DE10114073A1

DE10114073A1 - Stößel

Info

Publication number: DE10114073A1
Application number: DE10114073A
Authority: DE
Inventors: Barbara Meder; Wilfried Huber; Reinhard Ammon; Robert Kamm
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen aus hohlzylindrischer Wandung (2) und einem scheibenförmigen Boden (3) bestehenden Ventilstößel. Erfindungsgemäß ist die Innenfläche des Bodens (3) mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Erhebung (4) versehen und der Boden (3) ist an seiner Außenfläche im Bereich des Nockens (6) mit einer Ausnehmung (8) zur Aufnahme von Schmiermittel versehen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Stößel für ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer hohlzylindrischen Wandung, die in einer Führungsboh rung eines Zylinderkopfes axial beweglich angeordnet ist, wobei eine Stirnseite der Wandung von einem scheibenförmigen Boden verschlossen ist, dessen Außenfläche von einem Steuernocken beaufschlagt ist und an dessen Innen fläche zumindest mittelbar wenigstens ein Ventilschaft eines Gaswechselventils anliegt.

Hintergrund der Erfindung

Derartige gattungsgemäß ausgebildete Ventilstößel sind schon seit langem bekannt. So ist beispielsweise in der US 4,829,950 ein mechanischer Tassen stößel beschrieben, dessen hohlzylindrische Wandung an einer Seite von ei nem scheibenartigen Boden verschlossen ist, gegen den von außen ein Steu ernocken anläuft. Dieser Tassenstößel ist in einer Führungsbohrung eines Zy linderkopfes axial beweglich angeordnet. An seiner Innenseite liegt ein Ventil schaft eines Gaswechselventils an, das durch die Abwälzbewegung des No ckens auf der Außenseite des scheibenförmigen Bodens geöffnet oder ge schlossen wird.

Dem Fachmann ist bekannt, daß durch die stoßartigen Belastungen die Gleit flächen der beteiligten Reibungspartner einem starken Verschleiß unterworfen sind. Diesen Verschleiß versucht man beispielsweise gemäß der DE 38 09 702 A1 derart zu reduzieren, daß die Oberfläche, gegen die der Steuernocken anläuft, mit einer Chromschicht versehen ist. Zur Verminderung der Flächenpressung, und damit zur Reduzierung des Verschleißes, werden nach der DE 42 20 584 A1 Werkstoffe mit unterschiedlichen Elastizitätsmodu len bei Tassenstößeln eingesetzt. Eine andere Art der Reibungsverminderung zwischen Nocken und Ventilstößel geht aus der DE 39 35 154 A1 hervor. Da nach ist vorgesehen, daß die Nockengleitfläche im Bereich des Nockengrund kreises mindestens eine Schmiernut aufweist. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß auf der Gleitfläche des Ventilbetätigungsgliedes ein Ölfilm gebil det ist. Bei dieser Schmierung zwischen den Reibungspartnern ist von Nach teil, daß die Ausbildung einer Schmiernut einschließlich Zuführungsbohrung im Nocken aufwendig und damit teuer ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Stö ßel für ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine zu entwickeln, bei dem die Schmierung zwischen Nocken und Stößel vereinfacht ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß die Innenfläche des Bodens mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Erhebung versehen ist und daß der Boden an seiner Außenfläche im Bereich des Nockens mit einer Ausnehmung zur Auf nahme von Schmiermittel versehen ist.

Diese Ausnehmung soll als Ölkapillare wirken und damit in die Lage versetzt sein, Schmiermittel zu speichern, so daß immer ein Ölfilm zwischen Steuerno cken und scheibenförmigen Boden des Stößels vorhanden ist. Die in axialer Richtung sich erstreckende Erhebung hat neben einer möglichen Aufnahme der Ausnehmung den Vorteil, daß das sich einstellende Ventilspiel ohne die bisher erforderlichen Ausgleichsscheiben durch sie selbst ausgeglichen wer den kann.

Nun ist zwar aus der DE 195 01 062 A1 ein hydraulischer Tassenstößel be kannt, der an seiner Außenfläche eine Ausnehmung aufweist. Diese steht je doch mit der Ausnehmung im Sinne der Erfindung in keinerlei Zusammenhang, weil aus einem ganz anderen Grund angebracht. Ziel dieser Ausnehmung ist im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung die Beseitigung von Unstetig keiten, welche bei der Bearbeitung der Stößeloberfläche entstanden sind. Da rüberhinaus sind die Ausnehmungen gemäß der DE 195 01 062 A1 so flach ausgebildet, daß sie kein Ölrückhaltevermögen aufweisen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß die Erhebung einen Wert bis zur 5- fachen Stärke des Bodens annimmt. In den Ansprüchen 3 und 4 sind die geo metrischen Verhältnisse der Ausnehmungen näher erläutert. So ist nach An spruch 3 vorgesehen, daß deren mittlere radiale Ausdehnung einen Wert von 0,1 bis 1,0 der Stärke des Bodens annimmt. Aus Anspruch 4 geht hervor, daß deren axiale Tiefe einen Wert von 0,2 bis 4,0 der Stärke des Bodens anneh men soll. Nach einem weiteren Merkmal gemäß Anspruch 5 soll die Ausneh mung durch einen spanlosen Formgebungsvorgang hergestellt sein. Schließ lich soll nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der Erfindung gemäß An spruch 6 eine Reihe von Ventilstößeln derart ausgebildet sein, daß bei an sonsten gleichen Abmessungen die Erhebung eine unterschiedliche axiale Ausdehnung aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, unterschiedlich gemes sene Ventilspiele durch Ventilstößel auszugleichen, die die entsprechende zugehörige axiale Ausdehnung der Erhebung besitzen.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines mechanischen Ventilstö ßels, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Tassenstößel in ver größerter Darstellung und

