DE1002162B - Ventilspielausgleichsvorrichtung - Google Patents

Ventilspielausgleichsvorrichtung

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DE1002162B
DE1002162B DES39676A DES0039676A DE1002162B DE 1002162 B DE1002162 B DE 1002162B DE S39676 A DES39676 A DE S39676A DE S0039676 A DES0039676 A DE S0039676A DE 1002162 B DE1002162 B DE 1002162B
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valve
ball
pressure chamber
check valve
lash adjuster
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245Hydraulic tappets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/2411Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the valve stem and rocker arm

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Description

  • Ventilspielausgleichsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine in bewegte Teile des Ventilantrieb#s, von Brennkraftmaschinen eingebaute hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung mit einem ihren Flüssigkeitsdruckraum abschließenden Rückschlagventil.
  • Vorrichtungen der erwähnten Gattung sind seit langem bekannt. Sie dienen dazu, das infolge von Wärmedehnungen unvermeidliche Spiel zwischen der Ventilsteuerung und der Ventilspindel auszugleichen. Zu diesem Zweck besitzen die hydraulischen Spielausgleicher einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Druckraum zwischen zwei die Steuerkraft übertragenden Teilen der Steuereinrichtung. Die Füllung dieses Druckraumes richtet sich nach dem jeweiligen Ventilspiel. Während der Kraftübertragung wird ein Teil dieser Flüssigkeit aus dem Druckraum herausgepreßt, so daß bei jedem Hub neue Flüssigkeit in den Druckraum hin-eingeführt werden muß. Dadurch kann den ÄndeTungen des Ventilspiels leicht gefolgt werden. Die Flüssigkeit wird über ein Rückschlagventil in den Druckraum eingeleitet. Bisher wurden hierfür Rückschlagventile einfacher Art, besonders Kugelventile, ab,er auch einfache Plattenventile verwendet.
  • Obwohl bei Ventilsteuerungen, die mit derartigen Ausgleichsvorrichtungen ausgerüstet sind, die Ventilgeräusche wesentlich herabgesetzt werden können, zeigten die damit versehenen Motore bereits nach kurzer Zeit wesentliche Nachteile; beispielsweise entsprachen die Ventilöffnungszeiten nicht mehr dem eingestellten Wert, und der Brcnnstoffverbraticli stieg an. Diese Nachteile konnten im wesentlichen nur mit den Spielausgleichern zusammenhängen, deren Lebensdauer zudem meist außergewöhnlich kurz war. Deshalb wurden eingehende Untersuchungen eingeleitet, die schließlich zu der Erfindung führten.
  • Es stellte sich hierbei heraus, daß die wesentliche Fehlerquellt das Rückschlagventil war. Man muß nämlich berücksichtigen, daß es sich hierbei nicht um ein gewöhnliches Rückschlagventil handelt, wie man es beispielsweise als Kugelrückschlagventil bei Fußballpumpen finden kann, sondern daß es sich um ein sehr hoch beanspruchtes Teil handelt. Betrachtet man beispielsweise eine Ventilsteuerung, die mit 3000 U/min uniläuft, so wird das Ventil 50mal in der Sekunde betätigt. Da das Rückschlagventil nur einen Bruchteil der Urndrehungszeit der Steuerwelle ge- öffnet sein kann, beträgt die Öffnungszeit des Rückschlagventils etwa 1/2oo bis 1/3oo Sekunde. Geringfügige Veränderungen dieser öffnungszeit können - auf die Dauer gesehen - der Grund für verschiedene der genannten Nachteile sein.
  • Während der kurz-en Öffnungszeit der Kugel des Rückschlagventils kann sich keine stationäre Strömung ausbilden, die eine dem svmmetrischen Aufbau des Ventils entsprechende Form hat. Die Kugel erhält also im ersten Öffnungsaugenblick einen Impuls in einer Richtung, welche keinesfalls mit der Axialrichtun- des Rückschlagventils zusammenzufallen braucht. Wenn das Rückschlagventil unmittelbar danach schließt, wird die Kugel nur in den seltensten Fällen direkt auf ihren ursprünglichen Sitz zurückfallen oder in ihn zurückgedrückt werden. Sie trifft einen beliebig gen Punkt des Ventilsitzes und rollt dann in die Dichtlage. Infolge ihrer Masse rollt sie aber darüber hinaus, so daß die Kugel kurzfristig um ihre Nullage pendelt. Während dies-er Zeit isit das Rückschlagventil noch nicht dicht geschlossen, und eine unkontrollierbare Verzögcri-ing der Öffnungszeit des Rückschlagventils ist die Folge.
