DE102007009121A1

DE102007009121A1 - Hydraulisches Ventilspielausgleichselement

Info

Publication number: DE102007009121A1
Application number: DE102007009121A
Authority: DE
Inventors: Bodo Odendall
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-02-24
Filing date: 2007-02-24
Publication date: 2008-04-30

Abstract

Hydraulisches Ventilspielausgleichselement, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Druckzylinder, in dem ein Druckkolben axial verschiebbar gelagert ist, und einen durch den Druckzylinder und den Druckkolgen gebildeten, mit einem inkompressiblen Druckmedium gefüllten Arbeitsraum, der mittels eines Rückschlagventils verschließbar ist und in dem eine Druckfeder zum Auseinanderschieben von Druckkolben und Druckzylinder angeordnet ist, wobei dem Ventilspielausgleichselement direkt oder indirekt mindestens eine der Kraftübertragung dienende Berührungskontaktfläche für einen Nocken und/oder für ein Gaswechselventil und/oder für ein das Ventilspielausgleichselement zumindest teilweise aufnehmendes Gehäuseteil zugeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass in dem Arbeitsraum (10, 57) mindestens ein durch das Druckmedium (26) komprimierbares Verdrängungselement (37, 40; 63) und/oder wenigstens eine Berührungskontaktfläche (45) an einem komprimierbaren Kontaktelement (46) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement, insbesondere ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Druckzylinder, in dem ein Druckkolben axial verschiebbar gelagert ist, und einen durch den Druckzylinder und den Druckkolben gebildeten, mit einem inkompressiblen Druckmedium gefüllten Arbeitsraum, der mittels eines Rückschlagventils verschließbar ist und in dem eine Druckfeder zum Auseinanderschieben von Druckkolben und Druckzylinder angeordnet ist, wobei dem Ventilspielausgleichselement direkt oder indirekt mindestens eine der Kraftübertragung dienende Berührungskontaktfläche für einen Nocken und/oder für ein Gaswechselventil und/oder für ein das Ventilspielausgleichselement aufnehmendes Gehäuseteil zugeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Ventilspielausgleichselemente der eingangs genannten Art bekannt. Bei Ventiltrieben, bei denen ein Nocken ein Gaswechselventil direkt beaufschlagt, kann es dazu kommen, dass aufgrund einer durch Erwärmung erzeugten Längung des Gaswechselventils dieses nicht mehr richtig schließen kann, obwohl sich der Nocken in Schließposition befindet. Um zu gewährleisten, dass das Gaswechselventil unter allen Betriebsbedingungen sicher schließt, wird ein Ventilspiel, also ein Spiel zwischen dem Nocken und dem Ventil in Schließstellung direkt oder indirekt vorgesehen. Dies hat jedoch zur Folge, dass der Nocken beim Öffnen des Ventils auf dieses aufschlägt, wodurch Störgeräusche entstehen und das Gaswechselventil durch die hohe Belastung schnell Verschleißerscheinungen aufweist. Da sich das Gaswechselventil über seine Lebensdauer hinweg auch dadurch längt, dass es beim Schließen schlagartig von einem Ventilsitz abgebremst wird, ist es notwendig, in regelmäßigen Abständen das Ventilspiel zu überprüfen und gegebenenfalls neu einzustellen.
