DE102010008007A1

DE102010008007A1 - Schaltbarer Stößel für eine Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010008007A1
Application number: DE102010008007A
Authority: DE
Inventors: Lothar von 91466 Schimonsky; Lucia 91074 Hinkovska; Arne 96047 Manteufel; Ronny 90617 Günnel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-08-18

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Stößel (1) mit einem Außen- und einem Innenelement (2, 3), wobei ein Hemd (4) des Außenelements (2) in einen Ringabschnitt (5) übergeht, an den sich eine in Richtung des Gaswechselventils weisende Führungshülse (7) anschließt, die eine Aufnahmebohrung (8) mit dem Innenelement (3) hat, wobei ein hydraulisch betätigbares Kuppelelement (31) in einem dem Ringabschnitt (5) und der ersten Stirnfläche (6) benachbarten Bereich vorgesehen ist, das über Hydraulikmitteldruck und Druckfederkraft (38) wahlweise in eine Kuppel-Entkuppelstellung bringbar ist, wobei das Hemd (4) eine Druckmittelzufuhröffnung (16) hat, an die sich ein durch das Außenelement (2) und eine in dieses eingesetzte Hülse (9) gebildeter Druckmittelkanal (13) anschließt, wobei die Hülse (9) der Innenkontur des Hemds (4) folgt und ein nach innen weisendes Ringteil (10) sowie eine eingeprägte Sicke (12) aufweist, so dass gemeinsam mit einer Innenmantelfläche des Außenelements (2) der Druckmittelkanal (13) gebildet ist, wobei der Ringabschnitt (5) in dem Bereich, in dem das Kuppelelement (31) verläuft, an seiner von der Stirnfläche (6) abgewandten Seite Ausformungen (32, 33) besitzt und wobei der Druckmittelkanal (13) unmittelbar in eine Bohrung (41) mündet, die in einer der Ausformungen (32, 33) des Ringabschnitts (5) angeordnet ist und zum Kuppelelement (31) führt.

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Stößel für eine Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, im wesentlichen bestehend aus einem hohlzylindrischen Außenelement für eine Ventilbetätigung mit großem Hub und einem zylindrischen Innenelement für eine Ventilbetätigung mit kleinerem Hub, welches Außenelement über ein im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildetes Hemd längsverschiebbar in einem Zylinderkopf oder Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Hemd stirnseitig in einen nach innen kragenden Ringabschnitt übergeht, der von einem Nocken großen Hubes beaufschlagbar ist und an den sich eine in Richtung des Gaswechselventils weisende, konzentrisch zum Hemd verlaufende Führungshülse anschließt, und wobei im Inneren der Führungshülse eine Aufnahmebohrung vorgesehen ist, die das gegenüber dem Außenelement längsbewegliche Innenelement aufnimmt und führt, welches zylindrische Innenelement an einer ersten kreisförmigen Stirnfläche von einem Nocken kleineren Hubes beaufschlagbar ist und mittels einer zweiten Stirnfläche unmittelbar oder mittelbar mit einem Ventilschaftende des Gaswechselventils oder weiteren Ventilbetätigungselementen zusammenwirkt, wobei zumindest ein hydraulisch betätigbares Kuppelelement in einem der Ringfläche und der ersten Stirnfläche benachbarten Bereich vorgesehen ist, das unter Verwendung eines hydraulischen Druckes und der Kraft einer Druckfeder wahlweise in eine Kuppelstellung, in der es das Außenelement und das Innenelement formschlüssig aneinander kuppelt, oder in eine Entkuppelstellung bringbar ist, wobei im Herd des Außenelements eine erste Druckmittelzufuhröffnung vorgesehen ist, an die sich eine durch das Außenelement und eine in dieses eingesetzte dünnwandige Hülse gebildeter Druckmittelkanal anschließt, wobei die Hülse im wesentlichen der Innenkontur des Hemds folgt und einen nach innen weisenden Ringteil sowie zumindest eine in Längsrichtung des Stößels verlaufende eingeprägte Sicke aufweist, so dass gemeinsam mit einer Innenmantelfläche des Außenelements der Druckmittelkanal gebildet wird, der dem Kuppelelement Druckmittel zuführt oder aus diesem ableitet, und wobei der Ringabschnitt in dem Bereich, in dem das oder die Kuppelelemente verlaufen, an seiner vom Anlauf des Nockens abgewandten Seite Ausformungen aufweist.
