DE4314619A1 - Stößel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel für einen Ventiltrieb einer Brenn­ kraftmaschine mit einem kreisringförmigen und einem kreisförmigen Bodenabschnitt, die konzentrisch zueinander angeordnet und jeweils von Nocken unterschiedlichen Hubes beaufschlagbar sind, wobei ein zen­ traler Nocken kleinen Hubes zur Beaufschlagung des kreisförmigen und zumindest ein neben diesem angeordneter Nocken größeren Hubes zur Beaufschlagung des kreisringförmigen Bodenabschnittes dienen, wobei der Stößel über ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt verbunde­ nes hohlzylindrisches Hemd in einer Bohrung eines Zylinderkopfes geführt ist, während der kreisförmige Bodenabschnitt an seiner den Nocken abgewandten Stirnfläche eine Führungshülse mit einem darin angeordneten Spielausgleichselement aufnimmt, und wobei die mit den beiden Bodenabschnitten versehenen Einheiten relativ zueinander verschiebbar und durch radial verlagerbare Koppelmittel aneinander koppelbar sind.

Ein derartiger Stößel geht aus der DE-A-42 06 166 hervor. Dieser besteht aus einem zweigeteilten Gehäuse, dessen Boden durch zumindest zwei Nocken unterschiedlichen Hubverlaufes beaufschlagbar ist. Die Kopplung beider Gehäuseteile erfolgt über in Radialrichtung wirkende und mit Stiften versehene Kolben. Im entkoppelten Zustand vollzieht das äußere Gehäuseteil einen Leerhub. Das innere Gehäuseteil folgt der Kontur des inneren Nockens. Das Ventil vollzieht einen kleineren Hub. Sollte nun der gattungsgemäße Stößel hydraulisch wirkend ausgelegt werden, um ein eventuell vorhandenes Ventilspiel auszugleichen, können keine oder nur aufwendige Maßnahmen zur Ölzufuhr zu dem Hydraulik­ element getroffen werden. In diesem Fall wäre eine zweite, separate Ölzuleitung, ausgehend vom Tassenhemd zu dem Kolben bzw. zum Spielaus­ gleichselement, vorzusehen, kombiniert mit separaten Ansteuerleitungen im Zylinderkopf.

Von Nachteil bei dem aus der obengenannten Druckschrift vorbekannten Stößel ist es ebenfalls, daß keine Maßnahmen einer axialen Wegbegren­ zung oder Verliersicherung für die beiden Verriegelungselemente ent­ nehmbar sind. Des weiteren steht dem außenliegenden Nocken zur Betäti­ gung des äußeren Gehäuseteiles auf dem Boden, aufgrund seiner planen Gestaltung, nur eine begrenzte Aufstandsfläche zur Verfügung. Um die während der Auswanderung des Nockens auf dem Boden des Stößels benö­ tigte Fläche zu garantieren, und die gewünschten Ventilerhebungskurven zu realisieren, wäre eine in Nockenwellenrichtung gesehen zylindrische Bodengestaltung erwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stößel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und bei dem insbesondere ein einfach und zuverlässig gestalteter Koppelmechanismus mit gleichzeitiger gemeinsa­ mer Ansteuerung des Hydraulikelementes gegeben ist, wobei ebenfalls die erforderlichen Ventilerhebungskurven garantiert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im kreisförmi­ gen und kreisringförmigen Bodenabschnitt radial verlaufende, in einer Grundkreisphase der Nocken fluchtende, Bohrungen angeordnet sind, die zumindest einen durch ein Druckmittel gegen Federkraft verschiebbaren Kolben als Koppelmittel aufnehmen und daß der Kolben im Falle des Koppelns beider Einheiten in Radialrichtung derart verschieblich ausgebildet ist, daß er mit seiner Außenmantelfläche eine sich in Axialrichtung erstreckende, ringförmige Trennfläche zwischen beiden Einheiten übergreift. Durch diese Ausgestaltung ist ein einfach wir­ kender Koppelmechanismus für die beiden Elemente gegeben. Dadurch, daß die Böden dieser Elemente in Nockenwellenrichtung gesehen zylindrisch ausgebildet sind, werden auf einfache Art und Weise die gewünschten Ventilerhebungskurven garantiert, da nun der Boden die für den Nocken erforderliche Aufstandsfläche aufweist. Die Ansteuerung bzw. Schaltung des Stößels soll in Abhängigkeit solcher Betriebszustände wie Motor­ drehzahl, Last und Temperatur erfolgen. Dabei wird im unteren Dreh­ zahl- und Lastbereich zumindest ein Einlaßventil auf eine Ventilerhe­ bungskurve mit niedrigem Hub und kleinem Öffnungswinkel umgeschaltet bzw. völlig außer Betrieb gesetzt. Somit wird die Gemischbildung und Verbrennung durch den sich ausbildenden Drall im Brennraum insgesamt günstig beeinflußt. Die höheren Einströmgeschwindigkeiten aufgrund kleinerer Öffnungsquerschnitte können ferner zu einer verbesserten Zerstäubung und Verdampfung des Gemischs führen. Diese Effekte wirken sich positiv auf den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission aus. Denkbar und in den Schutzumfang dieser Erfindung mit einbezogen soll auch eine Lösung sein, bei der über die Gestaltung der Nockenkon­ tur und des mit ihr zusammenwirkenden Stößels im mittleren Drehzahlbe­ reich eine Ventilhubkurve für hohes Motordrehmoment und bei hohen Drehzahlen eine Ventilhubkurve für hohe Motorleistung durch Umschalten des Stößels realisiert ist. Diese hier genannten Maßnahmen führen letztendlich zu einer Wirkungsgrad- bzw. Leistungsoptimierung sowie zu einer Minderung der Schadstoffemission der Brennkraftmaschine.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unter­ ansprüche 2 bis 17 und werden hier folgend näher beschrieben.

