WO1998027320A1 - Stössel für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

Stössel für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO1998027320A1
WO1998027320A1 PCT/EP1997/005831 EP9705831W WO9827320A1 WO 1998027320 A1 WO1998027320 A1 WO 1998027320A1 EP 9705831 W EP9705831 W EP 9705831W WO 9827320 A1 WO9827320 A1 WO 9827320A1
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WO
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slide
cam
leg
annular
receptacle
Prior art date
Application number
PCT/EP1997/005831
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Haas
Gerhard Maas
Oliver Schnell
Original Assignee
Ina Wälzlager Schaeffler Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ina Wälzlager Schaeffler Kg filed Critical Ina Wälzlager Schaeffler Kg
Priority to DE19781450T priority Critical patent/DE19781450D2/de
Publication of WO1998027320A1 publication Critical patent/WO1998027320A1/de

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    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—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
    • F01L13/0036—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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction

Definitions

  • the invention relates to a tappet for a valve train of an internal combustion engine, which is designed to be switchable to different valve strokes, according to the preamble-forming features of claim 1.
  • Such a plunger is previously known from DE-OS 43 14 619 and need not be described in more detail here.
  • the disadvantage of this is that no means are provided to rule out incorrect switching of its pistons as coupling means.
  • the pistons pressurized with pressure medium have no information about when it makes technical sense to overlap the ring surface between the tappet parts. Since such a tappet is usually switched in a cam base circle phase, in which its two sections are aligned with one another in the base area, it can happen, for example, at high speeds or other influences such as pressure medium fluctuations and the like, that the coupling means when leaving the base circle of the cam, ie with its leading edge, have not reached their coupling or decoupling position. In such a transition state, the respective coupling means only overlaps the ring area between the units low, the cam stroke can tear off at the outer section and component stress or noise is generated.
  • the object of the invention is therefore to provide a tappet of the aforementioned type, in which the disadvantages indicated are eliminated and in particular a mechanism is created by simple means by which incorrect switching operations during the above-mentioned operating states are excluded or in which the coupling means are axially displaceable is only possible in the basic circle phase.
  • the means according to the invention shown in claims 1 and 2 convey to the tappet in a technically simple manner at what point in time the cam base circle communicates with it.
  • the faulty switching mentioned above are largely excluded and coupling and decoupling of the slider is permitted only via the cam-side leg of the spring means according to the invention interacting with the circumferential groove of the cam in question during the section of the cam base circle mentioned.
  • the entire device is designed according to claim 1 so that when reaching the circumferential groove of the cam (outer cam), which acts on the annular portion, the slide for their coupling movement are solved by the middle leg of the spring means, the annular groove of the first or third Slider releases.
  • this switching signal by means of corresponding elevations or the like on the cam, in which case slight modifications to the spring means in cooperation with the relevant slide would prove to be necessary.
  • the cam-side leg no longer runs directly on the outer jacket of the cam, but the middle leg permanently in one of the ring grooves of the slide in question.
  • the center leg with the cam-side leg is moved in the direction of the circumferential groove via the wedge effect of the ring grooves, so that the servo medium pressure applied to one of the slides overcomes the (remaining) holding force of one of the ring grooves on the center leg .
  • the slide can thus be moved.
  • very low-wear operation is proposed for the spring element, since its permanent cam contact is eliminated.
  • the spring means should preferably be S-shaped, but other geometries are also conceivable, which, in cooperation with a circumferential groove of a cam, are suitable for optionally opening or locking ring grooves.
  • the cam-side leg of the spring means proves to be particularly advantageous in its design because it has a certain elasticity in the direction away from the cam. It can therefore yield in the case of undefined switching states, which can occur, for example, when the middle leg of the spring means runs on a region between the two annular grooves of the slide. This does not result in unnecessary component loading or destruction.
  • an end region of the leg remote from the cam should be bent in the direction remote from the cam. This measure is therefore advantageous so that unwanted touching the front of the nok- the leg on the opposite side with the relevant outer jacket of the cam are excluded.
  • the leg remote from the cam and a region of the middle leg or cam-side leg are guided by corresponding receptacles of a sleeve arranged directly in the receptacle for the first or third slide.
  • the cam-side leg is guided to the cams radially outside of the annular bottom section in a simple manner in terms of production technology, so that no additional machining operations prove to be necessary for this in the annular section.
  • a hydraulic medium supply for the radially outer end face of the respective first or third slide is optionally provided in that the corresponding receptacle of the first or third slide has a first transverse bore.
  • the slide in question can have a longitudinal bore, starting from its radially outer end face, into which the hydraulic medium can be guided from the first transverse bore via a second transverse bore in the latter.
  • this longitudinal bore can also be provided in order to arrange a spring element for moving the slide in a space-saving manner.
  • the entire coupling and decoupling mechanism can optionally consist of two or three slides, the first and then optionally the third slider being positioned in an opposite receptacle of the outer annular section.
  • a simple anti-rotation device for the entire plunger is proposed in that the sleeve for the first or third slide is made to protrude radially as the outer annular section. This sleeve can thus run in a complementary longitudinal groove of a corresponding receptacle of a cylinder head.
  • the spring means according to the invention only permits a displacement movement of the slide when the base circle area of the corresponding cam communicates with the tappet, it cannot happen that the pistons have reached their coupling position only slightly at high speeds or incorrect switching impulses, and when coupling the tappet to the stroke of the cams acting on the outer annular section (larger Stroke) this stroke breaks off.
