DE102004023599B4 - Hydraulic lash adjuster - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung, insbesondere für den Einsatz an Brennkraftmaschinen, vorzugsweise in Ventiltrieben bzw. Riemen- oder Kettentrieben, mit einem äußeren, einseitig mit einem Boden (2) verschlossenen Zylinderteil (6), in welchem ein dazu innen liegendes Kolbenelement (8) längsverschiebbar unter Belassung eines funktionsnotwendigen Führungsspaltes (10) geführt ist, mit einem zwischen diesem Boden (2) und dem Kolbenelement (8) ausgebildeten Öldruckraum (12) sowie mit einem innerhalb des Kolbenelementes (8) ausgebildeten Ölvorratsraum (24), und mit einem den Ölvorratsraum (24) versorgenden Ölzulauf (30) sowie mit einem von einem Rückschlagventil (26) beherrschten Verbindungskanal (28) zwischen Ölvorratsraum (24) und Öldruckraum (12). Für eine optimierte Abfuhr von über den Ölzulauf (30) eingebrachte Luft wird vorgeschlagen, dass stromab des Ölzulaufs (30) und stromauf des Verbindungskanals (28) in dem Kolbenelement (8) ein den Ölvorratsraum (24) und den Führungsspalt (10) verbindender Entlüftungspfad (36) ausgebildet ist.The invention relates to a hydraulic lash adjuster, in particular for use on internal combustion engines, preferably in valve drives or belt or chain drives, with an outer cylinder part (6) closed on one side with a base (2) in which a piston element (8 ) is guided longitudinally displaceable while leaving a functionally necessary guide gap (10), with an oil pressure chamber (12) formed between this base (2) and the piston element (8) and with an oil storage chamber (24) formed within the piston element (8), and with a the oil supply chamber (24) supplying the oil inlet (30) and with a connecting channel (28) between the oil supply chamber (24) and the oil pressure chamber (12), which is controlled by a check valve (26). For an optimized removal of air introduced via the oil inlet (30), it is proposed that downstream of the oil inlet (30) and upstream of the connecting channel (28) in the piston element (8) a venting path connecting the oil reservoir (24) and the guide gap (10) (36) is formed.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung für den Einsatz an Brennkraftmaschinen, mit einem äußeren, einseitig mit einem Boden verschlossenen Zylinderteil, in welchem ein dazu innen liegendes Kolbenelement längsverschiebbar unter Belassung eines funktionsnotwendigen Führungsspaltes geführt ist, mit einem zwischen dem Boden und dem Kolbenelement ausgebildeten Öldruckraum sowie einem innerhalb des Kolbenelementes ausgebildeten Ölvorratsraum und mit einem den Ölvorratsraum versorgenden Ölzulauf sowie einem von einem Rückschlagventil beherrschten Verbindungskanal zwischen dem Ölvorratsraum und dem Öldruckraum, wobei in dem Kolbenelement ein den Ölvorratsraum mit dem Führungsspalt verbindender Entlüftungspfad ausgebildet ist.The invention relates to a hydraulic lash adjuster for use on internal combustion engines, with an outer, closed on one side with a bottom cylinder part in which an inner piston element is longitudinally displaceable, leaving a functionally necessary guide gap, with a trained between the bottom and the piston element oil pressure chamber and a formed within the piston member oil reservoir and with an oil supply chamber supplying the oil reservoir and a controlled by a check valve connecting channel between the oil reservoir and the oil pressure chamber, wherein in the piston member a the oil reservoir to the guide gap connecting vent path is formed.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Hydraulische Spielausgleichseinrichtungen sind Koppelelemente zwischen zwei Maschinenelementen, welche im Betrieb ihr relatives Spiel zueinander verändern. Zum Ausgleich dieses unerwünschten Spiels dienen die genannten hydraulischen Spielausgleichseinrichtungen, die aus mindestens zwei durch Hydraulikdruck zueinander verschiebbaren Bauteilen bestehen. Die erwähnten Maschinenelemente können beispielsweise ein Gaswechselventil und ein dieses betätigendes Bauteil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine sein. Ebenso finden sie Verwendung im Zuge eines Nockenwellenantriebes oder Nebenaggregattriebes als Spanner, wobei die beiden Maschinenelemente eine ortsfeste Basis und z. B. ein eine Kette beaufschlagender Schuh sind.Hydraulic lash adjusters are coupling elements between two machine elements which change their relative play to each other during operation. To compensate for this undesirable play the aforementioned hydraulic lash adjusters, which consist of at least two hydraulic pressure to each other displaceable components. The mentioned machine elements can be, for example, a gas exchange valve and an actuating component of a reciprocating internal combustion engine. They also find use in the course of a camshaft drive or auxiliary drive as a tensioner, the two machine elements a stationary base and z. B. are a chain acting on shoe.
