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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Ventilstößel im Zuge eines mechanischen
Ventiltriebes einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
wobei der Ventilstößel zwischen
einem Gaswechselventil und dessen periodischem Antrieb wirksam angeordnet
sowie mit einer seitlichen Ölversorgung
versehen in ein Gehäuse
eingesetzt ist, wobei innerhalb des Ventilstößels ein axial begrenzt verschiebbarer
Ausgleichskolben mit einem Ölvorratsraum
angeordnet ist, dieser Ölvorratsraum einenends
einen von einem Rückschlagventil
beherrschten Ausgang und anderenends eine Verbindungsöffnung zu
einem benachbarten Bauteil des Ventiltriebes aufweist, sowie mit
einem innerhalb des Ausgleichskolbens im Ölvorratsraum benachbart zur Verbindungsöffnung angeordneten
Durchflussbegrenzer.
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Hintergrund
der Erfindung
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Für den Betrieb
von Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, gelten
allgemein steigende Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit
aller beteiligten Komponenten. Ein bestehender Problemkreis ist
die Schmierölversorgung, insbesondere
die des Ventiltriebes. Bei der Montage oder bei abgestelltem Ventiltrieb
kann es zu unerwünschtem
Leerlaufen oder zu einem unterdrückten Ölvolumenaustausch
zwischen einzelnen Komponenten kommen.
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Aus
der US 2002/0096136 A1 ist ein Ventilstößel im Zuge eines mechanischen
Ventiltriebes einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei der Ventilstößel zwischen
einem Gaswechselventil und dessen periodischem Antrieb wirksam angeordnet
sowie mit einer seitlichen Ölversorgung
versehen in ein Gehäuse
eingesetzt ist. Innerhalb des Ventilstößels ist ein axial begrenzt
verschiebbarer Ausgleichskolben mit einem Ölvorratsraum angeordnet, wobei
der Ölvorratsraum
einenends einen von einem Rückschlagventil
beherrschten Ausgang und anderenends eine Verbindungsöffnung zu
einem benachbarten Bauteil des Ventiltriebes, einer Stößelstange, aufweist.
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Innerhalb
des Ausgleichskolbens im Ölvorratsraum
benachbart zur Verbindungsöffnung
zu der Stößelstange
ist ein plattenförmiger
Durchflussbegrenzer für Öl angeordnet.
Dieser Durchflussbegrenzer ist schwimmend derart gelagert, dass
er sich im Betrieb begrenzt axial bewegen kann. Zu diesem Zwecke
trägt eine
Innenwandung des Ausgleichskolbens eine radial nach innen weisende
und umlaufende Nase, auf welcher die Platte schwerkraftbedingt z.B.
bei abgestellter Brennkraftmaschine in einer ihrer Endlagen zur
Anlage kommt.
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Im
Betrieb unter Öldruck
gesetzt hebt diese Platte von ihrem Sitz ab und gestattet einen Ölvolumenstrom
aus dem Ölvorratsraum
des Ausgleichskolbens in die geodätisch oben liegende Stößelstange.
Um für
eine Erstbefüllung
nach der Montage oder bei abgestellter Brennkraftmaschine einen Ölrücklauf zu gestatten,
schlägt
dieser Stand der Technik vor, die genannte Platte derart auszubilden,
dass bei Anlage auf der umlaufenden Nase die Sperrfunktion aufgehoben
ist und ein begrenzter Ölvolumenrückstrom
zugelassen wird. Hierzu ist es vorgesehen, dass entweder eine definierte Öffnung in
der an sich geschlossen ausgeführten
Platte ausgebildet ist oder seitliche Aussparungen bzw. eine wellige
Umfangsgestaltung vorgesehen sind.
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Im
vom Sitz abgehobenen Betrieb wird die Platte am radial äußeren Rand
umströmt.
Da die oberhalb der Platte liegende Gegenfläche ballig ausgeführt ist,
kommt die Platte an dieser Fläche
zwar wegbegrenzend zur Anlage, ein Ölvolumenabfluss entgegen der
Schwerkraft nach oben ist jedoch möglich.