So ist es nach Anspruch 2 vorgesehen, daß als Druckmittel Hydrauliköl verwendet wird, wobei zur Versorgung eines zentrischen Ölvorratsraumes des Spielausgleichselementes und zur Beaufschlagung der Kolben eine gemeinsame Versorgungsleitung für das Druckmittel, ausgehend von einer Zuführbohrung durch das Hemd, vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme kann auf das zur Schmierung der Brennkraftmaschine vorgesehene und gleichzeitig zur Befüllung des hydraulischen Spielausgleichselementes dienende Hydrauliköl zurückgegriffen werden. Es wird nur eine Ölpumpe benötigt, deren Fördermenge und -leistung gegebenenfalls dem erhöhten Bedarf angepaßt werden kann. Denkbar sind jedoch auch andere Druck­ mittel wie Bremsflüssigkeit oder ähnliche, jedoch ist in diesem Falle eine separate Ansteuerung des die Kopplung der Einheiten bewirkenden Mechanismus erforderlich. Dadurch, daß eine gemeinsame Versorgungs­ leitung für das Druckmittel zu dem Mechanismus und dem Spielaus­ gleichselement im Stößel vorgesehen ist, ist der Fertigungsaufwand minimiert.

Es kann auf die im Zylinderkopf ohnehin vorhandene eine Ansteuerlei­ tung für Druckmittel zum hydraulisch wirkenden Stößel zurückgegriffen werden. Die Kopplung des kreisringförmigen Bodenabschnittes an den kreisförmigen wird beispielsweise bei einer Kurbelwellendrehzahl von 2500 U/min realisiert. Bis zu dieser Drehzahl ist in der Versorgungs­ galerie für Druckmittel für den Stößel im Zylinderkopf ein Drosselven­ til geschaltet. Dieses hält den Druck an Hydrauliköl in der Galerie bis auf einen bestimmten Wert, wie 0,5 bar, gedrosselt. Bis zu diesem Druck werden die Kolben durch Federkraft in ihrer Bohrung im kreisför­ migen Bodenabschnitt gehalten und der zweigeteilte Stößel ist entrie­ gelt.

Wird nun die obengenannte Drehzahl überschritten, öffnet das Drossel­ ventil und gibt den normal anstehenden Druck des Hydrauliköls frei. Der bis dahin wirkende Öldruck ist so bemessen, daß die Funktions­ tüchtigkeit des hydraulischen Spielausgleichselementes im Stößel sowie die Motorschmierung garantiert ist. Der nun anstehende Druck an Hy­ drauliköl wird genutzt, um den jeweiligen Kolben entgegen der Feder­ kraft in Radialrichtung so zu verschieben, daß er mit seiner Außen­ mantelfläche die sich in Axialrichtung erstreckende und ringförmige Trennfläche zwischen beiden Einheiten übergreift und in dieser Posi­ tion verharrt. In dem so geschalteten Fall sind die beiden Elemente formschlüssig verbunden, es wirkt jetzt das hier vorgesehene äußere Nockenpaar mit seinem großen Hub auf das Ventil. Unterschreitet die Drehzahl den obengenannten Schaltpunkt, wird der Öldruck wieder ge­ drosselt und der Stößel entkoppelt.

Nach Anspruch 3 ist es vorgesehen, daß sich vom kreisringförmigen Bodenabschnitt in eine von den Nocken abgewandte Richtung ein hülsen­ förmiger, konzentrischer Ansatz erstreckt, in dessen Bohrungsfläche die Führungshülse des kreisförmigen Bodenabschnittes aufgenommen ist, wobei in Anspruch 4 fortgeführt ist, daß in einem Ringraum, welcher in Radialrichtung zwischen dem konzentrischen Ansatz und dem Hemd verläuft, ein im Querschnitt gesehen umgekehrt U-förmiges und ringför­ miges Blechteil angeordnet ist, dessen Boden einen ersten Ölvorrats­ raum in Richtung zum kreisringförmigen Bodenabschnitt begrenzt, daß das Blechteil mit seinen Schenkeln an Innenmantelflächen des Hemdes und des konzentrischen Ansatzes öl- und luftdicht anliegt und daß zwischen der Innenmantelfläche des Hemdes und dem dort anliegenden Schenkel sowie zwischen der Innenmantelfläche des Ansatzes und dem dort anliegenden Schenkel des U-förmigen Blechteils ein Nutquerschnitt für Druckmittel, ausgehend von der Zuführbohrung in den ersten Ölvor­ ratsraum und von diesem über zumindest eine, den konzentrischen Ansatz und die Führungshülse schneidende Bohrung zu dem zentrischen Ölvor­ ratsraum des Spielausgleichselementes und zu den Kolben, vorgesehen ist. Durch das hier beschriebene Blechteil, wobei auch andere Werk­ stoffe wie Kunststoffe denkbar sind, ist eine billige und einfache gemeinsame Ölzuleitung für die Kolben und zum Hydraulikelement ge­ schaffen. Durch den relativ tiefliegenden Ansaugpunkt ist mit hoher Sicherheit garantiert, daß keine Luft in den zentrischen Ölvorratsraum bzw. zur Beaufschlagung der Kolben gesaugt oder gedrückt wird. Diese Luft bzw. der sich ausbildende Schaum führt im Extremfall zum Funk­ tionsverlust des Stößels, insbesondere beim Kurzstreckenbetrieb der Brennkraftmaschine. Des weiteren kann durch die hier beschriebene, erfindungsgemäße Ausgestaltung auf eine separate Ölzuleitung im Zylin­ derkopf und im Stößel verzichtet werden, das heißt, es kann auf bishe­ rig ausgeführte Zylinderköpfe zurückgegriffen werden.