Gebiet der Erfindung
Schaltbare Stößel werden für variable Ventilsteuerungen von Brennkraftmaschinen, die entweder zur Bauart mit oben liegender Nockenwelle oder zur Bauart mit unten liegender Nockenwelle gehören können, verwendet. Die Variabilität der Ventilsteuerung besteht darin, dass mittels unterschiedlich gestalteter Nocken der Nockenwelle die Öffnungsdauer und der Ventilhub des entsprechenden Gaswechselventils beeinflusst werden. Die Stößel, die von diesen mit unterschiedlichen Geometrien ausgebildeten Nocken betätigt werden, können, bezogen auf die unterschiedlichen Bauarten von Brennkraftmaschinen, als Tassenstößel für eine direkte Ventilbetätigung oder als Rollen- bzw. Flachstößel für eine Betätigung des Ventils über eine Stößelstange und einen Kipphebel ausgebildet sein. Die Schaltung des Stößels auf unterschiedliche Nockenkonturen erfolgt dabei in Abhängigkeit bestimmter Betriebszustände der Brennkraftmaschine, wie z. B. Motordrehzahl, Last und Temperatur. Dabei kann im unteren Drehzahl- und Lastbereich das entsprechende Einlassventil auf eine Ventilerhebungskurve mit niedrigem Hub und kleinem Öffnungswinkel umgeschaltet werden.
Ein schaltbarer Stößel der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 beschriebenen Gattung ist aus der DE 197 28 100 A1 bekannt. Dieser Stößel ist tassenförmig ausgebildet, wobei die in das Außenelement eingesetzte dünnwandige Hülse einen ersten Vorratsraum begrenzt, welcher von einer Ölgalerie des Zylinderkopfes aus über einen ersten Durchlass und einen ersten Kanal gesteuert mit unter Druck stehendem Motoröl versorgt wird. Aus diesem ersten Vorratsraum gelangt dann das Motoröl über einen Übertritt in einen stirnseitig eines Kuppelmittels vorgesehenen Druckraum. Eine Verlagerung des Kuppelmittels während einer Grundkreisphase des den Stößel betätigenden Nockens bewirkt, dass das Außenelement und das Innenelement miteinander verbunden sind, wodurch eine Koppelung des Stößels auf den Hub eines großen Nockens erzielt wird. Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann es im Vorratsraum zu einer Ansammlung von Luft kommen. Diese Luft bewirkt, dass sich das Kuppelelement nicht mehr in die Stellung bewegen lässt, in welcher es das Außenelement und das Innenelement formschlüssig miteinander verbindet. Die genannten Probleme treten insbesondere dann auf, wenn es in dem unter Druck stehende Motoröl zu einer Verschäumung kommt. Das kann insbesondere dann der Fall sein, wenn in der gesteuerten Ölgalerie über längere Betriebsphasen ein niedriger Druck geherrscht hat. Da Luft in einem Hydrauliksystem zu einem starken Abfall der hydraulische Steifigkeit führt, kommt es, wie bereits angegeben, entweder zum totalen Ausfall der Schalteinrichtung des schaltbaren Stößels oder zumindest zu einem deutlich verzögerten Ansprechverhalten des Betätigungsmechanismus im Schaltstößel und damit zu längeren Umschaltzeiten zwischen den unterschiedlichen Ventilhüben.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem schaltbaren Stößel der vorgenannten Gattung die hydraulische Betätigung des Kuppelelements derart auszubilden, dass es innerhalb des zum Kuppelelement führenden Druckmittelpfades nicht zur Ansammlung von Luft kommen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Druckmittelkanal unmittelbar in eine Bohrung mündet, die in einer der Ausformungen des Ringabschnitts angeordnet ist und zum Kuppelelement führt. Erfindungsgemäß wird also darauf verzichtet, zwischen dem Druckmittelkanal und dem Eintritt des hydraulischen Druckmittels in das Kuppelelement einen Ölvorratsraum vorzusehen. Das Druckmittel steht folglich nur in den mit geringem Querschnitt ausgebildeten Leitungsabschnitten Druckmittelkanal und Bohrung an, so dass die Bildung von Luftblasen wirkungsvoll verhindert werden kann.