Bei modernen Verbrennkraftmaschinen werden jedoch überwiegend hydraulische Ventilspielausgleichselemente verwendet, die ein direktes oder indirektes Ventilspiel zwischen dem Nocken und dem Gaswechselventil automatisch ausgleichen. Dies wird im Wesentlichen durch das Auseinanderschieben des Druckkolbens und des Druckzylinders durch die Druckfeder realisiert. Bei einem direkten Ventiltrieb, wenn also der Nocken direkt auf das Gaswechselventil wirkt, ist das Ventilspielausgleichselement derart zwischen Nocken und Gaswechselventil angeordnet, dass dem Druckzylinder eine Berührungskontaktfläche für das Gaswechselventil und dem Druckkolben eine Berührungskontaktfläche für den Nocken zugeordnet sind. In Schließstellung schiebt die Druckfeder Druckkolben und Druckzylinder auseinander, sodass die Berührungskontaktflächen an Nocken und Gaswechselventil anliegen. Dabei strömt Druckmedium durch das Rückschlagventil in den Arbeitsraum nach. Wird das Ventilspielausgleichselement belastet, also Druckzylinder und Druckkolben entgegen der Federkraft der Druckfeder zusammengeschoben, so verschließt sich das Rückschlagventil, sodass sich das Ventilspielausgleichselement wie ein starrer Körper verhält und die vom Nocken beaufschlagte Kraft direkt auf das Gaswechselventil übertragen wird. Um geringfügige oder langsame Größenänderungen des Gaswechselventils auszugleichen, ist zwischen dem Druckzylinder und dem Druckkolben ein Ringspalt ausgebildet, durch den in geringen Mengen Druckmedium aus dem Arbeitsraum herausgelangen kann. Nachteilig hierbei ist, dass bei einer schnellen Temperaturänderung, wie zum Beispiel bei einer Katalysatorbeheizungsmaßnahme, die entsprechend schnelle Längenänderung (Längung) des Gaswechselventils von dem Ventilausgleichselement nicht schnell genug aufgenommen beziehungsweise kompensiert werden kann. Darüber hinaus ergibt sich das Problem, dass bei Unebenheiten, insbesondere im Grundkreisradius des Nockens, die zum Beispiel durch ein nicht exaktes Schleifen oder durch im Betrieb auftretende Schäden entstehen können, ebenfalls nicht schnell genug von dem Ventilspielausgleichselement aufgenommen werden können und auf das Gaswechselventil übertragen werden. Dies kann dazu führen, dass bei einer Umdrehung des Nockens das Gaswechselventil im eigentlich geschlossenen Zustand durch eine Unebenheit im Grundkreisradius in Richtung seiner Öffnungsposition beschleunigt wird.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement zu schaffen, welches auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine schnelle Längung eines Gaswechselventils und/oder Unebenheiten im Grundkreisradius eines das Gaswechselventil betätigenden Nockens kompensieren kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem Arbeitsraum mindestens ein durch das Druckmedium komprimierbares Verdrängungselement und/oder wenigstens eine Berührungskontaktfläche an einem komprimierbaren Kontaktelement angeordnet ist. Es ist also zum einen vorgesehen, dass in dem durch den Druckzylinder und den Druckkolben gebildeten Arbeitsraum, ein allein durch das Druckmedium komprimierbares Verdrängungselement angeordnet ist. Im unbelasteten Zustand verdrängt das Verdrängungselement ein Bestimmtes (Druckmedium-)Volumen in dem Arbeitsraum. Eine axiale Beaufschlagung des Ventilspielausgleichselements entgegen der Federkraft der Druckfeder führt dazu, dass durch das (inkompressible) Druck medium das im Arbeitsraum befindliche (komprimierbare, also kompressible) Verdrängungselement komprimiert beziehungsweise zusammengedrückt wird, wodurch das von dem Verdrängungselement verdrängte Volumen verringert wird. Dadurch können der Druckkolben und der Druckzylinder trotz des geschlossenen Rückschlagventils entsprechend des verkleinerten, von dem Verdrängungselement verdrängten Volumen zusammengeschoben werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass wenigstens eine Berührungskontaktfläche an einem komprimierbaren Kontaktelement angeordnet ist. Durch die Anordnung einer Berührungskontaktfläche an einem komprimierbaren Kontaktelement wird eine plötzliche Längung des Gaswechselventils oder eine Unebenheit im Nocken an eine der Kraftübertragung dienende Schnittstelle zwischen Ventilspielausgleichselement und Nocken und/oder Gaswechselventil und/oder Gehäuseteil aufgenommen. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Ventilspielausgleichselements ist es daher auf einfache Art und Weise möglich, ein Schließen des Gaswechselventils über die gesamte Lebensdauer und unter jeglichen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das in dem Arbeitsraum angeordnete Verdrängungselement als Elastomerbeschichtung ausgebildet. Vorteilhafterweise ist diese an der Innenseite des Druckzylinders oder der Druckkolbenaußenseite, die zusammen den Arbeitsraum definieren, aufgebracht. Zweckmäßigerweise ist die Elastomerbeschichtung derart aufgebracht, dass sich der Druckkolben in den Druckzylinder zum Ausgleichen des Ventilspiels und der genannten Längenänderungen ausreichend frei bewegen beziehungsweise verschieben kann. Wird das Ventilspielausgleichselement beaufschlagt, wie oben beschrieben, so erhöht sich der Druck in dem Druckmedium, wodurch das Druckmedium die Elastomerbeschichtung zurückdrängt, also gegen die Druckzylinderinnenseite und/oder die Druckkolbenaußenseite zusammendrückt. Entsprechend der Elastizität und der Stärke (der Dicke) der Elastomerbeschichtung, beziehungsweise entsprechend dem verringerbaren Verdrängungsvolumen des Verdrängungselements beziehungsweise der Elastomerbeschichtung kann der Druckkolben weiter in den Druckzylinder eingeschoben werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Verdrängungselement als eine Gasblase ausgebildet. Wird das Ventilspielausgleichselement beaufschlagt und steigt der Druck in dem Arbeitsraum, so wird die Gasblase durch das Druckmedium zusammengedrückt beziehungsweise komprimiert, sodass das von der Gasblase im unbelasteten Zustand verdrängte Ausgangsvolumen auf ein kleineres Verdrängungsvolumen komprimiert wird, wodurch der Druckkolben weiter in den Druckzylinder eindringen und dadurch eine plötzliche/schnelle Längung des Gaswechselventils sowie Unebenheiten des Nockens schnell kompensiert werden können.
Vorteilhafterweise ist die Gasblase von einer elastisch verformbaren, also flexiblen Hülle umgeben. Dadurch wird erreicht, dass sich die Gasblase nicht in mehrere kleinere Gasblasen aufteilen kann, die zum Beispiel durch den Ringspalt zwischen Druckkolben und Druckzylinder aus dem Arbeitsraum entweichen könnten. Darüber hinaus erlaubt die flexible Hülle eine bestimmte Anordnung des Verdrängungselements in dem Arbeitsraum. In einer alternativen Ausführungsform wird das Verdrängungselement vollständig aus einem Elastomerwerkstoff gebildet, bevorzugt aus einem, der dem der Elastomerbeschichtung entspricht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Kontaktelement als ein Federelement ausgebildet. Das Federelement ist dabei als separates Bauteil oder als ein integriertes, also beispielsweise von dem Druckzylinder oder dem Druckkolben gebildetes, Federelement ausgebildet. Durch die Anordnung der Berührungskontaktfläche an dem als Federelement ausgebildeten komprimierbaren Kontaktelement können Längenänderungen und/oder Nockenunebenheiten auf einfache Art und Weise direkt an den Wirkflächen des Ventilspielausgleichselements aufgenommen beziehungsweise kompensiert werden. Vorteilhafterweise ist das Federelement als Tellerfeder ausgebildet, die besonders bevorzugt die Berührungskontaktfläche für das Gaswechselventil aufweist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventilspielausgleichselement als Hydrostößel (hydraulischer Tassenstößel) ausgebildet. Dadurch ist das erfindungsgemäße Ventilspielausgleichselement verwendbar für einen direkten Ventiltrieb, bei dem der Nocken direkt über den erfindungsgemäßen Hydrostößel beziehungsweise das erfindungsgemäße Ventilspielausgleichselement auf das Gaswechselventil wirkt. Hierbei ist bevorzugt dem Druckkolben eine erste Berührungskontaktfläche für den Nocken und dem Druckzylinder eine zweite Berührungskontaktfläche für das Gaswechselventil zugeordnet.