Gemäß Anspruch 5 wird auf einer den Nocken zugewandten Stirnfläche eines in einem Außenkolben des Spielausgleichselementes gelagerten Innenkolbens eine Einlegeplatte angeordnet, diese ist einerseits zwischen der Stirnfläche und zumindest einer Aussparung für einen Druckmittelübertritt in den zentrischen Ölvorratsraum angeordnet und andererseits ist zwischen der Einlegeplatte und der Stirnfläche wenig­ stens ein radial verlaufender Kanal für die Druckmittelbeaufschlagung der Kolben angeordnet. Diese Einlegeplatte braucht nicht befestigt zu werden, da sie durch die zusammengeschobenen Elemente ohnehin gehalten ist. Durch diese Ausgestaltung wird der Ölstrom zu dem Kolben und zu dem Spielausgleichselement in einfacher Art und Weise geteilt. Denkbar wären jedoch auch befestigte Elemente, bzw. eine geeignete Gestaltung des Stößelinneren selbst.

Wie in Anspruch 6 beschrieben, kann es vorgesehen sein, daß die Feder­ kraft über zumindest eine, mit jedem Kolben verbundene, Zugfeder hergestellt ist, die anderenends an einem zentrisch im kreisförmigen Bodenabschnitt angeordneten Stift befestigt ist, wobei die Kolben über die Zugfeder im ungekoppelten Zustand der Einheiten in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes gehalten sind. Hier kann auf vorhande­ ne, standardisierte Konstruktionselemente zurückgegriffen werden. Denkbar und vorgesehen sind auch mehrere zusammengesetzte Zugfedern. Jedoch ist der Schutzumfang nicht nur auf die hier beschriebenen Zugfedern beschränkt. Denkbar wären eine Vielzahl von Varianten mit Elementen, welche elastische Eigenschaften aufweisen.

Daß in den im kreisförmigen Bodenabschnitt verlaufenden Bohrungen Anschlagmittel zur radialen Wegbegrenzung der Kolben vorgesehen sind, ist Gegenstand des Anspruches 7. Durch diese erfindungsgemäße Ausge­ staltung ist in einfacher Weise ein Anschlag für die Kolben geschaf­ fen. Denkbar sind Hülsen, jedoch kann der Anschlag auch durch Ver­ stemmungen der Bohrung des kreisringförmigen Bodenteiles oder ähn­ liches realisiert werden.

Aus Anspruch 8 geht hervor, daß die Bohrungen im kreisförmigen Boden­ abschnitt sternförmig angeordnet sind, wobei in jeder Bohrung ein Kolben angeordnet ist, daß jedem Kolben in Radialrichtung ein Rings­ egment als Koppelmittel vorgeordnet ist, daß die Ringsegmente an ihrer Außenmantelfläche durch ein sie gemeinsam umschließendes, radial nach innen wirkendes, Federelement beaufschlagt sind, wobei in Anspruch 9 konkretisiert ist, daß als Federelement zumindest eine Schlauchfeder verwendet ist, welche in einer in der Außenmantelfläche der Rings­ egmente verlaufenden Ringnut lagefixiert ist. Die Ringnuten sind einfach zu fertigen. Des weiteren benötigt diese Gestaltungsvariante keine Verdrehsicherung zwischen dem Innen- und Außenelement. Durch diese Ausgestaltung kann auf den im Anspruch 6 beschriebenen zentrisch gelagerten Stift verzichtet werden. Durch die Vielzahl der Kolben verringert sich die auf sie sowie die Ringsegmente wirkende Flächen­ pressung im Kopplungsfalle, das heißt, sie können kleiner dimensio­ niert werden.

Gemäß Anspruch 10 weist die Bohrungsfläche des konzentrischen Ansat­ zes, zumindest im Bereich der aus den Bohrungen des kreisförmigen Bodenabschnittes im ungekoppelten Zustand hervorstehenden Ringsegmen­ te, eine Durchmessererweiterung auf, deren Unterkante den Ringsegmen­ ten einen Anschlag bietet. Durch diese Durchmessererweiterung kann auf sonstige Mittel zur axialen Wegbegrenzung der beiden Elemente zuein­ ander verzichtet werden. Denkbar bei den hier beschriebenen sowie bei den sonstigen Varianten ist auch eine separate Ansteuerung der Kolben. Dabei läßt sich der die Kopplung bewirkende Druck variieren, ohne die Funktion des Spielausgleichselementes zu beeinflussen. Über die in Radialrichtung vorgesehenen Bohrungen im kreisringförmigen Bodenab­ schnitt kann das in der Durchmessererweiterung eventuell befindliche Hydrauliköl weggedrückt werden.

