Bezeichnung der Erfindung
Schaltbarer Tassenstößel
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Tassenstößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem einen ringähnlichen Nockenanlaufboden aufweisenden Gehäuse, von dessen Außenrand ein Hemd und von dessen Innen- rand ein hohlzylindrischer Ansatz mit einer Bohrung absteht, in der ein zu dem Gehäuse relativ axial bewegliches Innenteil verläuft, dessen Unterseite eine Anlage für ein Gaswechselventil immanent ist, wobei in einer Bohrung wie einer Radialbohrung des Innenteils wenigstens ein Koppelkolben verläuft, der zur Erzielung eines vollen Ventilhubs abschnittsweise mit einer Mitnehmerflä- che des Gehäuses in Eingriff bringbar ist und wobei zwischen dem Gehäuse und dem Innenteil eine Lost-Motion-Feder agiert.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Tassenstößel geht aus der als gattungsbildend betrachteten DE 44 92 633 C1 hervor. Dessen Koppelmechanismus ist unmittelbar unterhalb des Bodenbereichs angeordnet. Der Fachmann erkennt, dass der vorbekannte Tassenstößel relativ kompliziert aufgebaut ist und sich dessen Herstellung so- mit als unnötig kostenaufwändig erweist. Beispielsweise ist das Außenteil im Bodenbereich nicht symmetrisch ausgebildet, da unterhalb des ringförmigen Bodens Führungsbohrungen für die Koppelkolben appliziert sind. Auch ist das
Innenteil unnötig massiv und kompliziert dargestellt. Aufgrund der vorgenannten massiven Ausbildung sind die oszillierenden Ventiltriebsmassen erhöht. Die Kolbenkopplung führt zu einer relativ großen Flächenpressung im Koppelbereich, auch kann es zu unnötigem Kantenverschleiß im „Einfahrbereich" der Koppel kolben kommen.
Zudem sind aus dem älteren Stand der Technik Lösungen vorbekannt, bei denen die Koppelkolben im Koppelfall in eine stirnseitig angrenzende Ringnut des jeweils anderen Bauteils einfahren. Die allumlaufende Ringnut schwächt zum einen das Material, so dass ggf. in diesem Bereich stärker dimensioniert werden muss. Zum anderen liegen aufgrund der Ringnut, durch welche Hydraulikmittel stirnseitig vor die Koppelkolben geleitet wird, relativ lange Hydraulikmittelwege vor. Dies kann, beispielsweise bei auftretender Ölverschäumung etc., zu unerwünscht langen Schaltzeiten bzw. Fehlschaltungen innerhalb des zur Verfügung stehenden Zeitfensters (Grundkreis) führen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein schaltbares Ventiltriebsteil der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Bohrung des Ansatzes, lediglich im Umfangsabschnitt des Koppelkolbens, eine in Draufsicht sichelartige Materialfreistellung appliziert ist, an deren Oberseite die Mitneh- merfläche verläuft und deren Scheitelpunkt radial außerhalb eines Außenmantels des Ansatzes liegt, wobei der Koppelkolben in Koppelrichtung über die Kraft eines gegen dessen Innenstirn wirkenden Druckmittels wie zumindest
einer Schraubendruckfeder und in Entkoppelrichtung über vor dessen Außenstirn leitbares Hydraulikmittel verlagerbar ist, welches Hydraulikmittel über eine Zuführung am Außenmantel des Ansatzes direkt vor die Außenstirn des Koppelkolbens leitbar ist und wobei zwischen dem Gehäuse und dem Innenteil eine Verdrehsicherung verläuft.
Eine alternative Ausgestaltung ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 2.
Somit liegt ein schaltbarer Tassenstößel vor, bei dem die eingangs zitierten Nachteile beseitigt sind. Vorzugsweise sind zwei sich diametral in der Bohrung des Innenelements gegenüberliegende Kolben vorgesehen, wobei die Erfindung auch eine Einkolbenverriegelung betrifft bzw. sich ebenfalls auf eine Kolbenzahl >2 bezieht.