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Nachteilig
bei dieser bekannten Einrichtung ist es, dass die Platte bei der
Montage schwierig zu handhaben ist, da sie ein vergleichsweise filigranes, manuell
einzusetzendes Bauteil darstellt. Des Weiteren ist die beabsichtigte
Steuerung des Ölrückflusses von
der Plattenbewegung abhängig,
welche wiederum von einer Vielzahl von Toleranzen und der Partikelfreiheit
des Öls
abhängig
ist. Gelingt die Einhaltung dieser Parameter über die Lebenszeit der Bauteile
nicht, so muss bei einem Verkanten oder Klemmen der Platte mit einem übergroßen Ölvolumenabfluss
gerechnet werden, der die Funktion der gesamten Brennkraftmaschine
gefährden
kann.
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Aufgabe der
Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Ventilstößel derart
auszubilden, dass der in benachbarte Bauteile abfließende Ölvolumenstrom
auf ein den sicheren Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistenden
Wert begrenzt ist.
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Lösung der
Aufgabe
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Die
gestellte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen
des Hauptanspruchs gelöst
durch einen hydraulischer Ventilstößel im Zuge eines mechanischen
Ventiltriebes einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
wobei der Ventilstößel zwischen
einem Gaswechselventil und dessen periodischem Antrieb wirksam angeordnet
und mit einer seitlichen Ölversorgung
versehen in ein Gehäuse eingesetzt
ist, innerhalb des Ventilstößels ein
axial begrenzt verschiebbarer Ausgleichskolben mit einem Ölvorratsraum
angeordnet ist, dieser Ölvorratsraum einenends
einen von einem Rückschlagventil
beherrschten Ausgang und anderenends eine Verbindungsöffnung zu
einem benachbarten Bauteil des Ventiltriebes aufweist sowie innerhalb
des Ausgleichskolbens im Ölvorratsraum
benachbart zur Verbindungsöffnung
ein Durchflussbegrenzer angeordnet ist. Dieser Durchflussbegrenzer
ist gemäß dem weiteren
Merkmal der Erfindung als in den Ausgleichskolben ortsfixiert eingepresstes
Sieb ausgebildet.
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Dieser
Aufbau hat den Vorteil, dass bei der Montage der Durchflussbegrenzer
eingepresst werden kann, wodurch dieser für die Lebenszeit seines Betriebes
trotz der auftretenden Axialbeschleunigungen ortsfest fixiert ist.
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Die
Ausbildung als Sieb gestattet eine derartige Gestaltung, dass über die
Durchlässigkeit
des Siebes, z.B. über
Maschenweiten, Porengrößen o.ä. ein genau
definierter Ölvolumenstrom
einstellbar ist. Dieser kann daher so eingestellt werden, dass ein übermäßiger Ölabfluss
und damit verbunden ein Öldruckabfall,
der zur Überforderung
der vorgeschalten Ölkreislaufelemente,
wie z. B. der Ölpumpe
führen kann,
sicher vermieden ist. Daher ist die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit
erhöht.
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Die
Unteransprüche
beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der
Erfindung.
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So
kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass bei einer
zweiteiligen Ausbildung des Ausgleichskolbens, mit einem einem Gaswechselventil
zugeordneten Kolbenoberteil und einem das Rückschlagventil tragenden Kolbenunterteil,
das Sieb in dem Kolbenoberteil angeordnet ist. Dies hat bei der
Montage den Vorteil, dass das Sieb vorab in das Kolbenoberteil eingepresst
werden kann, welches anschließend
mit dem Kolbenunterteil verbunden und dann in das Ventilstößelgehäuse eingesetzt werden
kann.
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Bevorzugt
weist das Kolbenoberteil eine plan ausgebildete, dem Kolbenunterteil
zugewandte und an dieses angrenzende Unterseite mit einer kreiszylindrischen
Ausnehmung auf, in welcher das Sieb eingepresst angeordnet ist.
Dieses hat vorteilhaft einer besonders einfache Herstell- bzw. Montierbarkeit und
eine unmittelbare Kontrolle der Verbindungsöffnung sowie des darüber geführten Volumenstromes zur
Folge.