  • Such an arrangement of the spring means in contact with the outer cam also proves to be particularly advantageous because it is in quasi permanent contact with the bottom of the outer annular section. Even when the hydraulic element collapses in an undesired manner, which can be optionally applied in a further development of the invention and is caused, for example, by undesired air inclusions therein, the slides are prevented from displacement movements. It is also conceivable to provide the first and third slide with the spring means according to the invention, only one spring means proving to be expedient in practice.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a plunger with two sliders and spring element according to the invention
  • FIG. 2 shows a partial longitudinal section rotated by 90 ° according to FIG. 1 in the region of the spring element
  • Figure 3 shows the spring element in a detail
  • Figures 4 u. 5 views in longitudinal section of the tappet, in contrast to the embodiment shown in FIG. 1
  • Figure 1 shows a plunger 1 as it is known per se in the technical field.
  • the plunger 1 consists of an outer annular section 2 with a bottom 3, which bottom 3 of two cams 4 (see also Figure 2) large stroke in Lifting direction is applied.
  • the circular section 2 concentrically includes a circular section 5. This section 5 is acted upon in the region of its base 6 by a cam or small stroke (not shown).
  • the circular section 5 interacts with at least one gas exchange valve of the internal combustion engine via a hydraulic lash adjuster 7, which is not explained in detail.
  • Both sections 2, 5 each have, in the region of their bottoms 3, 6, a receptacle 8, 9 which is aligned with one another in the base circle of their cams and runs radially.
  • a first slide 10 which can be displaced radially inward is positioned.
  • This slide 10 here has the geometry of a piston and runs in the decoupled state of the sections 2, 5 with its inner end face 11 directly in front of an annular surface 12 between the sections 2, 5.
  • a second slide 13 which preferably extends over its entire length.
  • Both slides 10, 1 3 are arranged directly in separate sleeves 14, 15. These sleeves 14, 15 are positioned directly in the corresponding receptacles 8, 9.
  • the sleeve 14 has a base 16 radially on the outside.
  • the first slide 10 is supported on this base 16 with its radially outer end face 17.
  • the first slide 10, starting from this end face 17, has a longitudinal bore 18.
  • Hydraulic medium, starting from a first transverse bore 19 in the receptacle 8, can be guided into this longitudinal bore 18 via a second transverse bore 20 in the first slide 10. This hydraulic medium is used to displace the first and second slide 10, 13 in the coupling direction.
  • a bottom 22 in the receptacle 8 of the annular section 2 is assigned to a front side 21 of the second slide 13 facing away from the first slide 10, as a stop and thus limiting the travel.
  • the slider 13 is enclosed by a spring element 23.
  • the spring element 23 is supported in the coupling direction on a shoulder 24 of its receptacle 9. Contrary to this direction, the spring element 23 in Figure 1 is applied to a ring 25. This ring 25 is firmly connected to the second slide 13.
  • the plunger 1 is shown in its decoupled state, i. H. the first slide 1 and the second slide 13 are arranged in their receptacles 8, 9 so that the inner end face 11 of the first slide 10 does not overlap the annular surface 12 between the sections 2, 5.
  • the outer section 2 of the plunger 1 is provided with a spring means 27 according to the invention (see also FIGS. 2, 3).
  • the spring cross section 27 is produced in an S-like manner in terms of its basic cross section. It consists of a leg 28 remote from the cam, which merges into a central leg 29. A cam-side leg 30 adjoins the middle leg 29.
  • the spring means 27 is designed and arranged so that it overlaps the first slide 10 on its outer surface 31 with its central leg 29 and around this slide 10 via the leg 28 remote from the cam, it abuts the receptacle 8 of the annular section 5.
  • the sleeve 14 of the first slide 10 has two receptacles 32, 33 arranged in the axial direction of the tappet 1 for the leg 28 remote from the cam and the middle leg 29 or leg 30 of the spring means 27 on the cam side.
  • the lateral surface 31 of the first slide 10 has two axially spaced annular grooves 34, 35.
  • the middle leg 29 of the spring means 27 communicates with a cam-side segment of these annular grooves 34, 35. It is the same in FIG. 1 shown that it runs in the right annular groove 35 for the decoupling of the slide 10, 13.
  • the cam 4 acting on the outer annular section 2 has a circumferential groove 36 at least at the beginning of its base circle.
  • the cam-side leg 30 of the spring means 27 is spring-loaded in the direction of this circumferential groove 36.
  • the spring means 27 which is precompressed in the direction of the center leg 29 is relaxed such that the cam-side leg 30 runs in the circumferential groove 36.
  • the center leg 29 disengages from one of the annular grooves 34, 35, so that the slides 10, 13 are free to move axially for coupling or decoupling purposes.
  • the middle leg 29 runs in an area between the ring grooves 34, 35 and the circumferential groove 36 is out of engagement with the cam-side leg 30 during the passage of the cam, the elasticity of the cam-side leg 30 ensures that there is no unnecessary component loading or - Destruction is coming in this area.
  • FIGS. 4 and 5 disclose slightly modified configurations compared to FIG. 1.
  • the first slide 10 is spring-loaded in the coupling direction by the force of a spring element 38.
  • This spring element 38 is designed here as a compression spring, with other pressure-exerting media also being conceivable.
  • the spring element 38 in FIGS. 4, 5 runs in the longitudinal bore 18 of the first slide 10 and is supported radially on the outside on the bottom 16 of the sleeve 14.
  • a third slider 39 runs in the receptacle 8 opposite the receptacle 8 of the slider 10. With its radially inner end face 40, this is arranged directly in front of the ring face 12 in the case of decoupling.
