EP1239123B1 - 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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EP1239123B1
EP1239123B1 EP02001304A EP02001304A EP1239123B1 EP 1239123 B1 EP1239123 B1 EP 1239123B1 EP 02001304 A EP02001304 A EP 02001304A EP 02001304 A EP02001304 A EP 02001304A EP 1239123 B1 EP1239123 B1 EP 1239123B1
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Michael Haas
Martin Rauch
Henning Karbstein
Dieter Schmidt
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IHO Holding GmbH and Co KG
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INA Schaeffler KG
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/146—Push-rods
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    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
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    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005—Deactivating valves
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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 direct transmission of a Nockenhubes on a push rod in a valve train of an internal combustion engine, with a housing, in the axially extending recess a longitudinal movable inner element is arranged, which in a relative position to Housing via coupling means with this is connectable, wherein the housing to one of the recess facing away from one on a bolt opposite mounted on the housing and made as a rotatable roller contact surface for the cam has and the inner element on the side of the recess a plant has for the push rod and away from the housing by at least one Helical compression spring is acted upon, which helical compression spring to a Approach of the inner element is placed on the side of the recess.
  • Such a plunger is known from U.S. Pat. 6,196,175 B1.
  • One is revealed Housing with a built therein, relatively massive inner element.
  • the Inner element extends completely in the coupling state shown in Fig. 2 within a bore of the housing. In this area it is at his Outer jacket surrounded by a helical compression spring, located on her outer end on a solid ring collar of the inner element and on her inner end supported on a collar of the housing.
  • the object of the invention is therefore to provide a switchable plunger of the aforementioned To create a way in which the cited disadvantages are eliminated. Especially it should be compact and optimized in terms of its total mass.
  • this object is achieved in that the approach a the housing on the side of the plant bounding edge clearly surmounted, wherein the approach is made as a separate and thin-walled sheet metal component, which approach at its outer end emanating from this one Ring collar or a separate stop member such as a circlip as a single end Supporting the helical compression spring has, wherein the helical compression spring the other end on the edge or near-edge portion of the recess the housing is supported and wherein one of the contact surface facing End face of the inner element extending in the direction of the contact surface having cylindrical indentation.
  • the pestle has in Compared to the generic state of the art a much lower Dimensions. This is due to the fact that the inner element in the section surrounding the outside Compression spring is made as a thin-walled sheet metal part and optional has the outgoing from this ring collar. Another post in Direction Mass reduction is achieved in that the housing through the displaced outward compression spring builds shorter. Also claims the invention Plunger through the axially upward displaced compression spring in the radial direction a relatively small radial space compared to o. g. State of the art. Finally, it is found that by the cylindrical Indentation for the role of the inner element this on the role in Entkopoppelschreib "dive" can, which further minimizes the height of the ram.
  • the thin-walled approach can optionally on an outer or inner shell clipped the interior element, snapped o. ⁇ . Be.
  • an outer or inner shell clipped the interior element, snapped o. ⁇ . Be.
  • open up the skilled person at this point further simple connection measures positive, cohesive or cohesive nature or consisting of combinations of these.
  • the plunger with a hydraulic clearance compensation element provided per se known type.
  • the clearance compensation element is part of the interior element.
  • An additional embodiment of the invention is based on a further claim out.
  • the fact that the housing has no bottom to the one end Support of the helical compression spring has more in its interior is a additional step towards lightweight construction proposed.
  • the housing completely open, tube-like produced.
  • the figures reveal a switchable plunger 1. This is used for direct Transmission of a cam lift on a push rod.
  • the plunger 1 has a thin-walled and here tube-like open formed housing 2.
  • an inner element 4 added in one Recess 3 of the housing 2 is axially movable, an inner element 4 added.
  • the inner element 4 is not explained in more detail in a stroke position Coupling means 5 (see also Figure 4) with the housing 2 connectable.
  • These Coupling means 5 are located in the region of an end face 6 of the inner element 4, which end 6 of a contact surface 7 for a cam, not shown is facing.
