DE4343876A1

DE4343876A1 - Stößel für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4343876A1
Application number: DE4343876A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Speil
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-06-29
Also published as: US5450826A; ITMI942455A0; JP3689134B2; KR100298928B1; KR950019037A; IT1271719B; ITMI942455A1; JPH07208124A

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel für den Ventiltrieb einer Brenn kraftmaschine mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, welches mit seinem dünnwandigen Hemd in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes axial beweglich angeordnet und an einer Stirnseite mittels eines dünnwandi gen Bodens verschlossen ist, mit einem sich konzentrisch zum Hemd erstreckenden, von einer Unterseite des Bodens ausgehenden, hydrauli schen Spielausgleichselement, dessen der Unterseite des Bodens zuge wandte Führungshülse von einem axial beweglichen Druckkolben umschlos sen ist, der mit seinem Boden einem Ende eines Ventilschaftes zuge wandt ist, mit einem an einer Innenseite des Hemdes öldicht befestig ten dünnwandigen sowie zylindrischen Element, welches im Bereich des Hemdes bis an den Boden reicht und unter Bildung eines ringförmigen Ölvorratsraumes in einen sich radial nach innen erstreckenden Ab schnitt übergeht, der anschließend in einen in Axialrichtung weisen den, konzentrischen Führungsabschnitt für den Druckkolben umgebogen ist und wobei in das zylindrische Element im Bereich des Hemdes ein sich in Bodenrichtung erstreckender Kanal für Hydraulikmittel, der ausgeht von einer das Hemd schneidenden Zulaufbohrung, geformt ist, und mit einem als Ausnehmung des Bodens ausgebildeten Übertritt zwi schen dem ringförmigen und einem zentrischen Ölvorratsraum.

Ein derartiger Stößel geht aus der DE-PS 30 06 644 hervor. Bei diesem wird das Hydraulikmittel über den sich an einer Innenseite eines Hemdes des Stößels erstreckenden Kanal, der in einen Radialabschnitt unterhalb des Bodens mündet, zu dem Ringraum geleitet, welcher ober halb der Führungshülse des zentrischen Spielausgleichselementes liegt.

Von Nachteil kann es bei dem aus der DE-PS 30 06 644 vorbekannten und als gattungsbildend angesehenen Stößel sein, daß das Auslaufniveau seines ringförmigen Ölvorratsraumes niedriger angeordnet ist als der Übertritt für Hydraulikmittel in den von der Führungshülse einge schlossenen zentrischen Ölvorratsraum. Dadurch ist zum einen die Auslaufhöhe für Hydraulikmittel in den ringförmigen Vorratsraum unnö tig verringert, was eine Mehrbevorratung an Hydraulikmittel zur siche ren Versorgung des Spielausgleichselementes einschließt. Diese Menge an Hydraulikmittel wirkt sich nachteilig gewichtserhöhend auf die Gesamtmasse des Stößels aus, wobei dieser Nachteil bei weiteren der Fachwelt bekannten Stößeln wesentlich eklatanter zutage tritt, da deren ringförmiger Ölvorratsraum bedeutend großvolumiger ausgelegt ist. Zum anderen ist eine entsprechende den Kanal bildende und den ringförmigen Ölvorratsraum in nockenferne Richtung begrenzende dünn wandige Hülse nur schwerlich zu fertigen. Wird nämlich der Kanal durch Einprägen hergestellt, so erhöht sich in diesem Bereich an dem dem Boden zugewandten Rand des zylindrischen Elements die Spannung. Ein Übertritt zwischen dem Kanal und dem ringförmigen Vorratsraum in diesem Randbereich läßt sich daher kaum realisieren oder führt zur Rißbildung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stößel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Probleme beseitigt sind und der insbesondere hinsichtlich seiner Auslaufsicherheit und seines Betriebsgewichtes optimiert ist, wobei dessen den ringförmigen Ölvorratsraum begrenzendes dünnwandiges Ele ment prozeßsicher gefertigt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß in der Unterseite des Bodens wenig stens eine Aussparung für einen Übertritt von Hydraulikmittel von dem Kanal in den ringförmigen Ölvorratsraum gebildet ist, welche einen Rand des Elements in Radialrichtung übergreift. Durch die hier be schriebene Aussparung ist ein relativ hochliegendes Auslaufniveau für den ringförmigen Ölvorratsraum geschaffen. Gleichzeitig gelingt es, das dünnwandige Element annähernd rotationssymmetrisch herzustellen, wodurch die beim Stand der Technik bisher vorliegenden Fertigungs schwierigkeiten eleminiert sind, bzw. nicht mehr die nachteilige Wulstbildung auftritt. Vorgesehen ist es, die Aussparung durch Prägen in die Unterseite des Bodens einzubringen, jedoch ist auch eine span abhebende Formgebung denkbar.

