Schaltbarer Stössel zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stösselstange

Abstract

 Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Stößel (1) zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange. Erfindungsgemäß ist eine als Lost-Motion-Feder verwendete Schraubendruckfeder (15) zur Beaufschlagung des Innenelements (4) axial aus einem Gehäuse (2) verlagert. Hierfür hat das Innenelement (4) einen aus dem Gehäuse (2) heraus geführten Ansatz (15a), welcher von der Schraubendruckfeder (15) umschlossen ist.
Diese Maßnahme trägt zur Minimierung der Gesamtmasse des schaltbaren Stößels (1) bei, da die Baulänge des Gehäuses (2) verkürzt ist.

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Stößel zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange, insbesondere in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, in dessen axial verlaufender Aussparung ein längs bewegliches Innenelement angeordnet ist, das in einer Relativstellung zum Gehäuse über Koppelmittel mit diesem verbindbar ist, wobei an einer der Aussparung abgewandten Seite das Gehäuse eine Anlauffläche für einen Nocken und das Innenelement an der Seite der Aussparung eine Anlage für die Stößelstange hat, welches Innenelement die Aussparung mit einem Ansatz überragt und vom Gehäuse weg durch wenigstens eine Schraubendruckfeder beaufschlagt ist.

Hintergrund der Erfindung

[0002] Ein derartiger Stößel geht aus Fig. 2 der als gattungsbildend betrachteten DE 198 44 202 hervor. Zu erkennen ist, daß ein Druckfederpaket vorgesehen ist, welches innerhalb des Gehäuses verläuft. Das Druckfederpaket stützt sich an einem Ende an einem Boden des Gehäuses ab und wirkt anderenends gegen eine Unterseite des Innenelements. Aufgrund der Anordnung des Druckfederpakets im Gehäuse besitzt letzteres eine unnötige Baulänge. Diese setzt sich zumindest zusammen aus dem notwendigen Einfederweg plus dem Blockmaß des Druckfederpakets. Aufgrund der relativ großen Baulänge des Gehäuses, die an einem relativ dickwandigen Rohrabschnitt realisiert ist, erhöht sich unnötig die Gesamtmasse des schaltbaren Stößels.

Aufgabe der Erfindung

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schaltbaren Stößel der vorgenannten Art zu schaffen, dessen Gesamtmasse mit einfachen Mitteln verringert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schraubendruckfeder zumindest größtenteils um den Ansatz des Innenelements gelegt ist und einenends gegen eine der Aufnahme abgewandte Abstützung des Innenelements und anderenends gegen einen Rand bzw. randnahen Abschnitt der Aufnahme wirkt. Durch diese Verlagerung der Schraubendruckfeder nach "außen" kann ein Gehäuse geschaffen werden, das deutlich kürzer als bisher ausgeführte Gehäuse baut. Somit ist mit sehr einfachen Mitteln die Gesamtmasse des schaltbaren Stößels verringert, da lediglich innerhalb des Gehäuses noch ein Einfederweg für das Innenelement vorgesehen werden muß.

[0005] Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltungsform der Erfindung, die auch selbständig schutzfähig sein kann, geht aus Anspruch 2 hervor. Dadurch, daß das Gehäuse keinen Boden zur einenendigen Abstützung der Schraubendruckfeder in seinem Inneren mehr besitzt, ist ein zusätzlicher Schritt in Richtung Leichtbau vorgeschlagen. Somit ist das Gehäuse komplett offen, rohrähnlich hergestellt.

[0006] Ein besonders reibungsarmer Nockenanlauf ist dadurch realisiert, indem eine entsprechende Anlauffläche am Gehäuse als beispielsweise wälzgelagerte Rolle hergestellt ist. Denkbar ist an dieser Stelle jedoch auch ein Gleitabgriff.

[0007] Zur weiteren Minimierung der Bauhöhe des Gehäuses und somit der Gesamtmasse ist es vorgeschlagen, eine der Rolle zugewandte Stirnseite des Innenelements zylindrisch (in Rollenrichtung gesehen) einzuformen. Hierdurch kann im abgeschalteten Zustand des Innenelements dieses über die entsprechende Rolle abschnittsweise "tauchen".