Eine zusätzliche erfindungsgemäße Ausgestaltung ist in den Ansprüchen 11 und 12 beschrieben. So ist es Gegenstand des Anspruchs 11, daß zumindest ein permanentmagnetischer Kolben vorgesehen ist, daß dieser Kolben im ungekoppelten Zustand in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes angeordnet ist, daß im Falle des Koppelns der beiden Einheiten der permanentmagnetische Kolben entgegen seiner Magnetkraft zu einer Anschlaghülse, welche zentral in der Bohrung des kreisförmi­ gen Bodenabschnittes gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ist, wobei in der jeweiligen Bohrung des kreisringförmi­ gen Bodenabschnittes ein permanentmagnetischer Körper angeordnet ist, der in bezug auf den Kolben eine Abstoßungskraft ausübt. In Anspruch 12 ist alternativ ausgeführt, daß zumindest ein ferromagnetischer, nichtmagnetisierbarer Kolben vorgesehen ist, daß dieser Kolben im ungekoppelten Zustand in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnit­ tes angeordnet ist, daß im Falle des Koppelns der beiden Einheiten der Kolben entgegen der Magnetkraft eines Permanentmagneten, welcher zentral in der Bohrung des kreisförmigen Bodenabschnittes gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ausgebildet ist. Durch diese magnetischen Mittel kann auf den verwendeten Federmecha­ nismus zur Kopplung verzichtet werden. Die Magnetkraft der Permanent­ magneten ist dabei so bemessen, daß sie über die Lebensdauer des Stößels hinweg fortdauert. Um zu verhindern, daß eventuell im Hydrau­ liköl vorhandene ferromagnetische Partikel sich an den Permanentmagne­ ten festsetzen, können geeignete, nicht näher beschriebene, Maßnahmen zum Fernhalten dieser von dem Koppelmechanismus getroffen werden, beispielsweise Filtermaßnahmen, magnetische Abscheidemaßnahmen oder derartige Maßnahmen unter Ausnutzung der Schwer- bzw. Fliehkraft.

Aus dem nebengeordneten Anspruch 13 geht es hervor, daß Anschlagmittel zur relativen axialen Wegbegrenzung der beiden Einheiten vorgesehen sind, wobei in Anspruch 14 fortgeführt ist, daß die Anschlagmittel in einem, nahe einer den Nocken zugewandten Stirnfläche des kreisförmigen Bodenabschnitts liegenden, Bereich eine Außenmantelfläche der Füh­ rungshülse angeordnet sind, wobei sie aus in komplementären Aussparun­ gen der Außenmantelfläche der Führungshülse gepreßten Wälzkörpern bestehen. Diese Anschlagmittel begrenzen die Relativbewegung der beiden Elemente im entkoppelten Zustand während der Grundkreisphase der Nocken zueinander. Außerdem verhindern sie während eines Trans­ ports ein Auseinanderfallen der Stößelbauteile (siehe Anspruch 17). Denkbar und in den Schutzumfang dieser Erfindung mit einbezogen sind auch weitere Anschlagmittel, wie ein in eine Nut der Außenmantelfläche der Führungshülse eingelegter Ring, eine Verstemmung oder ähnliches bzw. auch eine andere Lage der Anschlagmittel als die hier aufgeführ­ te. Durch diese hier beschriebenen Maßnahmen wird zwischen den verrie­ gelbaren Elementen ein innerer Kraftfluß hergestellt, der die Kraft­ wirkung der Druckfeder auf die Nocken größeren Hubes sowie auf eine im Spielausgleichselement angeordnete Druckfeder verringert. Die Funktion des Spielausgleichselementes ist somit über sämtliche Hub- und Ver­ riegelungsphasen garantiert.

Wie in Anspruch 15 ausgeführt, ist der Stößel in der Bohrung des Zylinderkopfes über eine in seinem Hemd angeordnete, und dieses in radialer Richtung überragende, Rollennadel verdrehgesichert geführt. Diese Rollennadel, vorzugsweise mittig im Hemd angeordnet, verhindert in einfacher Art und Weise ein Verdrehen des Stößels in seiner Bohrung im Zylinderkopf. Diese Verdrehsicherung ist notwendig aufgrund der zylindrischen Gestaltung der Böden der beiden Elemente in Richtung der Nockenwelle. Für den Fall, daß die Böden keine zylindrische, sondern eine plane Oberflächengestaltung aufweisen, kann auf diese Verdrehsi­ cherung gegebenenfalls verzichtet werden.

Eine einfach gestaltete Verdrehsicherung der beiden Elemente zuein­ ander geht aus Anspruch 16 hervor. So ist es vorgesehen, daß eine Außenmantelfläche der Führungshülse und die Bohrungsfläche des konzen­ trischen Ansatzes über zueinander komplementäre Anflachungen verfügen. Anstatt der hier beschriebenen Anflachungen können auch weitere Siche­ rungen, wie solche über eine in eine Nut eingreifende Paßfedern oder ähnliche vorgesehen sein. Gleichzeitig bewirken die Anflachungen eine Verringerung des Verfahrweges der Kolben in Radialrichtung, sofern diese am Umfangsabschnitt der Anflachungen angeordnet sind.

