EP1239123A2 - Schaltbarer Stössel zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stösselstange - Google Patents

Schaltbarer Stössel zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stösselstange Download PDF

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EP1239123A2
EP1239123A2 EP02001304A EP02001304A EP1239123A2 EP 1239123 A2 EP1239123 A2 EP 1239123A2 EP 02001304 A EP02001304 A EP 02001304A EP 02001304 A EP02001304 A EP 02001304A EP 1239123 A2 EP1239123 A2 EP 1239123A2
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housing
recess
compression spring
edge
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Martin Rauch
Henning Karbstein
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    • F01L13/0031—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of tappet or pushrod length
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    • F01L1/2422—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means or a hydraulic adjusting device located between the push rod and rocker arm
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    • F01L13/0005—Deactivating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • the invention relates to a switchable plunger for the direct transmission of a Cam stroke on a push rod, especially in a valve train
  • a switchable plunger for the direct transmission of a Cam stroke on a push rod, especially in a valve train
  • Internal combustion engine with a housing, in the axially extending recess a longitudinally movable inner element is arranged, which is in a relative position is connectable to the housing via coupling means, with one side facing away from the recess, the housing is a contact surface for a cam and the inner element on the side of the recess an attachment for the push rod, which inner element has the recess with a shoulder protrudes and away from the housing by at least one helical compression spring is acted upon.
  • FIG. 2 of the DE considered to be generic 198 44 202 Such a tappet is shown in FIG. 2 of the DE considered to be generic 198 44 202. It can be seen that a compression spring assembly is provided, which runs inside the case. The compression spring assembly is supported one end on a bottom of the housing and counteracts the other a bottom of the inner member. Due to the arrangement of the compression spring assembly the latter has an unnecessary overall length in the housing. This continues at least together from the necessary spring deflection plus the block size of the compression spring assembly. Due to the relatively large overall length of the housing, which is realized on a relatively thick-walled pipe section increases unnecessarily the total mass of the switchable plunger.
  • the object of the invention is therefore a switchable plunger of the aforementioned To create kind, the total mass of which is reduced by simple means.
  • this object is achieved in that the helical compression spring is at least largely placed around the neck of the inner element and at one end against a support of the inner element facing away from the receptacle and at the other end against an edge or a portion near the edge the recording works.
  • a particularly expedient embodiment of the invention which also can be independently protected, is clear from claim 2.
  • the housing has no floor for one-sided support of the helical compression spring owns more inside is an additional step towards Lightweight construction suggested. This means that the housing is completely open and tube-like manufactured.
  • a particularly low-friction cam start is achieved by a corresponding contact surface on the housing as, for example, roller bearings Roll is made.
  • a sliding tap is also conceivable at this point.
  • a simple facility for the helical compression spring that is moved to the outside is the subject of a further subclaim. Accordingly, the Helical compression spring on an edge of the housing or a near edge Section of this. Alternatively, there is provision for the recording of the housing, starting from its edge, to step radially so that the helical compression spring is supported on a ring shoulder formed in this way.
  • An accumulation of the helical compression spring on the side of the inner element can optionally via a separate stop part such as a ring or via a ring collar made in one piece from the inner element. This Measures are very easy and inexpensive to implement.
  • the helical compression spring surrounding approach of the inner element as a separate and thin-walled Form part like a sheet metal part. This can optionally be sent to one
  • the outer or inner jacket of the inner element can be clipped, snapped or the like.
  • the specialist will discover more at this point simple connection measures of positive, non-positive or material nature or consisting of combinations of these.
  • the approach of the inner element is slightly funnel-shaped train so that an insertion aid for the push rod is given.
  • the tappet is expediently provided with a hydraulic play compensation element provided in a known design.
  • a hydraulic play compensation element provided in a known design.
  • the game compensation element is part of the interior element.
  • a very "high" System for the push rod on the inner element can be created. It is provided according to the invention, a pressure piston of the play compensation element, on which the push rod is supported with one end, axially lead out relatively far from the housing, so that it is clearly in the approach of the inner element protrudes. It is conceivable that the pressure piston is expediently designed so that it has a relatively large storage space for hydraulic fluid. This can have advantages when cold starting Internal combustion engine have a sufficient amount of hydraulic fluid immediately is available for game compensation.
  • the figures reveal a switchable plunger 1. This is used for direct Transfer of a cam stroke to a push rod.
  • the plunger 1 has one thin-walled and here tube-like open housing 2.
  • an inner element 4 is axially movable.