Für den Fall, dass das Kuppelelement an seinem dem Innenelement benachbarten Ende betätigt wird, soll sich gemäß der Lehre des unabhängigen Anspruchs 2 an den Druckmittelkanal ein radial in Richtung des Innenelements verlaufender Kanal anschließt, dessen Querschnitt im wesentlichen dem des Druckmittelkanals entspricht, und der radial verlaufende Kanal soll in eine Bohrung mündet, die in einer der Ausformungen des Ringabschnitts angeordnet ist und zum Kuppelelement führt. Auch durch diese direkte Verbindung des Druckmittelkanals über den radial verlaufenden Kanal mit der Zuleitung zum Kuppelelement wird eine Ansammlung von Luft vermieden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll die Ausformungen eine plane Fläche aufweisen, an der der Ringteil der Hülse flächig anliegt. Diese plane Fläche wird in vorteilhafter Weise im spanlosen Umformprozess für die Fertigung des hohlzylindrischen Außenelements hergestellt und sie bewirkt eine ausreichende Abdichtung im Bereich der Bohrung oder des radial verlaufenden Kanals, die zum Kuppelelement führen.
Weiterhin ist bei Zuführung des Druckmittels zum Kuppelelement über den radial verlaufenden Kanal und Ausbildung einer planen Fläche an den Sicken von Vorteil, wenn der radial verlaufende Kanal als Sicke im Ringteil der Hülse hergestellt ist oder alternativ dazu, als Einprägung in die plane Fläche gebildet wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, zur Abdichtung des Druckmittelzuflusses zum Kuppelelement den Ringteil der Hülse in den entsprechenden Bereichen mit den Ausformungen zu verschweißen, zu verlöten oder mittels einer Dichtungsmasse zu verkleben. So kann beispielsweise ein Laserschweißverfahren an der bereits in das Außenelement eingesetzten Hülse verwendet werden, bei welchem durch die Wandung der Hülse hindurchgeschweißt wird.
Außerdem soll, ausgehend von der Druckmittelzufuhröffnung, im konzentrisch zum Hemd verlaufenden zylindrischen Abschnitt der Hülse eine über etwa 90° an dessen Umfang verlaufende Umfangssicke ausgebildet sein, die in den Druckmittelkanal mündet. Diese Umfangssicke ist insbesondere bei schaltbaren Tassenstößeln vorzusehen, bei denen sowohl der Ringabschnitt des Außenelements als auch die erste kreisförmige Stirnfläche des Innenelements zylindrisch gekrümmt sind. In diesem Fall verläuft das als Stift ausgebildete Kuppelelement parallel zu einer Achse dieser zylindrischen Krümmung und zur Längsachse der Nockenwelle, wohingegen die entsprechende Ölgalerie außerhalb der zwischen den Tassenstößeln liegenden schmalen Stege vorgesehen ist. Zur Überbrückung des dadurch vorhandenen Winkelversatzes ist die erfindungsgemäße Umfangssicke vorgesehen. Ein Verdrehsicherungselement, das radial über das Außenelement vorsteht und in eine Längsnut des Zylinderkopfes eingreift, wird in diesem Fall neben der Druckmittelzufuhröffnung, jedoch außerhalb der Erstreckung der Umfangssicke angeordnet sein.
Weiterhin soll in dem Innenelement ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement angeordnet sein, wobei der Ringteil der Hülse, die Ausformungen und der Ringabschnitt des Außenelements gemeinsam einen äußeren Ölvorratsraum für das Ventilspielausgleichselement begrenzen, welcher über eine erste Bohrung in der Führungshülse mit einem inneren Ölvorratsraum des Ventilspielausgleichselements verbunden ist. Dieser äußere Ölvorratsraum soll sich über etwa 180° des Umfangs des Stößels erstrecken, und es soll eine gegenüber der ersten Bohrung um ebenfalls 180° versetzte zweite Bohrung in der Führungshülse angeordnet sein. Diese zweite, versetzt angeordnete Bohrung dient als Entlüftung bei einer Erstbefüllung des äußeren Ölvorratsraumes.