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Ventilspielausgleichselement als ein Ventilspielausgleicher für einen Schlepphebel-Ventiltrieb ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist hierbei eine dritte Berührungskontaktfläche für das das Ventilspielausgleichselement zumindest teilweise aufnehmende Gehäuseelement, wie zum Beispiel ein Zylinderkopf, dem Druckzylinder zugeordnet. Weiterhin sind zweckmäßigerweise dem Druckkolben eine vierte Berührungskontaktfläche für den Nocken und/oder eine fünfte Berührungskontaktfläche für das Gaswechselventil indirekt und/oder eine vierte Berührungskontaktfläche für einen Schlepphebel direkt zugeordnet. Bevorzugt ist das Kontaktelement der zweiten und/oder der dritten Berührungskontaktfläche zugeordnet. Dies stellt eine besonders einfache Realisierungsmöglichkeit dar. Hierbei ist das Kontaktelement, bevorzugt die Tellerfeder, derart an dem Ventilspielausgleichselement angeordnet, dass das Ventilspielausgleichselement über das Kontaktelement mit dem Gaswechselventil zusammenwirken kann. Natürlich ist auch eine Zuordnung eines Kontaktelements zu einer oder mehrerer der übrigen Berührungskontakfflächen denkbar. Die Ausbildung des Ventilspielausgleichselements als ein Ventilspielausgleicher für einen Kipphebel-Ventiltrieb ist auch denkbar und unterscheidet sich nicht Wesentlich von dem Ventilspielausgleicher für den Schlepphebel-(oder Schwinghebel-)Ventiltrieb.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Rückschlagventil als ein Kugelventil ausgebildet. Bevorzugt ist das Rückschlagventil dem Druckkolben zugeordnet, wobei eine Kugel des Rückschlag- beziehungsweise Kugelventils eine im Druckkolben ausgebildete Öffnung, durch die Druckmedium in den Arbeitsraum strömen kann, sichert, so dass durch diese Öffnung Druckmedium nicht aus dem Arbeitsraum heraus strömt.
Ferner betrifft die Erfindung einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem ein Gaswechselventil direkt oder indirekt beaufschlagenden Nocken. Vorteilhafterweise weist der Ventiltrieb, beispielsweise ein direkter Ventiltrieb oder ein Schlepphebelventiltrieb, mindestens ein, wie vorstehend beschriebenes hydraulisches Ventilspielausgleichselement auf.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen
1 ein Ausführungsbeispiel eines als Hydrostößel ausgebildeten vorteilhaften hydraulischen Ventilspielausgleichselements und
2 ein Ausführungsbeispiel eines als Ventilspielausgleicher eines Schlepphebel-Ventiltriebs ausgebildeten vorteilhaften hydraulischen Ventilspielausgleichselements.
Die 1 zeigt in einem Querschnitt ein Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements 1 eines Ventiltriebs 2 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei der Ventiltrieb 2 als direkter Ventiltrieb 2 und das Ventilspielaus gleichselement 1 als Hydrostößel 3 (hydraulischer Tassenstößel) ausgebildet ist. Der Hydrostößel 3 weist einen Druckzylinder 4 auf, der im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet ist und ein eine nach außen weisende Stirnfläche 5 bildendes geschlossenes Ende 6 aufweist. Die Stirnfläche 5 ist dabei im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Druckzylinders angeordnet. In dem Druckzylinder 4 ist ein Druckkolben 7 axial verschiebbar gelagert und beabstandet zu dem Ende 6 des Druckzylinders 4 angeordnet. Der Druckkolben 7 ist im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet und weist an seinem dem Ende 6 des Druckzylinders 4 zugewandten Ende 8 eine Öffnung 9 auf. Durch die beabstandete Anordnung des Druckkolbens 7 zu dem Ende 6 des Druckzylinders 4 ist ein Arbeitsraum 10 zwischen dem Druckzylinder und dem Druckkolben gebildet. In dem Arbeitsraum 10 ist eine Druckfeder 11, die als Spiralfeder ausgebildet ist, derart angeordnet, dass sie den Druckzylinder 4 und den Druckkolben 7 auseinander drückt. An dem Druckkolben 7 ist weiterhin ein als Kugelventil 12 ausgebildetes Rückschlagventil 13, mittels dessen der Arbeitsraum 10 verschließbar ist, in den Arbeitsraum ragend angeordnet. Die Kugel 14 des Rückschlagventils 13 liegt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart an dem Druckkolben 7 an, dass die Öffnung 9 dicht verschlossen ist. Der Druckkolben 7 und der Druckzylinder 4 sind dabei derart ausgebildet, dass zwischen ihren Mantelflächen ein Ringspalt 15 besteht.