Ein besonders auslaufsicher gestalteter Stößel ist durch die in den Ansprüchen 2 und 3 beschriebenen Maßnahmen geschaffen. Fertigungs technisch günstig ist es, den Ringkanal direkt in das dünnwandige Element zu formen, wobei dieser auch durch eine entsprechende Formge bung des Stößels hergestellt sein kann. Mit in den Schutzumfang dieser Erfindung soll auch eine Lösung einbezogen sein, bei welcher der Ringkanal nicht allumlaufend ausgebildet ist, sondern nur einen be stimmten Winkel an der Unterseite des Bodens überstreicht.

Die Aussparung in der Unterseite des Bodens weist bevorzugt eine nut- oder kreisförmige Geometrie auf, wobei gegebenenfalls auch in Umfangs richtung verteilt mehrere derartige Ausnehmungen angeordnet sein können. Sofern der Boden eine separate Bodenplatte aufweist, ist es ebenfalls denkbar, die Aussparung als den Boden vollkommen durchsto ßend herzustellen, was fertigungstechnisch weiter sinnvoll wäre.

Aus dem nebengeordneten Anspruch 5 geht es hervor, daß das an der Innenseite des Hemdes anliegende Element mit seinem gesamten Rand sich direkt an die Unterseite des Bodens erstreckt, wobei in das Element an der Unterseite des Bodens wenigstens eine Ausformung für einen Ölüber tritt von dem Kanal zu dem ringförmigen Ölvorratsraum angeordnet ist, welche muldenförmig ausgebildet ist. Bei dieser Variante wird auf die Ausnehmung in der Unterseite des Bodens verzichtet. Vielmehr ist ein "weicher" Übergang von dem sich in Bodenrichtung erstreckenden Kanal des dünnwandigen Elements zu dem ringförmigen Ölvorratsraum geschaf fen, durch welchen ebenfalls die eingangs beschriebene nachteilige Rißbildung vermieden ist. Der Ölübertritt soll mit wesentlich größerem Radius als der Kanal ausgebildet sein und kann sich auch an einer dem Längskanal in Umfangsrichtung benachbarten Stelle befinden.

Wird nun das dünnwandige Element aus einem Kunststoff hergestellt, ist ein weiterer Beitrag zur Massereduzierung des gesamten Stößels gelei stet. Denkbar ist eine Schnappbefestigung des dünnwandigen Elements am Hemd des Stößels, jedoch sind auch Klebeverbindungen bzw. bei einer Blechausbildung Schweiß- oder Lötbefestigungen und anderes vorgesehen. Auch ist es denkbar, die Ölzulaufbohrung in den sich axial erstrecken den Kanal in einer Ringnut in dem Hemd des Stößels anzuordnen, wobei dann auf eine Verdrehsicherung des Stößels verzichtet werden kann.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale ihrer Ansprüche be schränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale und Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestal tungsbeispiel Offenbarten.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stößel,

Fig. 2a bis 2d Ansichten bezüglich verschiedener Gestaltungs formen der Aussparung,

Fig. 3 eine Teilansicht durch einen erfindungsgemäßen Stößel mit einer versetzt zum Zuführkanal angeordneten Ausspa rung,

Fig. 4 einen Teilquerschnitt einer weiteren Gestaltung des dünnwandigen Elements und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.