Schließlich ist vorgesehen dass die Hülse an ihrem unteren Rand mit dem Hemd verschweißt ist. Auf diese Weise wird für eine zusätzliche Fixierung der Hülse in dem Außenelement gesorgt, wobei die Hülse im übrigen dadurch am Außenelement fixiert ist, dass sie sowohl auf die Außenmantelfläche der Führungshülse als auch auf die Innenmantelfläche des Hemds gepresst ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der zwei Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten schaltbaren Tassenstößels, bei dem Druckmittel aus einem Druckmittelkanal über eine Bohrung einem Kuppelelement zugeführt wird,
2 einen Längsschnitt gemäß Linie II-II durch den Tassenstößel in 1,
3 einen Schnitt gemäß Linie III-III durch den Tassenstößel in 1 sowie ein Kippen dieses geschnittenen Tassenstößels in eine perspektivische Ansicht und
4 einen Längsschnitt durch eine Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgebildeten schaltbaren Tassenstößels.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In der 1 ist mit 1 ein tassenförmiger Stößel bezeichnet, der aus einem hohlzylindrischen Außenelement 2 und einem zylindrischen Innenelement 3 besteht. Zunächst sei der Aufbau des Außenelements 2 beschrieben:
Das Außenelement 2 besteht aus einem hohlzylindrischen Hemd 4, über welches der gesamte tassenförmiger Stößel 1 längsverschieblich in einer nicht näher dargestellten Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine angeordnet wird. Das Hemd 4 geht an seiner einen Stirnseite in einen nach innen weisenden Ringabschnitt 5 über, wobei dieser Ringabschnitt 5 an seiner Stirnfläche 6 von einem nicht näher dargestellten Nocken einer Nockenwelle beaufschlagbar ist, der aufgrund seiner Geometrie für eine große Hubbewegung des Stößels 1 und somit eines Gaswechselventils sorgt. Der Ringabschnitt 5 geht über in eine von dieser Stirnfläche 6 wegweisende Führungshülse 7, die konzentrisch zum Hemd 4 verläuft. Da die Führungshülse 7 ebenfalls hohlzylindrisch gestaltet ist, bildet sie eine Aufnahmebohrung 8, in der das längsbewegliche Innenelement 3 geführt ist.
Weiterhin ist in das Außenelement 2 eine dünnwandige Hülse 9 eingesetzt, wobei diese Hülse 9 im wesentlichen der Innenkontur des Hemds 4, des Ringabschnitts 5 und der Führungshülse 7 angepasst ist. Die dünnwandige Hülse 9 besteht dabei aus einem ersten zylindrischen Teil 9a, der an seinem einen Ende zunächst in einen Ringteil 10 und schließlich in einen inneren zylindrischen Hülsenabschnitt 11 übergeht. Mit letzterem umschließt die Hülse eine Außenmantelfläche der Führungshülse 7. Der zylindrische Teil der dünnwandigen Hülse 9 liegt zum überwiegenden Teil wandparallel an einer Innenmantelfläche des Hemds 4 an. In einem in 1 dargestellten Bereich, durch den der entsprechende Längsschnitt verläuft, ist die dünnwandige Hülse 9 mit einer Sicke 12 versehen, die zur Bildung eines in Längsrichtung des Stößel 1 verlaufenden Druckmittelkanals 13 führt.
Außerdem ist, wie der 2 entnommen werden kann, die dünnwandige Hülse 9 mit einer in Umfangsrichtung über einen Teil ihres Umfangs verlaufende Umfangssicke 14 versehen. In den durch diese Umfangssicke 14 gebildeten Umfangskanal 15 mündet eine im Hemd 4 angeordnete Druckmittelzufuhröffnung 16 ein, die mit einer nicht näher dargestellten Ölgalerie des Zylinderkopfes in Verbindung steht.
