Bezeichnung der Erfindung
Schaltbarer Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen direkt wirkenden schaltbaren Nockenfolger eines Ven- tiltriebs einer Brennkraftmaschine oder ein schaltbares Abstützelement für einen hebelartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem mit einer Axialaussparung versehenen Gehäuse, in welcher Axialaussparung ein relativ zum Gehäuse axial bewegliches Innenelement eingeschlossen ist, wobei das Gehäuse und das Innenelement in einer axialen Relativstellung zueinander über Koppelmittel miteinander koppelbar sind, wobei in einer Querbohrung des Innenelements ein Kolben mit einem Innenmantelabschnitt befestigt ist, welcher Kolben mit einem Außenmantelabschnitt in ein Langloch des Gehäuses zur Verhinderung dessen Verdrehung zum Innenelement eingreift, wobei ein oberes Ende des Langlochs einen Höhenanschlag für einen zugewandten oberen Kontaktbe- reich des Außenmantelabschnitts zur Definierung der Relativstellung bildet.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Nockenfolger geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 199 15 531 A1 hervor. Dessen Kolben als Verdrehsicherung und Höhenanschlag ist in einer Radialbohrung des Innenelements eingepreßt. Die Radialbohrung dient gleichzeitig als Aufnahme für ein Koppelmittel.
Die Preßpassung kann sich in der Praxis unter ungünstigen Umständen als nicht dauerfest erweisen. Ist beispielsweise das Koppelmittel für den Koppelzweck nur ungenügend radial nach außen gefahren, kann bei Nockenhub die- se Kopplung abreißen. Hierunter ist zu verstehen, dass das Innenelement somit relativ zum Außenelement unter Nockenbeeinflussung einfährt und getrieben durch die Lost-Motion-Feder mit sehr hoher Geschwindigkeit in dessen Endlage (mögliche Koppelstellung) zurückgeschoben wird. Aufgrund dieses „ungebremsten" Rückführens des Innenelements schlägt der vorgenannte Kol- ben quasi ungebremst am oberen Ende des Langlochs des Außenelements an. Durch die in Richtung der Aufnahme des Kolbens auftretende Kraftkomponente kann der Preßverbund gelockert bzw. gelöst werden. Der Endanschlag wandert unerwünscht aus bzw. geht ungünstigstenfalls vollständig verloren.
Des weiteren sind dem vorgenannten Dokument keine Maßnahmen entnehmbar, wie mit einfachen Mitteln ein Spiel der Verriegelung eingestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Nockenfolger bzw. ein Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest der obere Kontaktbereich des Außenmantelabschnitts des Kolbens konusartig abgeschrägt ist, wobei das obere Ende des Langlochs des Gehäuses hierzu ähnlich abge-
schrägt ist und wobei der Kolben radial in Richtung zu der Querbohrung über formschlüssige Anschlagmittel gehalten ist.
Hierdurch sind die vorhergehend genannten Nachteile eliminiert. Vorzugsweise soll nicht nur der obere Kontaktbereich des Außenmantelabschnitts des Kolbens konusartig abgeschrägt sein, sondern dessen gesamter umlaufender Außenmantel im Anschlagbereich zum oberen Ende des Langlochs. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Kontaktflächen (Kontaktbereich Kolben / oberes Ende des Langlochs) konvex ballig ausgeführt ist.
Somit ist ein Kolben als Verdrehsicherung und Höhenanschlag für den vorgenannten Nockenfolger bzw. für ein schaltbares Abstützelement geschaffen, der seine Lage während des Betriebs des Nockenfolgers nicht bzw. nicht signifikant verändert. Dies beruht darauf, dass aufgrund des konusartig abgeschrägten Kontaktbe- reichs des Außenmantelabschnitts des Kolbens sowie des hierzu passend ausgebildeten oberen Ende des Langlochs die auf den Kolben wirkende Kontaktkraft in eine achsparallel zum Nockenfolger verlaufende Komponente und eine Querkomponente aufgeteilt wird.
Da der Kolben radial nach innen über formschlüssige Anschlagmittel wie eine Ringfläche seiner gestuften Bohrung bzw. eine eigene Ringfläche, über welche er am Außenmantel des Innenelements anliegt, gehalten ist, können somit die seinen Preßverbund übersteigenden Kräfte an den genannten Ringflächen einfach abgestützt werden. Hierdurch ist ein unerwünschtes Lösen des Kolbens als Verriege- lung und Höhenanschlag wirkungsvoll verhindert.