Nach Anspruch 17 ist es vorgesehen, daß in dem Ringraum zwischen dem Boden des U-förmigen Blechteils und einem von einem den Nocken abge­ wandten Bereich der Führungshülse ausgehenden, sich radial erstrecken­ den, weiteren Blechteil, zumindest eine, die Führungshülse umschlie­ ßende und in axialer Richtung wirkende Druckfeder angeordnet ist. Diese Druckfeder hält bei nicht gekoppelten Elementen das äußere ringförmige Element in ständiger Anlage an den Nocken. Ein vollständi­ ges Auseinanderfahren beider Elemente ist durch die in den Ansprüchen 13 und 14 genannten Maßnahmen verhindert. Die Kraft dieser Druckfeder wird möglichst hoch gewählt, um den Stößel auch bis zur maximalen Drehzahl funktionsfähig zu erhalten. Mit in den Schutzumfang dieser Erfindung einbezogen sind auch weitere Federelemente, auch derartige, die nicht die Führungshülse umschließen, sondern beispielsweise plane­ tenartig in dem Ringraum um die Führungshülse herum angeordnet sind.

Als weiterer wesentlicher Vorteil des hier aufgezeigten erfindungs­ gemäßen Stößels zählen sein geringes Gewicht, wobei auch eine Leicht­ bauvariante mit einem Gehäuse aus Aluminium oder einem anderen Leicht­ bauwerkstoff, bzw. mit einem Gehäuse bestehend aus einer Werkstoffkom­ bination, denkbar ist, bzw. eine Variante mit einer auf das Hemd oder die Böden aufgetragenen Verschleißschutzschicht. Das Gewicht des hier vorgestellten Stößels entspricht in etwa dem der bisher ausgeführten, nichtschaltbaren Stößel. Durch die Tassenform ist dessen Einbauhöhe gering gehalten. Die Anschlußmaße, beispielsweise von einer bisherigen Nockenwelle zur Kurbelwelle brauchen demzufolge nicht geändert zu werden.

Der Schutzumfang dieser Erfindung ist nicht nur auf ihre Einzelmerkma­ le beschränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglich­ keiten einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand dieser näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stö­ ßel,

Fig. 2 eine um 90° gedrehte Schnittansicht nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Stößel mit im kreisförmi­ gen Bodenabschnitt angeordneten Bohrungen,

Fig. 4 einen Längsschnitt eines Stößels nach Fig. 3,

Fig. 5 die Einzelheit Z′ nach der Einzelheit Z der Fig. 4, jedoch mit innerer Federabstützung über einen Anschlag an den Ringsegmenten,

Fig. 6 einen Teilschnitt eines Stößels mit magnetischer Ver­ riegelung,

Fig. 7 einen weiteren Teilschnitt eines Stößels mit einer zusätzlichen Gestaltungsvariante bezüglich der magneti­ schen Verriegelung und

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Stößel mit Verdrehsicherung der Einheiten zueinander.

Aus Fig. 1 ist ein Stößel 1 entnehmbar. Dieser weist einen kreisring­ förmigen und einen kreisförmigen Bodenabschnitt 2, 3 auf. Beide Boden­ abschnitte sind durch Nocken unterschiedlichen Hubes beaufschlagbar (nicht dargestellt), wobei der kreisringförmige Bodenabschnitt 2 durch zumindest einen Nocken größeren Hubes als der kreisförmige Bodenab­ schnitt 3 beaufschlagt ist. Von einer nockenfernen Stirnfläche 4 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 erstreckt sich eine konzentrische Führungshülse 5. In der Führungshülse 5 ist ein hydraulisch wirkendes Spielausgleichselement 6 längsbeweglich aufgenommen. Ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt 2 verbundenes hohlzylindrisches Hemd 6a erstreckt sich ebenfalls in eine nockenferne Richtung und ist in einer Bohrung 7 eines Zylinderkopfes 8 geführt. Der kreisringförmige Bodenabschnitt 2 mit seinem Hemd 6a und der kreisförmige Bodenab­ schnitt 3 mit seiner Führungshülse 5 bilden separate Einheiten 9, 10. Beide Einheiten 9, 10 sind relativ zueinander verschiebbar ausgebil­ det.

Im kreisförmigen und kreisringförmigen Bodenabschnitt 3, 2 sind radial verlaufende, in einer Grundkreisphase der Nocken (nicht dargestellt) fluchtende, Bohrungen 11, 12 vorgesehen. In der Bohrung 11 des kreis­ förmigen Bodens 3 sind im ungekoppelten Zustand des Stößels 1 zwei Kolben 13 angeordnet. Im Falle des Koppelns werden die Kolben 13 entgegen der Kraft einer ihnen zugeordneten Zugfeder 14 durch Hydrau­ liköl in Richtung der Bohrungen 12 gedrückt und übergreifen mit ihrer Außenmantelfläche 15 eine sich in Axialrichtung erstreckende, ringför­ mige Trennfläche 16 zwischen beiden Einheiten 9, 10.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist zur Versorgung eines zentrischen Ölvorratsraumes 17 des Spielausgleichselementes 6 und zur Beaufschla­ gung der Kolben 13 mit Hydrauliköl lediglich eine gemeinsame Versor­ gungsleitung 18 vorgesehen. Zur Bildung dieser Versorgungsleitung 18 ist in einem Ringraum 20, welcher in radialer Richtung zwischen dem Hemd 6a und einem konzentrischen Ansatz 21, der sich vom kreisringför­ migen Bodenabschnitt 2 in eine nockenferne Richtung erstreckt, ein im Querschnitt gesehen umgekehrt U-förmiges und ringförmiges Blechteil 22 vorgesehen. Ein Boden 23 des Blechteils 22 begrenzt einen ringförmigen Ölvorratsraum 24 in Richtung zum kreisringförmigen Bodenabschnitt 2. Mit seinen Schenkeln 25, 26 liegt das Blechteil an einer Innenmantel­ fläche 27 des Hemdes 6a und gleichzeitig an einer Innenmantelfläche 28 des konzentrischen Ansatzes 21 öl- und luftdicht an. Zwischen diesen Flächen und Schenkeln ist ein Nutquerschnitt 29 für das Hydrauliköl vorgesehen. Dieser Querschnitt 29 führt von der Zuführbohrung 19 in den ersten Ölvorratsraum 20, 24 und von diesem über eine Bohrung 30 zu dem zentrischen Ölvorratsraum 17 im Spielausgleichselement 6 sowie zu den Kolben 13.