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Eine
andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die seitliche Ölversorgung
des Ventilstößels im
Ausgleichskolben ausgebildete Querkanäle umfasst, welche in Strömungsrichtung
stromauf des Siebes liegend angeordnet sind. Dies ist mit dem Vorteil verbunden,
dass in jedem Falle der gesamte Ölvolumenstrom
zunächst
in den Vorratsraum strömt
und anschließend
der durch das Sieb kontrollierte Abfluss erfolgen kann.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin
zeigt die einzige Figur einen Querschnitt durch einen oberen Teil
eines hydraulischen Ventilstößels.
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnung
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Ein
an sich bekannter und daher nicht näher gezeigter Ventiltrieb einer
in ei nem Kraftfahrzeug eingesetzten Brennkraftmaschine weist in
seinem Zuge unter anderem einen hydraulischen Ventilstößel 2 auf,
welcher grundsätzlich
von an sich bekanntem Aufbau mit integriertem Ventilspielausgleich
ist.
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In
eine nicht gezeigte Bohrung eines Zylinderkopfes oder eines Kurbelgehäuses ist
ein Gehäuse 4 eingesetzt,
in dessen innerer Bohrung 6 eine Hülse 8 ortsfest angeordnet
ist. In dieser ist ein axial begrenzt gleitverschieblicher zweiteiliger
Ausgleichskolben 10 angeordnet.
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Ein
Kolbenoberteil 12 trägt
eine Pfanne 14 mit einer Verbindungsöffnung 16 für Öl, wobei
eine nicht gezeigte Stößelstange
unter Zwischenschaltung eines in der Figur mit einer Linie 44 angedeuteten
Kugelelementes korrespondierend in diese Pfanne 14 eingreift.
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Ein
an das Kolbenoberteil 12 angrenzendes Kolbenunterteil 18 trägt am unteren
Ende ein Rückschlagventil 20,
welches einen Ausgang 22 von einem Ölvorratsraum 24 zu
einem Hochdruckraum 26 beherrscht.
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Der
nur teilweise dargestellte Ventilstößel 2 trägt an seinem
nicht dargestellten, unteren Ende eine Rolle, welche periodisch
von Nocken einer rotierenden Nockenwelle angetrieben wird. Das erwähnte Kugelelement überträgt die Bewegungen
mittels der Stößelstange
und eines Kipphebels auf ein Gaswechselventil.
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Die Ölversorgung
des Ventilstößels 2 erfolgt seitlich
derart, dass über
eine Querbohrung 28 im Gehäuse 4 ein in der Hülse 8 ausgebildeter
Ringkanal 30 befüllt
wird. Dieser steht wiederum über
eine Schrägbohrung 32 mit
Querkanälen 34 im
Ausgleichskolben 10 in Verbindung, derart, dass der Ölvorratsraum 24 mit
Drucköl
gefüllt
ist.
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Das
Kolbenoberteil 12 weist eine dem Kolbenunterteil 18 zugewandte
und an diese angrenzende plane Unterseite 36 auf, in welche
zentrisch eine kreiszylindrische Ausnehmung 38 von der
Unterseite 36 aus in Richtung auf die Pfan ne 14 verlaufend
eingebracht ist. In diese Ausnehmung 38 ist als Durchflussbegrenzer
ein Sieb 40 eingepresst, wie in der Figur mit punktierter
Linie dargestellt.
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Das
Sieb 40 liegt stromab des Ölvolumenzustromes unmittelbar
vor der Verbindungsöffnung
und kontrolliert bzw. steuert somit den Ölvolumenstrom aus dem Ölvorratsraum 24 heraus,
verdeutlicht durch den Pfeil 42.
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- 2
- Ventilstößel
- 4
- Gehäuse
- 6
- Bohrung
- 8
- Hülse
- 10
- Ausgleichskolben
- 12
- Kolbenoberteil
- 14
- Pfanne
- 16
- Verbindungsöffnung
- 18
- Kolbenunterteil
- 20
- Rückschlagventil
- 22
- Ausgang
- 24
- Ölvorratsraum
- 26
- Hochdruckraum
- 28
- Querbohrung
- 30
- Ringkanal
- 32
- Schrägbohrung
- 34
- Querkanal
- 36
- Unterseite
- 38
- Ausnehmung
- 40
- Sieb
- 42
- Pfeil
- 44
- Linie