  • a second spring element 41 also encloses the second slide 13. This second spring element 41, similarly fastened as in FIG. 1, ensures a central position of the second slide 13 in the unloaded state. Fastening of the second spring element 41 to the second slide 13 is alternatively realized here by means of a reduction in diameter 43 of an end of the second spring element 41 arranged in an annular groove 42 of the second slide 13.
  • the hydraulic medium is conducted directly in front of a radially outer end face 44 of the third slide 39.
  • this end face 44 of the third slide 39 in turn has a longitudinal bore 45.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Ein Stößel (1) besteht aus einem kreisringförmigen Abschnitt (2), welcher konzentrisch einen kreisförmigen Abschnitt (5) einschließt. Beide Abschnitte (2, 5) sind durch Nocken unterschiedlichen Hubes beaufschlagbar und über radial verlagerbare Schieber (10, 13) wahlweise miteinander koppelbar. Zur Vermeidung von Fehlschaltungen kann im kreisringförmigen Abschnitt (2) ein Federmittel (27) angeordnet sein. Dieses Federmittel (27) ist in etwa S-förmig ausgebildet und übergreift mit seinem Mittelschenkel (29) eine von zwei Ringnuten (34 oder 35) im Außenmantel des ersten Schiebers (10). Gleichzeitig kommuniziert das Federmittel (27) über seinen in Nockenrichtung angefederten Schenkel (30) mit einem Außenmantel (37) des zugeordneten Nockens (4). Der Außenmantel (37) besitzt im Bereich seines Grundkreises eine Umfangsnut (36). Stehen sich Umfangsnut (36) und nockenseitiger Schenkel (30) gegenüber, entspannt sich durch Federwirkung dieser Schenkel (30) in diese Ringnut (36) und gibt gleichzeitig über seinen Mittelschenkel (29) eine der Ringnuten (34, 35) frei. Somit ist eine Verlagerung der Schieber (10, 13) lediglich in der Grundkreisphase der Nocken ermöglicht.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Stößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Stößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Ventilhübe schaltbar ausgelegt ist, nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1 .
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Stößel ist aus der DE-OS 43 14 619 vorbekannt und muß an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden. Nachteilig ist es bei diesem, daß keine Mittel vorgesehen sind, um Fehlschaltungen dessen Kolben als Koppelmittel auszuschließen. So besitzen die druckmittelbeaufschlagten Kolben keiner- lei Information darüber, wann es technisch sinnvoll ist, die Ringfläche zwischen den Stößelteilen zu übergreifen. Da ein derartiger Stößel in aller Regel in einer Nockengrundkreisphase geschaltet wird, in welcher dessen beide Abschnitte im Bodenbereich zueinander fluchten, kann es beispielsweise bei hohen Drehzahlen bzw. anderen Einflüssen wie Druckmittelschwankungen und ähnlichem dazu kommen, daß die Koppelmittel beim Verlassen des Grundkreises des Nockens, d. h. mit dessen Anlaufflanke, nicht ihre Koppel- bzw. Entkoppelposition erreicht haben. Überschneidet in einem derartigen Übergangszustand das jeweilige Koppelmittel die Ringfläche zwischen den Einheiten lediglich gering, so kann der Nockenhub am äußeren Abschnitt abreißen und es kommt zur Bauteilbeanspruchung bzw. zu einer Geräuschentwicklung.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stößel der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln ein Mechanismus geschaffen ist, durch den Fehlschaltungen während der eben genannten Betriebszustände ausgeschlossen sind bzw. bei dem eine Axialverschieblichkeit der Koppelmittel lediglich in der Grundkreisphase ermöglicht ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 bzw. des nebengeordneten Anspruchs 2 gelöst, wobei zweckmäßige Gestaltungen der Erfindung Gegenstand der Unteransprüche sind, die auch selbständig schutzfähige Maßnahmen aufweisen können.
Durch die in Anspruch 1 bzw. 2 aufgezeigten erfindungsgemäßen Mittel wird dem Stößel auf technisch einfache Art und Weise übermittelt, zu welchem Zeitpunkt der Nockengrundkreis mit diesem kommuniziert. Somit werden die eingangs genannten Fehlschaltungen weitestgehend ausgeschlossen und ein Koppeln und Entkoppeln der Schieber wird über den mit der Umfangsnut des betreffenden Nockens zusammenwirkenden nockenseitigen Schenkel des erfindungsgemäßen Federmittels nur während des genannten Abschnittes des Nockengrundkreises gestattet.
Die gesamte Vorrichtung ist dabei nach Anspruch 1 so beschaffen, daß bei Erreichen der Umfangsnut des Nockens (äußerer Nocken), welcher auf den kreisringförmigen Abschnitt einwirkt, die Schieber für ihre Koppel bewegung gelöst werden, indem der Mittelschenkel des Federmittels die Ringnut des ersten oder dritten Schiebers freigibt. Denkbar ist es jedoch auch, dieses Schaltsignal durch entsprechende Erhebungen oder ähnliches am Nocken herzustellen, wobei sich dann leichte Modifizierungen am Federmittel im Zusammenwirken mit dem betreffenden Schieber als erforderlich erweisen würden.
Nach dem alternativen Anspruch 2 verläuft der nockenseitige Schenkel nicht mehr direkt am Außenmantel des Nockens, jedoch der Mittelschenkel permanent in einer der Ringnuten des betreffenden Schiebers. Bei ausreichendem Druck an Servomittel auf einen der Schieber wird bei gegenüberliegender Umfangsnut des Nockens der Mittelschenkel mit nockenseitigem Schenkel über Keilwirkung der Ringnuten soweit in Richtung Umfangsnut bewegt, daß der an einem der Schieber anliegende Servomitteldruck die (verbleibende) Haltekraft einer der Ringnuten auf den Mittelschenkel überwindet. Somit können die Schieber verlagert werden. Hierdurch ist ein für das Federelement sehr verschleißarmer Betrieb vorgeschlagen, da dessen permanenter Nockenkontakt eliminiert ist.