Der Druckkolben 7 ist gegenüber seinem die Öffnung 9 aufweisenden Ende 8 einstückig mit einem geschlossenen Ende 17 eines Tassenstößels 16 verbunden, der im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet ist und den Druckzylinder 4 sowie den Druckkolben 7 aufnimmt. Mit anderen Worten bildet hierbei der Tassenstößel 16 den Druckkolben 7. Beabstandet zu dem geschlossenen Ende 17 des Tassenstößels 16 weist der Tassenstößel eine kreisringförmige Stützstrebe 18 auf, die einstückig mit dem Tassenstößel 16 ausgebildet ist. Die Stützstrebe 18 weist an ihrem freien Ende einen kreiszylinderförmigen Führungsring 19 auf, in dem der Druckzylinder 4 verschiebbar gelagert ist, wobei der Führungsring 19 mit der Mantelfläche des Druckzylinders 4 eine Dichtung bildet.
Das hydraulische Ventilspielausgleichselement 1 beziehungsweise der Tassenstößel 16 ist dabei in einer Bohrung 20 eines hier nicht näher dargestellten Zylinderkopfes 21 axial verschiebbar gelagert. In dem Zylinderkopf 21 ist weiterhin ein Schmiermittelkanal 22 vorgesehen, der in die Bohrung 20 mündet. In dem Tassenstößel 16 ist zwischen dem geschlossenen Ende 17 und der Stützstrebe 18 seitlich eine Öffnung 23 vorgesehen, durch die von dem Schmiermittelkanal 22 kommendes Schmiermittel in den Tassenstößel 16 gelangen kann. Der Tassenstößel 16 bildet hierbei zusammen mit dem Druckkolben 7 und dem Druckzylinder 4 einen sogenannten Vorratsraum 24, in dem das Schmiermittel gesammelt wird. Durch einen Kanal 25 gelangt das Schmiermittel durch den Druckkolben 7 zu der Öffnung 9. Ist das Rückschlagventil 13 geöffnet, so gelangt das Schmiermittel weiter in den Arbeitsraum 10. Das Schmiermittel ist vorzugsweise das in der Brennkraftmaschine verwendete Schmieröl und stellt somit ein inkompressibles Druckmedium 26 dar.
An der Stirnfläche 5 des Druckzylinders 4 liegt ein Ventilschaft 27 eines Gaswechselventils 28 an. An dem Ventilschaft 27 ist ein Ventilteller 29 axial formschlüssig angebracht, der von einer Ventilfeder 30 derart beaufschlagt ist, dass der Ventilschaft 27 gegen den Druckzylinder 4 beziehungsweise die Stirnfläche 5 gedrückt wird.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Ventilspielausgleichselements 1 ist ein um eine Achse 31 drehbarer Nocken 32 angeordnet, wobei der Tassenstößel mit seinem geschlossenen Ende 17 an dem Grundkreisradius des Nockens 32 anliegt.
Die Druckfeder 11 sorgt dafür, dass der Berührungskontakt zwischen Tassenstößel 16 und Nocken 32 stets erhalten bleibt. Wäre zwischen Nocken 32 und Tassenstößel 16 ein Spiel, das sogenannte Ventilspiel vorhanden, so würde die Druckfeder 11 den Druckkolben 7 in Richtung des Pfeils 34 gegen den Nocken 32 verschieben. Dabei öffnet sich das Rückschlagventil 13 und Druckmedium 26 gelangt durch die Öffnung 9 in den Arbeitsraum 10. Wird der Nocken in Richtung des Pfeils 35 gedreht, so wird das Ventilspielausgleichselement 1 beziehungsweise der Tassenstößel 16 entgegen der Richtung des Pfeils 34 gedrückt. Dadurch steigt der Druck in dem Arbeitsraum 10 an, das Rückschlagventil 13 verschließt die Öffnung 9 und aufgrund der inkompressiblen Eigenschaft des Druckmediums 26 wirkt das Ventilspielausgleichselement 1 über den Druckkolben 7, den verschlossenen Arbeitsraum 10 und den Druckzylinder 4 wie ein starres Element auf das Gaswechselventil 28 und bewegt (öffnet) dieses in Richtung des Pfeils 36. Das Druckmedium 26 kann in geringen Mengen durch den Ringspalt 15 aus dem Arbeitsraum 10 entweichen, wodurch eine geringe Längung des Gaswechselventils 28, die beispielsweise auf Grund von mechanischen und/oder thermischen Belastungen des Gaswechselventils 28 entsteht, kompensiert wird. Bei plötzlichen/schnellen Temperaturerhöhungen, die beispielsweise aufgrund von Katalysatorbeheizungsmaßnahmen auftreten, längt sich das Gaswechselventil 28 jedoch so schnell, dass dies nicht schnell genug durch das durch den Ringspalt 15 austretenden Druckmedium 26 kompensiert werden kann. Ein ausreichend großer Ringspalt 15 würde jedoch bedeuten, dass sich das Ventilspielausgleichselement 1 nicht wie ein starres Element in Richtung des Pfeils 36 bewegen lassen würde.
