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DE19915532B4 - Schaltbares Ventiltriebsglied - Google Patents

Schaltbares Ventiltriebsglied Download PDF

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DE19915532B4 DE19915532A DE19915532A DE19915532B4 DE 19915532 B4 DE19915532 B4 DE 19915532B4 DE 19915532 A DE19915532 A DE 19915532A DE 19915532 A DE19915532 A DE 19915532A DE 19915532 B4 DE19915532 B4 DE 19915532B4
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Abstract

Schaltbares Ventiltriebsglied (1), das als Rollen-, Tassenstößel oder als Abstützelement ausgebildet ist, bestehend aus einem dünnwandigen, hohlzylindrischen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein relativ zum Gehäuse (2) axial bewegliches Innenelement (4) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) und das Innenelement (4) je eine in einer Relativstellung zueinander fluchtende Radialbohrung (13, 10) besitzen und unmittelbar im Material der Radialbohrung (10) des Innenelements (4) wenigstens ein direkt in das Material der Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) verschieblicher, mit einer balligen Stirnseite (14) versehener Kolben (11) zur Kopplung des Innenelements (4) mit dem Gehäuses (2) bei der Relativstellung verläuft, wobei die Außenoberfläche des Innenelements (4) im Bereich der Mündung der Radialbohrung (10) des Innenelements (4) zur Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) hin ein Bereich einer Mantelfläche eines Zylinders ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche des Gehäuses (2) im Bereich der Mündung der Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) zur Radialbohrung (10) des Innenelements...

