Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft einen Tassenstößel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine,
mit einem an einer Seite durch einen Boden verschlossenen hohlzylindrischen Hemd,
welcher Boden an seiner äußeren Stirnfläche eine Anlauffläche für einen Nocken sowie
an dessen innerer Stirnfläche eine zentrische Anlage für ein Gaswechselventil aufweist.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Ein derartiger Tassenstößel ist aus der als gattungsbildend betrachteten JP 6-17609
(A) vorbekannt. Dessen Boden hat an seiner inneren und äußeren Stirnfläche, bis auf
die Anlage für das Gaswechselventil, einen in etwa gleichen, flachen Verlauf. Aufgrund
dieses Verlaufs muß der Boden relativ massiv ausgebildet werden, damit der Tassenstößel
den dynamischen u. a. Betastungen während seines Betriebes gewachsen ist.
[0003] Auch ist festzustellen, dass der Tassenstößel vom Durchmesser her relativ groß ausgebildet
werden muss, um eine ausreichende Auswanderungsfläche des Nockens auf der äußeren
Stirnfläche zu garantieren.
Aufgabe der Erfindung
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Tassenstößel der vorbekannten Art zu schaffen,
bei welchem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.
Lösung der Aufgabe
[0005] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die innere Stirnfläche des
Bodens einen radial verlaufenden, planen Steg aufweist, zwischen dessen Kanten die
Anlage symmetrisch positioniert ist, wobei sich von jeder Kante ein dachartig vom
Boden weg abgeschrägter Schenkel an eine Innenseite des Hemdes erstreckt, welche Schenkel
sich achssymmetrisch gegenüberliegen.
[0006] Hierdurch sind die eingangs zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt.
Durch die dachartig abgeschrägten Schenkel an der inneren Stirnfläche des Bodens mit
dem sich plan erstreckenden Steg wird, wie auch FEM-Berechnungen ergeben haben, ein
deutlicher Steifigkeitszuwachs für den Tassenstößel geschaffen. Somit kann dieser
insgesamt hinsichtlich seiner Masse reduziert werden, was sich wiederum vorteilhaft
auf die oszillierenden Ventiltriebsmassen auswirkt.
[0007] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stößel, wie es Gegenstand eines Unteranspruchs
ist, mit Mitteln zur Verdrehsicherung versehen wird und wenn dessen Boden gleichzeitig
in Auswanderungsrichtung des Nockens gesehen einen zylindrischen Verlauf hat.
[0008] Aufgrund des zylindrischen Verlaufs kann, bei garantierter Auswanderungsfläche für
den Nocken auf der äußeren Stirnfläche am Boden, der Durchmesser des Tassenstößels
reduziert werden. Dabei ist als Verdrehsicherung gemäß einem weiteren Unteranspruch
beispielsweise eine im Hemd des Tassenstößels angeordnete Rollennadel vorgesehen,
welche das Hemd radial nach außen überragt und bei Einbau des Tassenstößels somit
in einer Längsnut einer Aufnahmebohrung im Zylinderkopf oder einer ähnlichen Umgebungskonstruktion
verläuft. Ggf. kann der Tassenstößel auch selbstzentrierend ausgelegt werden.
[0009] Ein weiterer Beitrag in Richtung Steifigkeitserhöhung ist dann geleistet, wenn der
Steg, gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, orthogonal zur zylindrischen
Erstreckung der äußeren Stirnfläche des Bodens verläuft. Ggf. kann dieser Steg jedoch
auch parallel oder generell lediglich winkelversetzt zu der zylindrischen Erstreckung
der äußeren Stirnfläche des Bodens vorliegen.
[0010] Zudem ist es vorgeschlagen, die Anlage für das Gaswechselventil auf dem Steg als
kegelstumpfähnliche oder nierensegmentartige Erhebung darzustellen. Somit ist zum
einen eine definierte Anlagefläche, die ggf. auch speziell verschleißgeschützt ausgebildet
sein kann, geschaffen. Zum anderen kann die Anlage höhenvariabel für den Montageprozess
beim Motorenhersteller bereitgehalten werden.
[0011] Anstelle der nierensegmentartigen oder kegelstumpfähnlichen Erhebung auf dem Steg
erschließen sich dem Fachmann an dieser Stelle noch weitere Ausgestaltungen, wie rein
zylindrische etc.