  • Es kommt aber noch eine weitere Merlegung hinzu. Wenn die Achse des Rückschlagventils senkrecht steht, wird die statistische Häufigkeit, mit der die einzelnen Punkte des Ventilsitzes von der zurückfallenden oder zurückgedrückten Kugel getroffen werden, etwa gleich groß sein. Der Ventilsitz wird also mehr oder weniger gleichmäßig durch das Auftreffen der Kugel beschädigt und verforrnt. Wenn die Achse des Rückschlagve#ntils dagegen eine Schräglage einnimmt, wird die Kugel außer von der unsymmetrischen Strömung auch noch von einer Schwerkraftkomponente aus ihrer Mittellage abgelenkt. Die Folge davon ist es, daß einige Stellen des Ventilsitzes mit -weitaus größerer Häufigkeit voii 'der auftreffenden Kugel beschädigt werden als die übrigen Stellen. Der Ventilsitz verformt sich an diesen Punkten besonders stark, so daß- schließlich eine dauernde Undichtigkeit des Rückschlagventils daraus xesultiert.
  • , Das exzentrische Ausweichen der Kugel wird außerdem dadurch unte - rstützt, daß die auf die Kugel wirkende Schließfeder nicht genau zentral wirkt und daß die Kugel meist -,sei-,es durch die Herstellung, sei es durch den Betrieb -'-keine mathematisch genaue Kugelfläche- besitzt. Schli,#i31ich muß man noch berücksichtigen, daß bei einer',#schräg von ihrem Sitz weggestoßenen Kugel die -Strömung sich auf der einen Seite der Kugel stärker ausbildet als auf der anderen und die Kugel noch in eine unsymmetrische Lage treibt. Dadurch können die beschriebenen Vorgänge verstärkt werden-- -- , - Überlegungen, -wie sie vorstehend für das Beispiel eines kugelförmigen Rückschlagventils angestellt sind, gelten ähnlich auch für plattenförmige Rücks-chlag# ventile, bei denen iiberdies ein Kippen der Platte und damit ein schiefes Aufsehlagen, auf den Ventilsitz eintritt.
  • Die Nachteile der Kugel- und Plattenrückschlagventile werden nun gemäß der Erfindung dadurch wirksam bekämpft, daß das Rückschlagve.ntil einen Ventilteller mit einem einseitig daran anschließenden Führungsteil besitzt, welches in einer an den Ventilsitz angrenzenden, der' #Zuleitung ;der Flüssigkeit in den Druckrau#m dienenden Bohrung axial geführt ist.
  • Der durch ein so geführtes Rückschlagventil gegenüber Kugel- und Plattenrückschlagventilen erzielte Vorteil ist bei weitem größer als der Nachteil, der durch den als Folge der Führung entstehenden Massenzuwachs des Ventils auftritt. Dies um so mehr, als der Massenzuwachs dadurch, daß der Führungsteil nur einseitig und außerdem angrenzend an den Ventilsitz, also in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet ist, besonders klein gehalten ist. Diese Führung ist außerdem immer gut geschmiert, weil die in den Druckraum einzuleitende Flüssigkeit - zumeist ein Öl - durch die gleiche Bohrung hinzutritt, in der die Führung des Ventiltellers gleitet. Man kann. also diese Füh#rung wegen der guten Schmierung mit ganz geringem Spiel ausbilden. Der geführte Ventilteller hat immer die gleiche Berührungslinie oder -fläche mit dem Ventilsitz und schließt deshalb sofort dicht ab. Die Öffnungszeit des Rückschlagventils ist dadurch genau festgelegt. Weiterhin kann sich keine unsymmetrische Strömung ausbilden, da der geführte Ventilteller eine symmetrische Strömung durch das Ventil erzwingt. Deshalb sind auch keine Pendelvorgänge mehr möglich.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in welcher zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert sind. Hierin zeigt Fig. 1 eine erfindungsgernäße Ausgleichsvorrichtung, welche zwischen Kipphebel und Ventilspindel direkt auf das Ventil aufgesetzt ist, und Fig. 2 eine erfindungsgemäße AusgleichsvoTrichtung, welche dicht oberhalb der Steuer-v#,elle in der Stetiereinrichtung angeordnet ist.
  • In Fig. 1 stützt sich an dem üblichen Federteller 1 die Ventilfeder 2 ab. Die Ventilspindel 3 ist mit Hilfe des zweiteiligen konischen Ringes 4 fest mit dem Federteller 1 verbunden. Der Kipphebel 5 wird auf beliebige Weise von der Steuerwelle her betätigt. Er wirkt über die Kalotte 6 auf den kolbenartigen Körper 7. Die Ventilspindel 3 ist weiterhin mit einem zylinderförmigen Körper 8 verbunden, in welchem der kolbenartige Körper 7 gleitet. Beide Körper werden durch die Kraft der Feder 9 auseinandergedrückt, so daß zu jedem Zeitpunkt einerseits der Körper 7 mit der Kalotte 6 und andererseits der Körper 8 mit der Spindel 3 in Berührung steht. Über die Bohrungen 10, 11 und 12 WiTd in das Innere des kolbenartigen Körpers 7 Öl geleitet, welches - sobald sich das geführte, durch die Feder 13 an seinen Sitz gedrückte kleine Ventil 14 öffnet - in den Raum 15 dringen kann.
