DE102004019282A1

DE102004019282A1 - Ventiltrieb mit hydraulischem Spielausgleich

Info

Publication number: DE102004019282A1
Application number: DE102004019282A
Authority: DE
Inventors: Peter Sailer; Oliver Dipl.-Ing. Schnell; Friedrich Hieronymus
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-12-15
Also published as: US20050229886A1; US7077090B2

Abstract

Ventiltrieb mit hydraulischem Spielausgleich im gesamten Steuertrieb, bei dem Öl aus dem Ölvorratsraum des hydraulischen Ventilspielausgleichs (HVA) über einen hohlen Stößel zum Ventilkipphebel gefördert wird, wobei eine Drossel den Ölaustritt begrenzt, wobei die Drossel so ausgebildet ist, dass sie beim Abfallen des Öldrucks, das heißt beim Abstellen des Motors, die Stößelbohrung (12) oben abdichtet, sodass das Öl in der Stößelbohrung gehalten wird, bis - nach dem Motorstart - der Drosselkörper (15, 22) die Austrittsöffnung wieder freigibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventiltrieb mit hydraulischem Spielausgleich im gesamten Steuertrieb, bei dem Öl aus dem Ölvorratsraum des hydraulischen Ventilspielausgleichs (HVA) über einen hohlen Stößel zum Ventilkipphebel gefördert wird, wobei eine Drossel den Ölaustritt begrenzt.

Bei hydraulischen Ventilspielausgleichselementen ist ein bestimmtes Vorratsvolumen notwendig, damit ein abgesunkenes Element, insbesondere bei Kaltstart, nicht klappert. Dabei sind die Elemente, die auf Ventilhub abgestellt werden, am gefährdetsten. Ist das Vorratsvolumen zu klein, oder durch andere Gründe der Vorratsraum leergelaufen, während der Motor stand, kann es vorkommen, dass beim folgenden Motorstart zu wenig Öl vorhanden ist um das Element von Blockstellung auf Einbaustellung ausgleichen zu können. Als Folge davon würde der Stößel klappern.

Um dies zu vermeiden ist bereits – man vergleiche beispielsweise die US 2002/0096136 A1 – vorgeschlagen worden, zwischen dem hydraulischen Ventilspielausgleichs-Arbeitskolben und dem Kolbenoberteil eine bewegliche Trennscheibe vorzusehen, die ein zu starkes Absinken des Ölstroms verhindern soll. Bei dieser Lösung ist aber der Ölvolumenstrom durch die Scheibe stark toleranzbehaftet, sodass diese Lösung nicht in allen Punkten befriedigen kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass beim Abstellen des Motors ein gesicherter höherer Ölvorrat zum Füllen des Ölvorratsraums des hydraulischen Ventilspielausgleichs zur Verfügung steht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Drossel im Bereich des oberen Endes des hohlen Stößels so ausgebildet ist, dass sie beim Abfallen des Öldrucks, das heißt beim Abstellen des Motors, die Stößelbohrung oben abdichtet, sodass das Öl in der Stößelbohrung gehalten wird bis – nach dem Motorstart – der Drosselkörper die Austrittsöffnung wieder freigibt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird beim Abstellen des Motors das in der Bohrung des Stößels befindliche Öl als zusätzlicher Ölvorrat nach dem Pipettenprinzip gehalten, sodass beim wieder Starten des Motors dieses Öl nach unten ablaufen und in den Ölvorratsraum des hydraulischen Ventilspielausgleichs gelangen kann, sodass von Anfang an genügend Öl zur Verfügung steht, um das eingangs angesprochene Klappern von Ventilteilen beim Motorstart zu vermeiden.

In Weiterbildung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass die Drossel in einer Ölaustrittsquerbohrung des Kipphebels im Anschluss an eine Lagerkalotte zur Aufnahme einer durchbohrten Lagerkugel am oberen Ende des Stößels angeordnet ist. Die Lagerkugel greift dichtend in die Lagerkalotte ein, so dass durch die abwechselnde vollständige Abdichtung und Freigabe der Ölsaustrittsquerbohrung mit der Drossel das angesprochene Halten des Ölvorrats im Stößel bzw. seine Wiederfreigabe durch Abheben des Drosselkörpers aus der Dichtstellung erfolgen kann.

