DE102010026851A1

DE102010026851A1 - Mechanisches Ventilspielausgleichselement mit einer Sicherungseinrichtung gegen ungewolltes Herausdrehen

Info

Publication number: DE102010026851A1
Application number: DE201010026851
Authority: DE
Inventors: Mathias Boegershausen; Peter Sailer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2012-01-12

Abstract

Ventilspielausgleichselement (1) mit mechanischer, automatischer Nachstellung für Brennkraftmaschinen, mit einem Stellbolzen (3), der mittels eines Gewindes gegen die Kraft einer Feder (5) in einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine angeordneten Hülse (2) abgestützt ist, mit einem Übertragungselement, das mit einem Stützkopf (4) des Stellbolzens (3) in Wirkverbindung steht und sich weiterhin an einem federbelasteten Gaswechselventil und an einem Nocken einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle abstützt, und mit einer Sicherungseinrichtung gegen ungewolltes Herausdrehen des Stellbolzens (3) des Ventilspielausgleichselements (1), wobei der Stellbolzen (3) zwei umlaufende Nuten aufweist, mit einer dem Stützkopf (4) zugewandten ersten Nut, in der ein Sprengring (10) angeordnet ist und mit einer zweiten Nut, in der ein Polygonring (11) eingebaut ist, und wobei die Hülse (2) eine Haltekontur (12) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Ventilspielausgleichselement mit mechanischer, automatischer Nachstellung für Brennkraftmaschinen, mit einem Stellbolzen, der mittels eines Gewindes gegen die Kraft einer Feder in einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine angeordneten Hülse abgestützt ist, mit einem Übertragungselement, das mit einem Stützkopf des Stellbolzens in Wirkverbindung steht und sich weiterhin an einem federbelasteten Gaswechselventil und an einem Nocken einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle abstützt, und mit einer Sicherungseinrichtung gegen ungewolltes Herausdrehen des Stellbolzens des Ventilspielausgleichselements.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Ventilspielausgleichselement mit Sicherungseinrichtung ist aus der WO 2008/114737 A1 bekannt. Der Stellbolzen weist im Anschluss an den Stützkopf eine Nut auf, die von einer Abdeckung überdeckt ist, wobei die Abdeckung auf dem Ende der Hülse befestigt ist. Die Abdeckung weist Schlitze auf, durch die eine Klammer die Nut erfassen kann. Diese Einrichtung braucht einen großen Transport-/oder Montageraum, da die Klammer zur Montage und zur Demontage einen Griffbereich aufweisen muss. Zum Transport, d. h. zum Versenden von Ventilspielausgleichselementen ist diese Klammer zu sperrig. Des Weiteren besteht das Problem, dass die Klammer auch unbeabsichtigt, z. B. durch ungewollte Berührung oder einen Stoß herausrutschen kann.
Es ist weiterhin bekannt, DE- 198 37 388 A1 , ein Ventilspielausgleichselement in einem Tassenstößel einzubauen, wobei der Tassenstößel eine Durchgangsöffnung und der Stützkopf eine Querbohrung aufweist, in der ein flexibler Stift oder Draht zur Sicherung eingebaut ist. Zur Entriegelung des Ventilspielausgleichselements muss dann der flexible Stift oder Draht herausgezogen und der Stellbolzen freigegeben werden. Auch hier ist ein großer Raumbedarf notwendig, da das Ende des Stiftes oder Drahtes erreichbar sein muss. Weiterhin besteht aber auch während des Transports bzw. der Anlieferung des Ventilspielausgleichselements die Gefahr, dass die Sicherungseinrichtung ungewollt gelöst wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Sicherungseinrichtung eines Ventilspielausgleichelements so auszubilden, dass die Nachteile der bekannten Lösungen vermieden werden und eine Einrichtung zur Verfügung gestellt wird, die praktisch keinen zusätzlichen Bauraum erfordert. Sie soll sicher funktionieren, kostengünstig sein und leicht betätigt werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der Stellbolzen zwei umlaufende Nuten aufweist, mit einer dem Stützkopf zugewandten ersten Nut, in der ein Sprengring angeordnet ist, und mit einer zweiten Nut, in der ein Polygonring eingebaut ist, und dass die Hülse eine Haltekontur aufweist. Der Stellbolzen hat dabei im Bereich der ersten und zweiten Nut einen kreiszylindrischen Mantelbereich, wobei die Haltekontur im Anschluss an einen kreiszylindrischen Bereich der Hülse in diese eingearbeitet ist. Durch den Sprengring und den Polygonring, in Verbindung mit der Haltekontur können verschiedene Stufen der Sicherung dargestellt werden.