  • Die Funktion der Vorrichtung beruht nun darauf, daß durch den Druck der Feder 9 der Raum 15 vergrößert und in ihm ein Unterdruck erzeugt wird, so- bald ein Ventilspiel beispielsweise zwischen der Kalotte 6 und dein Körper 7 auf treten sollte. Durch den Unterdruck wird tinter Überwindung der Kraft der Feder 13 Öl in den Raum 15 gesogen. Wenn nun zur Betätigung der Ventilspindel 3 über diese Ausgleichsvorrichtung eine Steuerkraft geleitet wird, wirkt der mit 01 gefüllte Raum als Übertragungsglied. Bei der Kraftübertragung wird etwas Öl durch den Spalt zwischen den Körpern 7 und 8 herausgedrückt und kann sich in dem von der Haube 16 gedeckten Raum sammeln. Der ölverlust ermöglicht ein erneutes Ansaugen von Öl aus der Bohrung 12, so daß sich nahezu bei jedem Ventilspiel das kleine Ventil 14 öffnen muß und die Füllung dem jeweiligen Ventilspiel angepaßt werden kann. Dieses Ventil 14 kann Flügel 17 besitzen, mit denen es sich an der Innenwand der Bohrung 12 abstützt. Sie ermöglichen einen gleichmäßigen Einlauf des Öles. Außerdem ist einversetztes Aufprallen des Ventils nicht mehr möglich, so daß nachteilige Pendelerscheinullgen vermieden werden.
  • In Fig. 2 ist die Ausgleichsvorrichtung in einem festen Gehäuseteil 19 angeordnet. In diesem kann der zylinderförrnige Körper 20 gleiten, welcher von unten her durch den Nocken der Steuerwelle betätigt wird. In ihm wiederum gleitet der kolbenartige Körper 21, welcher mit der Kalotte 22 und dem Steuerhebel 23 in Berührung steht. Ein Sprengring 24 verhindert, daß der zylinderförmige Körper 21 bei fehlendem Widerstand am Ende des Steuerhebels 23 durch die Kraft der Feder 25 nach oben herausgedrückt wird. Das kleine Ventil 26 des Spielausgleichers, die Feder 27 und der Raum 28 haben die gleiche Funktion wie die entsprechenden Teile im ersten Ausführungsbeispiel. Das 01 wird diesmal über die Bohrung 29 und die Ausnehmungen 30 und 31 in den Innenraum 32 geleitet, von wo aus es in die Bohrung 33 im Innern des kolbenartigen Körpers 21 dringen kann. Die Wirkungsweise dieser Ausgleilchseinrichtung entspricht genau derjenigen des Beispiels in Fig. 1.
  • Zu beachten ist, daß die Spielausgleicher trotz ihrer geneigten Lage ohne Schwierigkeiten absolut sicher arbeiten. Selbst stärkere Neigungen auch über 90' hinaus würden die Funktion des kleinen Ventils nicht beeinträchtigen. Es empfiehlt sich jedoch, die Vorrichtungen nicht stärker als 901 zu neigen, da auf diese Weise eventuell in die Räume 15 bzw. 28 gedrungene Luft selbsttätig nach oben entweichen kann. Im übrigen spielt es keine Rolle, an welcher Stelle der Steuerung die Atisgleichsvorrichtung angeordnet ist. Neben den gezeigten Anordnungen ist der Einbau beispielsweise direkt in dein Kipphebel möglich.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH-In bewegte Teile des Ventilantriebs von Brennkraftmaschinen eingebaute hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung mit einem ihren Flüssigkeitsdruckraum abschließen-den Rückschlagventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücks,chlagventil einen Ventilteller mit einem einseitig daran anschließenden Führungsteil besitzt, welches in einer an den Ventilsitz angrenzenden, der Zuleitung der Flüssigkeit in den Druckraum dienenden Bohrung axial geführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrif ten Nr. 2 468 332, 2 654 356; »Automobile Engineer«, März 1953, S. 126 bis 128.
DES39676A 1954-06-11 1954-06-21 Ventilspielausgleichsvorrichtung Pending DE1002162B (de)

Applications Claiming Priority (1)

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CH1002162X 1954-06-11

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DE1002162B true DE1002162B (de) 1957-02-07

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ID=4552104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES39676A Pending DE1002162B (de) 1954-06-11 1954-06-21 Ventilspielausgleichsvorrichtung

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DE (1) DE1002162B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2911550A1 (de) * 1978-03-23 1979-09-27 Aisin Seiki Geschlossene spielausgleichsvorrichtung
DE3422489A1 (de) * 1984-06-16 1985-12-05 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Hydraulisches spielausgleichselement in einem ventiltrieb fuer brennkraftmaschinen
EP0334513A1 (de) * 1988-03-11 1989-09-27 Eaton Corporation Spielausgleichsvorrichtung
EP3147469A1 (de) * 2015-09-25 2017-03-29 Eaton S.r.l. Hydraulikspielausgleichselement

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2468332A (en) * 1946-04-29 1949-04-26 Johnson Products Inc Tappet construction
US2654356A (en) * 1949-07-23 1953-10-06 Eaton Mfg Co Hydraulic tappet

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