Bezeichnung der Erfindung
Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Stößel für einen Ventiltπeb einer Brennkraftmaschi- ne, bestehend aus einem äußeren kreisπngformigen Abschnitt, welcher einen relativ zu diesem axial beweglichen kreisförmigen Abschnitt einschließt, nach den oberbegπffsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Stößel ist in der DE-OS 43 14 619 offenbart. Soll dieser nun unter einem erheblichen Winkel zur Lotrechten, d. h. äußerst schräg, in seine Aufnahmebohrung im Zylinderkopf eingebaut werden, so kann es in ungunstiger Einbausituation dazu kommen, daß dessen vom kreisπngformigen Abschnitt begrenzter ringförmiger Vorratsraum, sowie auch Teilbereiche eines zentrischen, vom kreisförmigen Abschnitt eingeschlossenen Vorratsraums, weitestgehend an Hydraulikmittel leerlaufen. Beispielsweise wäre dies dann festzustellen, wenn der Stößel in einen Ventiltrieb eines Boxermotors mit orthogonal zur Lotrechten verlaufenden Zylinderlaufbahnen integriert werden soll.
Der Mangel an ausreichendem Hydraulikmittel bzw. die somit in den Vorratsräumen akkumulierte Luftmenge führt zum einen dazu, daß eine Spielausgleichsfunktion eines mit dem kreisförmigen Abschnitt verbundenen hydraulischen Spielausgleichselements durch Kompressibilität seines Hochdruckraumes über einen gewissen Zeitraum eingeschränkt ist. Zum anderen kann es zu Fehlbeaufschlagungen der die Abschnitte miteinander wahlweise verbindenden Koppelelemente kommen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schräg eingebauten Stößel der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei welchem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und bei dem insbesondere mit einfachen Maßnahmen ein an Servor- mittel auslaufsicher gestalteter Stößel vorliegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst, wobei zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung Gegenstand der nachfolgenden Unteransprüche sind, denen auch selbständig schutzfähige Maßnahmen immanent sein können.
Dadurch, daß der Übertritt des Hemdes an einer in Schwerkraftrichtung gesehen tiefsten Stelle des Stößels angeordnet ist und gleichzeitig die Mündung des Kanals in den ersten Vorratsraum an einem in Schwerkraftrichtung gesehen höchsten Abschnitt eines Randes dessen Radialsteges positioniert ist, läuft nach dem Außerbetriebsetzen der Brennkraftmaschine der erste ringförmige Vorratsraum an Hydraulikmittel nur bis auf das N iveau der Mündung des Kanals leer. Somit ist für die Wiederinbetriebnahme der Brennkraftmaschine eine ausrei- chend große Menge an Hydraulikmittel in diesem Vorratsraum angesammelt, welche Menge zum einen eine ordnungsgemäße Spielausgleichsfunktion des Spielausgleichselements garantiert und zum anderen liegt sofort vor den Koppelmitteln eine ausreichende Hydraulikmittelsäule zu deren Verlagerung vor.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgeschlagen, ausgehend vom Übertritt im Hemd, den Kanal als Umfangsnut am Innenmantel auszubilden und anschließend in einen Längskanal am Innenmantel des Hemdes entlang in Richtung zum Rand des Radialsteges zu führen. Anstatt dieser Umfangsnut kann auch eine wendeiförmige Nut am Innenmantel des Hemdes bis zur Mündung am Rand des Radialsteges vorgesehen sein.
Die Erfindung erweist sich speziell dann als sinnvoll, wenn die Zuführbohrung zur Zuleitung des Hydraulikmittels zum Übertritt im Hemd in Schwerkraftrich- tung gesehen weitestgehend unterhalb des Stößels positioniert ist. Bei oberhalb des Stößels verlaufenden Zuführbohrungen ist nicht mit der eingangs dargelegten Problematik eines Leerlaufens des ersten Vorratsraumes an Hydraulikmittel zu rechnen.
Anstatt der hier beschriebenen wendeiförmigen Ausbildung bzw. einer Ausbildung eines ringförmigen Kanals mit anschließendem Axialkanal sind auch weitere Gestaltungen denkbar, wichtig ist es dabei allein, daß die Mündung in den ersten Vorratsraum an einer geodätisch hochliegenden Stelle des Stößels angeordnet ist.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, den Kanal in einen separaten Axialabschnitt, welcher sich entlang des Innenmantels des Hemdes erstreckt, zu formen. Dieser separate Axialabschnitt kann in weiterer Fortbildung der Erfindung einteiliger Bestandteil eines den ersten Vorratsraum in nockenfer- ne Richtung begrenzenden Radialsteges sein. Zweckmäßigerweise ist der Axialabschnitt und der Radialsteg aus einem Blech- oder ähnlich geeigneten Material hergestellt.
