DE102006004751A1

DE102006004751A1 - Hydraulisches Abstützelement

Info

Publication number: DE102006004751A1
Application number: DE200610004751
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Kern
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: DE102006004751B4

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieses besteht aus einem topfartigen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein Druckkolben (6) verläuft. Letzterer überragt mit einem Kopf (7) das Gehäuse (2). Bohrungsseitig weist der Druckkolben (6) einen Ringsteg (9) auf, zwischen dem und einem Boden (10) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (11) für das Hydraulikmittel gebildet ist. Der Druckkolben (6) hat innerhalb des Gehäuses (2) einen Einlass (13) für das Hydraulikmittel, der in Fluidverbindung mit einem Durchlass (14) im Gehäuse (2) steht. Von dem Einlass (13) aus ist das Hydraulikmittel über ein Umlenkelement (15) zu einem im Kopfbereich liegenden Übertritt (16) in den Vorratsraum (4) leitbar. Gemäß der Erfindung ist der Druckkolben (6) einteilig ausgebildet, wobei das Umlenkelement (15) als im Querschnitt sternförmige, dünnwandige Hülse dargestellt ist, die mit einer Stirn (17) dichtend auf dem Ringsteg (9) steht, wobei deren anderer Stirn (18) der Übertritt (16) immanent ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen hebelartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse, in dessen Bohrung ein axial beweglicher, einen Vorratsraum für Hydraulikmittel einschließender sowie durch ein Federmittel vom Gehäuse weg beaufschlagter Druckkolben verläuft, der mit einem Kopf zur Abstützung des Nockenfolgers einen Rand des Gehäuses überragt, wobei der Druckkolben bohrungsseitig einen Ringsteg aufweist, zwischen dem und einem Boden des Gehäuses ein Hochdruckraum für das Hydraulikmittel gebildet ist, welcher Hochdruckraum über ein am Ringsteg appliziertes Rückschlagventil hydraulisch mit dem Vorratsraum verbunden ist, wobei der Druckkolben einen Einlass für das Hydraulikmittel innerhalb des Gehäuses besitzt, der in Fluidverbindung mit einem Durchlass im Gehäuse steht, von welchem Einlass das Hydraulikmittel über ein Umlenkelement zu einem im Kopfbereich liegenden Übertritt in den Vorratsraum leitbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Generell nachteilig bei hydraulischen Abstützelementen ist es, dass deren vom Druckkolben eingeschlossener Vorratsraum nach Abstellen der Brennkraftmaschine sukzessive bis auf ein Niveau unterhalb des Einlasses leer läuft. Dies führt dazu, dass bei Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine die im Vorratsraum akkumulierte Hydraulikmittelmenge nicht ausreicht und es zu einem Nachsaugen von Luft in den Hochdruckraum kommt. Verstärkt tritt dieses Problem bei axial relativ nahe am Rückschlagventil liegendem Einlass auf.

Die Fachwelt hat versucht, das Problem des Leerlaufens zu lösen. So offenbart die DE 199 42 983 A1 ein Abstützelement, dessen Druckkolben an seiner Innenwandung ein ringartiges Umlenkelement besitzt. Zu erkennen ist jedoch, dass der Druckkolben zweiteilig aufgebaut ist, was zwar eine Montage des Umlenkelements gestattet, sich jedoch insgesamt nachteilig auf den Fertigungsaufwand und die -kosten auswirkt. Auch ist durch das Umlenkelement die unterhalb seines geodätisch hoch liegenden Übertritts verbleibende Hydraulikmittelmenge eingeschränkt. Zudem muss das vorbekannte Umlenkelement durch separate Maßnahmen (hier Einklemmen zwischen zwei Walznuten) befestigt werden.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die eingangs zitierten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Druckkolben einteilig ausgebildet ist, wobei das Umlenkelement als im Querschnitt stern- oder wellenförmige, dünnwandige Hülse dargestellt ist, die mit einer Stirn auf dem Ringsteg steht, wobei deren anderer Stirn der Übertritt immanent ist und wobei das Umlenkelement mit seinem Kopfkreis zumindest weitestgehend am Innenmantel des Druckkolbens anliegt.