Das Federmittel soll bevorzugt S-förmig ausgebildet sein, wobei jedoch auch weitere Geometrien dieses denkbar sind, welche im Zusammenwirken mit einer Umfangsnut eines Nockens geeignet sind, wahlweise Ringnuten freizugeben bzw. zu sperren.
Der nockenseitige Schenkel des Federmittels erweist sich deshalb als besonders vorteilhaft in seiner Gestaltung, weil dieser in nockenferne Richtung eine gewisse Elastizität besitzt. Somit kann er bei Undefinierten Schaltzuständen, die beispielsweise dann auftreten können, wenn der Mittelschenkel des Federmittels auf einem Bereich zwischen den zwei Ringnuten des Schiebers verläuft, nachgeben. Dadurch kommt es nicht zu einer unnötigen Bauteilbelastung bzw. -Zerstörung.
In weiterer Gestaltung der Erfindung soll ein Endbereich des nockenfernen Schenkels in nockenferne Richtung umgebogen sein. Diese Maßnahme ist deshalb von Vorteil, damit unerwünschte Berührungen der Stirnseite des nok- kenseitigen Schenkels mit dem betreffenden Außenmantel des Nockens ausgeschlossen sind.
Der nockenferne Schenkel sowie ein Bereich des Mittelschenkels bzw. nocken- seitigen Schenkels sind in vorteilhafter Fortbildung der Erfindung durch entsprechende Aufnahmen einer in der Aufnahme für den ersten oder dritten Schieber unmittelbar angeordneten Hülse geführt. Dabei wird der nockenseitige Schenkel in fertigungstechnisch einfacher Art und Weise radial außerhalb des kreisringförmigen Bodenabschnitts an den Nocken geleitet, so daß sich im kreisringförmigen Abschnitt keine zusätzlichen Bearbeitungsgänge hierfür als erforderlich erweisen.
Vorteilhaft ist es, wenn in den Aufnahmen für sämtliche Schieber separate Hülsen verlaufen, in denen die Schieber unmittelbar angeordnet sind. Diese Hülsen können somit in einem separaten Bearbeitungsvorgang hergestellt werden und eine Feinbearbeitung der Aufnahmen der entsprechenden Bodenabschnitte hierfür erübrigt sich.
Nach der Erfindung ist eine Hydraulikmittelzufuhr für die radial äußere Stirnsei- te des jeweiligen ersten oder dritten Schiebers wahlweise dadurch vorgesehen, daß die entsprechende Aufnahme des ersten oder dritten Schiebers eine erste Querbohrung besitzt. Um axialen Bauraum in der Aufnahme zu sparen, kann dabei der betreffende Schieber von seiner radial äußeren Stirnseite beginnend eine Längsbohrung besitzen, in die das Hydraulikmittel aus der ersten Querboh- rung über eine zweite Querbohrung in diesem geleitet werden kann. Diese Längsbohrung kann jedoch auch dazu vorgesehen sein, um in dieser ein Federelement zur Verlagerung der Schieber bauraumsparend anzuordnen.
Gleichzeitig ist es in Konkretisierung der Erfindung vorgeschlagen, die beiden Abschnitte des Stößels wahlweise drucklos zu verriegeln (mechanisches Federelement wie Druckfeder) bzw. drucklos zu entriegeln (Beaufschlagung in Koppelrichtung über Hydraulikmitteldruck). Sollen nun die Schieber über Hydraulikmitteldruck in ihre Koppelrichtung verlagert werden, ist eine einfache Rückverlagerung dieser in Entkoppelrichtung über eine den zweiten Schieber umschließende Druckfeder hergestellt. Diese stützt sich einenends an einem Absatz ihrer Aufnahme ab, welcher Absatz beispielsweise als Ring hergestellt sein kann, und andererseits an einem in einer Ringnut des zweiten Schiebers verlaufenden separaten Ring. Alternativ ist diese zweite Befestigungsform als endseitige Verringerung des Durchmessers der entsprechenden Federwindung hergestellt, welche Federwindung dann selbst in einer entsprechenden Ringnut des zweiten Schiebers verläuft.
Der gesamte Koppel- und Entkoppelmechanismus kann wahlweise aus zwei bzw. drei Schiebern bestehen, wobei der erste und dann wahlweise der dritte Schieber in einer gegenüberliegenden Aufnahme des äußeren kreisringförmigen Abschnitts positioniert sind.
Eine einfache Verdrehsicherung für den gesamten Stößel ist dadurch vorgeschlagen, daß die Hülse für den ersten oder dritten Schieber als den äußeren kreisringförmigen Abschnitt radial überragend hergestellt ist. Somit kann diese Hülse in einer komplementären Längsnut einer entsprechenden Aufnahme eines Zylinderkopfes verlaufen.
Denkbar und mit vom Schutzumfang dieser Erfindung eingeschlossen ist auch eine Lösung, bei der die gesamten Schieber in beide Verlagerungsrichtungen über ein Servomittel wie Hydraulikmittel verlagert werden, wobei jedoch auch weitere Beaufschlagungsformen wie elektromagnetische, magnetische, rein mechanische und ähnliche denkbar sind.