Die Hülse weist an dem dem Stützkopf zugewandten Rand der Hülse eine Einlaufanphasung auf, wobei die Haltekontur an ihrem dem Stützkopf zugewandten Endbereich eine Anphasung aufweist, an die sich eine Innennut anschließt, die in die im Wesentlichen kreiszylindrische Ausnehmung der Haltekontur eingearbeitet ist. Der Stützkopf weist im Wesentlichen zentral eine Ausnehmung mit formschlüssigem Schlüsselinnenprofil auf, das mittels eines Werkzeuges durch eine Ausnehmung im Übertragungselement erreichbar ist. Der Stellbolzen weist weiterhin im Anschluss an den Stützkopf eine Hinterschneidung mit einer Riffelung oder einem Schlüsselaußenprofil auf.
Es sei darauf hingewiesen, dass in kinematischer Umkehr die zuvor beschriebenen Merkmale des Stellbolzens in der Hülse und die der Hülse in dem Stellbolzen angebracht sein können, wodurch die Funktionalität unverändert erhalten bleibt.
In die Hülse ist endseitig, d. h. in dem dem Stützkopf abgewandten Ende, noch ein Boden eingeschraubt oder eingepresst. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, erfolgt die mechanische Abstützung zwischen der Hülse und dem Stellbolzen im Anschluss an die Haltekontur mittels eines Sägezahngewindes.
Zur Montage und Aktivierung der Sicherungseinrichtung wird der Stellbolzen mitsamt der Feder, die sich am Stellbolzen über eine Kugel und weiterhin am Boden abstützt, in die Hülse eingeschraubt, wobei der Polygonring und der Sprengring mit Hilfe der Einlaufanphasung der Hülse in den zylindrischen Bereich der Hülse eingeschoben werden. Erreicht der Polygonring die Anphasung am Rand der Innennut bzw. der Haltekontur, so dehnt sich dieser aus und bildet eine erste Sicherungsstellung, die für den späteren Motorbetrieb und den Servicefall in einer Werkstatt bedeutsam ist. Anschließend wird der Stellbolzen weiter in die Hülse eingedreht, wobei der Außendurchmesser des Polygonrings so gewählt ist, dass er an der Haltekontur nicht hängenbleibt, d. h. dass der Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der Haltekontur. Der Stellbolzen wird dabei so weit eingedreht, bis der Sprengring sich an der Anphasung des Randes der Innennut bzw. der Haltekontur ausdehnen kann und dort anliegt. In dieser Position befindet sich das Ventilspielausgleichselement kurz vor der Blockstellung des Stellbolzens am Boden und ist deutlich kürzer als die Einbaulänge im Ventiltrieb, so dass in dieser Transport- und Montagestellung ein sehr kurzes und kleines Ventilspielausgleichselement zur Verfügung steht. Die axiale Lage der Anphasung und die der Nut des Sprengringes sind für diese kurze Stellung verantwortlich.
Das Ventilspielausgleichselement wird nun in eine Bohrung in dem Bauteil oder dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingesetzt, wobei anschließend das Übertragungselement und die Nockenwelle montiert werden. Um das Ventilspielausgleichselement aus der Transport- und Montagestellung in eine Entriegelungsstellung zu bringen, wird der Stellbolzen entweder über das Schlüsselinnenprofil oder die Riffelung oder das Schlüsselaußenprofil an der Hinterschneidung so weit gedreht, bis das stirnseitige Ende des Stellbolzens den Boden berührt. Die axiale Lage der Nut für den Sprengring sowie die Lage der Innennut in der Haltekontur sind dabei so abgestimmt, dass in dieser eingedrehten Stellung der Sprengring sich komplett ausdehnen und in die Innennut verschieben kann. Die Tiefe der Nut muss also so gewählt sein, dass der Stellbolzen sich nach Verlagerung des Sprengringes in die Innennut frei bewegen kann. Damit ist das Ventilspielausgleichselement frei und kann sich so weit verdrehen und dabei ausdehnen, dass das Übertragungselement den Grundkreis der Nockenwelle erreicht. Bei der Demontage des Ventiltriebs und Herausnehmen des Ventilspielausgleichselements sorgt allerdings der Polygonring in Verbindung mit der Anphasung dafür, dass kein vollständiges Herausdrehen des Stellbolzens aufgrund der Kraft der Feder erfolgen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigen:
1: einen Schnitt durch ein Ventilspielausgleichselement mit Sicherungseinrichtung gegen ungewolltes Herausdrehen und