[0008] Eine einfache Anlagemöglichkeit für die nach außen verlagerte Schraubendruckfeder ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach kann die Schraubendruckfeder an einem Rand des Gehäuses bzw. einem randnahen Abschnitt dieses angelegt sein. Alternativ hierzu ist es vorgesehen, die Aufnahme des Gehäuses, ausgehend von ihrem Rand, radial zu stufen, so daß sich die Schraubendruckfeder an einem so gebildeten Ringabsatz abstützt.

[0009] Eine Anlagerung der Schraubendruckfeder an der Seite des Innenelements kann wahlweise über ein separates Anschlagteil wie einen Ring bzw. über einen einteilig vom Innenelement ausgehenden Ringkragen erfolgen. Diese Maßnahmen sind sehr einfach und kostengünstig zu realisieren.

[0010] In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, den von der Schraubendruckfeder umgebenen Ansatz des Innenelements als separates und dünnwandiges Teil wie ein Blechteil auszubilden. Dieses kann wahlweise an einen Außen- oder Innenmantel des Innenelements geclipst, geschnappt o. ä. werden. Selbstverständlich erschließen sich dem Fachmann an dieser Stelle weitere einfache Verbindungsmaßnahmen form-, kraft- oder stoffschlüssiger Natur bzw. bestehend aus Kombinationen von diesen.

[0011] Es ist ebenfalls vorgesehen, den Ansatz des Innenelements leicht trichterförmig auszubilden, so daß eine Einführhilfe für die Stößelstange gegeben ist.

[0012] Zweckmäßigerweise ist der Stößel mit einem hydraulischen Spielausgleichselement an sich bekannter Bauart versehen. Somit kann auf aufwendige mechanische Spieleinstellmaßnahmen verzichtet werden. Das Spielausgleichselement ist Bestandteil des Innenelements.

[0013] Für die Anwendungsfälle, bei denen die Stößelstange eine relativ große Schrägstellung zum schaltbaren Stößel besitzt, muß eine sehr "hochliegende" Anlage für die Stößelstange am Innenelement geschaffen werden. Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, einen Druckkolben des Spielausgleichselements, auf welchem sich die Stößelstange mit ihrem einen Ende abstützt, axial relativ weit aus dem Gehäuse herauszuführen, so daß er deutlich in den Ansatz des Innenelements hineinragt. Denkbar ist es, daß der Druckkolben zweckmäßigerweise so ausgebildet ist, daß er einen relativ großen Vorratsraum für Hydraulikmittel einschließt. Dies kann Vorteile beim Kaltstart der Brennkraftmaschine haben, da sofort eine ausreichende Menge an Hydraulikmittel für den Spielausgleich zur Verfügung steht.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0014] Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.

[0015] Es zeigen:

Figur 1

Einen Längsschnitt durch einen schaltbaren Stößel mit einem einteilig mit dem Innenelement verbundenen Ansatz, orthogonal zu den Koppelmitteln;

Figur 2

eine Ansicht wie vorgenannt, jedoch mit separatem Ansatz;

Figur 3

ein Bauteil wie vorbeschrieben, jedoch mit einer alternativen Befestigungsform für den Ansatz und

Figur 4

einen Stößel, ähnlich den vorhergenannten, jedoch mit geschnittenen Koppelmitteln und axial verlängertem Druckkolben.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