Dadurch, daß das erfindungsgemäße Federmittel nur dann eine Verlagerungsbewegung der Schieber gestattet, wenn der Grundkreisbereich des entsprechen- den Nockens mit dem Stößel kommuniziert, kann es nicht vorkommen, daß die Kolben bei hohen Drehzahlen bzw. falschen Schaltimpulsen nur leicht ihre Koppelposition erreicht haben, und bei Kopplung des Stößels auf den Hub der den äußeren kreisringförmigen Abschnitt beaufschlagenden Nocken (großer Hub) dieser Hub abreißt. Auch erweist sich eine derartige Anordnung des Federmittels in Kontakt mit dem äußeren Nocken deshalb als besonders vorteilhaft, weil dieser in quasi permanenter Anlage mit dem Boden des äußeren kreisringförmigen Abschnitts ist. Auch bei unerwünscht zusammengesunkenem Hydraulikelement, was in Fortbildung der Erfindung wahlweise appliziert sein kann, und beispielsweise durch unerwünschte Lufteinschlüsse in diesem hervorgerufen wird, sind die Schieber an Verlagerungsbewegungen gehindert. Denkbar ist es auch, den ersten und dritten Schieber mit dem erfindungsgemäßen Federmittel zu versehen, wobei sich lediglich ein Federmittel in der Praxis als zweckmäßig erweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Stößel mit zwei Schiebern und erfindungsgemäßem Federelement;
Figur 2 einen um 90° gedrehten Teillängsschnitt nach Figur 1 im Bereich des Federelements;
Figur 3 in einer Einzelheit das Federelement;
Figuren 4 u. 5 Ansichten im Längsschnitt des Stößels, bei dem im Ge- gensatz zu der in Figur 1 gezeigten Ausgestaltung eine
Kopplung dessen beider Abschnitte über Druckfederkraft realisiert ist.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt einen Stößel 1 , wie er der Fachwelt an sich bekannt ist. Der Stößel 1 besteht aus einem äußeren kreisringförmigen Abschnitt 2 mit einem Boden 3, welcher Boden 3 von zwei Nocken 4 (siehe auch Figur 2) großen Hubes im Hubsinne beaufschlagt wird. Der kreisringförmige Abschnitt 2 schließt konzentrisch einen kreisförmigen Abschnitt 5 ein. Dieser Abschnitt 5 wird im Bereich seines Bodens 6 von einem nicht dargestellten Nocken kleinen oder O-Hubes beaufschlagt. Der kreisförmige Abschnitt 5 wirkt über ein nicht näher erläutertes hydraulisches Spielausgleichselement 7 mit wenigstens einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusammen.
Beide Abschnitte 2, 5 besitzen im Bereich ihrer Böden 3, 6 je eine im Grundkreis ihrer Nocken zueinander fluchtende und radial verlaufende Aufnahme 8, 9. Diese Aufnahmen 8, 9 sind hier als Bohrungen hergestellt. In der in der linken Bildhälfte der Figur 1 dargestellten Aufnahme 8 des kreisringförmigen Abschnitts 2 ist ein erster, radial nach innen verlagerbarer Schieber 10 positioniert. Dieser Schieber 10 hat hier die Geometrie eines Kolbens und verläuft im entkoppelten Zustand der Abschnitte 2, 5 mit seiner inneren Stirnfläche 1 1 unmittelbar vor einer Ringfläche 12 zwischen den Abschnitten 2, 5. Radial nach innen, hinter dem Schieber 10, verläuft in der Aufnahme 9 des kreisförmigen Abschnitts 5 ein sich bevorzugt über deren gesamte Länge erstreckender zweiter Schieber 13.
Beide Schieber 10, 1 3 sind unmittelbar in separaten Hülsen 14, 15 angeordnet. Diese Hülsen 14, 15 sind direkt in den entsprechenden Aufnahmen 8, 9 positioniert. Dabei besitzt die Hülse 14 radial außen einen Boden 16. An diesem Boden 16 ist der erste Schieber 10 mit seiner radial äußeren Stirnseite 1 7 abgestützt. Gleichzeitig besitzt der erste Schieber 10, ausgehend von dieser Stirnseite 1 7, eine Längsbohrung 18. In diese Längsbohrung 18 kann Hydraulikmittel, ausgehend von einer ersten Querbohrung 19 in der Aufnahme 8, über eine zweite Querbohrung 20 im ersten Schieber 10 geleitet werden. Dieses Hydraulikmittel dient zur Verlagerung des ersten und zweiten Schiebers 10, 13 in Koppelrichtung.
Einer dem ersten Schieber 10 abgewandten Stirnseite 21 des zweiten Schiebers 13 ist in der Aufnahme 8 des kreisringförmigen Abschnitts 2 ein Boden 22 als Anschlag und somit Wegbegrenzung zugeordnet. Für eine Rückverlagerung der Schieber 10, 1 3 entgegen nachlassendem Hydraulikmitteldruck zum Zwecke einer Kopplung des Stößels 1 auf den den Boden 6 beaufschlagenden Nocken, ist der Schieber 13 von einem Federelement 23 umschlossen. Das Federelement 23 stützt sich in Koppelrichtung an einem Absatz 24 seiner Aufnahme 9 ab. Entgegen dieser Richtung ist das Federelement 23 in Figur 1 an einem Ring 25 angelegt. Dieser Ring 25 ist mit dem zweiten Schieber 13 fest verbunden.
In Figur 1 ist der Stößel 1 in seinem entkoppelten Zustand gezeigt, d. h. der erste Schieber 1 und der zweite Schieber 13 sind in ihren Aufnahmen 8, 9 angeordnet, so daß die innere Stirnfläche 1 1 des ersten Schiebers 10 die Ringfläche 12 zwischen den Abschnitten 2, 5 nicht übergreift.