Es ist daher vorteilhafterweise ein komprimierbares Verdrängungselement 37 in dem Arbeitsraum 10 angeordnet. in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Verdrängungselement 37 als eine kreisringförmige Gasblase 38 ausgebildet, die von einer elastisch verformbaren, der Gasblase 38 eine Form gebenden Hülle 39 umgeben ist. Wird der Druckkolben 7 durch den Nocken 32 in den Druckzylinder 4 gedrückt, so erlaubt das kompressible Verdrängungselement 37, dass das in dem Arbeitsraum 10 befindliche Gesamtvolumen verkleinert wird. Dies geschieht, indem das von dem Verdrängungselement 37 verdrängte Druckmedium-Volumen durch das Komprimieren des Verdrängungselements 37 verringert wird. Dadurch kann der Druckkolben 7 weiter in den Druckzylinder 4 eingeschoben werden. Dadurch ist es möglich, plötzliche/schnelle Temperaturerhöhungen und damit einhergehende Längungen des Gaswechselventils 28 zu kompensieren. Auch Unebenheiten des Nockens 32, insbesondere in dem Grundkreisradius 33, können so ausgeglichen werden, dass sie nicht auf das Gaswechselventil 28 übertragen, sondern durch das Verdrängungselement 37 kompensiert werden. Durch die vorteilhafte kreisringförmige Ausbildung des Verdrängungselements 37, dessen Außendurchmesser bevorzugt nahezu dem Innendurchmesser des Druckzylinders 4 entspricht, wird ein Verklemmen des hydraulischen Ventilspielausgleichselements 1 verhindert, da ein definiertes Anordnen der Gasblase 38 in dem Arbeitsraum möglich ist.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Verdrängungselement 37 ist ein in der 1 dargestellte Verdrängungselement 40, das als Elastomerbeschichtung 41 auf der Innenseite 42 des Druckzylinders 4 angeordnet ist, vorgesehen. Wie das Verdrängungselement 37 ist die Elastomerbeschichtung 41 komprimierbar ausgebildet, sodass diese durch das Druckmedium beaufschlagt zurückgedrängt wird, wodurch der Druckkolben 7 weiter in den Druckzylinder 4 eingeschoben werden kann. Dabei können mehrere Bereiche der Innenseite 42 des Druckzylinders 4 mit der Elastomerbeschichtung 41 versehen sein. Bei der Anordnung der Elastomerbeschichtung 41 ist jedoch darauf zu achten, dass die Bewegung des Druckkolbens 7 in dem Druckzylinder 4 nicht behindert wird. Ebenfalls ist denkbar, die Elastomerbeschichtung 41 an dem Druckkolben 7 anzuordnen.