[0016] Die Figuren offenbaren einen schaltbaren Stößel 1. Dieser dient zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange. Der Stößel 1 hat ein dünnwandiges und hier rohrähnlich offen ausgebildetes Gehäuse 2. In einer Aussparung 3 des Gehäuses 2 ist axial beweglich ein Innenelement 4 aufgenommen. Das Innenelement 4 ist in einer Hubstellung über nicht näher erläuterte Koppelmittel 5 (siehe auch Figur 4) mit dem Gehäuse 2 verbindbar. Diese Koppelmittel 5 befinden sich im Bereich einer Stirnseite 6 des Innenelements 4, welche Stirnseite 6 einer Anlauffläche 7 für einen nicht dargestellten Nocken zugewandt ist. Die Anlauffläche 7 ist hier als wälzgelagerte Rolle ausgebildet, die auf einem Bolzen 8 verläuft, der wiederum an einer Seite 9 des Gehäuses 2 appliziert ist. Die Stirnseite 6 kann, wie insbesondere die Figuren 2 und 3 offenbaren, eine zylindrische Einformung 10 besitzen. Diese erstreckt sich in Richtung eines Verlaufs der als Rolle ausgebildeten Anlauffläche 7. Im Abkoppelmodus des Innenelements 4 vom Gehäuse 2 kann das Innenelement 4 mit seiner Einformung 10 sozusagen über die Anlauffläche 7 abschnittsweise tauchen. Diese Maßnahme wirkt sich, zusammen mit später näher erläuterten weiteren Maßnahmen, vorteilhaft auf die Gesamthöhe und somit auf das Gesamtgewicht des schaltbaren Stößels 1 aus.

[0017] Das Innenelement 4 besitzt des weiteren ein hydraulisches Spielausgleichselement 11 mit einem Druckkolben 12. Der Druckkolben 12 schließt einen Vorratsraum 13 für Hydraulikmittel ein.

[0018] Ein Bereich des Gehäuses 2, welcher der Seite 9 abgewandt ist, hat einen Rand 13a. Der Rand 13a kann, wie in Figur 1 offenbart, auch gestuft ausgebildet sein und besitzt hier einen Ringabsatz 14. Auf dem Ringabsatz 14 (Figur 1) bzw. unmittelbar auf dem Rand 13a (Figuren 2 - 4a) stützt sich eine Schraubendruckfeder 15 ab. Diese umschließt einen Ansatz 15a, welcher das Innenelement 4 über den Rand 13a des Gehäuses 2 hinaus verlängert. An einem weiteren Ende ist die Schraubendruckfeder 15 an einer Abstützung 16, die als separates Anschlagteil 17 (siehe Figuren 1, 4) bzw. als einteilig vom Ansatz 15a ausgehender Ringkragen 18 (siehe Figuren 2, 3) ausgebildet ist, gelagert. Durch die hier offenbarte außenliegende Anordnung der Schraubendruckfeder 15 im Gegensatz zum Stand der Technik, kann die Baulänge des Gehäuses 2 deutlich minimiert werden. Dies verringert die Masse des relativ dickwandigen Gehäuses 2 und somit des schaltbaren Stößels 1. Zum anderen ist es möglich, lediglich eine Schraubendruckfeder 15 anzuordnen, wohingegen im Stand der Technik aufgrund des begrenzten Raumangebotes ein Druckfederpaket appliziert werden muß.

[0019] Die Figuren 2 und 3 offenbaren, daß der Ansatz 15a auch als separates Bauteil ausgebildet sein kann. Denkbar ist hier beispielsweise eine Blechausführung, die sich wiederum positiv auf die Gesamtmasse des Stößels 1 auswirkt. Dabei zeigt Figur 2, daß der Ansatz 15a mit dem Innenelement 4 beispielsweise durch eine innenliegende Clipsverbindung 19 verbunden sein kann. Alternativ hierzu kann die Clipsverbindung 19 gemäß Figur 3 auch außenliegend realisiert sein.

[0020] Wie Figur 2 zeigt, ist der separate Ansatz 15a mit seiner innenliegenden Clipsverbindung 19 leicht trichterförmig ausgebildet. Somit ist mit einfachen Mitteln eine Einführhilfe für die Stößelstange geschaffen.

[0021] Aus Figur 4 kann sich der Fachmann einen schaltbaren Stößel 1 entnehmen, bei dem der Druckkolben 12 des Spielausgleichselements 11 deutlich über den Rand 13a des Gehäuses 2 hinausgeführt ist. Der Ansatz 15a ist wie genannt einteilig mit dem Innenelement 4 ausgebildet. Diese Maßnahme erweist sich insbesondere dann sinnvoll, wenn die Stößelstange eine relativ große Schräglage in bezug auf den Stößel 1 besitzt und somit eine hochliegende Anlage 20 für die Stößelstange wünschenswert ist.