Zur Verhinderung von unerwünschten Fehlschaltungen (siehe auch Vorteils- angaben zu den Ansprüchen) ist der äußere Abschnitt 2 des Stößels 1 mit einem erfindungsgemäßen Federmittel 27 versehen (siehe auch Figuren 2, 3). Das Federmittel 27 ist dabei von seinem prinzipiellen Querschnitt her S-ähnlich hergestellt. Es besteht aus einem nockenfernen Schenkel 28, der in einen Mittelschenkel 29 übergeht. An den Mittelschenkel 29 schließt sich ein nockenseitiger Schenkel 30 an.
Dabei ist das Federmittel 27 so ausgebildet und angeordnet, daß es mit seinem Mittelschenkel 29 den ersten Schieber 10 an seiner Mantelfläche 31 übergreift und um diesen Schieber 10 herum über den nockenfernen Schenkel 28 eine Anlage an der Aufnahme 8 des kreisringförmigen Abschnitts 5 findet. Hierfür besitzt die Hülse 14 des ersten Schiebers 10 zwei in Axialrichtung des Stößels 1 angeordnete Aufnahmen 32, 33 für den nockenfernen Schenkel 28 und den Mittelschenkel 29 bzw. nockenseitigen Schenkel 30 des Federmittels 27.
Wie der Fachmann sich ebenfalls aus den Figuren 1 , 2 entnehmen kann, weist die Mantelfläche 31 des ersten Schiebers 10 zwei axial beabstandete Ringnuten 34, 35 auf. Mit einem nockenseitigen Segment dieser Ringnuten 34, 35 kommuniziert der Mittelschenkel 29 des Federmittels 27. Dabei ist er in Figur 1 so dargestellt, daß er für den Entkoppelfall der Schieber 10, 13 in der rechten Ringnut 35 verläuft. Gleichzeitig besitzt der den äußeren kreisringförmigen Abschnitt 2 beaufschlagende Nocken 4 zumindest zu Beginn seines Grundkreises eine Umfangsnut 36. Der nockenseitige Schenkel 30 des Federmittels 27 ist in Richtung dieser Umfangsnut 36 angefedert. Beim Grundkreisdurchlauf des Nockens 4 wird das in Richtung zum Mittelschenkel 29 vorkomprimierte Federmittel 27 derartig entspannt, daß der nockenseitige Schenkel 30 in der Umfangsnut 36 verläuft. Dadurch gelangt der Mittelschenkel 29 außer Eingriff mit einer der Ringnuten 34, 35, so daß eine freie Axialbeweglichkeit der Schie- ber 10, 13 für den Koppel- bzw. Entkoppelfall gegeben ist. Sollte wider Erwarten der Mittelschenkel 29 in einem Bereich zwischen den Ringnuten 34, 35 verlaufen und beim Nockendurchlauf die Umfangsnut 36 außer Eingriff mit dem nockenseitigen Schenkel 30 sein, so ist durch die Elastizität des nockenseitigen Schenkels 30 gewährleistet, daß es zu keiner unnötigen Bauteilbelastung bzw. - Zerstörung in diesem Bereich kommt.
Durch die vorgenannten Maßnahmen ist dem Fachmann mit einfachen Mitteln eine Lehre in die Hand gegeben, wie er triggerähnlich über Maßnahmen am Stößel 1 selbst dessen Schiebern 10, 13 eine Information über die zum Koppeln bzw. Entkoppeln notwendige Nockenposition geben kann.
Die Figuren 4 und 5 offenbaren leicht modifizierte Ausgestaltungen gegenüber Figur 1 . Dabei ist der erste Schieber 10 in Koppelrichtung von der Kraft eines Federelements 38 angefedert. Dieses Federelement 38 ist hier als Druckfeder ausgebildet, wobei auch weitere durckausübende Medien denkbar sind. Aus Bauraumgründen verläuft das Federelement 38 in den Figuren 4, 5 in der Längsbohrung 18 des ersten Schiebers 10 und stützt sich radial außen am Boden 16 der Hülse 14 ab. In der der Aufnahme 8 des Schiebers 10 gegenüberliegenden Aufnahme 8 verläuft ein dritter Schieber 39. Dieser ist mit seiner radial inneren Stirnfläche 40 im Entkoppelfall unmittelbar vor der Ringfläche 12 angeordnet. Liegt nun über die erste Querbohrung 19 der Aufnahme 8 des dritten Schiebers 39 kein Hydraulikmitteldruck an, so wird im Grundkreis der Nocken das gesamte Schieberpaket 10, 13, 39 in die in den Figuren 4, 5 gezeigte Koppelposition verlagert. Ein zweites Federelement 41 umschließt zugleich den zweiten Schieber 13. Dieses zweite Federelement 41 sorgt hier, ähnlich befestigt wie in Figur 1 , für eine Mittelstellung des zweiten Schiebers 13 im unbelasteten Zustand. Eine Befestigung des zweiten Federelements 41 am zweiten Schieber 13 ist hier alternativ über eine in einer Ringnut 42 des zweiten Schiebers 13 angeordnete Durchmesserverringerung 43 eines Endes des zweiten Federelements 41 realisiert.
Nach Figur 4 wird das Hydraulikmittel unmittelbar vor eine radial äußere Stirnseite 44 des dritten Schiebers 39 geleitet. In Figur 5 besitzt diese Stirnseite 44 des dritten Schiebers 39 wiederum eine Längsbohrung 45.