Im einfachsten Fall kann dabei die Drossel einen im Wesentlichen zylindrischen in einer Lagerbohrung mit Spiel gelagerten Drosselkörper umfassen, der durch die Schwerkraft oder eine Rückstellfeder in die untere Absperrstellung auf eine Dichtschulter einer verjüngten Anschlussbohrung gedrückt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs mit einem am Kipphebel gelagerten, die Ölbohrung des Stößels abdichtenden, Drosselkörper in der Absperrstellung bei abgeschaltetem Motor,
2 eine schematische Darstellung des Ventiltriebs nach 1 nach dem Motorstart und dem dadurch bedingten Abheben des Drosselkörpers,
3 eine vergrößerte Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform, bei der der Dichtkörper federbelastet ist,
4 eine Darstellung des Kipphebels mit einer abgewandelten Bauform einer Drossel, die dort als Einpressteil eingebracht ist, und
5 und 6 weiter abgewandelte Ausführungsbeispiele der Bauform nach 4.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In 1 erkennt man bei 1 schematisch die Nockenwelle mit einem darauf sitzenden Overheadvalve(OHV)-Ventiltrieb 2, der neben der Nockenrolle 3, dem Gehäuse 4 und dem Kolben 5 einen hohlen Stößel 6 umfasst, mit einer Lagerkugel 7 am unteren Ende und einer Lagerkugel 8 am oberen Ende, die in eine Lagerkalotte 9 des Kipphebels 10 zur Betätigung des Ventils 11 eingreifen. Der Stößel 6 ist hohl und seine Innenbohrung 12 verbindet den Ölvorratsraum 13 mit einer Ölaustrittsöffnung zum Schmieren der Kontaktstellen im Ventiltrieb. Im Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 ist im Anschluss an die sich in die Lagerkugel 8 fortsetzende Innenbohrung 12 des Stößels 6 eine Bohrung 14 im Kipphebel angeordnet, an deren Ende in einer erweiterten Bohrung mit relativ engem Spiel verschiebbar ein Drosselkörper 15 angeordnet ist. In 1 ist dabei die Stellung gezeigt, in der durch die Schwerkraft dieser Drosselkörper auf eine Dichtschulter 16 zwischen der erweiterten Innenbohrung 17 zur Aufnahme des Dichtkörpers 15 und der Bohrung 14 abgesunken ist, was immer dann passiert, wenn der Motor abgestellt wird und somit von unten kein Öl nachgedrückt wird. Dadurch wird aber der gesamte hohle Innenraum, also die Bohrung 12 des Stößels 6, abgedichtet, sodass nach dem Pipettenprinzip das Öl in dieser Bohrung gehalten wird. Erst nach dem neuen Motorstart, wenn der Drosselkörper 15 von der Dichtschulter 16 abgehoben hat, fließt das Öl aus dem Stößel 6 nach unten in den hydraulischen Ventilspielausgleich. Durch diesen erhöhten Ölvorrat lassen sich die eingangs genannten Probleme mit klappernden Ventilteilen sicher vermeiden. Die jeweils anstehende Ölsäule ist in den Figuren mit 18 bezeichnet.
Beim abgewandelten Ausführungsbeispiel nach 3 ist der Drosselkörper 15 durch eine Feder 19 belastet, die ihn zusätzlich zur Schwerkraft nach unten an die Dichtschulter 16 in die Abdichtstellung andrückt, sodass die Ölsäule 18 in der Bohrung 12 des Stößels 6 nach dem Pipettenprinzip gehalten wird und somit beim Wiederstarten des Motors zum Auffüllen des Ölvorrats des hydraulischen Ventilspielausgleichs nach unten abfließen kann.
Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem in den Kipphebel 10 ein Einpressteil 20 eingebracht ist, das neben der Kalotte 9 für die Lagerkugel 8 am oberen Ende des Stößels 6 ein hütchenförmiges Blechteil 21 enthält, in dem eine mit geringfügig kleinerem Durchmesser, also mit einem gewissen Spiel, gelagerte Kugel 22 als Drosselkörper angeordnete ist. Die Ölaustrittsöffnung 23 am oberen Ende des Blechteils 21 ist so ausgebildet, dass in der angehobenen Stellung gemäß 4 Öl zwischen Kugel und Innenwand des Blechteils nach oben durchströmen und durch einen freibleibenden Teil dieser Öffnung 23 austreten kann. Bei abgestelltem Motor fällt die Kugel – gegebenenfalls unterstützt durch eine nicht gezeigte Feder – nach unten und dichtet die verjüngte Bohrung 14' ab. Dadurch wiederum wird – wie bereits beschrieben – das Öl im Inneren des hohlen Stößels nach dem Pipettenprinzip gehalten und somit bildet der hohle Innenraum des Stößels 6 einen zusätzlichen Ölvorratsraum für den hydraulischen Ventilspielausgleich.
Die 5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Anordnung nach 4, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel eine Rückstellfeder 19 mit aufgenommen ist, die bei der Anordnung nach 4 noch fehlt. Die dabei verwendete Halteklammer 24 mit integriertem Ölhalte- und Drosselelement ist sehr einfach aufgebaut und hat den Vorteil, dass das Ölhalte- und Drosselelement sehr einfach und zwar ohne weitere Bearbeitung des Ventilhebels eingebaut werden kann.
Die Anordnung nach 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Halteklammer 24 mit einem angefederten Ölhaltebügel 25 versehen ist, der – zusätzlich eine Kalotte 26 aufweisend – beim Anliegen von Motoröldruck (p_Öl) abhebt und den Schmierstrom drosselt. Sobald der Motor abgestellt wird drückt der federnde Ölhaltebügel auf die Austrittsöffnung der Bohrung 14' und dichtet auf diese Art und Weise die sich nach unten anschließend in den 5 und 6 nicht ein gezeichnete Innenbohrung 12 des Stößels 6 ab. Das Ausführungsbeispiel nach 6 ist ersichtlich extrem einfach mit wenigen Bauteilen ausgebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere muss die Drossel nicht zwingend im Bereich des oberen Endes des Stößels angeordnet sein, es genügt wenn das Rückschlagglied zum Halten der Ölsäule im Stößel an dieser Stelle liegt. Die Drossel könnte auch getrennt davon an einer anderen Stelle angeordnet werden.