Bezugszahlenliste

[0022] 

1

Stößel

2

Gehäuse

3

Aussparung

4

Innenelement

5

Koppelmittel

6

Stirnseite

7

Anlauffläche

8

Bolzen

9

Seite

10

Einformung

11

Spielausgleichselement

12

Druckkolben

13

Vorratsraum

13a

Rand

14

Ringabsatz

15

Schraubendruckfeder

15a

Ansatz

16

Abstützung

17

Anschlagteil

18

Ringkragen

19

Clipsverbindung

20

Anlage

21

Außenmantel

22

Innenmantel

Ansprüche

1. Schaltbarer Stößel (1) zur direkten Übertragung eines Nockenhubes auf eine Stößelstange, insbesondere in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dessen axial verlaufender Aussparung (3) ein längs bewegliches Innenelement (4) angeordnet ist, das in einer Relativstellung zum Gehäuse (2) über Koppelmittel (5) mit diesem verbindbar ist, wobei an einer der Aussparung (3) abgewandten Seite (9) das Gehäuse (2) eine Anlauffläche (7) für einen Nocken und das Innenelement (4) an der Seite der Aussparung (3) eine Anlage für die Stößelstange hat, welches Innenelement (4) die Aussparung (3) mit einem Ansatz (15a) überragt und vom Gehäuse (2) weg durch wenigstens eine Schraubendruckfeder (15) beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet,

• dass die Schraubendruckfeder (15) zumindest größtenteils um den Ansatz (15a) des Innenelements (4) gelegt ist und einenends gegen eine der Aussparung (3) abgewandte Abstützung (16) des Innenelements (4) und anderenends gegen einen Rand (13a) bzw. randnahen Abschnitt der Aussparung (3) wirkt.

2. Stößel nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,

• dass das Gehäuse (2) dünnwandig ist und eine durchgehend offene, rohrähnliche Geometrie hat.

3. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• dass die Anlauffläche (7) für den Nocken als drehbare Rolle hergestellt ist, die auf einem Bolzen (8) gegenüber dem Gehäuse (2) gelagert ist.

4. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

• dass eine der Anlauffläche (7) zugewandte Stirnseite (6) des Innenelements (4) eine in Richtung der Anlauffläche (7) verlaufende, zylindrische Einformung hat.

5. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• dass die Aussparung (3) des Gehäuses (2), ausgehend von Ihrem Rand (13a), radial nach innen gestuft ausgebildet ist, wobei der randnahe Abschnitt aus einem Ringabsatz (14) innerhalb der Aussparung (3) besteht.

6. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• dass der Ansatz (15a) des Innenelements (4) als separates Bauteil gefertigt ist und aus dünnwandigem Leichtbauwerkstoff wie Blech besteht.

7. Stößel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

• dass der Ansatz (15a) über eine Clips- oder Schnappverbindung (19) mit einem Außen- oder Innenmantel (21 oder 22) des Innenelements (4) verbunden ist.

8. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• dass die einenendige Abstützung (16) des Innenelements (4) für die Schraubendruckfeder (15) als vom Ansatz (15a) ausgehender Ringkragen (18) bzw. als separates Anschlagteil (17) wie ein Sicherungsring ausgebildet ist.

9. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• dass in das Innenelement (4) ein hydraulisches Spielausgleichselement (11) eingebaut ist.

10. Stößel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

• dass ein einen Vorratsraum (13) für Hydraulikmittel einschließender Druckkolben (12) des Spielausgleichselements (11) axial so über den Rand (13a) des Gehäuses (2) verlängert ist, dass es in den Ansatz (15a) des Innenelements (4) hineinragt, wobei die Anlage (20) für die Stößelstange direkt am Druckkolben (12), in unmittelbarer axialer Nähe zur einenendigen Abstützung (16) verläuft.

Zeichnung