[0012] Alternativ zu der vorgenannten Erhebung ist es gemäß einem weiteren Unteranspruch
vorgesehen, die Anlage als tellerartige oder ähnlich ausgebildete Einformung im Steg
darzustellen.
[0013] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anlage gemeinsam oder allein mit der gesamten
inneren Stirnfläche des Bodens durch einen spanlosen Fertigungsvorgang wie beispielsweise
Prägen, Präge-Fließpressen, Schmieden oder ähnliches gefertigt wird.
[0014] Die dachartig abgeschrägten Schenkel können zwar in Richtung zum Boden gesehen aus
"Vollmaterial" bestehen, denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, diese als dünnwandige
und von der inneren Stirnfläche des Bodens abstehende Rippen auszubilden. Aufgrund
dieser Maßnahme ist ggf. ein weiterer Beitrag in Richtung Leichtbau und Senkung der
oszillierenden Ventiltriebsmassen geleistet.
[0015] Schließlich sind spezielle Verlaufsformen der dachartig abgeschrägten Schenkel vorgeschlagen.
Diese können beispielsweise konkav oder konvex gekrümmt verlaufen oder eine im wesentlichen
plane Erstreckung haben. Der Fachmann wird an dieser Stelle durch die ihm geläufigen
Berechnungs- und Auslegungsmethoden die geeignete Form der Schenkel für seinen Anwendungsfall
finden.
[0016] Der Schutzbereich dieser Erfindung bezieht sich zwar insbesondere auf Tassenstößel
mit mechanischem Spielausgleich, jedoch kann bei spezieller Anpassung der Tassenstößel
auch hydraulisch ausgelegt sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0017] Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert.
[0018] Es zeigen:
- Figur 1
- eine Unteransicht auf einen Tassenstößel;
- Figur 2
- einen Längsschnitt durch den Tassenstößel nach Figur 1 und die
- Figuren 3, 4
- eine alternative Ausgestaltung zu dem Tassenstößel wie vorgenannt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
[0019] Die Figuren offenbaren einen Tassenstößel 1 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine.
Dieser besteht aus einem an einer Seite durch einen Boden 2 verschlossenen hohlzylindrischen
Hemd 3. Der Boden 2 hat eine äußere Stirnfläche 4. Diese ist als Anlauffläche 5 für
einen nicht dargestellten Nocken ausgebildet. Dabei soll die Anlauffläche 5 einen
in Auswanderungsrichtung A des Nockens gesehen zylindrischen Verlauf haben. Um eine
stetige Ausrichtung des Tassenstößels 1 in Bezug auf den Nocken zu garantieren, ist,
wie näher aus Figur 4 hervorgeht, im Hemd 3 eine Aussparung 14 vorgesehen. In dieser
Aussparung 14 verläuft ein nicht näher dargestelltes Mittel 13a zur Verdrehsicherung.
Dieses kann beispielsweise eine in die Aussparung 14 eingepresste Rollennadel sein,
die radial etwas über das Hemd 3 hinaussteht und bei Einbau des Tassenstößels 1 in
seine entsprechende Aufnahme im Zylinderkopf in einer dort applizierten Längsnut verläuft.
[0020] Wie insbesondere den Figuren 2, 4 zu entnehmen ist, hat eine innere Stirnfläche 6
des Bodens 2 einen deutlich von der äußeren Stirnfläche 4 abweichenden Verlauf. Dabei
ist an der inneren Stirnfläche 6 ein radial verlaufender, flacher Steg 8 appliziert.
Mittig am Steg 8, jedoch vorteilhafterweise beabstandet zu dessen Kanten 9, 10, ist
eine Anlage 7 für ein Gaswechselventil vorgesehen. Diese kann, wie insbesondere aus
den Figuren 3, 4 hervorgeht, beispielsweise als kegelstumpfähnliche Erhebung auf dem
Steg 8 dargestellt sein. Erwähnt werden muss, dass die Anlage 7 vorteilhafterweise
in einem spanlosen Fertigungsvorgang wie Prägen generiert wird.
[0021] Wie sich der Fachmann des weiteren den Figuren entnehmen kann, geht von jeder der
vorgenannten Kanten 9, 10 je ein dachartig vom Boden 2 weg abgeschrägter Schenkel
11, 12 auf eine Innenseite 13 des Hemdes 3 zu. Dabei können die Schenkel 11, 12, so
wie in Figur 2 gezeigt, einen leicht konkaven Verlauf aufweisen. Es ist jedoch auch
vorgesehen, dass diese eine flache Dachform, so wie in Figur 4 offenbart, haben.