Wie weiterhin aus den 1 und 2 hervorgeht, ist das Innenelement 3 mit einer ersten kreisförmigen Stirnfläche 17 versehen, die von einem ebenfalls nicht dargestellten Nocken beaufschlagbar ist, der am tassenförmigen Stößel 1 über das Innenelement 3 und somit an einem Gaswechselventil einen kleineren Hub bewirkt. Das Innenelement 3 weist, abgewandt von seiner ersten kreisförmigen Stirnfläche 17 eine zweite ebenfalls kreisförmige Stirnfläche 17a auf, an der ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement 18 anliegt. Dieses Ventilspielausgleichselement 18 ist außerdem in einem zylindrischen Ansatz 19 des Innenelements 3 geführt und stützt sich anderenends an einem nicht dargestellten Ventilschaftsende eines Gaswechselventils ab. Das Ventilspielausgleichselement 18 besteht im wesentlichen aus einem Druckkolben 20, einem auf dem Druckkolben 20 geführten Hohlkolbens 22, der einen Hochdruckraum 21 umschließt, einer Druckfeder 23 und einem Rückschlagventil 24. Die Zufuhr von Motoröl in das Ventilspielausgleichselement 18 erfolgt ebenfalls von einer nicht dargestellten Ölgalerie des Zylinderkopfes durch eine erste Bohrung 25 im Hemd 4, einen Kanal 26, einen äußeren Ölvorratsraum 27 sowie zweite Bohrungen 28 und 28a, die im Außenelement 2 sowie im Innenelement 3 angeordnet sind. Von dort aus gelangt das Motoröl über einen Übertritt 29 in einen zentralen Ölvorratsraum 30.
Wie der 2 entnommen werden kann, wird dieser zum Ventilspielausgleichselement 18 führende Ölpfad zum einen durch die entsprechenden Abschnitte des Außenelements 2 und die dünnwandige Hülse 9 begrenzt. Ebenfalls der 2 ist zu entnehmen, dass die Stirnfläche 6 des Außenelements 2 und die erste kreisförmige Stirnfläche 16 des Innenelements 3 gekrümmt ausgebildet sind.
In dem entsprechenden Kopfabschnitt sowohl des Außenelements 2 als auch des Innenelements 3 sind die Bauteile eines Kuppelelements 31 angeordnet. Zur Aufnahme dieses Kuppelelements 31 ist das Außenelement 2 mit Ausformungen 32 und 33 versehen. Das Kuppelelement 31 besteht im wesentlichen aus einem ersten Verriegelungsstift 34 und einem zweiten Verriegelungsstift 35. Der ersten Verriegelungsstift 34 ist dabei in einem topfförmigen Anschlagelement 36, wie in 1 dargestellt, geführt. Dieser erste Verriegelungsstift 34 ist an einer Stirnseite mit Druckmittel beaufschlagbar und stützt sich an seiner anderen Stirnseite an dem zweiten Verriegelungsstift 35 ab. Dabei befindet sich im dargestellten entkuppelten Zustand des Kuppelelements 31 der erste Verriegelungsstift 34 vollständig innerhalb der radialen Erstreckung des Außenelements 2, während sich der zweite Verriegelungsstift vollständig innerhalb des Innenelements 3 erstreckt. Der zweite Verriegelungsstift 35 weist einen Bund 37 auf, mit dem er sich über eine Druckfeder 38 im Innenelement 3 abstützt. Das von dem ersten Verriegelungsstift 34 abgewandte Ende des zweiten Verriegelungsstift 35 kann sich unter Druckmittelbetätigung gegen die Kraft der Druckfeder 38 in eine Verriegelungsbohrung 39 im Außenelement 2 und gegen einen Anschlag 40 bewegen. Dabei übergreifen beide Verriegelungsstifte 34 und 35 den Spalt zwischen dem Außenelement 2 und dem Innenelement 3, so dass der Nocken großer Hubes das Gaswechselventil betätigt.
