dem Anschlag 26 auf, so daß kein erneutes Verriegeln möglich ist. Ein vollständiges Zurückschieben des Kupplungsgliedes 15 in die erste (linke) Endstellung ist möglich, nachdem der Ventilschaft 10 vollständig aus der Bohrung 35 ausgetaucht ist, d.h. im Bereich des Zusammenwirkens des Grundkreises 39 mit der Einstellplatte 19. Das Kupplungsglied 15 wird soweit nach links verschoben, bis es am Fortsatz 21 anliegt und der Fortsatz 38 wieder in die Öffnung 31 gedrückt wird. Das Ventil 2 bzw. der Stößel 1 befindet sich wieder in der in Fig. 2 dargestellten aktivierten Stellung.
  • Durch die zuvor beschriebene Verriegelung des Kupplungsgliedes 15 in den beiden Endstellungen bzw. den beiden Schaltstellungen des Ventils 2 und die Entriegelung durch den Ventilschaft 10 wird ein definierter Schaltvorgang sichergestellt, bei dem die Verschiebung des Kupplungsgliedes 15 im wesentlichen während des Zusammenwirkens von Grundkreis 39 und Einstellplatte 19 erfolgt.
  • Die zuvor beschriebene Zuordnung von Endstellungen des Kupplungsgliedes und Schaltstellungen des Ventils sowie die Zuordnung zwischen den Schaltstellungen bzw. Endstellungen und den einzelnen Sperreinrichtungen ist als eine mögliche Ausführungsvariante zu sehen. Abweichende bzw. andere Zuordnungen sind natürlich ohne weiteres möglich. So kann beispielsweise das Ventil 2 in der ersten (linken) Endstellung des Kupplungsgliedes abgeschaltet und in der zweiten (rechten) Endstellung aktiviert sein.
  • Weiterhin sind auch Abwandlungen der Sperreinrichtungen ohne weiteres möglich. So kann beispielsweise das mit der ersten Sperreinrichtung 41 zusammenwirkende Federelement unabhängig von der zweiten Sperreinrichtung 42 ausgebildet sein.

Claims (15)

  1. Stößel für ein schaltbares Ventil einer Brennkraftmaschine mit einer einen hydraulisch betätigten Kolben und ein durch den Kolben betätigtes Kupplungsglied umfassenden Einrichtung, durch die das Ventil in einer ersten Schaltstellung abgeschaltet und in einer zweiten Schaltstellung zur Gaswechselsteuerung aktiviert ist, wobei der Stößel mit einem Nocken einer Nockenwelle zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (15) in zwei, den Schaltstellungen zugeordneten Endstellungen durch eine erste (41) und eine zweite Sperreinrichtung (42) verriegelbar ist, und daß die Sperreinrichtungen jeweils durch den Ventilschaft (10) des Ventils (2) entriegelbar ist.
  2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung des Kupplungsgliedes (15) jeweils bei Erreichen der Endstellungen durch Einwirken eines Federelementes (27) erfolgt.
  3. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (15) eine Bohrung (35) aufweist, in die in einer (ersten) Endstellung der Ventilschaft (10) eintaucht, und daß der Ventilschaft (10) im eingetauchten Zustand eine der Sperreinrichtungen (Sperreinrichtung (41) oder Sperreinrichtung (42)) entriegelt.
  4. Stößel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer (zweiten) Endstellung des Kupplungsgliedes (15) der Ventilschaft (10) an diesem anliegt, und daß der Ventilschaft (10) bei Betätigung des Stößels (1) durch den Nocken (3) eine der Sperreinrichtungen (Sperreinrichtung (42) oder Sperreinrichtung (41)) entriegelt.
  5. Stößel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (15) beabstandete Stützflächen (32, 33) besitzt, an denen sich der Kolben (14) und ein Federelement (34) abstützen.
  6. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (15) in einem ersten Nockenbahnbereich (Nbl) und in seiner ersten Endstellung durch die zugeordnete Sperreinrichtung (42) festlegt wird, wogegen die Sperreinrichtung (42) in einem zweiten Nockenbahnbereich (Nbll) bei dieser Schaltstellung vom Ventilschaft (10) entriegelt wird, wodurch das Kupplungsglied (15) durch Zusammenwirken des Kolbens (14) und der Wirkung eines Federelementes (34) aus der ersten Endstellung zunächst in eine Zwischenstellung (Zs) und in dem folgenden ersten Nockenbahnbereich (Nbl) in eine zweite Endstellung bewegt wird, aus der es im ersten Nockenbahnbereich (Nbl) bei entgegengesetztem Zusammenwirken des Kolbens (14) und des Federelementes (34) in die erste Endstellung zurückgeführt wird.
  7. Stößel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Bohrung (35) im Kupplungsglied (15) zur Erzielung der Zwischenstellung (Zs) größer ist als der Durchmesser (d) des Ventilschafts (10).
  8. Stößel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1) nach Art einer Tasse (16) aufgebaut ist und ein Mantelteil (17), einen Tassenboden (18) und einen davon umschlossenen Innenraum (22) umfasst, und daß in dem Innenraum (22) der Kolben (14), die Sperreinrichtungen (41, 42), das Kupplungsglied (15) und das Federelement (34) eingesetzt sind.
  9. Stößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Sperreinrichtung (42) zwischen Tassenboden (18) und Kupplungsglied (15) angeordnet ist.
  10. Stößel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (15) auf einer Führungsbahn (30) verschieblich und vom Ventilschaft (10) etwa senkrecht dazu anhebbar ist, und daß eine der Sperreinrichtungen (41) durch lösbar ineinandergreifende Teile (30, 31) des Kupplungsgliedes (15) und der Führungsbahn (30) gebildet ist.
  11. Stößel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (15) gegen die Wirkung eines Federmittels (27) vom Ventilschaft (10) anhebbar ist.
  12. Stößel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel (27) durch einen Teil der am Tassenboden (18) angeordneten Sperreinrichtung (42) gebildet ist.
  13. Stößel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (30) eine Öffnung (31) aufweist, in die in der Verriegelungsstellung der zugeordneten Sperreinrichtung (41) ein Fortsatz (38) des Kupplungsgliedes (15) eingreift.
  14. Stößel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der am Tassenboden (18) angeordneten Sperreinrichtung (41) an einem in die Tasse (16) eingesetzten Formteil (25) als Federzunge (27) ausgebildet ist.
  15. Stößel nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (30) auf einer Führungsplatte (28) ausgebildet ist, die in die Tasse (16) eingesetzt ist, daß diese Führungsplatte (28) vom Ventilschaft (10) durchdringbar ist, und daß auf der Führungsplatte das Kupplungsglied (15) verschiebbar ist.
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