Aufgrund der lediglich sichelartigen Materialfreistellung, die entweder den Ansatz durchstoßend oder nicht durchstoßend dargestellt ist, wird das Material des Ansatzes lediglich geringfügig geschwächt, so dass in diesem Bereich keine zusätzlichen Versteifungsmaßnahmen erforderlich sind. Auch liegen ledig- lieh kurze Hydraulikmittelwege vor den Koppelkolben vor, so dass nicht mit Schaltzeitproblemen wie im St. d. Technik zu rechnen ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung sollen die Materialfreistellungen beispielsweise durch Scheibenfräsen oder Ausdrehen generiert werden. Denkbar ist jedoch auch ein spanloses Herstellen durch Prägen, ansatzweises Durchstellen usw.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Koppelkolben an ihrer Oberseite im Eingriffsbereich abgeflacht vorliegen. Denkbar ist es jedoch auch, diese zylind- risch zu belassen.
Aufgrund der den Kolben für den Koppelfall gegenüberliegenden Materialaus- nehmungen ist eine Verdrehsicherung zwischen Gehäuse und Innenteil appliziert. Hier ist es gemäß zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung vorgesehen, beispielsweise in eine Tasche des Ansatzes des Gehäuses einen Körper wie eine Nadel einzusetzen, der radial innen mit einer entsprechenden Längsnut am Außenmantel des Innenteils kommuniziert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der oder die Koppelkolben radial nach außen über die Kraft wenigstens einer Druckfeder beaufschlagt werden, die in der Radialbohrung des Innenteils sitzt. Eine Verlagerung der Koppelkolben nach innen ist vorzugsweise über Hydraulikmitteldruck vorgesehen, wobei das Hydraulikmittel vor Außenstirnen der Koppelkolben im Bereich der sichelartigen Materialausnehmungen leitbar ist. Ggf. kann auch eine Beaufschlagung der Koppelkolben in ihre beiden Richtungen über Hydraulikmittel hergestellt sein bzw. kann deren Verlagerung in Koppelrichtung über Hydraulikmitteldruck und in Entkoppelrichtung über Federkraft vorliegen.
Zumindest im Falle einer Ausbildung der Koppelkolben mit Anflachungen ist es vorgesehen, diese in ihrer Bohrung im Innenteil mit einer Verdrehsicherung zu versehen. Hierbei bietet sich ein einfaches Ringteil wie ein Sprengring an, der auf die Abflachungen der Koppelkolben gelegt ist und umfangsmäßig außerhalb der Koppelkolben in einer Ringnut am Außenmantel des Innenteils verläuft.
Des weiteren ist es in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, das Innenteil dünnwandig rohrartig auszubilden und die Radialbohrung für die Koppelkolben lediglich in einem einfachen Radialsteg des Innenteils zu applizieren. Somit liegt ein Innenteil vor, das besonders preiswert herstellbar ist und dessen Masse gegenüber vorbekannten Innenelementen abgesenkt ist.
Des weiteren ist es erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Gehäuse weitestge- hend rotationssymmethsch auszubilden und insbesondere in dessen Bodenbereich dünnwandig herzustellen. Somit ist die Fertigung des Gehäuses vereinfacht, welches beispielsweise in einem Tiefziehprozess hergestellt werden kann und dessen Masse gegenüber bisherig ausgeführten Tassenstößeln ist ebenfalls abgesenkt.
Für den Fall, dass die sichelartigen Materialausnehmungen nicht einen Außenmantel des Ansatzes des Gehäuses durchstoßen, kann das Hydraulikmittel stirnseitig vor die Koppelkolben, inwandig am Ansatz, herangeleitet werden. Hierbei ist es in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, beispielsweise 90° versetzt zu den sichelartigen Ausnehmungen den Ansatz mit einem Durchlass zu versehen, von dem sich ein gürtelartiger Kanal in die jeweilige segmentartige Materialfreistellung erstreckt. Alternativ ist es für sämtliche vorgeschlagenen Varianten denkbar und vorgesehen, eine Zuleitung von Hydraulikmittel direkt radial durch den Ansatz vor die Außenstirnen der Koppelkolben zu schaffen.
Es ist ebenfalls besonders günstig, wenn im Inneren des Gehäuses ein dünnwandiges Blechteil (ggf. auch Kunststoffteil) angelegt ist, in das entsprechende Kanäle zur Zuführung des Hydraulikmittels, ausgehend von wenigstens einem Durchlass im Hemd, appliziert sind. Ggf. können diese Kanäle oder Teilbereiche dieser Kanäle auch in das Gehäuse geformt sein.
Der vorschlagsgemäße Tassenstößel kann mit einer hydraulischen Spielaus- gleichsvorrichtung versehen sein. Denkbar ist es jedoch auch, diesen mit mechanischen Spielausgleichsmaßnahmen an sich bekannter Bauart zu versehen.