  • the contact surface 7 is designed here as a roller bearing roller, which runs on a bolt 8, which in turn on one side 9 of the housing. 2 is applied.
  • the front side 6 can, as in particular Figures 2 and 3 reveal, have a cylindrical indentation 10. This extends into Direction of a course of trained as a roll approach surface 7. In Abkoppelmodus of the inner element 4 from the housing 2, the inner element 4 with its indentation 10 so to speak over the contact surface 7 sections dive. This measure has an effect, together with later explained in more detail Further measures, beneficial to the overall height and thus to the total weight of the switchable plunger 1 off.
  • the inner element 4 further has a hydraulic clearance compensation element 11 with a pressure piston 12.
  • the pressure piston 12 closes one Storage space 13 for hydraulic means.
  • a portion of the housing 2, which faces away from the side 9, has a Edge 13a.
  • the edge 13a as disclosed in Figure 1, also formed stepped and here has a ring shoulder 14.
  • On the annular shoulder 14 ( Figure 1) or directly on the edge 13a ( Figures 2 - 4a) is based on a helical compression spring 15 off. This encloses a projection 15a, which the inner element 4 extended beyond the edge 13 a of the housing 2 addition.
  • the helical compression spring 15 on a support 16 as separate stop member 17 (see Figures 1, 4) or as one piece from the approach 15a outgoing ring collar 18 (see Figures 2, 3) is formed, stored.
  • the overall length of the housing 2 be minimized significantly. This reduces the mass of the relatively thick walled Housing 2 and thus the switchable plunger 1.
  • Figures 2 and 3 disclose that the projection 15a as a separate component can be trained. It is conceivable, for example, a sheet metal version, which in turn has a positive effect on the total mass of the plunger 1.
  • the projection 15a with the inner element 4 for example may be connected by an internal clip connection 19.
  • the clip connection 19 according to FIG. 3 can also be realized externally be.
  • the separate projection 15a is with its inner clip connection 19 slightly funnel-shaped.
  • the push rod By simple means created an insertion for the push rod.

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Stößel zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange 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 das Gehäuse an einer der Aussparung abgewandten Seite eine auf einem Bolzen gegenüber dem Gehäuse gelagerte und als drehbare Rolle hergestellte Anlauffläche für den Nocken hat und das Innenelement an der Seite der Aussparung eine Anlage für die Stößelstange besitzt sowie vom Gehäuse weg durch wenigstens eine Schraubendruckfeder beaufschlagt ist, welche Schraubendruckfeder um einen Ansatz des Innenelements auf der Seite der Aussparung gelegt ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Stößel geht aus der U.S. 6,196,175 B1 hervor. Offenbart ist ein Gehäuse mit einem darin eingebauten, relativ massiven Innenelement. Das Innenelement verläuft in dem in Fig. 2 gezeigten Koppelzustand vollständig innerhalb einer Bohrung des Gehäuses. In diesem Bereich ist es an seinem Außenmantel von einer Schraubendruckfeder umschlossen, die sich an ihrem äußeren Ende auf einem massiven Ringkragen des Innenelements und an ihrem inneren Ende auf einem Kragen des Gehäuses abstützt.
Nachteilig ist es bei dem vorgenannten Stößel, daß dieser eine relativ hohe Masse besitzt und unnötig groß baut. Dies beruht insbesondere darauf, daß dessen Innenelement im Bereich der umschließenden Druckfeder massiv ausgebildet ist. Auch stellt der Fachmann fest, daß ebenso die einenendige Anlage der Druckfeder am Innenelement massiv ist. Da das Gehäuse das Innenelement im Bereich der Feder umschließt, wird dieser Gewichtsnachteil durch dessen Länge verstärkt. Zudem erhöht die Druckfeder, letztlich innerhalb einer Bohrung des Motorblocks positioniert, unnötig den radialen Bauraum des Stößels.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schaltbaren Stößel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll er kompakt bauen und hinsichtlich seiner Gesamtmasse optimiert sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ansatz einen das Gehäuse auf der Seite der Anlage begrenzenden Rand deutlich überragt, wobei der Ansatz als separates und dünnwandiges Blechbauteil hergestellt ist, welcher Ansatz an seinem äußeren Ende einen von diesem ausgehenden Ringkragen oder ein separates Anschlagteil wie einen Sicherungsring als einenendige Abstützung der Schraubendruckfeder hat, wobei die Schraubendruckfeder anderenends auf dem Rand bzw. randnahen Abschnitt der Aussparung des Gehäuses abgestützt ist und wobei eine der Anlauffläche zugewandte Stimseite des Innenelements eine in Richtung der Anlauffläche verlaufende zylindrische Einformung aufweist.