Zur Aufteilung des Ölstromes ist auf einer den Nocken (nicht darge­ stellt) zugewandten Stirnfläche 31 eines in einem Außenkolben 32 des Spielausgleichselementes 6 gelagerten Innenkolbens 33 eine Einlege­ platte 34 vorgesehen. Zwischen dieser und der Stirnfläche 31 ist zumindest eine Aussparung 35 für den Ölübertritt in den Ölvorratsraum 17 gegeben. Ein weiterer Kanal 36 ist zwischen der Einlegeplatte 34 und der Stirnfläche 4 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 gebildet. Durch diesen gelangt das Hydrauliköl zu den Kolben 13. Diese sind wiederum mit je einer Zugfeder 14 verbunden, welche anderenends an einem Stift 37 befestigt ist. Dieser Stift 37 ist im kreisförmigen Bodenabschnitt 3 gelagert. Denkbar sind auch weitere Befestigungs­ formen für die Zugfeder 14, auf diese soll hier jedoch nicht näher eingegangen werden. Zur Begrenzung der Radialbewegung der druckmittel­ beaufschlagten Kolben 13 in den Bohrungen 11, 12 (siehe Fig. 1) sind als Hülsen ausgebildete Anschlagmittel 37a in den Bohrungen 12 vor­ gesehen.

Die Bohrungen 11 im kreisförmigen Bodenabschnitt 3 sternförmig anzule­ gen, ist den Fig. 3 und 4 entnehmbar. Bei dieser Variante ist jedem Kolben 13 in Radialrichtung ein Ringsegment 38 vorgeordnet. Die Ringsegmente 38 werden an ihrer Außenmantelfläche 39 durch ein als Schlauchfeder ausgebildetes, Federelement 40 radial nach innen ge­ drückt. Dieses Federelement 40 ist in einer Ringnut 41 (siehe Fig. 4) der Außenmantelfläche 39 der Ringsegmente 38 gehalten. Eine Verdrehsi­ cherung des Stößels 1 in seiner Bohrung 7 im Zylinderkopf 8 ist durch eine in diesem Beispiel mittig in seinem Hemd 6a angeordnete Rollenna­ del 42 gegeben (siehe auch Fig. 1).

Wie in Fig. 5 gezeigt, kann eine Bohrungsfläche 42a des konzentri­ schen Ansatzes 21 eine Durchmessererweiterung 43 aufweisen. Eine Unterkante 44 dieser bildet für die Ringsegmente 38 einen Anschlag­ punkt. Die Durchmessererweiterung 43 dient einer relativen Wegbegren­ zung der Einheiten 9, 10 zueinander.

Der Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Gestaltung eines Stößels 1 mit einem magnetischen Koppelmechanismus entnehmbar. Hierbei ist ein permanentmagnetischer Kolben 45 vorgesehen. Dieser ist in ungekoppel­ tem Zustand in der Bohrung 11 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 angeordnet. Im Falle des Koppelns beider Einheiten 9, 10 wird der Kolben 45 entgegen seiner Magnetkraft zu einer Anschlaghülse 46, die zentral in der Bohrung 11 des kreisförmigen Bodenabschnittes 3 gela­ gert ist, über Hydrauliköl in Richtung zur Bohrung 12 gedrückt. Dem Kolben 45 ist in Radialrichtung in der Bohrung 12 ein weiterer perma­ nentmagnetischer Körper 47 vorgeordnet. Dieser übt in bezug auf den Kolben 45 eine Abstoßungskraft auf.

Aus Fig. 7 geht eine weitere Variante einer magnetischen Verriegelung hervor. Ein in den Bohrungen 11, 12 längsbeweglicher Kolben 48 ist ferromagnetisch, jedoch nichtmagnetisierbar ausgebildet. Im Falle des Koppelns wird dieser Kolben 48 entgegen der Magnetkraft eines zentral in der Bohrung 11 einsitzenden Permanentmagneten 49 in Richtung zur Bohrung 12 über Hydrauliköl verschoben. Ein Anschlag 37a begrenzt die Radialbewegung.

Letztlich ist aus Fig. 8 ersichtlich, daß eine Außenmantelfläche 49a der Führungshülse 5 und die Bohrung 42a des konzentrischen Ansatzes 21 über zueinander komplementäre Anflachungen 50a als Verdrehsicherung der beiden Elemente 2, 3 zueinander verfügen.