Des weiteren ist es vorgesehen, den erfindungsgemäßen Tassenstößel als so genannten „Abschaltstößel" auszubilden, so dass lediglich das Gehäuse von einem oder zwei Großhubnocken beaufschlagt wird. Alternativ hierzu bietet
sich an, den Innenstößel bodenseitig zu verschließen, so dass hier eine An- laufmöglichkeit für einen Niedrighub- oder Nullhubnocken vorliegt.
Selbstverständlich sind auch weitere Elemente denkbar, bei denen die sichelartigen Materialfreistellungen appliziert sind, so beispielsweise auch Rollenoder Pilzstößel bzw. Abstützelemente für hebelartige Nockenfolger.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Figuren 1 bis 4 zeigen in entsprechenden Schnittdarstellungen eine erste Variante eines schaltbaren Tassenstößels, bei dem die sichelartigen Materialfreistellungen im Ansatz diesen nicht durchstoßen und die Figuren 5 bis 8 offenbaren einen Tassenstößel wie vorgenannt, bei dem jedoch die sichelartigen Materialfreistellungen im Ansatz diesen durchstoßen.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Dargestellt ist ein schaltbarer Tassenstößel 1. Dieser hat ein hohlzylindrisches Gehäuse 3, das von einem ringähnlichen Nockenanlaufboden 2 verschlossen ist. Von einem Außenrand 4 des Nockenanlaufbodens 2 erstreckt sich ein dünnwandiges Hemd 5. Von einem Innenrand 6 des Nockenanlaufbodens 2 geht ein domartiger Ansatz 7 weg. In einer Bohrung 8 des Ansatzes 7 ist relativ axial beweglich hierzu ein rohrartiges Innenteil 9 mit seinem Außenmantel 37 aufgenommen. Das Innenteil 9 hat in etwa im Bereich seiner Mitte einen Radialsteg 38, mit einer radial durchgehenden Bohrung 11. Wie zu erkennen ist, verlaufen in der Bohrung 11 des Innenteils 9 zwei sich diametral gegenüber liegende Koppelkolben 12. Dabei ist in den Figuren 1 , 5 jeweils der Koppelzu- stand des Tassenstößels 1 offenbart.
Die vorgenannten Koppelkolben 12 werden radial nach außen über die Kraft eines Druckmittels 20 beaufschlagt, das hier als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, die gegen deren Innenstirnen 19 agiert.
Wie ebenfalls aus den Figuren 1 , 5 zu entnehmen ist, sind die Koppelkolben 12, ausgehend von ihren Außenstirnen 21 , an ihren Oberseiten 33 mit abschnittsweisen Abflachungen 34 versehen. Auf den Abflachungen 34 liegt eine Rotationssicherung 35, die hier als dünnwandiges Ringteil ausgebildet ist und umfangsmäßig versetzt zu den Koppelkolben 12 in einer Ringnut 36 am Au- ßenmantel 37 des Innenteils 9 sitzt. Denkbar sind an dieser Stelle auch noch andere Verdrehsicherungen für die Koppelkolben 12, so beispielsweise stiftartige oder über Anflachungen hergestellte.
Die Rotationssicherung 35, welche zeichnerisch auch bspw. aus Figur 3 her- vorgeht, kann allumlaufend oder nur teilweise umlaufend mit allumlaufender oder teilweise umlaufender Ringnut 36 ausgebildet sein. Bspw. kann gem. der Ausgestaltung nach Fig. 3 mit der Längsnut 40 die Ringnut 36 auch so dargestellt sein, dass sie die Längsnut 40 nicht schneidet.
Zu den Figuren 1 bis 4: In der Bohrung 8 des Ansatzes 7 ist auf der Seite jedes Koppelkolbens 12 eine Mitnehmerfläche 13 positioniert. Die Mitnehmerfläche 13 ist Bestandteil einer in Draufsicht sichelartigen Materialfreistellung 15 und verläuft an deren jeweiliger Oberseite 16. Im Koppelfall liegt somit der Koppelkolben 12 an der Oberseite 16 mit seiner Abflachung 34 an. Die sichelartige Materialfreistellung 15 ist so ausgestaltet, dass deren Scheitelpunkt 17 radial innerhalb vom Ansatz 7 liegt, diesen somit nicht durchstößt.
Gemäß der alternativen Ausgestaltung nach den Figuren 5 bis 8 durchstößt der Scheitelpunkt 17 der sichelartigen Materialfreistellung 15 einen Außenmantel 18 des Ansatzes 7 jedoch und liegt somit radial außerhalb von diesem.