Würde das Gaswechselventil wie üblich direkt an der Stirnfläche 5 des Druckzylinders 4 anliegen, so würde die Stirnfläche 5 eine Berührungskontaktfläche für den Ventilschaft 27 des Gaswechselventils 28 bilden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Berührungskontaktfläche 45 für das Gaswechselventil an einem komprimierbaren Kontaktelement 46 angeordnet. Das komprimierbare Kontaktelement 46 ist bevorzugt als eine Tellerfeder 47 ausgebildet und dem Druckzylinder 4 zugeordnet. Durch die Tellerfe der 47 kann auf einfache Art und Weise eine schnelle Längung des Gaswechselventils 28 aufgenommen werden. Die Tellerfeder 47 wird dabei vorteilhafterweise mittels hier nicht dargestellten Haltemitteln von dem Druckzylinder 4 gehalten, sodass diese nicht verrutschen kann und eindeutig dem Druckzylinder 4 beziehungsweise dem Ventilspielausgleichselement 1 zugeordnet ist, so dass auch die Montage eines derartigen Ventilspielausgleichselements 1 einfach durchzuführen ist. Alternativ könnte ein komprimierbares Kontaktelement von einem Bereich 48 des Endes 6 vom Druckzylinder 4 gebildet werden. Beispielsweise könnte der Bereich 48 eine Elastomerbeschichtung wie oben beschrieben aufweisen. Das geschlossene Ende 17 des Tassenstößels 16 könnte ebenso alternativ oder zusätzlich ein die Berührungskontaktfläche 49 für den Nocken 32 aufweisendes komprimierbares Kontaktelement bilden.
Die 2 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel im Querschnitt ein Ventilspielausgleichselement 50 für einen Schlepphebel-Ventiltrieb 51 zum Betätigen des aus der 1 bekannten Gaswechselventils 28. Aus der 1 bekannte Element sind in der 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem direkten Ventiltrieb 2 aus der 1 wird hier das Gaswechselventil 28 über einen Schlepphebel 52 von dem Nocken 32 betätigt. Der Schlepphebel ist an seinem freien Ende 53 auf einem Druckkolben 54, des als statischer, also nicht mit dem Gaswechselventil 28 mitbewegter Ventilspielausgleicher 55 ausgebildeten Ventilspielausgleichselements 50 gelagert. Der Druckkolben 54 ist in einem Druckzylinder 56 axial verschiebbar gelagert, wobei der Druckzylinder 56 in einem Gehäuse, wie zum Beispiel dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gehalten wird. Der Druckkolben 54 schließt mit dem Druckzylinder 56 einen Arbeitsraum 57 ein, in dem eine Druckfeder 58 und ein dem Druckkolben 54 zugeordnetes Rückschlagventil 59 angeordnet sind. Die Funktionsweise des Ventilspielausgleichselements 50 entspricht im Wesentlichen der des Ventilspielausgleichselements 1 aus der 1. Die Druckfeder 58 schiebt den Druckkolben 54 aus dem Druckzylinder 56, sodass der Hebel 52 gegen den Nocken 32 bewegt wird, wodurch ein Ventilspiel ausgeglichen wird. Das Ventilspielausgleichselement 50 weist dabei eine der Kraftübertragung dienende Berührungskontaktfläche 60 für das Gehäuse, sowie eine erste indirekte Berührungskontaktfläche 61 und eine zweite indirekte Berührungskontaktfläche 62 für das Gaswechselventil 28 auf, wobei die dem Ventilspielausgleichselement 50 zugeordneten Berührungskontaktflächen 61 und 62 direkt dem Schlepphebel 52 zugeordnet sind.
Um plötzliche Längenänderungen des Gaswechselventils 28 oder Unebenheiten im Grundkreisradius 33 des Nocken 32 zu kompensieren, ist in dem Arbeitsraum 57 ein Verdrängungselement 63 (das dem Verdrängungselement 37 aus der 1 entspricht) angeordnet. Alternativ oder zusätzlich dazu ist in einem weiteren, hier nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel mindestens ein komprimierbares Kontaktelement vorgesehen, welches die Berührungskontaktfläche 61, 62 oder 60 aufweist. Dabei ist das Kontaktelement beispielsweise wie das Kontaktelement 46 der 1 als Tellerfeder ausgebildet. Das bedeutet, dass ein komprimierbares Kontaktelement zwischen dem Druckzylinder 56 und dem Schlepphebel 52, zwischen dem Schlepphebel 52 und dem Gaswechselventil 28 oder zwischen dem Druckzylinder 56 und dem Zylinderkopf angeordnet ist. Hierdurch kann ebenfalls eine plötzliche Längenänderung des Gaswechselventils 28 auf einfache Art und Weise schnell kompensiert werden.