Somit liegt ein besonders auslaufsicheres Abstützelement vor. Ein Nachsaugen von Luft wird vermieden, da als Hydraulikmittelspeicher nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine stets das relativ große, vom Umlenkelement eingeschlossene Reservoir bis zu dessen oberer Stirn zur Verfügung steht.

Gerade bei einteiligen Druckkolben, die vorzugsweise bei beschränktem axialen Bauraum zur Anwendung kommen, war das Problem „Auslaufsicherheit" bis dato nur ungenügend gelöst. Aufgrund deren relativ geringer Bauhöhe gegenüber den mehrteiligen Druckkolben hatten deren Vorratsräume ohnehin nur eine relativ kleine Hydraulikmittelmenge akkumulierbar.

Das im Querschnitt stern- oder wellenförmige, hülsenartige Umlenkelement nach der Erfindung kann beispielsweise aus einem flachen Stück zusammengebogen und im Bereich seiner Enden verbunden werden.

Als geeigneter Werkstoff für das Umlenkelement kommt beispielsweise dünnwandiger Kunststoff, Blech oder dgl. in Frage.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung soll das Umlenkelement mit seiner gehäuseseitigen Stirn dichtend auf dem Ringsteg stehen. Diese dichtende Ausbildung kann u. a. durch separate Dichtmaßnahmen wie Kleben, Verlöten, etc. geschaffen werden.

Vorgesehen ist es zudem, das Umlenkelement mit seinen beiden Stirnen zwischen dem Ringsteg und einem radial nach innen weisenden Kragen des Druckkolbens im Kopfbereich „einzuspannen". Dies kann beispielsweise so realisiert werden, dass bei noch offenem Kopfbereich des Druckkolbens das schlauchartige Umlenkelement derartig in dessen Innenmantel gesetzt wird, dass es mit seiner einen Stirn auf dem Ringsteg steht. Anschließend erfolgt durch geeignete Werkzeuge ein so genanntes „Pressbördeln" des Kopfes des Druckkolbens, bei welchem der Kopf zumindest weitestgehend geschlossen wird und über welchen Vorgang ein radial nach innen weisender Kragen im Kopfbereich geschaffen werden kann, der das Umlenkelement dann quasi gegen den Ringsteg spannt.

Selbstverständlich kann im Bereich des Kopfes eine Durchgangsöffnung aus dem Vorratsraum vorliegen. Diese kann einer Schmierung und/oder Entlüftung in bekannter Art und Weise dienen.

Zudem kann auch ein anderer Querschnitt als der vorschlagsgemäß stern- oder wellenförmige für das Umlenkelement realisiert werden. Wichtig ist ein einfacher Montagevorgang, bei dem das Umlenkelement in beliebiger Drehposition in den Druckkolben gesteckt werden kann. Somit wird das über den Einlass zugeleitete Hydraulikmittel zwischen einem Innenmantel des Druckkolbens und einem Außenmantel des Umlenkelements in geodätisch hoch liegende Richtung gefördert und dann über den an der einen Stirn gebildeten Übertritt ins Innere des Umlenkelements (Vorratsraum) geleitet. Es ist klar, dass die Erfindung auch bei einem Schrägeinbau des Abstützelements Anwendung finden kann.

Gemäß einer Konkretisierung der Erfindung kann das Umlenkelement auch an der Seite seiner einen Stirn durch einen Boden verschlossen sein, so dass es topfähnliche Geometrie besitzt. Der Boden benötigt hier lediglich eine Öffnung, die mit dem Rückschlagventil in etwa in Flucht ist.

Der Druckkolben ist vorzugsweise frei rotationsbeweglich im Gehäuse gelagert, wobei er an seinem Außenmantel eine Ringnut hat, in welcher der wenigstens eine Einlass für das Hydraulikmittel verläuft.

In Fortbildung der Erfindung besitzt das Umlenkelement im Axialabschnitt der Ringnut eine demgemäß komplementäre Ausbildung (Einformung).

Auch kann es vorgesehen sein, in der Bohrung des Gehäuses eine Ringausnehmung zu applizieren, die einen Durchlass für Hydraulikmittel aufweist, der auf einer Höhe mit dem Einlass im Druckkolben ist. Gegebenenfalls können auch gleichzeitig die sich zueinander auf einer Höhe befindende Ringnut im Druckkolben und die Ringausnehmung im Gehäuse vorgesehen sein.