Eine derartige gemeinsame Längsbewegung der beiden Verriegelungsstifte 34 und 35 durch das über den Druckmittelkanal 13, der über die Hülse 9 und das Hemd 4 gebildet wird, zugeführte Druckmittel hervorgerufenen. Das Druckmittel tritt aus dem Druckmittelkanal 13 über eine im Ringabschnitt 5 des Außenelements 2 vorgesehene erste Bohrung 41 in eine sich daran anschließende zweite Bohrung 42 im Anschlagelement 36 und schließlich in einen Druckraum 43 am Ende des ersten Verriegelungsstiftes 34 ein. Weiterhin ist zwischen dem Außenelement 2 und dem Innenelement 3 eine Lost-Motion-Feder 44 angeordnet. Diese stützt sich zum einen über die Hülse 9 an den Ausformungen 32 und 33 und zum anderen über einen Federteller 45 am Innenelement 3 ab. Die Ausformungen 32 und 33 sind in dem Bereich, in dem die Hülse 9 an ihnen anliegt, mit ebenen Anlageflächen 46 versehen.
Zur weiteren Erläuterung des im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebenen wird auf die 3 verwiesen, aus der insbesondere der Verlauf des durch die Umfangs Sicke 14 gebildeten Umfangskanals 15 hervorgeht. Weiterhin ist dieser Darstellung zu entnehmen, dass in dem Hemd 4 des tassenförmigen Stößels 1 ein Verdrehsicherungselement 47 angeordnet ist, das in eine nicht näher dargestellte Nut in der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes eingreift.
Aus den 1 bis 3 geht hervor, dass der gesteuerte Druckaufbau des Druckmittels über die Druckmittelzufuhrbohrung 16 in den Umfangskanal 15, über den Druckmittelkanal 13, die erste Bohrung 41 sowie die zweite Bohrung 42 direkt in den Druckraum 43 erfolgt. Dadurch kann in zuverlässiger Weise verhindert werden, dass sich in diesem Druckmittelpfad Luft ansammelt, die zu einer fehlerhaften Betätigung des Kuppelelements 31 führen würde.
Aus der 4 geht eine alternative Ausbildung der Anordnung hervor, bei welcher sich an den Druckmittelkanal 13 ein radial verlaufender Kanal 48 anschließt. Am Ende dieses radial verlaufenden Kanal 48 ist wiederum eine Übertrittsbohrung 49 vorgesehen, über die das Druckmittel in das Kuppelelement gelangt. Dieses im einzelnen nicht dargestellte Kuppelelement unterscheidet sich von dem nach den 1 bis 3 dadurch, dass das Druckmittel aufgrund von dessen Funktionsweise nicht im radial äußeren Bereich sondern im radial inneren Bereich zugeführt werden muss. Daher ist der radial verlaufende Kanal 48 vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: tassenförmiger Stößel
2: Außenelement
3: Innenelement
4: Hemd
5: Ringabschnitt
6: Stirnfläche
7: Führungshülse
8: Aufnahmebohrung
9: dünnwandige Hülse
9a: erster zylindrischer Teil von 9
10: Ringteil von 9
11: Hülsenabschnitt von 9
12: Sicke
13: Druckmittelkanal
14: Umfangssicke
15: Umfangskanal
16: Druckmittelzufuhröffnung
17: erste kreisförmige Stirnfläche
17a: zweite kreisförmige Stirnfläche
18: Ventilspielausgleichselement
19: zylindrischer Ansatz
20: Druckkolben
21: Hochdruckraum
22: Hohlkolben
23: Druckfeder
24: Rückschlagventil
25: erste Bohrung
26: Kanal
27: äußerer Ölvorratsraum
28: zweite Bohrung
28a: zweite Bohrung
29: Übertritt
30: zentraler Ölvorratsraum
31: Kuppelelement
32: Ausformung
33: Ausformung
34: erster Verriegelungsstift
35: zweiter Verriegelungsstift
36: topfförmiges Anschlagelement
37: Bund
38: Druckfeder
39: Verriegelungsbohrung
40: Anschlag
41: erste Bohrung
42: zweite Bohrung
43: Druckraum
44: Lost-Motion-Feder
45: Federteller
46: ebene Anlageflächen
47: Verdrehsicherungselement
48: radial verlaufender Kanal
49: Übertrittsbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19728100 A1 [0003]

Claims

