DE102008038792A1

DE102008038792A1 - Hydraulisches Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Venitltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008038792A1
Application number: DE102008038792A
Authority: DE
Inventors: Werner Bretting; Norbert Geyer; Peter Sailer
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2010-02-18
Also published as: US8037857B2; US20100037845A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Abstützelement (1) für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein Druckkolben (4) mit seinem Außenmantel (5) geführt ist, der mit seinem Kopf (6) einen Rand (7) des Gehäuses (2) überragt, zwischen dessen Boden (8) und einer zugewandten Unterseite (9) des Druckkolbens (4) ein Hochdruckraum (10) für Hydraulikmittel gebildet ist, der über ein an der Unterseite (9) angeordnetes Rückschlagventil (11) aus einem darüber liegenden ersten Vorratsraum (12) des Druckkolbens (4) versorgbar ist, welcher erste Vorratsraum (12) über in Fließrichtung hintereinander liegende erste Durchtritte (13, 14) im Gehäuse (2) und Druckkolben (4) speisbar ist, wobei axial oberhalb vom ersten Vorratsraum (12) bis zum Kopf (6) ein zweiter Vorratsraum (15) im Druckkolben (4) gebildet ist, aus dem heraus über einen Durchlass (16) im Kopf (6) das Hydraulikmittel zum Schlepphebel leitbar ist, welcher zweite Vorratsraum (15) über in Fließrichtung hintereinander liegende zweite Durchtritte (17, 18) im Gehäuse (2) und Druckkolben (4) füllbar ist, welche Vorratsräume (12, 15) durch ein an einer Innenwandung (19) des Druckkolbens (4) verlaufendes Schottmittel (20) voneinander separiert sind, wobei das Schottmittel (20) als Kugel ausgebildet ist, die beidseitig ihres orthogonal zur Axiallinie des Abstützelements (1) verlaufenden Großkreises von der Innenwandung (19) des ...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse, in dessen Bohrung ein Druckkolben mit seinem Außenmantel geführt ist, der mit seinem Kopf einen Rand des Gehäuses überragt, zwischen dessen Boden und einer zugewandten Unterseite des Druckkolbens ein Hochdruckraum für Hydraulikmittel gebildet ist, der über ein an der Unterseite angeordnetes Rückschlagventil aus einem darüber liegenden ersten Vorratsraum des Druckkolbens versorgbar ist, welcher erste Vorratsraum über in Fließrichtung hintereinander liegende erste Durchtritte im Gehäuse und Druckkolben speisbar ist, wobei axial oberhalb vom ersten Vorratsraum bis zum Kopf ein zweiter Vorratsraum im Druckkolben gebildet ist, aus dem heraus über einen Durchlass im Kopf das Hydraulikmittel zum Schlepphebel leitbar ist, welcher zweite Vorratsraum über in Fließrichtung hintereinander liegende zweite Durchtritte im Gehäuse und Druckkolben füllbar ist, welche Vorratsräume durch ein an einer Innenwandung des Druckkolbens verlaufendes Schottmittel voneinander separiert sind.
Hintergrund der Erfindung
Ein gattungsgemäßes Abstützelement geht aus der DE 103 30 510 A1 hervor. Als Schottmittel zur Separierung der Vorratsräume im Druckkolben ist ein umgekehrt-U-förmiges Käppchen appliziert. Gleichzeitig ist zu erkennen, dass der Druckkolben zweigeteilt ausgebildet ist, nämlich bestehend aus einem oberen Teil mit dem Schottmittel und einem unteren Teil mit dem hydraulischen Spielausgleichselement. Nachteilig ist es hierbei, dass aufgrund der zweigeteilten Ausbildung des Druckkolbens sich dessen Durchtritte im oberen Teil befinden müssen. Damit einher geht, dass ebenfalls die Durchtritte im Gehäuse axial relativ weit oben positioniert sind. Insbesondere die axial weit oben liegende Anordnung des Durchtritts für den oberen Vorratsraurn führt bei Einbau des Abstützelements dazu, dass eine relativ große Leckage aus der Zylinderkopfbohrung heraus erfolgt. Des weiteren wird festgestellt, dass das Käppchen als Schottmittel gegebenenfalls nicht ausreichend dicht an einer Innenwandung des Druckkolbens anliegt, wobei zusätzlich die Gefahr dessen Lösens besteht. Außerdem muss dieses nicht als Standardartikel erhältliche Käppchen beispielsweise aus einer Platine heraus tiefgezogen werden, was sich negativ auf die Kosten in der Massenfertigung auswirkt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Schottmittel als Kugel ausgebildet ist, die beidseitig ihres orthogonal zur Axiallinie des Abstützelements verlaufenden Großkreises von der Innenwandung des Druckkolbens gürtelartig umschlungen ist, wobei der Druckkolben einteilig dargestellt ist.