Somit sind die eingangs beschriebenen Nachteile eliminiert. Der Stößel hat im Vergleich zum gattungsbildenden Stand der Technik eine deutlich geringere Masse. Dies beruht darauf, daß das Innenelement im Abschnitt der außen umschließenden Druckfeder als dünnwandiges Blechteil gefertigt ist und wahlweise den von diesem ausgehenden Ringkragen hat. Ein weiterer Beitrag in Richtung Massereduzierung ist dadurch geleistet, daß das Gehäuse durch die nach außen verlagerte Druckfeder kürzer baut. Auch beansprucht der erfindungsgemäße Stößel durch die axial nach oben verlagerte Druckfeder in Radialrichtung einen relativ geringen radialen Bauraum im Vergleich zum o. g. Stand der Technik. Schließlich wird festgestellt, daß durch die zylindrische Einformung für die Rolle am Innenelement dieses über die Rolle im Entkoppelzustand "tauchen" kann, was die Bauhöhe des Stößels weiter minimiert.
Der dünnwandige Ansatz 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.
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.
Eine zusätzliche Ausgestaltung der Erfindung geht aus einem weiteren Anspruch 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.
Schließlich ist es vorgesehen, den Ansatz des Innenelements leicht trichterförmig auszubilden, so daß eine Einführhilfe für die Stößelstange gegeben ist.
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 Stimseite 6 des Innenelements 4, welche Stimseite 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 (5)

  1. Schaltbarer Stößel (1) zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange 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 das Gehäuse (2) an einer der Aussparung (3) abgewandten Seite (9) eine auf einem Bolzen (8) gegenüber dem Gehäuse (2) gelagerte und als drehbare Rolle hergestellte Anlauffläche (7) für den Nocken hat und das Innenelement (4) an der Seite der Aussparung (3) eine Anlage (20) für die Stößelstange besitzt sowie vom Gehäuse (2) weg durch wenigstens eine Schraubendruckfeder (15) beaufschlagt ist, welche Schraubendruckfeder (15) um einen Ansatz (15a) des Innenelements (4) auf der Seite der Aussparung (3) gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (15a) einen das Gehäuse (2) auf der Seite der Anlage (20) begrenzenden Rand (13a) deutlich überragt, wobei der Ansatz (15a) als separates und dünnwandiges Blechbauteil hergestellt ist, welcher Ansatz (15a) an seinem äußeren Ende einen von diesem ausgehenden Ringkragen (18) oder ein separates Anschlagteil (17) wie einen Sicherungsring als einenendige Abstützung (16) der Schraubendruckfeder (15) hat, wobei die Schraubendruckfeder (15) anderenends auf dem Rand (13a) bzw. randnahen Abschnitt der Aussparung (3) des Gehäuses (2) abgestützt ist und wobei eine der Anlauffläche (7) zugewandte Stirnseite (6) des Innenelements (4) eine in Richtung der Anlauffläche (7) verlaufende zylindrische Einformung aufweist.
  2. Stößel nach Anspruch 1, 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.
  3. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Innenelement (4) ein hydraulisches Spielausgleichselement (11) eingebaut ist.
  4. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) dünnwandig und mit einer weitestgehend glattflächigen Aussparung (3) versehen ist sowie eine durchgehend offene, rohrähnliche Geometrie hat.
  5. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (15a) des Innenelements (4) leicht trichterförmig ausgebildet ist.
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EP1239123A3 EP1239123A3 (de) 2003-01-08
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