Gegebenenfalls kann der vorgenannte Kolben auch radial noch weiter nach außen geführt werden, so dass er gleichzeitig eine Verdrehsicherung für den gesamten schaltbaren Nockenfolger bzw. das gesamte schaltbare Abstützelement gegenüber der Umgebungskonstruktion darstellen kann.
Dem Fachmann ist klar, dass er über eine geeignete Wahl der Schrägungen und der Längen der Konusse die Krafteinleitung von Anwendungsfall zu Anwendungsfall unterschiedlich gestalten kann.
Aufgrund der genannten konvexen Ausbildung der Kontaktbereiche der Kolben und der vorzugsweise hierzu passenden oberen Enden der Langlöcher können Fertigungstoleranzen der Konuswinkel ausgeglichen werden. Bei einer ansonsten lediglich dachartig schrägen Ausbildung kann es, wie der Fachmann erkennt, zu verschleißfördernden Kantenträgern oder ähnlich Unerwünschtem kommen. Auf- grund der vorgenannten Balligkeit werden diese Kantenträger vermieden.
Schließlich bezieht sich der Gegenstand der Erfindung auch auf vorteilhafte Verfahren zum Einstellen eines Spiels der Verriegelung während einer Endmontage der Nockenfolger bzw. Abstützelemente. Unter Spiel der Verriegelung ist dabei derjenige Weg bestimmt, welchen dass Innenelement relativ zum Außenelement bei ausgefahrenem Koppelmittel und verspanntem Zustand (Kolben schlägt an das obere Ende des Langlochs im Außenelement an) bis zum Anschlag des Koppelmittels an eine Unterkante der Koppelbohrung zurücklegt.
Dabei können zum einen längenvariable Kolben bei gleichzeitig konstanten Kontaktdurchmessern dieser bereitgehalten werden, so daß ein Kontaktpunkt am oberen Ende des Langlochs „wandert". Oder es werden bei konstanter Länge der Kolben vom Kontaktdurchmesser her variable Kolben bereitgehalten, wobei bei dieser Variante der o. g. Kontaktpunkt nicht wandert. Bei letztgenannter Variante können hierzu die Konuswinkel variiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßiger Weise anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen schaltbaren Rollenstößel als Nockenfolger und die
Figuren 2, 3 zweckmäßige Ausgestaltungen des Kolbens mit Konus.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt einen schaltbaren Nockenfolger 1 , der hier als Rollenstößel ausgebildet ist. Selbstverständlich ist auch an eine Flachstößelausbildung o. ä. gedacht. Der Nockenfolger 1 hat ein Gehäuse 3, in dessen Axialaussparung 2 ein Innenelement 4 axial beweglich aufgenommen ist. In einer Relativstellung zueinander, hier Nockengrundkreis, sind das Gehäuse 3 und das Innenelement 4 über nicht näher zu erläuternde Koppelmittel 5 miteinander verbindbar. Dabei zeigt Figur 1 den gekoppelten Zustand des Nockenfolgers 1.
In einer Querbohrung 6a des Innenelements 4 ist ein Kolben 7a mit einem In- nenmantelabschnitt 8a beispielsweise eingepreßt und schlägt gleichzeitig mit seiner inneren Stirnfläche 14 an eine Ringfläche 15 seiner gestuft ausgebildeten Querbohrung 6a an. Somit sind in diesem Bereich Anschlagmittel 13a gebildet.
Radial außen ist der Kolben 7a mit seinem Außenmantelabschnitt 9a in einem Langloch 10 des Gehäuses 3 geführt. Dabei hat das Langloch 10 eine axiale Erstreckung zumindest im Maß einer Relativbewegung des Innenelements 4 zum Gehäuse 3 während der Abkopplung. Der Kolben 7a hat somit zwei Funktionen. Zum einen dient er aufgrund seiner Führung im Langloch 10 als Ver- drehsicherung des Innenelements 4 gegenüber dem Gehäuse 3. Zum anderen ist über seinen oberen Kontaktbereich 12a im Zusammenwirken mit einem obe-
ren Ende 11 des Langlochs 10 ein Höhenanschlag zur Definierung der axialen Relativstellung gebildet.