2–4: Schnitte durch das Ventilspielausgleichselement in den Stellungen „Zusammenbau”, „Transport/Montage” und „Entriegelung”.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 bis 4 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein ein Ventilspielausgleichselement bezeichnet, das eine Hülse 2 und einen in der Hülse 2 angeordneten Stellbolzen 3 aufweist. Der Stellbolzen 3 ist über ein Gewinde in der Hülse 2 festgelegt, wobei ein Verdrehen des Stellbolzens 3 in der Hülse 2, die vorzugsweise in einem Bauteil der Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine, angeordnet ist, eine Längenänderung des Stellbolzens 3 gegenüber der Hülse 2 bewirkt und mit einem Stützkopf 4 ein nicht dargestelltes Übertragungselement des Ventiltriebs abstützt oder im Sinne einer Spielverringerung des Ventiltriebes das Übertragungselement anhebt. In einem Hohlraum des Stellbolzens 3 ist eine mit 5 bezeichnete Feder eingebaut, die als Druckfeder ausgebildet ist und sich einerseits über eine Kugel 6 im Stellbolzen 3 und andererseits an einem Boden 7 abstützt. Der Boden 7 ist in die Hülse 2 eingeschraubt. Der Stützkopf 4 weist in seinem Inneren zentral ein Schlüsselinnenprofil 8 auf, wobei im Anschluss an den Stützkopf 4 in Richtung Stellbolzen 3 eine Hinterschneidung 9 vorgesehen ist, die eine Riffelung oder ein Schlüsselaußenprofil aufweist.
Mittels eines Werkzeuges im Schlüsselinnenprofil 8 oder an der Riffelung oder am Schlüsselaußenprofil an der Hinterschneidung 9 wird der Stellbolzen 3 in die Hülse 2 eingedreht. Die Hülse 2 und der Stellbolzen 3 haben zueinander passenden zylindrische Bereiche, wobei im zylindrischen Bereich des Stellbolzens 3 eine dem Stützkopf 4 zugewandte erste Nut mit einem Sprengring 10 vorgesehen ist und mit Abstand dazu eine zweite Nut mit einem Polygonring 11. Durch die Einlaufanphasung an der Hülse 2 werden der Polygonring 11 und der Sprengring 10 zusammengedrückt und beim Hereindrehen des Stellbolzens in die Hülse in den zylindrischen Bereich der Hülse verschoben. Im Anschluss an den zylindrischen Bereich in der Hülse 2 ist eine Haltekontur 12 vorgesehen, in deren kreiszylindrische Ausnehmung am oberen Rand eine Innennut 13 eingearbeitet ist, deren Rand mittels einer Anphasung sich an den kreiszylindrischen Mantelbereich der Hülse 2 anschließt. Beim Hereindrehen des Stellbolzens 3 in die Hülse 2 wird die Feder 5 vorgespannt. Zunächst wird der Stellbolzen 3, wie in den 1 und 2 dargestellt, so weit herein gedreht, bis der Polygonring die Anphasung am Rand der Innennut 13 erreicht, sich dabei ausdehnt und eine erste Sicherungsstellung definiert, die für den Ausbau des Ventilspielausgleichselements 1 bei der Demontage und im Servicefall von Bedeutung ist. Im Anschuss daran wird, wie in 3 dargestellt, der Stellbolzen 3 weiter in die Hülse 2 eingedreht, bis der Sprengring 10 die Anphasung am Rand der Innennut 13 erreicht. Nun befindet sich das Ventilspielausgleichselement 1 in Transport- und Montagestellung, wobei der Polygonring 11 in der Haltekontur 12 frei beweglich angeordnet ist und die Haltekontur 12 nicht kontaktiert. Nach Einsetzen des Ventilspielausgleichselements 1 in das Bauteil bzw. einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine wird der Stellbolzen 3 vollständig in die Hülse 2 eingedreht (siehe 4), wobei in dieser Stellung die erste Nut im Stellbolzen 3, in der der Sprengring 10 angeordnet ist, deckungsgleich mit der Innennut 13 ist, so dass der Sprengring 10 die Nut im Stellbolzen 3 verlässt und in die Innennut 13 übertritt. Damit ist das Ventilspielausgleichselement 1 frei und kann sich über die Kraft der Feder 5 mittels der Kugel 6 frei bewegen und den gewünschten Ventilspielausgleich vollziehen.
Wird, aus welchem Grund auch immer, der Ventiltrieb demontiert, so kann sich das Ventilspielausgleichselement soweit ausdehnen, bis der Polygonring die Anphasung neben der Innennut 13 erreicht. Dann kann es sich durch die Kraft der Feder 5 nicht weiter ausdehnen. Eine weitere, ggf. vollständige Ausdehnung ist nur durch ein Werkzeug mit Eingriff in das Schlüsselinnenprofil 8 oder die Hinterschneidung 9 möglich, wodurch der Polygonring mit Hilfe der Anphasung zusammengedrückt wird. Ohne die Anphasung wäre eine zerstörungsfreie Demontage nicht möglich.
Bezugszeichenliste