Bezugszahleniiste
1 Stößel 26 nicht vergeben
2 äußerer kreisringförmiger Abschnitt 27 Federmittel
3 Boden 28 nockenferner Schenkel
4 Nocken 29 Mittelschenkel
5 kreisförmiger Abschnitt 30 nockenseitiger Schenkel
6 Boden 31 Mantelfläche
7 hydraulisches Spielausgleichselement 32 Aufnahme
8 Aufnahme 33 Aufnahme
9 Aufnahme 34 Ringnut
10 erster Schieber 35 Ringnut
1 1 innere Stirnfläche 36 Umfangsnut
12 Ringfläche 37 Außenmantel
13 zweiter Schieber 38 Federelement, Druckfeder
14 Hülse 39 dritter Schieber
15 Hülse 40 innere Stirnfläche
16 Boden 41 zweites Federelement
1 7 Stirnseite 42 Ringnut
18 Längsbohrung 43 Durchmesserverringerung
19 erste Querbohrung 44 Stirnseite
20 zweite Querbohrung 45 Längsbohrung
21 Stirnseite 46 Mantelfläche
22 Boden 47 Mantelfläche
23 Federelement, Druckfeder 48 Mantelfläche
24 Absatz 49 Ende
25 Ring 50 Verdrehsicherung

Claims

Patentansprüche
1. Stößel (1 ) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der auf unterschiedliche Ventilhübe schaltbar ausgelegt ist, mit einem äußeren kreisringförmigen Abschnitt (2), der konzentrisch einen kreisförmigen und relativ zu diesem axial beweglichen Abschnitt (5) einschließt und beide Abschnitte (2, 5) von Nocken unterschiedlichen Hubes im Bereich ihrer Böden (3, 6) im Hubsinn beaufschlagbar sind bzw. lediglich der kreisringförmige Abschnitt (2) von einem Nocken im Hubsinn beaufschlagbar ist, wobei beide Abschnitte (2, 5) im Bereich ihrer Böden (3, 6) oder einem benachbarten Bereich zumindest eine bevorzugt in einer Nockengrundkreisphase zueinander fluchtende radial bzw. sekantenartig verlaufende Aufnahme (8, 9) aufweisen, wobei in der Aufnahme (8) des kreisringförmigen Abschnitts (2) ein erster und wahlweise dritter, in Richtung zur Aufnahme (9) des kreisförmigen Abschnitts (5) über ein Servomittel verlagerbarer, Schieber (10, 39) positioniert ist, welcher für den Entkoppelfall der Abschnitte (2, 5) mit seiner inneren Stirnfläche (1 1 , 40) unmittelbar vor einer Ringfläche (12) zwischen den Abschnitten (2, 5) verläuft und für den Koppelfall auf einen sich bevorzugt über eine gesamte Länge der Aufnahme (8) des kreisförmigen Abschnitts (5) erstreckenden zweiten Schieber (13) derartig einwirkbar ist, daß der zweite und ein weiterer Schieber (13 und 10 oder 39) mit ihren Mantelflächen (47 und 31 oder 48) die Ringfläche (12) übergreifen, dadurch ge- kennzeichnet,
- daß der erste bzw. dritte Schieber (10 bzw. 39) zwei in der Länge des gewünschten Verlagerungsweges voneinander beabstandete, wahlweise keilförmige Ringnuten (34, 35) aufweist,
daß ein bodenseitiges Segment einer dieser Ringnuten (34 oder 35) mit einem in Nockenrichtung angefederten Mittelschenkel (29) eines im Querschnitt dünnwandigen und vorzugsweise S- bzw. umgekehrt S-ähnlich ausge- bildeten Federmittels (27) kommuniziert, dessen sich an den Mittelschenkel (29) anschließender nockenferner Schenkel (28) den Schieber (10 oder 39) umschließend am kreisringförmigen Abschnitt (2) wenigstens mittelbar abgestützt ist, wobei dessen nockenseitiger Schenkel (30) in Richtung eines Außenmantels (37) des gegenüberliegenden Nockens (4) angefedert ist und den kreisringförmigen Abschnitt (2) in Nockenrichtung überragt,
- daß dieser Außenmantel (37) eine sich zumindest über einen ersten Teilabschnitt eines Grundkreises des Nockens (4) bzw. über einen Großteil dessen Grundkreises erstreckende Umfangsnut (36) besitzt, die mit dem nockenseitigen Schenkel (30) zusammenwirkt und
- daß das Federmittel (27) derartig komprimiert ist, daß dessen nockenseitiger Schenkel (30) bei gegenüberliegender Umfangsnut (36) sich so in diese entspannt, daß dessen Mittelschenkel (29) außer Eingriff mit der entsprechenden Ringnut (34 oder 35) des Schiebers (10 oder 39) ist.