Zu erkennen ist (siehe auch Figur 2), dass der Außenmantelabschnitt 9a des Kolbens 7a im Bereich des Langlochs 10 konusartig abgeschrägt ist. Hierzu passend ist das obere Ende 11 des Langlochs 10 hergestellt. Kommt es zu den beschreibungseinleitend dargestellten Fehlschaltungen mit dem Ergebnis eines unerwünscht starken Zurückschiagens des Innenelements 4 über den konusartigen Kontaktbereich 12a des Kolbens 7a an das obere Ende 11 des Langlochs 10, so wird aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen trotz allem ein Lösen des Kolbens 7a wirkungsvoll verhindern. Dies beruht darauf, dass die wirkende Kontaktkraft F (siehe Figur 2) in zwei Komponenten aufgeteilt wird. Zum einen in eine Axialkomponente FA und eine Querkomponente FQ. Aufgrund dieser Querkomponente FQ werden die den Preßverbund des Kol- bens 7a in seiner Querbohrung 6a übersteigenden Kräfte durch Anschlag seiner inneren Stirnfläche 14 an der Ringfläche 15 der Querbohrung 6a wirkungsvoll abgestützt. Eine Verriegelungshöhe bleibt somit sicher definiert.
Alternativ zu der in den Figuren 1 , 2 beschriebenen Variante kann gemäß Figur 3 auch der Kolben 7b selbst gestuft ausgebildet werden. Somit liegt er über seine Ringfläche 16 am Außenmantel 17 des Innenelements 4 an. Gleichzeitig ist er mit seinem stumpfartigen Innenmantel 8b in die Querbohrung 6b eingepreßt.
Vorzugsweise soll der Kontaktbereich 12a, 12b zwar allumlaufend konusartig ausgebildet sein, wichtig ist es jedoch auf jeden Fall, dass zumindest der Abschnitt des Kontaktbereichs 12a, 12b konusartig ausgebildet wird, welcher im Kontakt zum oberen Ende 11 des Langlochs 10 ist.
Ein Spiel der Verriegelung während einer Endmontage der Nockenfolger 1 kann wie folgt eingestellt werden:
Es werden Kolben 7a hergestellt, welche eine variierende Länge L^ haben. Gemessen wird diese Länge L-i axial zwischen den Kontaktpunkten K-, und den inneren Stirnflächen 14. Gleichzeitig haben alle Kolben 7a einen festen Kontaktdurchmesser Dχι an dem Kontaktpunkt KL Der Kontaktpunkt K, ist der Punkt am oberen Ende 11 des Langlochs 10, an welchen der jeweilige Kolben 7a anschlägt. Somit „wandert" der Kontaktpunkt Kι am oberen Ende 11. Alternativ hierzu ist es denkbar, dass bei festen Längen vom Kontaktdurchmesser D ι her variable Kolben 7a bereitgehalten werden. Der Kontaktpunkt Ki „wandert" somit nicht. Dies kann durch unterschiedliche Konuswinkel bzw. bei der Variante nach Fig. 3 auch durch differierende Durchmesser des nicht in der Querbohrung 6b verlaufenden zylindrischen Stücks des Kolbens 7b bei gleichen Konuswinkel erzielt werden. Es werden in in nicht näher zu beschreibender Art und Weise Verriegelungsspiele bei Nockenfolgern 1 nach den Figuren 1 , 2 gemessen und anschließend entsprechend passende Kolben 7a zuge- paart. Ähnliches gilt für die Kolben 7b nach Figur 3 (siehe hierzu auch Anspruch 6).
Liste der Bezugszahlen und -zeichen
Nockenfolger DKι Kontaktdurchmesser Kolben
Axialaussparung DK2 Kontaktdurchmesser Kolben
Gehäuse ι Kontaktpunkt
Innenelement K2 Kontaktpunkt
Koppelmittel Li Länge Kolben a Querbohrung L2 Länge Kolben b Querbohrung F Kontaktkraft a Kolben FQ Querkomponente Kontaktb Kolben kraft a Innenmantelabschnitt FA Axialkomponente Kontaktb Innenmantelabschnitt kraft a Außenmantelabschnitt b Außenmantelabschnitt 0 Langloch 1 oberes Ende 2a Kontaktbereich 2b Kontaktbereich 3a Anschlagmittel 3b Anschlagmittel 4 innere Stirnfläche 5 Ringfläche 6 Ringfläche 7 Außenmantel