Aus Fig. 1 geht ein Stößel 1 hervor. Dieser besteht aus einem hohl zylindrischen Gehäuse 2, welches mit seinem dünnwandigen Hemd 3 in einer Aufnahmebohrung 4 eines Zylinderkopfes 5 axial beweglich an geordnet ist. Eine Stirnseite 6 des Gehäuses 2 ist durch einen dünn wandigen Boden 7 verschlossen ausgebildet. Von einer Unterseite 8 des Bodens 7 erstreckt sich konzentrisch zum Hemd 3 ein hydraulisches Spielausgleichselement 9. Eine Führungshülse 10 des Spielausgleichs elementes 9 ist von einem axial beweglichen Druckkolben 11 umschlossen und an der Unterseite 8 des Bodens 7 abgestützt. Der Druckkolben 11 ist wiederum mit seinem Boden 12 auf einem Ende eines Ventilschaftes 13 positioniert.

An einer Innenseite 14 des Hemdes 3 verläuft öldicht ein ringförmiges und dünnwandiges Element 15. Dieses reicht im Hemdabschnitt bis un mittelbar an die Unterseite 8 des Bodens 7. Von da aus weist ein trichterförmiger Abschnitt 16 radial nach innen, welcher anschließend in nockenferne Richtung in einen konzentrischen Führungsabschnitt 17 für den Druckkolben 11 übergeht. Der trichterförmige Abschnitt 16 begrenzt somit in nockenferne Richtung einen ringförmigen Ölvorrats raum 18, welcher das Spielausgleichselement 9 unterhalb des Bodens 7 umschließt. In das zylindrische Element 15 ist im Bereich des Hemdes 3 ein sich in Richtung zum Boden 7 erstreckender Kanal 19 für Hydrau likmittel geformt. Dieser Kanal 19 wird von einer das Hemd 3 schnei denden Zulaufbohrung 20 mit Hydraulikmittel versorgt. Ein Übertritt an Hydraulikmittel von dem Kanal 19 in den ringförmigen Ölvorratsraum 18 ist durch eine in der Unterseite 8 des Bodens 7 angeordnete Aussparung 21 hergestellt. Durch diese Aussparung 21 gelingt es, das dünnwandige Element 15 allumlaufend bis unmittelbar an den Boden 7 heranzuziehen, wodurch sich dessen Fertigung wie einleitend dargelegt, vereinfacht. Zugleich ist der Ölübertritt in den ringförmigen Ölvorratsraum 18 an eine relativ "hochliegende" Stelle des Stößels 1 verlegt, was dessen Auslaufsicherheit bei gleichzeitig minimierter notwendig einzuschlie ßender Hydraulikmenge verbessert.

Die Fig. 2a bis 2d zeigen in verschiedenen Ansichten Vorschläge für unterschiedliche Gestaltungsvarianten der Aussparung 21, wobei die Fig. 2a und 2b Unteransichten und die Fig. 2c und 2d Querschnit te darstellen.

Aus Fig. 3 geht eine Variante einer versetzten Ausbildung der Aus sparung 21 zu dem Kanal 19 hervor. Hierzu verläuft in einem Kantenbe reich zwischen der Unterseite 8 des Bodens 7 und der Innenseite 14 des Hemdes 3 ein in das dünnwandige Element 15 geformter Ringkanal 23, so daß ein besonders auslaufsicher gestalteter Stößel 1 geschaffen ist, wobei auch mehrere derartige Aussparungen 21 umfangsverteilt den Ringkanal 23 mit dem Ölvorratsraum 18 verbinden können.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine gegenüber der in Fig. 1 vorgeschlage nen Möglichkeit des Übertrittes an Hydraulikmittel in den ringförmigen Ölvorratsraum 18 alternative Gestaltung. Hierbei erstreckt sich das dünnwandige Element 15 mit seinem gesamten Rand 22 bis an die Unter seite 8 des Bodens 7, wobei im Bereich des Randes 22 wenigstens eine muldenförmige Ausformung 24 für einen Übertritt an Hydraulikmittel von dem Kanal 19 in den ringförmigen Ölvorratsraum 18 vorgesehen ist. Durch diese muldenförmige Ausformung 24 ist im ansonsten schwer ver formbaren Randbereich 22 ein "weicher" Materialübergang geschaffen, so daß es nicht mehr wie beim Stand der Technik zur gefürchteten Rißbil dung und ähnlichem in diesem Bereich beim Formgebungsprozeß kommt. Der ringförmige Ölvorratsraum 18 ist über eine Ausnehmung 25 mit einem zentrischen, innerhalb der Führungshülse 10 liegenden Ölvorratsraum 26 verbunden.