Besonders sinnvoll erweist sich eine Applikation der erfindungsgemäßen Mittel dann, wenn der Stößel mit einem hydraul ischen Spielausgleichselement versehen ist. Zugleich ist es vorgeschlagen, im Hemd lediglich einen Übertritt für das Hydraulikmittel zur gemeinsamen Beaufschlagung des Spielausgleichs-
elements und der Koppelmittel vorzusehen. Diese Maßnahme erweist sich hinsichtlich ihres Bauaufwandes als besonders einfach.
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf den hier dargestellten tassenförmigen Stößel, sondern auch auf weitere Ventiltriebselemente, wie Rollenstößel, hydraulische Abstützelemente und ähnliche, bei denen durch Schrägeinbau die Gefahr eines Leerlaufens deren Vorratsräume besteht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Zweckmäßigerweise wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Stößel nach der Schnittlinie l-l der Figur 3 im Schrägeinbau;
Figur 2 eine um 90° gedrehte Schnittansicht nach Figur 1 (Schnittlinie INI der Figur 3);
Figur 3 einen Querschnitt durch den Stößel und
Figur 4 einen Schnitt nach der Schnittlinie IV-IV der Figur 2.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 offenbart einen Stößel 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, so wie er von seinem prinzipiellen Aufbau her der Fachwelt ausreichend bekannt ist. Der Stößel 1 besteht aus einem mit seinem hohlzylindrischen Hemd 2 verdrehgesichert in einer Aufnahmebohrung 3 eines Zylinderkopfes 4 oszillierenden kreisringförmigen Abschnitt 5. Der kreisringförmige Abschnitt 5 schließt konzentrisch einen kreisförmigen Abschnitt 6 ein. Der kreisförmige Abschnitt 6 ist relativ zum kreisringförmigen Abschnitt 5 axial beweglich. Beide Abschnitte 5, 6 sind im Bereich ihrer Böden 7, 8 von Nocken unterschiedlichen
Hubes beaufschlagbar, wobei hier der kreisringförmige Abschnitt 5 von zwei Nocken großen Hubes und der kreisförmige Abschnitt 6 von einem Nocken kleinen bzw. Nullhubes beaufschlagt ist. Beide Abschnitte 5, 6 sind über im Bereich ihrer Böden 7, 8 angeordnete und nicht näher zu beschreibende Kop- pelmittel 9 (s. Figur 2) miteinander koppelbar. Diese Koppelmittel 9 sind bei dieser Ausgestaltung im kreisringförmigen Abschnitt 5 im Entkoppelfall angeordnet und übergreifen für den Koppelfall der beiden Abschnitte 5, 6 eine Ringfläche 10 zwischen den Abschnitten 5, 6. Wie aus Figur 2 hervorgeht, sind die Koppelmittel 9 für den Koppelfall mit einem Servomittel wie Hydraulikmittel beaufschlagbar und für den Entkoppelfall werden diese radial nach außen über Druckfederkraft verlagert.
Aus Figur 1 ist entnehmbar, daß der Stößel 1 unter erheblicher Schräglage zur Lotrechten in die Aufnahmebohrung 3 des Zylinderkopfes 4 implementiert wurde. Denkbar ist ein Winkel a zur Lotrechten zwischen 45 ° und 90° . Zur Zuleitung des Hydraulikmittels zu den Koppelmitteln 9 und zu einem im kreisförmigen Abschnitt 6 eingebauten Spielausgleichselement 1 1 weist das Hemd 2 einen Übertritt 1 2 auf. Dieser Übertritt 1 2 ist an einer in Schwerkraftrichtung gesehen tiefsten Stelle des Stößels 1 angeordnet und wird über eine Zuführbohrung 1 3 aus dem Zylinderkopf 4 beaufschlagt.
Nach einem ersten Vorschlag, welcher aus den Figuren 1 und 3 hervorgeht, schließt sich an den Übertritt 12 des Hemdes 2 eine an einem Innenmantel 14 des Hemdes 2 verlaufende Umfangsnut 1 5 an. Diese Umfangsnut 1 5 erstreckt sich in etwa um einen Winkel von 1 80° . Diametral dem Übertritt 1 2 gegenüberliegend, mündet die Umfangsnut 1 5 in eine Längsnut 16. Diese Längsnut 1 6 verläuft wiederum am Innenmantel 14 des Hemdes 2 in Richtung zum Boden 7 des kreisringförmigen Abschnitts 5. In nockenferne Richtung gesehen unterhalb des Bodens 7 verläuft ein erster ringförmiger Vorratsraum 1 7 für das Hydraulikmittel. Dieser ist begrenzt durch einen Radialsteg 1 8. Nach der hier dargestellten Ausführung ist der Radialsteg 18 einteilig mit einem sich am Innenmantel 14 des Hemdes 2 erstreckenden Axialabschnitt 1 9 ausgebildet. In diesen Axialabschnitt 19 ist die Längsnut 1 6 geformt.