2. Stößel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet,
- daß der erste bzw. dritte Schieber (10 bzw. 39) zwei in der Länge des gewünschten Verlagerungsweges voneinander beabstandete keilförmige Ringnuten (34, 35) aufweist,
- daß in einem bodenseitigen Segment einer dieser Ringnuten (34 oder 35) ein Mittelschenkel (29) eines im Querschnitt dünnwandigen und vorzugsweise
S- bzw. umgekehrt S-ähnlich ausgebildeten Federmittels (27) permanent verläuft, dessen sich an den Mittelschenkel (29) anschließender nockenferner Schenkel (28) den Schieber (10 oder 39) umschließend am kreisringförmigen Abschnitt (2) wenigstens mittelbar abgestützt ist, wobei dessen nockenseitiger Schenkel (30) in Richtung eines Außenmantels (37) des gegenüberliegenden
Nockens (4) weist und den kreisringförmigen Abschnitt (2) in Nockenrichtung überragt, - daß dieser Außenmantel (37) eine sich zumindest über einen ersten Teilabschnitt eines Grundkreises des Nockens (4) bzw. über einen Großteil dessen Grundkreises erstreckende Umfangsnut (36) besitzt, die mit dem nockenseitigen Schenkel (30) zusammenwirkt und
- daß das Federmittel (27) derartig ausgestaltet ist, daß dessen nockenseitiger Schenkel (30) bei gegenüberliegender Umfangsnut (36) und am Schieber (10 bzw. 39) anliegendem Servomitteldruck über Keilwirkung eine der Ringnuten (34 oder 35) auf den Mittelschenkel (29) soweit in Richtung Umfangsnut (36) mit dem Mittelschenkel (29) bewegt ist, daß die Schieber (10, 13) und wahlweise (39) für den Koppel- bzw. Entkoppelzweck verlagerbar sind.
3. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Schieber (10 oder 39), dem das Federmittel (27) zugeordnet ist, in einer in seiner Aufnahme (8) positionierten separaten Hülse (14) verläuft, welche Hülse (14) zwei in Axialrichtung des Stößels (1 ) angeordnete Aufnahmen (32, 33) für die Schenkel (28, 29, 30) des Federmittels (27) besitzt.
4. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nockenseitige Schenkel (30) des Federmittels (27), seine Aufnahme (33) durchragend, radial außerhalb des Bodens (3) des kreisringförmigen Abschnitts (2) verläuft.
5. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (49) des nockenseitigen Schenkels (30) des Federmittels (27) in nockenferne Rich- tung gekröpft ist.
6. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Servomittel zur Verlagerung der Schieber (10, 13) in Koppelrichtung Hydraulikmittel vorgesehen ist (Figur 1 ).
7. Stößel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Servomittel zur Verlagerung der Schieber (10, 13) in Entkoppelrichtung ein mechanisches Federelement (23) wie eine Druckfeder angewendet ist.
8. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Servomittel zur Verlagerung der Schieber (10, 13 und wahlweise 39) in Koppelrichtung ein mechanisches Federelement (38) wie eine Druckfeder vorgeschlagen ist (Figuren 4, 5).
9. Stößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Servomittel zur Verlagerung der Schieber (10, 13 und wahlweise 39) in Entkoppelrichtung Hydraulikmittel appliziert ist.
10. Stößel nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulikmittel vor eine radial äußere Stirnseite (17 oder 44) des ersten bzw. dritten Schiebers (10, 39), ausgehend von wenigstens einer dessen Aufnahme (8) schneidenden ersten Querbohrung (19), leitbar ist (Figuren 1 , 4, 5).
1 1 . Stößel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schieber (10, 13, 39) innerhalb einer separaten Hülse (14, 1 5) in der jeweiligen Aufnahme (8, 9) verlaufen, wobei die Hülsen (14) für den ersten und dritten Schieber (10, 39) radial nach außen durch einen Boden (16, 22) verschlossen sind und der erste oder dritte Schieber (10, 39), vor dessen äußere Stirnseite (1 7, 44) das Hydrau- likmittel leitbar ist sowie ausgehend von dieser Stirnseite (1 7, 44), wahlweise eine Längsbohrung (18, 45) besitzt (Figuren 1 , 5).
12. Stößel nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Längsbohrung (18) des Schiebers (10) eine zweite Querbohrung (20) immanent ist, die mit der ersten Querbohrung (19) in Hydraulikmittelverbindung steht (Figur 1 ).
13. Stößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (23) den zweiten Schieber (10, 13) umschließt und einenends in Koppelrichtung der Schieber (10, 13) an einem Absatz (24) seiner Aufnahme (9) anliegt und andere- nends mit dem zweiten Schieber (13) verbunden ist.
14. Stößel nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Druckfeder (23) mit dem zweiten Schieber (13) wahlweise durch Anlage an einem mit dem zweiten Schieber (13) verbundenen Ring (25) bzw. durch eine endseitige Durchmesserverringerung (43) der Druckfeder (23), die in einer Ringnut (42) des zweiten Schiebers (13) verläuft, hergestellt ist.
15. Stößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (38) einer Stirnseite (1 7) des ersten Schiebers (10) zugeordnet ist und dort wahlweise in einer Längsbohrung (18) des Schiebers (10) verläuft und sich radial nach außen an einem Boden (16) der Aufnahme (8) oder einer in der Aufnahme (8) angeordneten separaten Hülse (14) abstützt.
16. Stößel nach Anspruch 8 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schieber (13) von einem zweiten Federelement (41 ) umschlossen ist, daß einerseits mit dessen Aufnahme (9) oder Hülse (1 5) und andererseits mit dem zweiten Schieber (13) verbunden ist, wobei die Kraft des zweiten Federelements (41 ) derartig ausgelegt ist, daß der zweite Schieber (13) im unbelasteten Zustand die Ringfläche (1 2) nicht übergreift.
1 7. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1 ) über eine Verdrehsicherung (50) in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkop- fes geführt ist.
18. Stößel nach Anspruch 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung (50) aus einer separaten Hülse (14) besteht, die in der ersten oder dritten Aufnahme (8) als Laufbahn für den ersten oder dritten Schieber (10, 39) ver- laufen kann und den kreisringförmigen Abschnitt (2) radial nach außen überragend, sich in eine Längsaussparung der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes erstreckt.
19. Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1 ) mit einem hydraulischen Spielausgleichselement (7) versehen ist.
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