  • the inner element 4 is in a stroke position not explained in detail
  • Coupling means 5 can be connected to the housing 2.
  • This Coupling means 5 are located in the area of an end face 6 of the inner element 4, which end face 6 of a contact surface 7 for a cam, not shown is facing.
  • the contact surface 7 is designed here as a roller with roller bearings, which runs on a bolt 8, which in turn on one side 9 of the housing 2 is applied.
  • the inner element 4 In decoupling mode of the inner element 4 from the housing 2, the inner element 4 with immerse its indentation 10 in sections over the contact surface 7, so to speak.
  • This measure has an effect, together with those explained later further measures, advantageous to the total height and thus to the total weight of the switchable plunger 1.
  • the inner element 4 also has a hydraulic lash adjuster 11 with a pressure piston 12.
  • the pressure piston 12 closes one Storage room 13 for hydraulic fluid.
  • a region of the housing 2 which faces away from the side 9 has one Margin 13a.
  • the edge 13a can also have a stepped configuration and has here a ring shoulder 14.
  • a helical compression spring is supported 15 from.
  • This encloses an extension 15a, which is the inner element 4 extended beyond the edge 13a of the housing 2.
  • the helical compression spring 15 on a support 16 which as separate stop part 17 (see Figures 1, 4) or as one piece from the approach 15a outgoing ring collar 18 (see Figures 2, 3) is formed, stored.
  • Figures 2 and 3 reveal that the approach 15a also as a separate component can be trained.
  • a sheet metal version is conceivable here, for example, which in turn has a positive effect on the total mass of the plunger 1.
  • FIG. 3 shows that the approach 15a with the inner element 4, for example can be connected by an internal clip connection 19.
  • the clip connection 19 according to FIG. 3 can also be realized on the outside his.
  • FIG. 4 a switchable plunger 1, in which the pressure piston 12 of the play compensation element 11 significantly above the Edge 13a of the housing 2 is led out.
  • the approach 15a is as mentioned formed in one piece with the inner element 4. This measure proves to be particularly useful when the push rod is in a relatively large inclined position has in relation to the plunger 1 and thus a high-lying system 20th for the push rod is desirable.

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Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Stößel (1) zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange. Erfindungsgemäß ist eine als Lost-Motion-Feder verwendete Schraubendruckfeder (15) zur Beaufschlagung des Innenelements (4) axial aus einem Gehäuse (2) verlagert. Hierfür hat das Innenelement (4) einen aus dem Gehäuse (2) heraus geführten Ansatz (15a), welcher von der Schraubendruckfeder (15) umschlossen ist. Diese Maßnahme trägt zur Minimierung der Gesamtmasse des schaltbaren Stößels (1) bei, da die Baulänge des Gehäuses (2) verkürzt ist. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Stößel zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange, insbesondere in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, in dessen axial verlaufender Aussparung ein längs bewegliches Innenelement angeordnet ist, das in einer Relativstellung zum Gehäuse über Koppelmittel mit diesem verbindbar ist, wobei an einer der Aussparung abgewandten Seite das Gehäuse eine Anlauffläche für einen Nocken und das Innenelement an der Seite der Aussparung eine Anlage für die Stößelstange hat, welches Innenelement die Aussparung mit einem Ansatz überragt und vom Gehäuse weg durch wenigstens eine Schraubendruckfeder beaufschlagt ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Stößel geht aus Fig. 2 der als gattungsbildend betrachteten DE 198 44 202 hervor. Zu erkennen ist, daß ein Druckfederpaket vorgesehen ist, welches innerhalb des Gehäuses verläuft. Das Druckfederpaket stützt sich an einem Ende an einem Boden des Gehäuses ab und wirkt anderenends gegen eine Unterseite des Innenelements. Aufgrund der Anordnung des Druckfederpakets im Gehäuse besitzt letzteres eine unnötige Baulänge. Diese setzt sich zumindest zusammen aus dem notwendigen Einfederweg plus dem Blockmaß des Druckfederpakets. Aufgrund der relativ großen Baulänge des Gehäuses, die an einem relativ dickwandigen Rohrabschnitt realisiert ist, erhöht sich unnötig die Gesamtmasse des schaltbaren Stößels.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schaltbaren Stößel der vorgenannten Art zu schaffen, dessen Gesamtmasse mit einfachen Mitteln verringert ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schraubendruckfeder zumindest größtenteils um den Ansatz des Innenelements gelegt ist und einenends gegen eine der Aufnahme abgewandte Abstützung des Innenelements und anderenends gegen einen Rand bzw. randnahen Abschnitt der Aufnahme wirkt. Durch diese Verlagerung der Schraubendruckfeder nach "außen" kann ein Gehäuse geschaffen werden, das deutlich kürzer als bisher ausgeführte Gehäuse baut. Somit ist mit sehr einfachen Mitteln die Gesamtmasse des schaltbaren Stößels verringert, da lediglich innerhalb des Gehäuses noch ein Einfederweg für das Innenelement vorgesehen werden muß.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltungsform der Erfindung, die auch selbständig schutzfähig sein kann, geht aus Anspruch 2 hervor. Dadurch, daß das Gehäuse keinen Boden zur einenendigen Abstützung der Schraubendruckfeder in seinem Inneren mehr besitzt, ist ein zusätzlicher Schritt in Richtung Leichtbau vorgeschlagen. Somit ist das Gehäuse komplett offen, rohrähnlich hergestellt.