Somit liegt ein Abstützelement vor, bei dem die eingangs zitierten Nachteile beseitigt sind. Die Kugel als Schottmittel ist als äußerst preiswerter Massenartikel, beispielsweise aus der Wälzlagerindustrie, verfügbar und muss nicht separat dargestellt werden. Aufgrund deren Umschlingung durch den Innenmantel des Druckkolbens liegt diese hervorragend dicht und fest an, so dass es nicht zu unerwünschten Hydraulikmittelübertritten von einem Vorratsraum in den anderen bzw. zu deren Lösen kommt.
Gleichzeitig garantieren Ringnuten zur Hydraulikmittelzufuhr im Außenmantel des Gehäuses einen Einbau des Abstützelements in eine respektive Bohrung des Zylinderkopfes ohne Drehorientierung, das heißt mit anderen Worten, es kann auf vom Außenmantel des Gehäuses abstehende Verdrehsicherungen wie Nadeln etc. verzichtet werden.
Fertigungstechnisch besonders preiswert ist es, wenn der Druckkolben (wahlweise auch das Gehäuse) durch einen Fertigungsvorgang wie Fließpressen geschaffen wird. Klar ist an dieser Stelle, das die jeweilige Kugel als Schottmittel bei noch offenem Kopf des Druckkolbens in dessen Inneres eingebracht und dort bspw. verpresst oder einrolliert wird.
Denkbar und vorgesehen ist es gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung, die Kugel im Abschnitt deren Umschlingung geringfügig axial beweglich zu halten. Somit kann eventuell im unteren Vorratsraum unerwünscht akkumulierte Luft in den oberen Vorratsraum entlassen werden. Alternativ hierzu kann auch ein Kanal im Umschlingungsbereich der Kugel von einem Vorratsraum in den anderen führen.
Schließlich ist es vorgeschlagen, einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit hydraulischen Abstützelementen mit den Merkmalen des Hauptanspruchs vorzusehen, bei dem gleichzeitig hydraulische Abstützelemente für nichtschaltbare Schlepphebel ohne Kugeln eingesetzt sind, die bis auf nicht ausgebildete obere Durchtritte (da nicht erforderlich) und die nicht vorhandene Kugel quasi baugleich zu den hydraulischen Abstützelementen für die schaltbaren Schlepphebel sind. Ein derartiger Ventiltrieb lässt sich relativ preiswert darstellen, da auf weitestgehend standardisierte Bauteile zurückgegriffen werden kann.
Gegebenenfalls kann die Kugel als Schottmittel auch bei weiteren schaltbaren Ventiltriebsgliedern wie schaltbaren Rollenstößeln u. a. zur Separierung von Vorratsräumen dienen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine räumliche Ansicht auf ein hydraulisches Abstützelement;
2 das Abstützelement nach 1 im Längsschnitt und
3 ein Abstützelement für einen nichtschaltbaren Schlepphebel.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1, 2 offenbaren ein hydraulisches Abstützelement 1 für einen schaltbaren Schlepphebel einer Brennkraftmaschine. Das Abstützelement 1 besteht aus einem topfartigen Gehäuse 2, das über seinen Außenmantel 24 in eine Bohrung eines nicht dargestellten Zylinderkopfes einbaubar ist.