1: Ventilspielausgleichselement
2: Hülse
3: Stellbolzen
4: Stützkopf
5: Feder
6: Kugel
7: Boden
8: Schlüsselinnenprofil
9: Hinterschneidung
10: Sprengring
11: Polygonring
12: Haltekontur
13: Innennut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008/114737 A1 [0002]
DE 19837388 A1 [0003]

Claims

Ventilspielausgleichselement (1) mit mechanischer, automatischer Nachstellung für Brennkraftmaschinen, mit einem Stellbolzen (3), der mittels eines Gewindes gegen die Kraft einer Feder (5) in einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine angeordneten Hülse (2) abgestützt ist, mit einem Übertragungselement, das mit einem Stützkopf (4) des Stellbolzens (3) in Wirkverbindung steht und sich weiterhin an einem federbelasteten Gaswechselventil und an einem Nocken einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle abstützt, und mit einer Sicherungseinrichtung gegen ungewolltes Herausdrehen des Stellbolzens (3) des Ventilspielausgleichselements (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbolzen (3) zwei umlaufende Nuten aufweist, mit einer dem Stützkopf (4) zugewandten ersten Nut, in der ein Sprengring (10) angeordnet ist und mit einer zweiten Nut, in der ein Polygonring (11) eingebaut ist, und dass die Hülse (2) eine Haltekontur (12) aufweist.
Ventilspielausgleichselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbolzen (3) im Bereich der ersten und zweiten Nut einen kreiszylindrischen Mantelbereich aufweist.
Ventilspielausgleichselement (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekontur (12) in ihrem dem Stützkopf (4) zugewandten Endbereich eine Innennut (13) beinhaltet.
Ventilspielausgleichselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekontur (12) eine im Wesentlichen kreiszylindrische Ausnehmung ist und die Innennut (13) zumindest teilweise in die Ausnehmung eingearbeitet ist.
Ventilspielausgleichselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Stützkopf (4) zugeordnete Rand der Innennut (13) eine Anphasung aufweist.
Ventilspielausgleichselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekontur (12) im Anschluss an einen kreiszylindrischen Bereich der Hülse (2) in diese eingearbeitet ist.
Ventilspielausgleichselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Stützkopf (4), vorzugsweise zentral, eine Ausnehmung mit formschlüssigem Schlüsselinnenprofil (8) eingearbeitet ist.
Ventilspielausgleichselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbolzen (3) im Anschluss an den Stützkopf (4) eine Hinterschneidung (9) mit einer Riffelung oder einem Schlüsselaußenprofil aufweist.
Ventilspielausgleichselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (5) unter Zwischenschaltung einer Kugel (6) in einem Hohlraum, vorzugsweise einer Bohrung, des Stellbolzens (3) eingesetzt ist.