Fig. 3, 4, 5 verschiedenartig geformte Ausnehmungen.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in Fig. 1 dargestellte mechanische Ventilstößel besitzt das tassenförmige Gehäuse 1, dessen hohlzylindrische Wandung 2 an der einen Seite durch den Boden 3 verschlossen ist. In Richtung des offenen Endes des tassenförmigen Gehäuses 1 ist der Boden 3 mit der in axialer Richtung sich erstreckenden Er hebung 4 versehen, die mit der Stirnseite des Schaftes des Gaswechselventi les 5 in Wirkverbindung steht. Von außen wird der Boden 3 durch den Nocken 6 beaufschlagt, so daß das Gaswechselventil 5 geöffnet oder geschlossen ist.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Boden 3 mit der in Richtung Nocken 6 offenen Aus nehmung 8 versehen, wobei die Ausdehnung b der Erhebung 4 entlang der Achse 7 im Beispiel den doppelten Wert der Bodenstärke a annimmt, d. h. etwa 2 a beträgt. Die Ausnehmung 8 weist eine axiale Tiefe c auf, die in etwa der Bodenstärke a entspricht. Die radiale Ausdehnung d der Ausnehmung 8 be trägt in etwa die Hälfte der Stärke a des Bodens 3, d. h. sie ist mit 0,5 a ange geben.

Der Stößel samt tassenförmigem Gehäuse 1, hohlzylindrischer Wandung 2, Erhebung 4 und Ausnehmung 8 wird in bekannter vorteilhafter Weise ausgehend von einer aus einem Kalt- oder Warmband ausgeschnittenen Blechronde durch Tiefziehen hergestellt. Dazu wird der Rohling des tassenförmigen Ge häuses 1 in eine Matrize eingesetzt, die seine Mantelfläche von allen Seiten gleichmäßig umschließt. Der Boden 3 stützt sich dabei auf einem Gegenhalte stempel ab, während an der offenen Seite des tassenförmigen Gehäuses 1 ein weiterer Gegenhaltestempel angeordnet ist. Wird nun die Innenseite des Bo dens durch einen Prägestempel von oben mit einer Kraft beaufschlagt, so be ginnt ein Teil des Materials vom Boden 3 plastisch zu fließen. Auf eine aus führliche Beschreibung des Formgebungsvorganges kann an dieser Stelle ver zichtet werden, da dieser in der DE 198 15 790 A1 ausführlich dargestellt ist. Durch ein genau einstellbares Zusammenspiel zwischen dem Prägestempel, den Gegenstempeln und den aufzubringenden Kräften kann die Ausnehmung 8 während des Formgebungsvorganges spanlos in verschiedenen Varianten hergestellt werden.

Schließlich sind in den Fig. 3 bis 5 unterschiedliche geometrische Formen von im Stößel angeordneten Ausnehmungen 8.1, 8.2, 8.3 gezeigt. Während Fig. 3 die Ausnehmung 8.1 gemäß einer Gauß'schen Glockenkurve in umge kehrter Form zeigt, die in ihrem Durchmesser in axialer Richtung geringfügig abnimmt, weist die Ausnehmung 8.2 gemäß Fig. 4 fast über ihre gesamte axiale Länge einen gleichen Durchmesser auf. Die Ausnehmung 8.3 gemäß Fig. 5 ist blasenförmig ausgebildet, d. h. nach einem Übergangsbereich weist sie einen konstanten Durchmesser auf, der sich gegen Ende der Ausnehmung 8.3 nochmals vergrößert.

Die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf die im Beispiel beschriebenen mecha nischen Ventilstößel beschränkt. Unter dem Erfindungsgedanken fallen auch hydraulische sowie schaltbare mechanische und hydraulische Stößel.

Bezugszeichen

1

tassenförmiges Gehäuse

2

hohlzylindrische Wandung

3

Baden

4

Erhebung

5

Gaswechselventil

6

Nocken

7

Längsachse

8

Ausnehmung

8.1

Ausnehmung

8.2

Ausnehmung

8.3

Ausnehmung
a Stärke des Bodens
b axiale Ausdehnung der Erhebung
c axiale Tiefe der Ausnehmung
d radiale Ausdehnung der Ausnehmung

Claims

1. Stößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer hohlzylindrischen Wandung (2), die in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes axial beweglich angeordnet ist, wobei eine Stirnseite der Wandung (2) von einem scheibenförmigen Boden (3) verschlossen ist, dessen Außenfläche von einem Steuernocken (6) beaufschlagt ist und an dessen Innenfläche zumindest mittelbar wenigstens ein Ventilschaft eines Gaswechselventils (5) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen fläche des Bodens (3) mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Erhebung (4) versehen ist und dass der Boden (3) an seiner Außenfläche im Bereich des Nockens (6) mit einer Ausnehmung (8, 8.1, 8.2, 8.3) zur Aufnahme von Schmiermittel versehen ist.

2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Aus dehnung b der Erhebung (4) einen Wert bis zur fünffachen Stärke a des Bodens (3) annimmt.

3. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere radiale Ausdehnung d der Ausnehmung (8, 8.1, 8.2, 8.3) einen Wert von 0,1 bis 1,0 der Stärke a des Bodens (3) annimmt.

4. Stößel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Tiefe c der Ausnehmung (8, 8.1, 8.2, 8.3) einen Wert von 0,2 bis 4,0 der Stärke a des Bodens (3) annimmt.

5. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er durch einen spanlosen Formgebungsvorgang hergestellt ist.

6. Reihe von Stößeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei ansonsten gleichen Abmessungen die Erhebung (4) eine unterschiedliche axiale Ausdehnung b aufweist.