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein schaltbares Ventiltriebsglied, das als Rollen-, Tassenstößel oder als Abstützelement ausgebildet ist, bestehend aus einem dünnwandigen, hohlzylindrischen Gehäuse, in dessen Bohrung ein relativ zum Gehäuse axial bewegliches Innenelement angeordnet ist, wobei das Gehäuse und das Innenelement je eine in einer Relativstellung zueinander fluchtende Radialbohrung besitzen und unmittelbar im Material der Radialbohrung des Innenelements wenigstens ein direkt in das Material der Radialbohrung des Gehäuses verschieblicher, mit einer balligen Stirnseite versehener Kolben zur Kopplung des Innenelements mit dem Gehäuses bei der Relativstellung verläuft.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein gattungsgemäßes Ventiltriebsglied, hier als Abstützelement ausgebildet, ist aus der DE 197 10 578 A1 vorbekannt. Dieses weist ebenfalls einen im Innenelement direkt angeordneten Kolben zur Kopplung des Innenelements mit dem Gehäuse auf. Dieser Kolben besitzt gehäuseseitig eine ballige Stirnseite.
  • Nachteilig bei dem vorbekannten Ventiltriebsglied ist es, dass es unter gewissen Betriebszuständen zu einem enormen Verschleiß am Kolben bzw. dessen gegenüberliegender Radialbohrung im Gehäuse kommen kann. Diese Betriebszustände sind determiniert durch einen beispielsweise nicht ausreichend in die Radialbohrung des Gehäuses eingefahrenen Kolben, trotz ausgelöstem Verschiebebefehl. Dies kann beispielsweise daher rühren, dass die Schaltzeit nicht ausreichte bzw. dass sich der Hydraulikmitteldruck im zur Verfügung stehenden Zeitfenster nur ungenügend abbaute (eine Verschiebung des Kolbens erfolgt bei dem als gattungsbildend herangezogenen Ventiltriebsglied über Druckfederkraft in Koppelrichtung). Ist nun der Kolben mit beginnendem Nockenhub nur geringfügig in die gegenüberliegende Radialbohrung eingefahren, so tragen aufgrund der Geometrie der gegenüberliegenden Radialbohrung mit Bohrung des Gehäuses nur zwei um einen Winkel versetzte untere Kanten des Kolbens. Dies kann im ungünstigsten Fall, trotz Härtung des Kolbens bzw. der Radialbohrung oder besonderer Werkstoffauswahl, zur plastischen Verformung am Kolben bzw. der Radialbohrung führen. Insbesondere ist damit zu rechnen, dass ein spanender Materialabtrag am Kolben stattfindet. Die Späne können wiederum im ungünstigsten Fall in einen Ringraum zwischen dem Gehäuse und dem Innenelement gelangen und dort zu einem Verklemmen des Innenelements relativ zum Gehäuse führen. Somit läßt sich das Ventiltriebsglied nicht mehr schalten und ist funktionsunfähig.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein schaltbares Ventiltriebsglied der vorbekannten Art zu schaffen, bei dem ein unnötig großer Verschleiß im Kontaktbereich von Kolben und Mündung der gegenüberliegenden Radialbohrung zur Kopplung mit sehr einfachen Mittel vermieden ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen wird gewährleistet, dass der Kolben, welcher ungünstigstenfalls nur teilweise in die Radialbohrung des Gehäuses eingefahren ist, mit beginnender Kopplung sofort über seine gesamte Breite trägt. Zudem ist aufgrund der balligen Stirnseite des Kolbens garantiert, dass dieser bei seiner Verschiebeposition in der Problemzone mit beginnendem Nockenhub über die sich ausbildende Keilwirkung zurück in seine Radialbohrung des Innenelements geschoben wird. Somit sind mit fertigungstechnisch sehr einfachen Mitteln die beschreibungseinleitend aufgeführten Nachteile beseitigt. Es ist nicht mehr damit zu rechnen, dass es bei der unerwünscht auftretenden Koppelposition zu einer Materialverformung bzw. zum Materialabtrag am Kolben bzw. der Radialbohrung kommt. Die Funktionsfähigkeit des schaltbaren Ventiltriebsglieds ist über die Lebensdauer der Brennkraftmaschine hinweg garantiert.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Abflachung um die Mündung nur mit einem sehr geringen Abstand zur Mündung verläuft. Somit wird die tragende Länge der Radialbohrung nicht unnötig verkürzt.
  • Gemäß Anspruch 2 soll die Abflachung durch einen Profilierungsvorgang wie Prägen, Erodieren oder Anfasen hergestellt sein. Denkbar sind an dieser Stelle auch noch weitere dem Fachmann geläufige Herstellverfahren wie Fräsen und ähnliches.
  • Eine bevorzugte Anwendung soll die Erfindung bei schaltbaren Ventiltriebsgliedern wie Rollenstößeln zur Beaufschlagung von Stößelstangen und bei Abstützelementen finden. Bei beiden Bauteilen erweist es sich aus Bauraumgründen notwendig, den Kolben im Innenelement zu applizieren, da das Gehäuse nur eine geringe Wandstärke besitzt und nicht zur Aufnahme eines derartigen Koppelmittels vorteilhaft geeignet ist. Der Schutzbereich der Erfindung bezieht sich jedoch auch auf direkt betätigbare Ventiltriebsglieder wie schaltbare Tassenstößel, bei welchen der Kolben ebenfalls im Innenelement eingebaut ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch ein schaltbares Ventiltriebsglied und
  • 2 eine vergrößerte Schnittansicht nach der Schnittlinie II-II der 1.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung wird anhand eines als Rollenstößel ausgebildeten schaltbaren Ventiltriebsglieds 1 näher erläutert:
    Das Ventiltriebsglied 1 besteht aus einem hohlzylindrischen Gehäuse 2, in dessen Bohrung 3 ein axial zum Gehäuse 2 bewegliches Innenelement 4 eingebaut ist. Das Gehäuse 2 weist an einer Stirnseite 5 eine wälzgelagerte Rolle 6 für einen unmittelbaren Nockenkontakt auf. An einer der Stirnseite 5 gegenüberliegenden Stirnseite 7 ist die Bohrung 3 von einer Anlage 8 des Innenelements 4 für ein Ende einer zeichnerisch nicht dargestellten Stößelstange überragt. Im Innenelement 4 ist ein an sich bekanntes hydraulisches Spielausgleichselement 9 eingebaut.
  • An dessen der Anlage 8 abgewandter Seite 9a besitzt das Innenelement 4 eine Radialbohrung 10. In der Radialbohrung 10 verläuft ein Kolben 11 als Koppelmittel, welcher Kolben 11 radial nach außen über eine Druckfeder 12 beaufschlagt ist. Das Gehäuse 2 besitzt ebenfalls eine Radialbohrung 13. Gehäuse 2 und Innenelement 4 sind in 1 in ihrem über den Kolben 11 gekoppelten Zustand gezeigt. Das von der Stößelstange mittelbar beaufschlagte Gaswechselventil öffnet im Hubsinn des die Rolle 6 beaufschlagenden Nockens. Die hier gezeigte Kopplung wird zweckmäßigerweise während eines Grundkreiskontakts des zeichnerisch nicht offenbarten Nockens hergestellt.
  • Eine Stirnseite 14 des Kolbens 11 ist ballig gefertigt (siehe auch 2). Gleichzeitig ist ein der Stirnseite 14 bei dem in 1 gezeigten Verschiebezustand gegenüberliegender Umgebungsbereich der Radialbohrung 13 der Bohrung 3 als Anflachung 15 gefertigt. Eine Mündung der Radialbohrung hat somit kreisförmige Geometrie. Soll der Kolben 11 von dem in 2 zu dem in 1 gezeigten Zustand, d. h. aus seiner Radialbohrung 10 in die Radialbohrung 13 zum Zwecke einer Kopplung des Innenelements 4 mit dem Gehäuse 2, verlagert werden, so trägt der Kolben 11 bei Einfahren in die Radialbohrung 13 stets mit einem Großteil seiner Unterseite. Im ungünstigsten Fall, d. h. bei nur ungenügender Kopplung oder Entkopplung, wird der Kolben 11 bei Differenzhub des Innenelements 4 zum Gehäuse 2 aufgrund der Balligkeit seiner Stirnseite 14 wieder vollständig in die Radialbohrung 10 verlagert. Wegen des plan ausgebildeten Bereichs der Bohrung 3 mit kreisartiger Mündung sind die im Stand der Technik ansonsten ungünstigstenfalls auftretenden und beschreibungseinleitend kritisierten Zustände mit einfachen Mitteln beseitigt.
    • 1
    Ventiltriebsglied, Rollenstößel
    2
    Gehäuse
    3
    Bohrung
    4
    Innenelement
    5
    Stirnseite
    6
    Rolle
    7
    Stirnseite
    8
    Anlage
    9
    hydraulisches Spielausgleichselement
    9a
    Seite
    10
    Radialbohrung
    11
    Kolben
    12
    Druckfeder
    13
    Radialbohrung
    14
    Stirnseite
    15
    Anflachung