Als Nockenfolger, die auf dem Abstützelement lagerbar sind, ist hauptsächlich an Schlepphebel gedacht. Jedoch kommen auch Kipphebel o. dgl. infrage.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 in einer räumlichen Darstellung einen Längsschnitt durch einen Druckkolben eines Abstützelements;
2 ein Umlenkelement für den Druckkolben in einer räumlichen Darstellung und
3 im Längsschnitt ein Abstützelement mit Gehäuse, jedoch ohne Umlenkelement.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
3 offenbart ein Abstützelement 1, so wie es von seinem wesentlichen Aufbau her der Fachwelt an sich bekannt ist. Das Abstützelement 1 besteht aus einem topfartigen Gehäuse 2 mit einem Boden 10. In einer Bohrung 3 des Gehäuses 2 ist axial beweglich ein Druckkolben 6 mit seinem Außenmantel 23 angeordnet (siehe auch 1). Das Gehäuse 2 hat einen Durchlass 14 für Hydraulikmittel, der radial innen in eine Ringausnehmung 25 mündet.
Ein Rand 8 des Gehäuses 2 ist deutlich von einem Kopf 7 des Druckkolbens 6 überragt. Der genannte Druckkolben 6 hat gehäuseseitig einen Ringsteg 9, an dessen Unterseite ein nicht näher zu beschreibendes Rückschlagventil 12 appliziert ist. Dieses Rückschlagventil 12 öffnet sich in Richtung zu einem unterhalb des Ringstegs 9 verlaufenden Hochdruckraum 11 für Hydraulikmittel. Oberhalb von dem Ringsteg 9 schließt der Druckkolben 6 einen Vorratsraum 4 für Hydraulikmittel ein.
Zu erkennen ist aus den 1, 3 des Weiteren, dass der Druckkolben 6 auf einer Höhe des Durchlasses 14 einen Einlass 13 für das Hydraulikmittel besitzt.
Gemäß der Erfindung ist das Abstützelement 1 besonders auslaufsicher gestaltet (siehe auch Beschreibungseinleitung). Hierzu verläuft in dessen Vorratsraum 4 eine im Querschnitt hier sternförmige, dünnwandige Hülse als Umlenkelement 15. Dieses Umlenkelement 15 steht mit seiner einen Stirn 17 dichtend auf dem Ringsteg 9 auf. Eine andere Stirn 18 des Umlenkelements 15 verläuft an einem radial nach innen weisenden Kragen 21 im Bereich des Kopfes 7.
Der Druckkolben 6 ist mit dem Ringsteg 9 komplett einteilig ausgebildet, wobei ggf. der Ringsteg 9 mit angrenzenden Bereichen auch als separates Teil gegenüber dem restlichen Druckkolben 6 ausgebildet sein kann.
Zur Fertigung/Montage: Das erfindungsgemäße Umlenkelement 15 wird vor einem eigentlichen Schließen des Kopfes 7 in den Vorratsraum 4 eingebaut. Der Druckkolben 6 kann beispielsweise als Fließpressteil ausgebildet sein, wobei der Kopf 7 nach einem Einbau des Umlenkelements 15 dann durch einen Vorgang wie „Pressbördeln" verschlossen wird. Bei diesem Vorgang kann auch der Kragen 21 derartig mit eingeformt werden, dass dessen Innenrand 22 sozusagen als Schulter auf die andere Stirn 18 des Umlenkelements 15 im Presssinn einwirkt.
Das dünnwandige Umlenkelement 15 liegt am Innenmantel 20 des Druckkolbens 6 lediglich mit seinem Kopfkreis 19 an. Lediglich auf einer Höhe der Ringnut 24 hat das Umlenkelement 15 eine komplementäre Aussparung 27. Vorzugsweise wird das Umlenkelement 15 mit leichter radialer Vorspannung in den Druckkolben 6 eingebaut.
Eine Zuleitung von Hydraulikmittel erfolgt aus dem Zylinderkopf (Zuführkanal) über den Durchlass 14 im Gehäuse 2, die Ringausnehmung 25, die Ringnut 24 zu dem Einlass 13. Von dort gelangt das Hydraulikmittel, radial nach innen durch das Umlenkelement 15 begrenzt, an dem Innenmantel 20 entlang an eine geodätisch hoch liegende Stelle. In diesem Bereich befindet sich der Übertritt 16 in das Innere des Umlenkelements 15, wo somit der Vorratsraum 4 verläuft.
Im Falle eines Abstellens der Brennkraftmaschine speichert das Umlenkelement 15 mit seinem darin befindlichen Vorratsraum 4 das Hydraulikmittel. Bei einer anschließenden Wiederbefeuerung der Brennkraftmaschine steht von Beginn an ausreichend Hydraulikmittel für einen klapperfreien Spielausgleich zur Verfügung.