Ein besonders reibungsarmer Nockenanlauf ist dadurch realisiert, indem eine entsprechende Anlauffläche am Gehäuse als beispielsweise wälzgelagerte Rolle hergestellt ist. Denkbar ist an dieser Stelle jedoch auch ein Gleitabgriff.
Zur weiteren Minimierung der Bauhöhe des Gehäuses und somit der Gesamtmasse ist es vorgeschlagen, eine der Rolle zugewandte Stirnseite des Innenelements zylindrisch (in Rollenrichtung gesehen) einzuformen. Hierdurch kann im abgeschalteten Zustand des Innenelements dieses über die entsprechende Rolle abschnittsweise "tauchen".
Eine einfache Anlagemöglichkeit für die nach außen verlagerte Schraubendruckfeder ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach kann die Schraubendruckfeder an einem Rand des Gehäuses bzw. einem randnahen Abschnitt dieses angelegt sein. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, die Aufnahme des Gehäuses, ausgehend von ihrem Rand, radial zu stufen, so daß sich die Schraubendruckfeder an einem so gebildeten Ringabsatz abstützt.
Eine Anlagerung der Schraubendruckfeder an der Seite des Innenelements kann wahlweise über ein separates Anschlagteil wie einen Ring bzw. über einen einteilig vom Innenelement ausgehenden Ringkragen erfolgen. Diese Maßnahmen sind sehr einfach und kostengünstig zu realisieren.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, den von der Schraubendruckfeder umgebenen Ansatz des Innenelements als separates und dünnwandiges Teil wie ein Blechteil auszubilden. Dieses kann wahlweise an einen Außen- oder Innenmantel des Innenelements geclipst, geschnappt o. ä. werden. Selbstverständlich erschließen sich dem Fachmann an dieser Stelle weitere einfache Verbindungsmaßnahmen form-, kraft- oder stoffschlüssiger Natur bzw. bestehend aus Kombinationen von diesen.
Es ist ebenfalls vorgesehen, den Ansatz des Innenelements leicht trichterförmig auszubilden, so daß eine Einführhilfe für die Stößelstange gegeben ist.
Zweckmäßigerweise ist der Stößel mit einem hydraulischen Spielausgleichselement an sich bekannter Bauart versehen. Somit kann auf aufwendige mechanische Spieleinstellmaßnahmen verzichtet werden. Das Spielausgleichselement ist Bestandteil des Innenelements.