Schaltbarer Stößel (1) für eine Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, im wesentlichen bestehend aus einem hohlzylindrischen Außenelement (2) für eine Ventilbetätigung mit großem Hub und einem zylindrischen Innenelement (3) für eine Ventilbetätigung mit kleinerem Hub, welches Außenelement (2) über ein im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildetes Hemd (4) längsverschiebbar in einem Zylinderkopf oder Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Hemd (4) stirnseitig in einen nach innen kragenden Ringabschnitt (5) übergeht, der an einer Stirnfläche (6) von einem Nocken großen Hubes beaufschlagbar ist und an den sich eine in Richtung des Gaswechselventils weisende, konzentrisch zum Hemd (4) verlaufende Führungshülse (7) anschließt, und wobei im Inneren der Führungshülse (7) eine Aufnahmebohrung (8) vorgesehen ist, die das gegenüber dem Außenelement (2) längsbewegliche Innenelement (3) aufnimmt und führt, welches zylindrische Innenelement (3) an einer ersten kreisförmigen Stirnfläche (17) von einem Nocken kleineren Hubes beaufschlagbar ist und mittels einer zweiten Stirnfläche (17a) unmittelbar oder mittelbar mit einem Ventilschaltende des Gaswechselventils oder weiteren Ventilbetätigungselementen zusammenwirkt, wobei zumindest ein hydraulisch betätigbares Kuppelelement (31) in einem dem Ringabschnitt (5) und der ersten Stirnfläche (6) benachbarten Bereich vorgesehen ist, das unter Verwendung eines hydraulischen Druckes und der Kraft einer Druckfeder (38) wahlweise in eine Kuppelstellung, in der es das Außenelement (2) und das Innenelement (3) formschlüssig aneinander kuppelt, oder in eine Entkuppelstellung bringbar ist, wobei im Hemd (4) des Außenelements (2) eine Druckmittelzufuhröffnung (16) vorgesehen ist, an die sich eine durch das Außenelement (2) und eine in dieses eingesetzte dünnwandige Hülse (9) gebildeter Druckmittelkanal (13) anschließt, wobei die Hülse (9) im wesentlichen der Innenkontur des Hemds (4) folgt und einen nach innen weisenden Ringteil (10) sowie zumindest eine in Längsrichtung des Stößels verlaufende eingeprägte Sicke (12) aufweist, so dass gemeinsam mit einer Innenmantelfläche des Außenelements (2) der Druckmittelkanal (13) gebildet wird, der dem Kuppelelement (31) Druckmittel zuführt oder aus diesem ableitet, und wobei der Ringabschnitt (5) in dem Bereich, in dem das oder die Kuppelelemente (31) verlaufen, an seiner von der Stirnfläche (6) abgewandten Seite Ausformungen (32, 33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelkanal (13) unmittelbar in eine Bohrung (41) mündet, die in einer der Ausformungen (32, 33) des Ringabschnitts (5) angeordnet ist und zum Kuppelelement (31) führt.
Schaltbarer Stößel (1) für eine Betätigung eines Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, im wesentlichen bestehend aus einem hohlzylindrischen Außenelement (2) für eine Ventilbetätigung mit großem Hub und einem zylindrischen Innenelement (3) für eine Ventilbetätigung mit kleinerem Hub, welches Außenelement (2) über ein im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildetes Hemd (4) längsverschiebbar in einem Zylinderkopf oder Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Hemd (4) stirnseitig in einen nach innen kragenden Ringabschnitt (5) übergeht, der an einer Stirnfläche (6) von einem Nocken großen Hubes beaufschlagbar ist und an den sich eine in Richtung des Gaswechselventils weisende, konzentrisch zum Hemd (4) verlaufende Führungshülse (7) anschließt, und wobei im Inneren der Führungshülse (7) eine Aufnahmebohrung (8) vorgesehen ist, die das gegenüber dem Außenelement (2) längsbewegliche Innenelement (3) aufnimmt und führt, welches zylindrische Innenelement (3) an einer ersten kreisförmigen Stirnfläche (17) von einem Nocken kleineren Hubes beaufschlagbar ist und mittels einer zweiten Stirnfläche (17a) unmittelbar oder mittelbar mit einem Ventilschaltende des Gaswechselventils oder weiteren Ventilbetätigungselementen zusammenwirkt, wobei zumindest ein hydraulisch betätigbares Kuppelelement (31) in einem dem Ringabschnitt (5) und der ersten Stirnfläche (6) benachbarten Bereich vorgesehen