[0022] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die gesamte innere Stirnfläche 6 des Bodens 2
mit dem Steg 8 in einem oder in mehreren Arbeitsschritten in einem spanlosen Herstellverfahren
wie Prägen oder Fließpressen o. ä. hergestellt wird. Ggf. kann jedoch auch an eine
spanende Bearbeitung gedacht werden.
[0023] Aufgrund des sich radial erstreckenden Steges 8 an der inneren Stirnfläche 6 des
Bodens 2 in Verbindung mit den dachartig abgeschrägten Schenkeln 11, 12 liegt ein
hinsichtlich seiner Steifigkeit erhöhter Tassenstößel 1 vor. Somit kann dessen Gewicht
verringert werden. Der Fachmann wird diesen Auslegungsprozess solange iterieren, bis
er ein Optimum an Leichtbau gefunden hat.
[0024] Alternativ können die Schenkel 11, 12, ausgehend von ihren Kanten 9, 10, in Richtung
zum Hemd 3 auch auf den Boden 2 zulaufend dargestellt sein.
Liste der Bezugszahlen und -zeichen
[0025]
- 1
- Tassenstößel
- 2
- Boden
- 3
- Hemd
- 4
- Stirnfläche
- 5
- Anlauffläche
- 6
- Stirnfläche
- 7
- Anlage
- 8
- Steg
- 9
- Kante
- 10
- Kante
- 11
- Schenkel
- 12
- Schenkel
- 13
- Innenseite
- 13a
- Mittel zur Verdrehsicherung
- 14
- Aussparung
- A
- Auswanderungsrichtung Nocken
1. Tassenstößel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem an einer Seite
durch einen Boden (2) verschlossenen hohlzylindrischen Hemd (3), welcher Boden (2)
an seiner äußeren Stirnfläche (4) eine Anlauffläche (5) für einen Nocken sowie an
dessen innerer Stirnfläche (6) eine zentrische Anlage (7) für ein Gaswechselventil
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche (6) des Bodens (2) einen radial verlaufenden, planen Steg
(8) aufweist, zwischen dessen Kanten (9, 10) die Anlage (7) symmetrisch positioniert
ist, wobei sich von jeder Kante (9, 10) ein dachartig vom Boden (2) weg abgeschrägter
Schenkel (11, 12) an eine Innenseite (13) des Hemdes (3) erstreckt, welche Schenkel
(11, 12) sich achssymmetrisch gegenüberliegen.
2. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1) mit Mitteln (13a) zur Verdrehsicherung gegenüber dessen Umgebungskonstruktion
versehen ist, wobei der äußeren Stirnfläche (4) des Bodens (2) ein in Auswanderungsrichtung
(A) des Nockens gesehen zylindrischer Verlauf immanent ist.
3. Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (8) an der inneren Stirnfläche (6) des Bodens (2) orthogonal zur zylindrischen
Erstreckung der äußeren Stirnfläche (4) des Bodens (2) liegt.
4. Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel (13a) zur Verdrehsicherung ein in einer Aussparung (14) des Hemdes (3)
befestigter und dieses zumindest radial nach außen überragender Körper wie eine Rollennadel,
ein Stift oder ein stiftähnliches Element vorgesehen ist.
5. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (7) für das Gaswechselventil als kegelstumpfähnliche oder nierensegmentartige
Erhebung auf dem Steg (8) dargestellt ist.
6. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (7) für das Gaswechselventil als tellerartige Einformung im Steg (8) ausgebildet
ist.
7. Tassenstößel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage (7) durch einen spanlosen Fertigungsvorgang wie Prägen generiert ist.
8. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte innere Stirnfläche (6) des Bodens (2) mit dem Steg (8) durch ein spanloses
Herstellverfahren wie Prägen oder Fließpressen geschaffen ist.
9. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dachartig abgeschrägten Schenkel (11, 12) als dünnwandige und von der inneren
Stirnfläche (6) des Boden (2) beabstandete Rippen ausgebildet sind.
10. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dachartig abgeschrägten Schenkel (11, 12) im wesentlichen konkav oder konvex
gekrümmt sind.
11. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dachartig abgeschrägten Schenkel (11, 12) im wesentlichen flach verlaufen.