1: Ventilspielausgleichselement
2: Ventiltrieb
3: Hydrostößel
4: Druckzylinder
5: Stirnfläche
6: Ende
7: Druckkolben
8: Ende
9: Öffnung
10: Arbeitsraum
11: Druckfeder
12: Kugelventil
13: Rückschlagventil
14: Kugel
15: Ringspalt
16: Tassenstößel
17: Ende
18: Stützstrebe
19: Führungsring
20: Bohrung
21: Zylinderkopf
22: Schmiermittelkanal
23: Öffnung
24: Vorratsraum
25: Kanal
26: Druckmedium
27: Ventilschaft
28: Gaswechselventil
29: Ventilteller
30: Ventilfeder
31: Achse
32: Nocken
33: Grundkreisradius
34: Pfeil
35: Pfeil
36: Pfeil
37: Verdrängungselement
38: Gasblase
39: Hülle
40: Verdrängungselement
41: Elastomerbeschichtung
42: Innenseite
45: Berührungskontaktfläche
46: Kontaktelement
47: Tellerfeder
48: Bereich
49: Berührungskontaktfläche
50: Ventilspielausgleichselement
51: Schlepphebel-Ventiltrieb
52: Schlepphebel
53: freies Ende
54: Druckkolben
55: Ventilspielausgleicher
56: Druckzylinder
57: Arbeitsraum
58: Druckfeder
59: Rückschlagventil
60: Berührungskontaktfläche
61: Berührungskontaktfläche
62: Berührungskontaktfläche
63: Verdrängungselement

Claims

Hydraulisches Ventilspielausgleichselement, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, aufweisend einen Druckzylinder, in dem ein Druckkolben axial verschiebbar gelagert ist, und einen durch den Druckzylinder und den Druckkolben gebildeten, mit einem inkompressiblen Druckmedium gefüllten Arbeitsraum, der mittels eines Rückschlagventils verschließbar ist und in dem eine Druckfeder zum Auseinanderschieben von Druckkolben und Druckzylinder angeordnet ist, wobei dem Ventilspielausgleichselement direkt oder indirekt mindestens eine der Kraftübertragung dienende Berührungskontaktfläche für einen Nocken und/oder für ein Gaswechselventil und/oder für ein das Ventilspielausgleichselement zumindest teilweise aufnehmendes Gehäuseteil zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsraum (10, 57) mindestens ein durch das Druckmedium (26) komprimierbares Verdrängungselement (37, 40; 63) und/oder wenigstens eine Berührungskontaktfläche (45) an einem komprimierbaren Kontaktelement (46) angeordnet ist.
Ventilspielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungselement (40) als Elastomerbeschichtung (41) ausgebildet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerbeschichtung (41) im Arbeitsraum (10) an der Innenseite (42) des Druckzylinders (4) und/oder der Druckkolbenaußenseite aufgebracht ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrängungselement (37, 63) als eine Gasblase (38) ausgebildet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasblase (38) von einer elastisch verformbaren Hülle (39) umgeben ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (46) als ein Federelement ausgebildet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als Tellerfeder (47) ausgebildet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilspielausgleichselement (1) als Hydrostößel (3) ausgebildet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckkolben (7) eine erste Berührungskontaktfläche (49) für den Nocken (32) direkt und/oder dem Druckzylinder (4) eine zweite Berührungskontaktfläche (45) für das Gaswechselventil (28) direkt zugeordnet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilspielausgleichselement (50) als ein Ventilspielausgleicher (55) für einen Schlepphebel-Ventiltrieb (51) ausgebildet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckzylinder (56) eine dritte Berührungskontaktfläche (60) für das Gehäuseelement zugeordnet ist.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckkolben (54) eine vierte Berührungskontaktfläche (61) für den Nocken (32) und/oder eine fünfte Berührungskontaktfläche (62) für das Gaswechselventil (28) indirekt zugeordnet sind.
Ventilspielausgleichselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (13) als Kugelventil (12) ausgebildet ist.
Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.