Bei der in den Fig. 1 und 4 gezeigten Lösung ist es während einer Montage des Elements 15 in den Stößel 1 erforderlich, das Element 15 mit seinem Kanal 19 der Aussparung 21 zuzuordnen. Jedoch sind ähnlich der in Fig. 3 gezeigten Lösung auch Ausgestaltungen vorgesehen, bei denen durch umfangsverteilte oder miteinander verbundene Kanäle/Über tritte ein derartiges Zuordnen entfallen kann.

Bezugszeichenliste

1 Stößel
2 Gehäuse
3 Hemd
4 Aufnahmebohrung
5 Zylinderkopf
6 Stirnseite
7 Boden
8 Unterseite
9 Spielausgleichselement
10 Führungshülse
11 Druckkolben
12 Boden
13 Ventilschaft
15 Element
16 Abschnitt
17 Führungsabschnitt
18 ringförmiger Ölvorratsraum
19 Kanal
20 Zulaufbohrung
21 Aussparung
22 Rand
23 Ringkanal
24 Ausformung
25 Ausnehmung
26 zentrischer Ölvorratraum

Claims

1. Stößel (1) für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem hohlzylindrischen Gehäuse (2), welches mit seinem dünnwandigen Hemd (3) in einer Aufnahmebohrung (4) eines Zylinderkopfes (5) axial be weglich angeordnet und an einer Stirnseite (6) mittels eines dünn wandigen Bodens (7) verschlossen ist, mit einem sich konzentrisch zum Hemd (3) erstreckenden, von einer Unterseite (8) des Bodens (7) ausge henden, hydraulischen Spielausgleichselement (9), dessen der Unter seite (8) des Bodens (7) zugewandte Führungshülse (10) von einem axial beweglichen Druckkolben (11) umschlossen ist, der mit seinem Boden (12) einem Ende eines Ventilschaftes (13) zugewandt ist, mit einem an einer Innenseite (14) des Hemdes (3) öldicht befestigten dünnwandigen sowie zylindrischen Element (15), welches im Bereich des Hemdes (3) bis an den Boden (7) reicht und unter Bildung eines ringförmigen Ölvorratsraumes (18) in einen sich radial nach innen erstreckenden Abschnitt (16) übergeht, der anschließend in einen in Axialrichtung weisenden, konzentrischen Führungsabschnitt (17) für den Druckkolben (11) umgebogen ist und wobei in das zylindrische Element (15) im Bereich des Hemdes (3) ein sich in Bodenrichtung erstreckender Kanal (19) für Hydraulikmittel, der ausgeht von einer das Hemd (3) schnei denden Zulaufbohrung (20), geformt ist, und mit einem als Ausnehmung (25) ausgebildeten Übertritt zwischen dem ringförmigen (18) und einem zentrischen Ölvorratraum (26), dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterseite (8) des Bodens (7) wenigstens eine Aussparung (21) für einen Übertritt von Hydraulikmittel von dem Kanal (19) in den ringför migen Ölvorratsraum (18) gebildet ist, welche einen Rand (22) des Elements (15) in Radialrichtung übergreift.

2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (21) für den Übertritt von Hydraulikmittel zu dem Kanal (19) in Um fangsrichtung gesehen versetzt ausgebildet ist, wobei zwischen dem Element (15) und der Innenseite (14) des Hemdes (3) und/oder der Unterseite (8) des Bodens (7) ein konzentrischer Ringkanal (23) gebil det ist, durch den der Kanal (19) mit der Aussparung (21) verbunden wird.

3. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (23) in das Element (15) geformt ist und vorzugsweise in dem Randbe reich (22) nahe der Stirnseite (6) des Hemdes (3) verläuft.

4. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (21) einen nut- oder kreisförmigen Querschnitt aufweist.

5. Stößel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeich net, daß das an der Innenseite (14) des Hemdes (3) anliegende Element (15) mit seinem gesamten Rand (22) sich direkt an die Unterseite (8) des Bodens (7) erstreckt, wobei in das Element (15) an der Unterseite (8) des Bodens (7) wenigstens eine Ausformung (24) für einen Ölüber tritt von dem Kanal (19) zu dem ringförmigen Ölvorratsraum (18) an geordnet ist, welche muldenförmig ausgebildet ist.