Claims (2)

  1. Schaltbares Ventiltriebsglied (1), das als Rollen-, Tassenstößel oder als Abstützelement ausgebildet ist, bestehend aus einem dünnwandigen, hohlzylindrischen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein relativ zum Gehäuse (2) axial bewegliches Innenelement (4) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) und das Innenelement (4) je eine in einer Relativstellung zueinander fluchtende Radialbohrung (13, 10) besitzen und unmittelbar im Material der Radialbohrung (10) des Innenelements (4) wenigstens ein direkt in das Material der Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) verschieblicher, mit einer balligen Stirnseite (14) versehener Kolben (11) zur Kopplung des Innenelements (4) mit dem Gehäuses (2) bei der Relativstellung verläuft, wobei die Außenoberfläche des Innenelements (4) im Bereich der Mündung der Radialbohrung (10) des Innenelements (4) zur Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) hin ein Bereich einer Mantelfläche eines Zylinders ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche des Gehäuses (2) im Bereich der Mündung der Radialbohrung (13) des Gehäuses (2) zur Radialbohrung (10) des Innenelements (2) hin als Anflachung (15) ausgebildet ist.
  2. Schaltbares Ventiltriebsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anflachung (15) durch Prägen, Erodieren oder Anfasen hergestellt ist.
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KULKE, W. (Hrsg.): Fertigungstechnik Metall, 3., unveränderte … Auflage, Berlin: VEB Verlag Technik, 1975 (Wissensspeicher für … die Berufsbildung), S. 93, 94 *

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