In eine Bohrung 3 des Gehäuses 2 ist ein axial beweglicher Druckkolben 4 eingebaut. Dieser überragt mit seinem Kopf 6 einen Rand 7 des vorgenannten Gehäuses 2. Auf dem Kopf 6 ist ein Ende eines schaltbaren Schlepphebels (nicht dargestellt) verschwenkbeweglich abstützbar. Der Kopf 6 hat einen Durchlass 16 für Hydraulikmittel zum Schlepphebel.
Zwischen einer Unterseite 9 des Druckkolbens 4 und einem das Gehäuse 2 zylinderkopfseitig verschließenden Boden 8 ist ein Hochdruckraum 10 für Hydraulikmittel dargestellt. Dieser kann über ein an der Unterseite 9 befestigtes Rückschlagventil 11 mit Hydraulikmittel aus einem darüber liegenden ersten Vorratsraum 12 versorgt werden. Der Druckkolben 4 ist einteilig ausgebildet, was fertigungstechnisch günstig ist.
An einer Innenwandung 19, in etwa im Bereich einer halben Höhe, verläuft eine Kugel als Schottmittel 20. Diese separiert den ersten Vorratsraum 12 von einem darüber liegenden zweiten Vorratsraum 15. Der erste Vorratsraum 12 dient, wie der Fachmann unschwer erkennt, nur der Versorgung des vorgenannten Hochdruckraumes 10.
Ausgehend von einer ersten, unteren Ringnut 25, die mit einem ersten Axialkanal 27 in Fluidverbindung steht, wird das Hydraulikmittel über einen ersten Durchtritt 13 im Gehäuse 2, eine nicht bezeichnete Ringnut im Außenmantel 5 des Druckkolbens 4 zu einem ersten Durchtritt 14 im Druckkolben 4 in den ersten Vorratsraum 12 geleitet. Der Durchtritt 14 liegt axial sehr nahe an der Kugel als Schottmittel 20. Somit kann unerwünscht im ersten Vorratsraum 12 akkumulierte Luft aus diesem fast vollständig radial nach außen über die ersten Durchtritte 14, 13 entweichen.
Ausgehend von einer zweiten, oberen Ringnut 26, die mit einem zweiten Axialkanal 27 in Fluidverbindung steht, wird Hydraulikmittel als ”Schaltöl” über einen zweiten Durchtritt 17 im Gehäuse 2, eine nicht bezeichnete Ringnut im Außenmantel 5 des Druckkolbens 4 zu einem zweiten Durchtritt 18 im Druckkolben 4 in den zweiten Vorratsraum 15 geleitet. Bei ausreichend hoher Druckbeaufschlagung gelangt dann das Hydraulikmittel aus dem Vorratsraum 15 über den Durchlass 16 im Kopf 6 zu einer Schalteinrichtung des aufliegenden schaltbaren Schlepphebels.
Die Kugel als Schottmittel 20 separiert hervorragend die Vorratsräume 12, 15 voneinander. Deren Umschlingung durch die Innenwandung 19 des Druckkolbens 4 kann beispielsweise durch eine am Außenmantel 5 des Druckkolbens 4 applizierte Einrollierung 23 dargestellt sein. Gegebenenfalls kann die Kugel als Schottmittel 20 auch ein- oder beidseitig eingepresst, angedrückt o. dgl. sein.
Aufgrund der Ausbildung der vorgenannten Ringnuten 25, 26 im Außenmantel 24 des Gehäuses 2 kann das Abstützelement 1 ohne Verdrehorientierung in dessen Aufnahmebohrung im Zylinderkopf eingebaut werden. Zu erkennen ist zudem, das der obere Durchtritt 17 axial relativ weit entfernt vom Rand 7 des Gehäuses 2 liegt, so das mit relativ geringen Leckverlusten an Hydraulikmittel zu rechnen ist.
3 offenbart ein hydraulisches Abstützelement 29. Dieses ist bis auf die fehlende Kugel als Schottmittel 20 und die oberen Durchtritte 17, 18 mit Ringnut 26 und Axialkanal 28 baugleich zu dem vorher beschriebenen Abstützelement. Das Abstützelement 29 soll einer einenendigen Lagerung eines nichtschaltbaren Schlepphebels im gleichen Ventiltrieb dienen.