Bezugszeichenliste

1 Stößel
2 Bodenabschnitt
3 Bodenabschnitt
4 Stirnfläche
5 Führungshülse
6 Spielausgleichselement
6a Hemd
7 Bohrung
8 Zylinderkopf
9 Einheit
10 Einheit
11 Bohrung
12 Bohrung
13 Kolben
14 Zugfeder
15 Außenmantelfläche
16 Trennfläche
17 Ölvorratsraum
18 Versorgungsleitung
19 Zuführbohrung
20 Ringraum, Ölvorratsraum
21 Ansatz
22 Blechteil
23 Boden
24 Ölvorratsraum
25 Schenkel
26 Schenkel
27 Innenmantelfläche
28 Innenmantelfläche
29 Nutquerschnitt
30 Bohrung
31 Stirnfläche
32 Außenkolben
33 Innenkolben
34 Einlegeplatte
35 Aussparung
36 Kanal
37 Stift
37a Anschlagmittel
38 Ringsegment
39 Außenmantelfläche
40 Federelement
41 Ringnut
42 Rollennadel
42a Bohrungsfläche
43 Durchmessererweiterung
44 Unterkante
45 Kolben
46 Anschlaghülse
47 Körper
48 Kolben
49 Permanentmagnet
49a Außenmantelfläche
50 Koppelmittel
50a Anflachung
51 Bereich
52 Anschlagmittel
53 Stirnfläche
54 Aussparung
55 Bereich
56 Blechteil
57 Druckfeder

Claims (17)

1. Stößel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem kreisringförmigen und einem kreisförmigen Bodenabschnitt (2, 3), die konzentrisch zueinander angeordnet und jeweils von Nocken unterschied­ lichen Hubes beaufschlagbar sind, wobei ein zentraler Nocken kleinen Hubes zur Beaufschlagung des kreisförmigen und zumindest ein neben diesem angeordneter Nocken größeren Hubes zur Beaufschlagung des kreisringförmigen Bodenabschnittes (3, 2) dienen, wobei der Stößel (1) über ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) verbundenes hohlzylindrisches Hemd (6a) in einer Bohrung (7) eines Zylinderkopfes (8) geführt ist, während der kreisförmige Bodenabschnitt (3) an seiner den Nocken abgewandten Stirnfläche (4) eine Führungshülse (5) mit einem darin angeordneten Spielausgleichselement (6) aufnimmt, und wobei die mit den beiden Bodenabschnitten (2, 3) versehenen Einheiten (9, 10) relativ zueinander verschiebbar und durch radial verlager­ bare Koppelmittel aneinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im kreisförmigen und kreisringförmigen Bodenabschnitt (3, 2) radial verlaufende, in einer Grundkreisphase der Nocken fluchtende, Bohrungen (11, 12) angeordnet sind, die zumindest einen durch ein Druckmittel gegen Federkraft verschiebbaren Kolben (13, 45, 48) als Koppelmittel aufweisen und daß der Kolben (13, 45, 48) im Falle des Koppelns beider Einheiten (9, 15) in Radialrichtung derart verschieb­ lich ausgebildet ist, daß er mit seiner Außenmantelfläche (15) eine sich in Axialrichtung erstreckende, ringförmige Trennfläche (16) zwischen beiden Einheiten (9, 10) übergreift.

2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittel Hydrauliköl verwendet wird, wobei zur Versorgung eines zentrischen Ölvorratsraumes (17) des Spielausgleichselementes (6) und zur Beauf­ schlagung der Kolben (13) eine gemeinsame Versorgungsleitung (18) für das Druckmittel, ausgehend von einer Zuführbohrung (19) durch das Hemd (6a), vorgesehen ist.

3. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom kreis­ ringförmigen Bodenabschnitt (2) in eine von den Nocken abgewandte Richtung ein hülsenförmiger und konzentrischer Ansatz (21) erstreckt, in dessen Bohrungsfläche (42a) die Führungshülse (5) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) aufgenommen ist.

4. Stößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Rin­ graum (20), welcher in Radialrichtung zwischen dem konzentrischen Ansatz (21) und dem Hemd (6a) verläuft, ein im Querschnitt gesehen umgekehrt U-förmiges und ringförmiges Blechteil (22) angeordnet ist, dessen Boden (23) einen ersten Ölvorratsraum (24) in Richtung zum kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) begrenzt, daß das Blechteil (22) mit seinen Schenkeln (25, 26) an Innenmantelflächen (27, 28) des Hemdes (6a) und des konzentrischen Ansatzes (21) öl- und luftdicht anliegt und daß zwischen der Innenmantelfläche (27) des Hemdes (6a) und dem dort anliegenden Schenkel (26) sowie zwischen der Innenmantel­ fläche (28) des Ansatzes (21) und dem dort anliegenden Schenkel (25) des U-förmigen Blechteils (22) ein Nutquerschnitt (29) für Druckmit­ tel, ausgehend von der Zuführbohrung (19) in den ersten Ölvorratsraum (20), und von diesem über zumindest eine, den konzentrischen Ansatz (21) und die Führungshülse (5) schneidende, Bohrung (30) zu dem zen­ trischen Ölvorratsraum (17) des Spielausgleichselementes (6) und zu den Kolben (13), vorgesehen ist.

5. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer den Nocken zugewandten Stirnfläche (31) eines in einem Außenkolben (32) des Spielausgleichselementes (6) gelagerten Innenkolbens (33) eine Einlegeplatte (34) angeordnet ist, daß einerseits zwischen dieser und der Stirnfläche (31) zumindest eine Aussparung (35) für einen Druck­ mittelübertritt in den zentrischen Ölvorratsraum (17) angeordnet ist und daß andererseits zwischen der Einlegeplatte (34) und der Stirn­ fläche (34) wenigstens ein radial verlaufender Kanal (36) für die Druckmittelbeaufschlagung der Kolben (13) angeordnet ist.

6. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft über zumindest eine, mit jedem Kolben (13) verbundene, Zugfeder (14) hergestellt ist, die anderenends an einem zentrisch im kreisförmigen Bodenabschnitt (3) angeordneten Stift (37) befestigt ist, wobei die Kolben (13) über die Zugfeder (14) im ungekoppelten Zustand der Ein­ heiten (9, 10) in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) gehalten sind.

7. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den im kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) verlaufenden Bohrungen (12) Anschlagmittel (37a) zur radialen Wegbegrenzung der Kolben (13) vor­ gesehen sind.

8. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (11) im kreisförmigen Bodenabschnitt (3) sternförmig angeordnet sind, wobei in jeder Bohrung (11) ein Kolben (13) angeordnet ist, daß jedem Kolben (13) in Radialrichtung ein Ringsegment (38) als Koppelmittel vorgeordnet ist, daß die Ringsegmente (38) an ihrer Außenmantelfläche (39) durch ein sie gemeinsam umschließendes, radial nach innen wirken­ des, Federelement (40) beaufschlagt sind.

9. Stößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Federele­ ment (40) zumindest eine Schlauchfeder verwendet ist, welche in einer in der Außenmantelfläche (39) der Ringsegmente (38) verlaufenden Ringnut (41) lagefixiert ist.

10. Stößel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungsfläche (42a) des konzentrischen Ansatzes (21), zumindest im Bereich der aus den Bohrungen (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) im ungekoppelten Zustand hervorstehenden Ringsegmente (38) eine Durchmessererweiterung (43) aufweist, deren Unterkante (44) den Rings­ egmenten (38) einen Anschlag bietet.

11. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein permanentmagnetischer Kolben (45) vorgesehen ist, daß dieser Kolben (45) im ungekoppelten Zustand in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) angeordnet ist, daß im Falle des Koppelns der beiden Einheiten (9, 10) der permanentmagnetische Kolben (45) entgegen seiner Magnetkraft zu einer Anschlaghülse (46), welche zentral in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ist, wobei in der jeweili­ gen Bohrung (12) des kreisringförmigen Bodenabschnittes (2) ein perma­ nentmagnetischer Körper (47) angeordnet ist, der in bezug auf den Kolben (45) eine Abstoßungskraft ausübt.

12. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein ferromagnetischer, nichtmagnetisierbarer Kolben (48) vorgesehen ist, daß dieser Kolben (48) im ungekoppelten Zustand in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) angeordnet ist, daß im Falle des Koppelns der beiden Einheiten (9, 10) der Kolben (48) entgegen der Magnetkraft eines Permanentmagneten (49), welcher zentral in der Bohrung (11) des kreisförmigen Bodenabschnittes (3) gelagert ist, über Hydrauliköl in Radialrichtung verschiebbar ausgebildet ist.

13. Stößel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem kreisringförmigen und einem kreisförmigen Bodenabschnitt (2, 3), die konzentrisch zueinander angeordnet und jeweils von Nocken unter­ schiedlichen Hubes beaufschlagbar sind, wobei ein zentraler Nocken kleinen Hubes zur Beaufschlagung des kreisförmigen und zumindest ein neben diesem angeordneter Nocken größeren Hubes zur Beaufschlagung des kreisringförmigen Bodenabschnittes (3, 2) dienen, wobei der Stößel (1) über ein mit dem kreisringförmigen Bodenabschnitt (2) verbundenes hohlzylindrisches Hemd (6a) in einer Bohrung (7) eines Zylinderkopfes (8) geführt ist, während der kreisförmige Bodenabschnitt (3) an seiner den Nocken abgewandten Stirnfläche (4) eine Führungshülse (5) mit einem darin angeordneten Spielausgleichselement (6) aufnimmt, und wobei die mit den beiden Bodenabschnitten (2, 3) versehenen Einheiten (9, 10) relativ zueinander verschiebbar und durch verlagerbare Kop­ pelmittel aneinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlagmittel zur relativen axialen Wegbegrenzung der beiden Ein­ heiten (9, 10) vorgesehen sind.

14. Stößel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlag­ mittel (52) in einem nahe einer den Nocken zugewandten Stirnfläche (53) des kreisförmigen Bodenabschnitts (3) liegenden, Bereich (51) einer Außenmantelfläche (49a) der Führungshülse (5) angeordnet sind, wobei sie aus in komplementäre Aussparungen (54) der Außenmantelfläche (49a) der Führungshülse (5) gepreßten Wälzkörpern bestehen.

15. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in der Bohrung (7) des Zylinderkopfes (8) über eine in seinem Hemd (6a) an­ geordnete, und dieses in Radialrichtung überragende, Rollennadel (42) verdrehgesichert geführt ist.

16. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außen­ mantelfläche (49a) der Führungshülse (5) und die Bohrungsfläche (42a) des konzentrischen Ansatzes (21) über zueinander komplementäre An­ flachungen (50a) verfügen.

17. Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum (20) zwischen dem Boden (23) des U-förmigen Blechteils (22) und einem von einem den Nocken abgewandten Bereich (55) der Führungs­ hülse (5) ausgehenden, sich radial erstreckenden, weiteren Blechteil (56) zumindest eine, die Führungshülse (5) umschließende und in Axial­ richtung wirkende, Druckfeder (57) angeordnet ist.