Für die Anwendungsfälle, bei denen die Stößelstange eine relativ große Schrägstellung zum schaltbaren Stößel besitzt, muß eine sehr "hochliegende" Anlage für die Stößelstange am Innenelement geschaffen werden. Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, einen Druckkolben des Spielausgleichselements, auf welchem sich die Stößelstange mit ihrem einen Ende abstützt, axial relativ weit aus dem Gehäuse herauszuführen, so daß er deutlich in den Ansatz des Innenelements hineinragt. Denkbar ist es, daß der Druckkolben zweckmäßigerweise so ausgebildet ist, daß er einen relativ großen Vorratsraum für Hydraulikmittel einschließt. Dies kann Vorteile beim Kaltstart der Brennkraftmaschine haben, da sofort eine ausreichende Menge an Hydraulikmittel für den Spielausgleich zur Verfügung steht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1
Einen Längsschnitt durch einen schaltbaren Stößel mit einem einteilig mit dem Innenelement verbundenen Ansatz, orthogonal zu den Koppelmitteln;
Figur 2
eine Ansicht wie vorgenannt, jedoch mit separatem Ansatz;
Figur 3
ein Bauteil wie vorbeschrieben, jedoch mit einer alternativen Befestigungsform für den Ansatz und
Figur 4
einen Stößel, ähnlich den vorhergenannten, jedoch mit geschnittenen Koppelmitteln und axial verlängertem Druckkolben.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren offenbaren einen schaltbaren Stößel 1. Dieser dient zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange. Der Stößel 1 hat ein dünnwandiges und hier rohrähnlich offen ausgebildetes Gehäuse 2. In einer Aussparung 3 des Gehäuses 2 ist axial beweglich ein Innenelement 4 aufgenommen. Das Innenelement 4 ist in einer Hubstellung über nicht näher erläuterte Koppelmittel 5 (siehe auch Figur 4) mit dem Gehäuse 2 verbindbar. Diese Koppelmittel 5 befinden sich im Bereich einer Stirnseite 6 des Innenelements 4, welche Stirnseite 6 einer Anlauffläche 7 für einen nicht dargestellten Nocken zugewandt ist. Die Anlauffläche 7 ist hier als wälzgelagerte Rolle ausgebildet, die auf einem Bolzen 8 verläuft, der wiederum an einer Seite 9 des Gehäuses 2 appliziert ist. Die Stirnseite 6 kann, wie insbesondere die Figuren 2 und 3 offenbaren, eine zylindrische Einformung 10 besitzen. Diese erstreckt sich in Richtung eines Verlaufs der als Rolle ausgebildeten Anlauffläche 7. Im Abkoppelmodus des Innenelements 4 vom Gehäuse 2 kann das Innenelement 4 mit seiner Einformung 10 sozusagen über die Anlauffläche 7 abschnittsweise tauchen. Diese Maßnahme wirkt sich, zusammen mit später näher erläuterten weiteren Maßnahmen, vorteilhaft auf die Gesamthöhe und somit auf das Gesamtgewicht des schaltbaren Stößels 1 aus.
Das Innenelement 4 besitzt des weiteren ein hydraulisches Spielausgleichselement 11 mit einem Druckkolben 12. Der Druckkolben 12 schließt einen Vorratsraum 13 für Hydraulikmittel ein.
Ein Bereich des Gehäuses 2, welcher der Seite 9 abgewandt ist, hat einen Rand 13a. Der Rand 13a kann, wie in Figur 1 offenbart, auch gestuft ausgebildet sein und besitzt hier einen Ringabsatz 14. Auf dem Ringabsatz 14 (Figur 1) bzw. unmittelbar auf dem Rand 13a (Figuren 2 - 4a) stützt sich eine Schraubendruckfeder 15 ab. Diese umschließt einen Ansatz 15a, welcher das Innenelement 4 über den Rand 13a des Gehäuses 2 hinaus verlängert. An einem weiteren Ende ist die Schraubendruckfeder 15 an einer Abstützung 16, die als separates Anschlagteil 17 (siehe Figuren 1, 4) bzw. als einteilig vom Ansatz 15a ausgehender Ringkragen 18 (siehe Figuren 2, 3) ausgebildet ist, gelagert. Durch die hier offenbarte außenliegende Anordnung der Schraubendruckfeder 15 im Gegensatz zum Stand der Technik, kann die Baulänge des Gehäuses 2 deutlich minimiert werden. Dies verringert die Masse des relativ dickwandigen Gehäuses 2 und somit des schaltbaren Stößels 1. Zum anderen ist es möglich, lediglich eine Schraubendruckfeder 15 anzuordnen, wohingegen im Stand der Technik aufgrund des begrenzten Raumangebotes ein Druckfederpaket appliziert werden muß.
Die Figuren 2 und 3 offenbaren, daß der Ansatz 15a auch als separates Bauteil ausgebildet sein kann. Denkbar ist hier beispielsweise eine Blechausführung, die sich wiederum positiv auf die Gesamtmasse des Stößels 1 auswirkt. Dabei zeigt Figur 2, daß der Ansatz 15a mit dem Innenelement 4 beispielsweise durch eine innenliegende Clipsverbindung 19 verbunden sein kann. Alternativ hierzu kann die Clipsverbindung 19 gemäß Figur 3 auch außenliegend realisiert sein.
Wie Figur 2 zeigt, ist der separate Ansatz 15a mit seiner innenliegenden Clipsverbindung 19 leicht trichterförmig ausgebildet. Somit ist mit einfachen Mitteln eine Einführhilfe für die Stößelstange geschaffen.