Problematisch für den Betrieb solcher Spielausgleichseinrichtungen ist Luft, welche in dem zugeführten Öl enthalten ist oder anderweitig in die Einrichtung eindringt und dabei in deren Hochdruckteil gelangt. Dieses führt zu einem teilweisen oder totalen Verlust der spielausgleichenden Eigenschaften, welches nachteilige Folgen an den beteiligten Maschinenelementen haben kann. Dieses Problem kann durch ungünstige Einbaulagen verschärft werden, z. B. durch eine in Richtung horizontaler Verbauung tendierende Anordnung.A problem for the operation of such clearance compensation devices is air which is contained in the supplied oil or otherwise penetrates into the device and thereby enters its high-pressure part. This leads to a partial or total loss of the clearance-compensating properties, which can have adverse consequences on the machine elements involved. This problem can be exacerbated by unfavorable mounting positions, eg. B. by a tendency towards horizontal obstruction arrangement.
Aus der
Aus der
Aus der
In der
Die Druckschrift
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung anzugeben, welche in vergleichsweise einfacher Art den Eintritt von Luft in den Öldruckraum weitestgehend oder völlig vermeidet.The invention has for its object to provide a hydraulic lash adjuster, which largely or completely avoids the entry of air into the oil pressure chamber in a relatively simple manner.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The solution of this object is achieved with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der für den Betrieb einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung schädliche Lufteintritt in den Öldruckraum bei reduziertem Aufwand sicher vermieden bzw. deutlich reduziert werden kann, wenn es gelingt, in dem noch vor dem Eintritt in den Öldruckraum befindlichen Ölvolumen eine Entgasung unter weitgehender Ausnutzung von vorhandenen Pfaden zu realisieren.The invention is based on the finding that the harmful for the operation of a hydraulic lash adjuster harmful air inlet into the oil pressure chamber with reduced effort can be avoided or significantly reduced if it succeeds in the oil volume located before entering the oil pressure space under a degassing to realize extensive utilization of existing paths.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung, mit einem äußeren, einseitig mit einem Boden verschlossenen Zylinderteil, in welchem ein dazu innen liegendes Kolbenelement längsverschiebbar unter Belassung eines funktionsnotwendigen Führungsspaltes geführt ist, mit einem zwischen diesem Boden und dem Kolbenelement ausgebildeten Öldruckraum und einem innerhalb des Kolbenelementes ausgebildeten Ölvorratsraum, mit einem den Ölvorratsraum versorgenden Ölzulauf und einem von einem Rückschlagventil beherrschten Verbindungskanal zwischen Ölvorratsraum und Öldruckraum, wobei stromab des Ölzulaufs und stromauf des Verbindungskanals in dem Kolbenelement ein den Ölvorratsraum und den Führungsspalt verbindender Entlüftungspfad ausgebildet ist,
erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das Kolbenelement aus einem dem Öldruckraum zugewandten Kolbenunterteil und einem dem Ölzulauf zugewandten Kolbenoberteil gebildet ist und der Entlüftungspfad in der Trennebene zwischen dem Kolbenunterteil und dem Kolbenoberteil angeordnet ist.The object is in a hydraulic lash adjuster, with an outer, closed on one side with a bottom cylinder part in which an internal piston element is guided longitudinally displaceable leaving a functionally necessary guide gap, formed between this bottom and the piston element oil pressure chamber and within the Piston element formed oil reservoir, with a oil supply chamber supplying the oil reservoir and a controlled by a check valve connecting channel between oil reservoir and oil pressure chamber, wherein downstream of the oil inlet and upstream of the connecting channel in the piston member is formed a the oil reservoir and the guide gap connecting vent path
solved according to the invention
the piston element is formed from a piston lower part facing the oil pressure chamber and a piston upper part facing the oil inlet, and the ventilation path is arranged in the parting plane between the piston lower part and the piston upper part.
Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass unter Ausnutzung des zwischen Zylinderteil und Kolbenelement vorhandenen Leckölpfades durch eine Verbindung zwischen dem Ölvorratsraum und dem den Leckölpfad bildenden Führungsspalt eine sichere Luftabfuhr gewährleistet ist, bevor diese Luft unter Überwindung des Verbindungskanals in den Öldruckraum gelangen könnte.This construction has the advantage that, by utilizing the existing between the cylinder part and piston element leakage oil path through a connection between the oil reservoir and the leakage oil path forming guide gap safe air discharge is guaranteed before this air could get overcoming the connection channel into the oil pressure chamber.
Bevorzugt ist dabei, dass das Kolbenelement ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Kolbenhemd im Bereich zwischen Ölvorratsraum und Zylinderteil aufweist sowie der Entlüftungspfad in diesem Kolbenhemd ausgebildet ist.It is preferred that the piston element has a substantially hollow cylindrical piston skirt in the region between the oil reservoir and the cylinder part and the venting path is formed in this piston skirt.
Dieses Kolbenhemd bietet sich aufgrund seiner zylindrischen Gestaltung für die Anordnung des Entlüftungspfades an.This piston skirt offers itself due to its cylindrical design for the arrangement of the venting path.
Der Entlüftungspfad selber ist dabei favorisiert in Form eines Entlüftungskanals ausgebildet, der wiederum vorzugsweise im Wesentlichen radial verlaufend angeordnet ist. Dieses ermöglicht in dem Entlüftungspfad eine Verringerung des Strömungswiderstandes derart, dass die Luftbläschen auf vergleichsweise kurzem Wege in den Leckspalt gelangen.The venting path itself is favorably designed in the form of a venting channel, which in turn is preferably arranged to extend substantially radially. This allows a reduction in the flow resistance in the venting path such that the air bubbles reach the leakage gap in a comparatively short path.
Zur Optimierung zwischen einerseits einer erleichterten Luftabfuhr und andererseits einem möglichst hohen Widerstand gegen Leckölverluste über den Entlüftungspfad ist es bevorzugt vorgesehen, dass der wenigstens eine Entlüftungskanal labyrinthartig verlaufend angeordnet ist.In order to optimize, on the one hand, easier air removal and, on the other hand, the highest possible resistance to leakage oil losses via the venting path, it is preferably provided that the at least one venting channel is arranged in a labyrinth-like manner.
Zur weiteren Optimierung hinsichtlich einer Unempfindlichkeit gegenüber kritischen Einbaulagen kann es bevorzugt sein, in dem Kolbenhemd umfangsverteilt mehrere in den Führungsspalt mündende Entlüftungskanäle vorzusehen. Somit ist bei schräger oder liegender Verbauung immer eine sichere Luftabfuhr nach oben gewährleistet.For further optimization with regard to insensitivity to critical mounting positions, it may be preferable to provide a plurality of venting channels opening into the guide gap in the piston skirt, distributed around the circumference. Thus, a safe air removal is always guaranteed at an angle or horizontal obstruction.
Dadurch, dass der Entlüftungspfad in dem Strömungspfad zwischen Ölzulauf und Verbindungskanal relativ näher zum Ölzulauf und korrespondierend relativ entfernt zum Verbindungskanal angeordnet ist, kann in vorteilhafter Ausgestaltung erreicht werden, dass der Öldruckverlust durch den Entlüftungspfad geringer ist als derjenige, welcher in dem Führungsspalt auf dem Ölpfad zwischen Öldruckraum und Einmündung der Entlüftungskanäle in diesen Führungsspalt auftritt.By virtue of the fact that the venting path in the flow path between the oil inlet and connecting channel is arranged relatively closer to the oil inlet and correspondingly relatively remote from the connecting channel, it can be achieved in an advantageous embodiment that the oil pressure loss through the venting path is lower than that which exists in the guide gap on the oil path between the oil pressure chamber and the mouth of the venting channels occurs in this guide gap.