1: Abstützelement
2: Gehäuse
3: Bohrung
4: Vorratsraum
5: Federmittel
6: Druckkolben
7: Kopf
8: Rand
9: Ringsteg
10: Boden
11: Hochdruckraum
12: Rückschlagventil
13: Einlass
14: Durchlass
15: Umlenkelement
16: Übertritt
17: Stirn
18: Stirn
19: Kopfkreis
20: Innenmantel
21: Kragen
22: Innenrand
23: Außenmantel
24: Ringnut
25: Ringausnehmung
26: Abschnitt
27: Aussparung

Claims

Hydraulisches Abstützelement (1) für einen hebelartigen Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein axial beweglicher, einen Vorratsraum (4) für Hydraulikmittel einschließender sowie durch ein Federmittel (5) vom Gehäuse (2) weg beaufschlagter Druckkolben (6) verläuft, der mit einem Kopf (7) zur Abstützung des Nockenfolgers einen Rand (8) des Gehäuses (2) überragt, wobei der Druckkolben (6) bohrungsseitig einen Ringsteg (9) aufweist, zwischen dem und einem Boden (10) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (11) für das Hydraulikmittel gebildet ist, welcher Hochdruckraum (11) über ein am Ringsteg (9) appliziertes Rückschlagventil (12) hydraulisch mit dem Vorratsraum (4) verbunden ist, wobei der Druckkolben (6) einen Einlass (13) für das Hydraulikmittel innerhalb des Gehäuses (2) besitzt, der in Fluidverbindung mit einem Durchlass (14) im Gehäuse (2) steht, von welchem Einlass (13) das Hydraulikmittel über ein Umlenkelement (15) zu einem im Kopfbereich liegenden Übertritt (16) in den Vorratsraum (4) leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (6) einteilig ausgebildet ist, wobei das Umlenkelement (15) als im Querschnitt stern- oder wellenförmige, dünnwandige Hülse dargestellt ist, die mit einer Stirn (17) auf dem Ringsteg (9) steht, wobei deren anderer Stirn (18) der Übertritt (16) immanent ist und wobei das Umlenkelement (15) mit seinem Kopfkreis (19) zumindest weitestgehend am Innenmantel (20) des Druckkolbens (6) anliegt.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Stirn (17) des Umlenkelements (15) dichtend auf dem Ringsteg (9) steht.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (15) an der Seite dessen einer Stirn (17) durch einen Boden verschlossen ist, der lediglich im Axialbereich des Rückschlagventils (12) eine Öffnung aufweist.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (15) mit seinen Stirnen (17, 18) zwischen dem Ringsteg (9) und einem radial nach innen weisenden Kragen (21) des Druckkolbens (6) im Kopfbereich „eingespannt" ist.
Abstützelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Innenrand (22) des Kragens (21) der durch einen Umformvorgang wie Pressbördeln generierte und zumindest weitestgehend geschlossene Kopf (7) des Druckkolbens (6) absteht.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenmantel (23) des Druckkolbens (6) eine Ringnut (24) mit dem Einlass (13) eingeformt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (3) des Gehäuses (2) eine Ringausnehmung (25) mit dem Durchlass (14) verläuft.
Abstützelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes von stern- oder wellenförmig abstehenden, zahnähnlichen Abschnitte (26) des Umlenkelements (15) im Axialabschnitt der radial einragenden Ringnut (24) eine komplementäre Aussparung (27) aufweist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (15) aus einem federnden, dünnwandigen Leichtbauwerkstoff wie Blech oder Kunststoff besteht.