1: Nockenwelle
2: (OHV)-Ventiltrieb
3: Lockenrolle
4: Gehäuse
5: Kolben
6: hohler Stößel
7: Lagerkugel
8: Lagerkugel
9: Lagerkalotte
10: Kipphebel
11: Ventil
12: Innenbohrung des Stößels
13: Ölvorratsraum
14: Bohrung im Kipphebel
14': verjüngte Bohrung
15: Drosselkörper
16: Dichtschulter
17: Innenbohrung
18: Ölsäule
19: Feder
20: Einpressteil
21: Blechteil
22: Kugel
23: Ölaustrittsöffnung
24: Halteklammer
25: Ölhaltebügel
26: Kalotte

Claims

Ventiltrieb mit hydraulischem Spielausgleich im gesamten Steuertrieb, bei dem Öl aus dem Ölvorratsraum des hydraulischen Ventilspielausgleichs (HVA) über einen hohlen Stößel zum Ventilkipphebel gefördert wird, wobei eine Drossel den Ölaustritt begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel so ausgebildet ist, dass sie beim Abfallen Öldrucks, das heißt beim Abstellen des Motors, die Stößelbohrung oben abdichtet, sodass das Öl in der Stößelbohrung (12) gehalten wird bis – nach dem Motorstart – der Drosselkörper (15, 22) die Austrittsöffnung wieder freigibt.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel in einer Ölaustrittsbohrung (14, 14') des Kipphebels (10) im Anschluss an eine Kalotte (9) zur Aufnahme einer durchbohrten Lagerkugel (8) am oberen Ende des Stößels (6) angeordnet ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel einen im Wesentlichen zylindrischen in einer Lagerbohrung mit engem Spiel gelagerten Drosselkörper (15) umfasst, der durch die Schwerkraft oder eine Rückstellfeder (19) in die untere Absperrstellung auf eine Dichtschulter (16) einer verjüngten Anschlussbohrung (14) gedrückt wird.
Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halteklammer mit integriertem Ölhalte- und Drosselelement in eine Ausnehmung des Ventilhebels eingesetzt ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklammer mit einem angefederten die Drossel mitbildenden Ölhaltebügel (24) versehen ist.