1: Abstützelement
2: Gehäuse
3: Bohrung Gehäuse
4: Druckkolben
5: Außenmantel Druckkolben
6: Kopf
7: Rand
8: Boden
9: Unterseite Druckkolben
10: Hochdruckraum
11: Rückschlagventil
12: erster Vorratsraum
13: erster Durchtritt Gehäuse
14: erster Durchtritt Druckkolben
15: zweiter Vorratsraum
16: Durchlass
17: zweiter Durchtritt Gehäuse
18: zweiter Durchtritt Druckkolben
19: Innenwandung
20: Schottmittel (Kugel)
21: untere Umschlingung
22: obere Umschlingung
23: Einrollierung
24: Außenmantel Gehäuse
25: erste Ringnut
26: zweite Ringnut
27: erster Axialkanal
28: zweiter Axialkanal
29: Abstützelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10330510 A1 [0002]

Claims

Hydraulisches Abstützelement (1) für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein Druckkolben (4) mit seinem Außenmantel (5) geführt ist, der mit seinem Kopf (6) einen Rand (7) des Gehäuses (2) überragt, zwischen dessen Boden (8) und einer zugewandten Unterseite (9) des Druckkolbens (4) ein Hochdruckraum (10) für Hydraulikmittel gebildet ist, der über ein an der Unterseite (9) angeordnetes Rückschlagventil (11) aus einem darüber liegenden ersten Vorratsraum (12) des Druckkolbens (4) versorgbar ist, welcher erste Vorratsraum (12) über in Fließrichtung hintereinander liegende erste Durchtritte (13, 14) im Gehäuse (2) und Druckkolben (4) speisbar ist, wobei axial oberhalb vom ersten Vorratsraum (12) bis zum Kopf (6) ein zweiter Vorratsraum (15) im Druckkolben (4) gebildet ist, aus dem heraus über einen Durchlass (16) im Kopf (6) das Hydraulikmittel zum Schlepphebel leitbar ist, welcher zweite Vorratsraum (15) über in Fließrichtung hintereinander liegende zweite Durchtritte (17, 18) im Gehäuse (2) und Druckkolben (4) füllbar ist, welche Vorratsräume (12, 15) durch ein an einer Innenwandung (19) des Druckkolbens (4) verlaufendes Schottmittel (20) voneinander separiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schottmittel (20) als Kugel ausgebildet ist, die beidseitig ihres orthogonal zur Axiallinie des Abstützelements (1) verlaufenden Großkreises von der Innenwandung (19) des Druckkolbens (4) gürtelartig umschlungen ist, wobei der Druckkolben (4) einteilig dargestellt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Umschlingungen (21, 22) der Kugel als Schottmittel (20) durch eine vom Außenmantel (5) des Druckkolbens (4) ausgehende Einrollierung (23) geschaffen ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die untere Umschlingung (21) der Kugel als Schottmittel (20) begrenzender Kleinkreis zumindest nahezu den ersten Durchtritt (14) im Druckkolben (4) schneidet.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenmantel (24) des Gehäuses (2) eine erste und zweite Ringnut (25, 26) für Hydraulikmittel verläuft, wobei die erste Ringnut (25) axial unterhalb vom ersten Durchtritt (13) und die zweite Ringnut (26) axial unterhalb vom zweiten Durchtritt (14) liegt und von jeder Ringnut (25, 26) ein Axialkanal (27, 28) zu dem entsprechenden Durchtritt (13, 14) führt und wobei das Abstützelement (1) ohne Verdrehorientierung in eine Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine einbaubar ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (4) durch Fließpressen hergestellt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel als Schottmittel (20) innerhalb deren Umschlingungen (21, 22) geringfügig axial beweglich gehalten ist.
Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit hydraulischen Abstützelementen mit den Merkmalen jeweils nach Anspruch 1 ausgebildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltrieb gleichzeitig hydraulische Abstützelemente (29) für nichtschaltbare Schlepphebel ohne Kugel aufweist, die bis auf nicht dargestellte obere Durchtritte baugleich zu den hydraulischen Abstützelementen (1) für die schaltbaren Schlepphebel sind.