Im Bereich eines in Schwerkraftrichtung gesehen höchsten Abschnittes eines Randes 20 des Radialsteges 1 8 besitzt die Längsnut 1 6 eine Mündung 21 in den ersten Vorratsraum 1 7. Dadurch, daß die Mündung 21 bei dem in Figur 1 dargestellten Schrägeinbau des Stößels 1 nahezu an dessen höchster Stelle liegt, läuft bei Außerbetriebsetzen der Brennkraftmaschine der erste Vorratsraum 1 7 und ein weiterer vom hydraulischen Spielausgleichselement 1 1 eingeschlossener Vorratsraum 22 nicht mehr weitestgehend an Hydraulikmittel leer. Dies bedeutet für den Fall der Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine eine sofortige Spielausgleichsfunktion des Spielausgleichselements 1 1 und eine Möglichkeit einer uneingeschränkten Beaufschlagung der Koppelmittel 9. Das Spielausgleichselement 1 1 besitzt zur Übertragung des Hubes eines der Nocken die gewünschte Steifigkeit.
Eventuell im ersten Vorratsraum 1 7 sich ansammelnde Luft kann über eine Entweichbohrung 23 ins Freie geleitet werden. Diese Entweichbohrung 23 ist an einer geodätisch höchsten Stelle des Stößels 1 angeordnet und kann beispielsweise als Laserbohrung hergestellt sein. Diese Entweichbohrung 23 ist dabei in ihrem Durchmesser vorteilhafterweise so bemessen, daß zwar Luft entweichen kann, jedoch kaum Hydraulikmittel.
Figur 3 zeigt den Stößel 1 im Querschnitt. Insbesondere ist hier die Anordnung der Umfangsnut 1 5, ausgehend vom Übertritt 1 2 im Hemd 2, zu entnehmen.
Außerdem geht aus Figur 3 hervor, daß das Hemd 2 eine Verdrehsicherung 24 besitzt. Über diese Verdrehsicherung 24 ist der Stößel 1 in seiner Aufnahmebohrung 3 verdrehfixiert. Diese Verdrehsicherung 24 kann beispielsweise als Rollennadel (siehe Figur 2) hergestellt sein und erweist sich insbesondere bei einer in Nockenwellenrichtung betrachtet zylindrischen Ausgestaltung der Böden 7, 8 als erforderlich. Diese Zylindrizität der Böden 7, 8 ist deshalb von besonderem Vorteil, weil dadurch den Nocken eine ausreichend große Aufstandsfläche auf diesen garantiert wird, was in unmittelbarem Zusammenhang mit einer weiteren Miniaturisierung des Stößels 1 steht.
Schließlich offenbart Figur 4 eine Schnittansicht nach der Schnittlinie IV-IV der Figur 2. Zu erkennen ist ein Einlauf 25, ausgehend vom ersten Vorratsraum 1 7, zu einem Kolbenraum 26 vor den Koppelmitteln 9. Somit ist erkennbar, daß bis in den ersten Vorratsraum 1 7 ein gemeinsamer Kanal 27 zur Beaufschlagung der Koppelmittel 9 und zur Versorgung des hydraulischen Spielausgleichselements 1 1 im Stößel 1 vorgesehen ist.
Als über die Zuführbohrung 1 3 zugeleitetes Servomittel ist anstelle des Hydraulikmittels auch Bremsflüssigkeit bzw. ein weiteres alternatives Medium denkbar.
Bezugszahlenliste
1 Stößel
2 Hemd
3 Aufnahmebohrung
4 Zylinderkopf
5 kreisringförmiger Abschnitt 6 kreisförmiger Abschnitt
7 Boden
8 Boden
9 Koppelmittel
10 Ringfläche 1 1 hydraulisches Spielausgleichselement 12 Übertritt 1 3 Zuführbohrung
14 Innenmantel
1 5 Umfangsnut 1 6 Längsnut
1 7 erster Vorratsraum
18 Radialsteg
19 Axialabschnitt
20 Rand 21 Mündung
22 weiterer Vorratsraum
23 Entweichbohrung
24 Verdrehsicherung
25 Einlauf 26 Kolbenraum 27 Kanal