Die Materialfreistellung 15 kann bei beiden Varianten beispielsweise mit einem einfachen Scheibenfräser hergestellt werden.
Zur Zuleitung von Hydraulikmittel vor die Außenstirnen 21 der Koppekolben 12: Im Inneren des Gehäuses 3 ist ein dünnwandiges Element 28 befestigt. Dieses besteht beispielsweise aus dünnwandigem Stahlblech und folgt weitestgehend einer Innenkontur des Gehäuses 3. Das Hemd 5 hat einen Durchlass 29, von dem aus das Hydraulikmittel über einen in das Element 28 geformten Steigkanal 30 in Bodenrichtung geleitet wird. Unterhalb vom Nockenanlaufboden 2 mündet der Steigkanal 30 in einen oder mehrere Radialdurchtritte 31 , die entweder in das Element 28 oder in die Unterseite des Nockenanlaufbodens 2 geformt sein können.
Radial innen kommuniziert der jeweilige Radialdurchtritt 31 mit einer am Au- ßenmantel 18 des Ansatzes 7 sich in bodenferne Richtung erstreckenden Zuführung 22. Gemäß der Ausgestaltung nach den Figuren 1 - 4 verläuft die Zuführung 22 umfangsmäßig in etwa um 90° versetzt zu der radialen Bohrung 11 im Innenteil 9 (siehe Figur 3). In einem unteren Bereich hat der Ansatz 7 hierbei einen Durchlass 25, von dem aus das Hydraulikmittel weiter in einen seg- ment- oder gürtelartigen Kanal 26 in der Bohrung 8 des Ansatzes 7 geleitet ist. Dabei hat der Kanal 26 eine geringere Höhe als die Materialfreistellungen 15. Endseitig ist der segmentartige Kanal 26 mit den Materialfreistellungen 15 verbunden.
Alternativ kann bei dieser Variante auch das Hydraulikmittel über den Außenmantel 18 des Ansatzes 7 herangeleitet werden, so wie für die nachfolgende Variante (Fig. 5 - 8) beschrieben.
Dabei ist die Zuführung 22 am Außenmantel 18 des Ansatzes 7, im Umfangs- abschnitt jeder Materialfreistellung 15, in das dünnwandige Element 28 geformt. In einem bodenfernen Bereich der Zuführung 22 wird das Hydraulikmittel quasi direkt vor die Außenstirnen 21 der Koppelkolben 12 geleitet, wobei zu
erkennen ist, dass der Scheitelpunkt 17 der Materialfreistellung 15 radial außerhalb des Außenmantels 18 des Ansatzes 7 liegt, somit hier ein „Durchbruch" geschaffen ist.
Zur einfachen Lagezuordnung von Gehäuse 3 zu Innenteil 9 verläuft in einer Tasche 39 des Ansatzes 7 eine als Stift ausgebildete Verdrehsicherung 23, 27 (siehe Figuren 3, 7). Diese ragt radial innen in die respektive Längsnut 40 am Außenmantel 37 des Innenteils 9.
Des weiteren ist der Tassenstößel 1 über ein in dessen Hemd 5 eingebrachtes Bauteil 41 wie eine Nadel verdrehgesichert in seiner entsprechenden Aufnahme der Brennkraftmaschine geführt.
Liste der Bezugszahlen
1 ) Tassenstößel 29)Durchlass Hemd
2) Nockenanlaufboden 30) Steigkanal
3) Gehäuse 35 31 )Radialdurchtritt
4) Außenrand 32)nicht vergeben
5) Hemd 33)Oberseite Koppelkolben
6) Innenrand 34)Abflachung
7) Ansatz 35)Rotationssicherung
8) Bohrung Ansatz 40 36)Ringnut
9) Innenteil 37)Außenmantel Innenteil 10)Unterseite 38)Radialsteg 11 )Bohrung Innenteil 39)Tasche 12)Koppelkolben 40)Längsnut 13)Mitnehmerfläche 45 41 )Bauteil
14)Lost-Motion-Feder 15)Materialfreistellung 16)Oberseite Materialfreistellung
17)Scheitelpunkt 18)Außenmantel Ansatz 19)lnnenstirn 20)Druckmittel 21 )Außenstirn 22)Zuführung 23)Verdrehsicherung 24)Durchtritt 25)Durchlass 26)segmentartiger Kanal 27)Verdrehsicherung 28)Element