ist, das unter Verwendung eines hydraulischen Druckes und der Kraft einer Druckfeder (38) wahlweise in eine Kuppelstellung, in der es das Außenelement (2) und das Innenelement (3) formschlüssig aneinander kuppelt, oder in eine Entkuppelstellung bringbar ist, wobei im Hemd (4) des Außenelements (2) eine erste Druckmittelzufuhröffnung (16) vorgesehen ist, an die sich eine durch das Außenelement (2) und eine in dieses eingesetzte dünnwandige Hülse (9) gebildeter Druckmittelkanal anschließt, wobei die Hülse (9) im wesentlichen der Innenkontur des Hemds (4) folgt und einen nach innen weisenden Ringteil (10) sowie zumindest eine in Längsrichtung des Stößels (1) verlaufende eingeprägte Sicke (12) aufweist, so dass gemeinsam mit einer Innenmantelfläche des Außenelements (2) der Druckmittelkanal (13) gebildet wird, der dem Kuppelelement (31) Druckmittel zuführt oder aus diesem ableitet, und wobei der Ringabschnitt (5) in dem Bereich, in dem das oder die Kuppelelemente (31) verlaufen, an seiner von der Stirnfläche (6) abgewandten Seite Ausformungen (32, 33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Druckmittelkanal (13) ein radial in Richtung des Innenelements (3) verlaufender Kanal (48) anschließt, dessen Querschnitt im wesentlichen dem des Druckmittelkanals (13) entspricht, und dass der radial verlaufende Kanal (48) in eine Übertrittsbohrung (49) mündet, die in einer der Ausformungen des Ringabschnitts (32, 33) angeordnet ist und zum Kuppelelement (31) führt.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (32, 33) eine plane Fläche (46) aufweisen, an der der Ringteil (10) der Hülse (9) flächig anliegt.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (32, 33) eine plane Fläche (46) aufweisen, an der der Ringteil (10) der Hülse (9) flächig anliegt und dass der radial verlaufende Kanal (48) als Sicke im Ringteil (10) der Hülse (9) hergestellt ist.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformungen (32, 33) eine plane Fläche (46) aufweisen, an der der Ringteil (10) der Hülse (9) flächig anliegt und dass der radial verlaufende Kanal (48) als Einprägung in die plane Fläche (46) hergestellt ist.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung des Druckmittelzuflusses zum Kuppelelement (31) der Ringteil (10) der Hülse (9) in entsprechenden Bereichen mit den Ausformungen (32, 33) verschweißt, verlötet oder mittels einer Dichtungsmasse verklebt ist.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, ausgehend von der Druckmittelzufuhröffnung (16), im konzentrisch zum Hemd (4) verlaufenden zylindrischen Abschnitt der Hülse (9a) eine über etwa 90° an dessen Umfang verlaufende Umfangssicke (14) ausgebildet ist, die einen Umfangskanal (15) bildet, welcher in den Druckmittelkanal (13) mündet.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Druckmittelzufuhröffnung (16), außerhalb des mit der Umfangssicke (14) versehen Bereichs ein Verdrehsicherungselement (47) in das Hemd (4) eingesetzt ist.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenelement (3) ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement (18) angeordnet ist, wobei der Ringteil (10) der Hülse (9), die Ausformungen (32, 33) und der Ringabschnitt (5) des Außenelements (2) einen äußeren Ölvorratsraum (27) für das Ventilspielausgleichselement (18) bilden, welcher über zweite Bohrungen (28, 28a) in der Führungshülse (7) und im zylindrischen Ansatz (19) mit einem inneren Ölvorratsraum des Ventilspielausgleichselements (18) verbunden ist.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der äußere Ölvorratsraum (27) über etwa 180° des Umfangs des Stößels (1) erstreckt und dass gegenüber der ersten Bohrung um ebenfalls 180° eine zweite Bohrung in der Führungshülse angeordnet ist.
Schaltbarer Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (9) an ihrem unteren Rand mit dem Hemd (4) verschweißt ist.