Damit ist eine saugende Wirkung des zwischen Ölzulauf und Einmündung des Entlüftungspfades in den Führungsspalt liegenden Teiles der Leckspaltstrecke auf den restlichen Teil dieser Leckspaltstrecke vermieden, was anderenfalls zu einem erhöhten Leckölstrom aus dem Öldruckraum führen könnte. Daher ist eine möglichst eng benachbarte Anordnung zum Ölzulauf bevorzugt.Thus, a sucking effect of lying between the oil inlet and the mouth of the vent path in the guide gap part of the leakage gap distance is avoided on the remaining part of this leakage gap, which could otherwise lead to increased leakage oil flow from the oil pressure chamber. Therefore, a closest possible arrangement for oil feed is preferred.
Für eine weitere Optimierung bezüglich der Druck- und Strömungsverhältnisse ist bevorzugt vorgesehen, dass der Führungsspalt eine Breite zwischen 0,003 mm und 0,15 mm aufweist, vorzugsweise zwischen 0,005 mm und 0,1 mm. In weiterer Ausgestaltung weist der Entlüftungskanal eine Breite und/oder Tiefe zwischen 0,003 mm und 0,3 mm auf, vorzugsweise zwischen 0,005 mm und 0,175 mm. Hierbei kann in Abhängigkeit vom Durchmesser des Kolbenelementes jeweils ein optimaler Kompromiss hinsichtlich maximaler Luftabfuhr und minimiertem Ölverlust eingestellt werden.For a further optimization with regard to the pressure and flow conditions, it is preferably provided that the guide gap has a width between 0.003 mm and 0.15 mm, preferably between 0.005 mm and 0.1 mm. In a further embodiment, the venting channel has a width and / or depth of between 0.003 mm and 0.3 mm, preferably between 0.005 mm and 0.175 mm. In this case, depending on the diameter of the piston element in each case an optimal compromise in terms of maximum air discharge and minimized oil loss can be set.
Der minimierte Ölverlust vermeidet vorteilhafterweise ein Auslaufen der Spielausgleichseinrichtung während einer Stillstandsphase. Insgesamt kann eine optimale Kombination von Anzahl der Entlüftungskanäle und deren Länge in Verbindung mit ihrem Querschnitt gefunden werden.The minimized oil loss advantageously avoids leakage of the lash adjuster during a stoppage phase. Overall, an optimal combination of number of ventilation channels and their length can be found in connection with their cross section.
Eine Optimierung hinsichtlich der Entlüftungspfadgestaltung ergibt sich deshalb, weil das Kolbenelement aus einem dem Öldruck zugewandten Kolbenunterteil und einem dem Ölzulauf zugewandten Kolbenoberteil gebildet ist und der Entlüftungspfad in der Trennebene zwischen Kolbenunterteil und Kolbenoberteil angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Gestaltung der Entlüftungskanäle wesentlich erleichtert ist, da diese nunmehr durch die beiden einander zugewandten Stirnflächen begrenzt sind.An optimization with regard to the vent path design results from the fact that the piston element is formed from a piston lower part facing the oil pressure and a piston upper part facing the oil inlet, and the venting path is arranged in the parting plane between the piston lower part and the piston upper part. This has the advantage that the design of the venting channels is much easier, as they are now limited by the two facing end faces.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass eine der beiden Stirnflächen plan ausgebildet ist, während die andere konturiert ausgebildet, zum Beispiel in Form von labyrinth- oder mäanderförmig verlaufenden Nuten, den anderen Teil des Entlüftungskanals bereitstellt.It can be provided that one of the two end faces is flat, while the other contoured, for example in the form of labyrinth or meandering grooves, the other part of the venting channel provides.