Aus Figur 4 kann sich der Fachmann einen schaltbaren Stößel 1 entnehmen, bei dem der Druckkolben 12 des Spielausgleichselements 11 deutlich über den Rand 13a des Gehäuses 2 hinausgeführt ist. Der Ansatz 15a ist wie genannt einteilig mit dem Innenelement 4 ausgebildet. Diese Maßnahme erweist sich insbesondere dann sinnvoll, wenn die Stößelstange eine relativ große Schräglage in bezug auf den Stößel 1 besitzt und somit eine hochliegende Anlage 20 für die Stößelstange wünschenswert ist.
Bezugszahlenliste
1
Stößel
2
Gehäuse
3
Aussparung
4
Innenelement
5
Koppelmittel
6
Stirnseite
7
Anlauffläche
8
Bolzen
9
Seite
10
Einformung
11
Spielausgleichselement
12
Druckkolben
13
Vorratsraum
13a
Rand
14
Ringabsatz
15
Schraubendruckfeder
15a
Ansatz
16
Abstützung
17
Anschlagteil
18
Ringkragen
19
Clipsverbindung
20
Anlage
21
Außenmantel
22
Innenmantel

Claims (10)

  1. Schaltbarer Stößel (1) zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange, insbesondere in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dessen axial verlaufender Aussparung (3) ein längs bewegliches Innenelement (4) angeordnet ist, das in einer Relativstellung zum Gehäuse (2) über Koppelmittel (5) mit diesem verbindbar ist, wobei an einer der Aussparung (3) abgewandten Seite (9) das Gehäuse (2) eine Anlauffläche (7) für einen Nocken und das Innenelement (4) an der Seite der Aussparung (3) eine Anlage für die Stößelstange hat, welches Innenelement (4) die Aussparung (3) mit einem Ansatz (15a) überragt und vom Gehäuse (2) weg durch wenigstens eine Schraubendruckfeder (15) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schraubendruckfeder (15) zumindest größtenteils um den Ansatz (15a) des Innenelements (4) gelegt ist und einenends gegen eine der Aussparung (3) abgewandte Abstützung (16) des Innenelements (4) und anderenends gegen einen Rand (13a) bzw. randnahen Abschnitt der Aussparung (3) wirkt.
  2. Stößel nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (2) dünnwandig ist und eine durchgehend offene, rohrähnliche Geometrie hat.
  3. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anlauffläche (7) für den Nocken als drehbare Rolle hergestellt ist, die auf einem Bolzen (8) gegenüber dem Gehäuse (2) gelagert ist.
  4. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass eine der Anlauffläche (7) zugewandte Stirnseite (6) des Innenelements (4) eine in Richtung der Anlauffläche (7) verlaufende, zylindrische Einformung hat.
  5. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Aussparung (3) des Gehäuses (2), ausgehend von Ihrem Rand (13a), radial nach innen gestuft ausgebildet ist, wobei der randnahe Abschnitt aus einem Ringabsatz (14) innerhalb der Aussparung (3) besteht.
  6. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ansatz (15a) des Innenelements (4) als separates Bauteil gefertigt ist und aus dünnwandigem Leichtbauwerkstoff wie Blech besteht.
  7. Stößel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ansatz (15a) über eine Clips- oder Schnappverbindung (19) mit einem Außen- oder Innenmantel (21 oder 22) des Innenelements (4) verbunden ist.
  8. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die einenendige Abstützung (16) des Innenelements (4) für die Schraubendruckfeder (15) als vom Ansatz (15a) ausgehender Ringkragen (18) bzw. als separates Anschlagteil (17) wie ein Sicherungsring ausgebildet ist.
  9. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass in das Innenelement (4) ein hydraulisches Spielausgleichselement (11) eingebaut ist.
  10. Stößel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    dass ein einen Vorratsraum (13) für Hydraulikmittel einschließender Druckkolben (12) des Spielausgleichselements (11) axial so über den Rand (13a) des Gehäuses (2) verlängert ist, dass es in den Ansatz (15a) des Innenelements (4) hineinragt, wobei die Anlage (20) für die Stößelstange direkt am Druckkolben (12), in unmittelbarer axialer Nähe zur einenendigen Abstützung (16) verläuft.
EP02001304A 2001-03-09 2002-01-18 Schaltbarer Stössel zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stösselstange Expired - Lifetime EP1239123B1 (de)

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