Alternativ dazu kann der in der konturiert ausgebildeten Stirnseite liegende Teil des Entlüftungskanals auch als eine wenigstens einen vergleichsweise hohen Widerstand gegen Ölverlust bietende, umlaufende Spiralrille ausgebildet sein.Alternatively, the lying in the contoured end face of the venting channel may also be formed as a, at least a comparatively high resistance to oil loss bidding, circumferential spiral groove.
Hierbei können diese Spiralrillen zwischen minimal 0,003 mm und maximal 0,3 mm tief sein, bevorzugt zwischen 0,005 mm und 0,175 mm. Bei optimierter Gestaltung dieser Spiralrillentiefe und deren Querschnittsfläche bestehen größere Freiheiten bei der Wahl der Breite des Führungsspaltes zwischen Zylinderteil und Kolbenoberteil.Here, these spiral grooves can be between a minimum of 0.003 mm and a maximum of 0.3 mm deep, preferably between 0.005 mm and 0.175 mm. With optimized design of this spiral groove depth and its cross-sectional area greater freedom in choosing the width of the guide gap between the cylinder part and piston upper part.
Grundsätzlich können die Labyrinthnuten in einer der beiden einander zugewandten Stirnflächen ausgebildet sein, es sind jedoch auch Kombinationen denkbar. Besonders gute Ergebnisse wurden z. B. mit einer Labyrinthnutbreite von ca. 0,3 mm und einer Anzahl von 5 Labyrinthnuten erzielt, wobei bei einem kleineren Kolbenelementdurchmesser auch eine Anzahl von 4 Labyrinthnuten gute Ergebnisse lieferte.In principle, the labyrinth grooves can be formed in one of the two mutually facing end faces, but combinations are also conceivable. Particularly good results were z. B. achieved with a Labyrinthnutbreite of about 0.3 mm and a number of 5 labyrinth grooves, with a smaller diameter piston diameter and a number of 4 Labyrinth provided good results.
Die Erfindung ist unabhängig von speziellen Anforderungen in einer großen Anzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle anwendbar, so beispielsweise in Ventiltrieben in HVA's, im Zuge von mit Stößelstangen ausgestatteten Ventiltrieben oder in Ketten- bzw. Riemenspannern von z. B. Nebenaggregatetrieben.The invention is applicable regardless of specific requirements in a large number of different applications, such as valve trains in HVA's, in the course of equipped with pushrods valve trains or in chain or belt tensioners of z. B. ancillary equipment.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Darin zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings of an embodiment. It shows
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Eine in einem nicht gezeigten Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzte hydraulische Spielausgleichseinrichtung weist gemäß
Zwischen Boden
Im Inneren des aus einem Kolbenoberteil
Das Kolbenoberteil
Die beiden Teile des Kolbenelementes
Dieser Entlüftungspfad
Kolbenoberteil und Kolbenunterteil
Die konturiert ausgebildete Stirnseite
Alternativ kann der Entlüftungskanal
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Bodenground
- 44
- Zylinderteilcylinder part
- 66
- Aufnahmeadmission
- 88th
- Kolbenelementpiston element
- 1010
- Führungsspaltguide gap
- 1212
- ÖldruckraumOil pressure chamber
- 1414
- Druckfedercompression spring
- 1616
- Sicherungsringcirclip
- 1818
- Nutgroove
- 2020
- KolbenoberteilPiston crown
- 2222
- KolbenunterteilPiston part
- 2424
- ÖlvorratsraumOil reservoir
- 2626
- Rückschlagventilcheck valve
- 2828
- Verbindungskanalconnecting channel
- 3030
- Ölzulaufoil supply
- 3232
- Zufuhrkegelintake cone
- 3434
- Kolbenhemdskirt
- 3636
- Entlüftungspfadventing path
- 3838
- Nut, EntlüftungskanalGroove, venting channel
- 4040
- Stirnseitefront
- 4242
- Stirnseitefront
- 4646
- Leitwandbaffle
- TT
- Trennebeneparting plane
Claims (10)
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