DE102010033091A1 - Hydraulic tension compensation element - Google Patents
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Abstract
Hydraulisches Spielausgleichselement (1) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse (2), in welchem ein druckbeaufschlagter Kolben (3) gelagert ist, in welchem ein Rückschlagventil (4) angeordnet ist, über welches Öl in das Gehäuse (2) einfließen kann und wobei das Kugelrückschlagventil (4) einen Ventilsitz (5) und einen darin beweglich angeordneten Ventilkörper (7) aufweist, wobei der Ventilkörper (7) eine Hohlkugel ist.Hydraulic lash adjuster (1) for an internal combustion engine, with a housing (2) in which a pressurized piston (3) is mounted, in which a check valve (4) is arranged, via which oil can flow into the housing (2) and wherein the ball check valve (4) has a valve seat (5) and a valve body (7) movably arranged therein, the valve body (7) being a hollow ball.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches Spielausgleichselement für einen Verbrennungsmotor, mit einem Gehäuse, in welchem ein druckbeaufschlagter Kolben gelagert ist, in welchem ein Rückschlagventil angeordnet ist, über welches Öl in das Gehäuse einfließen kann und wobei das Kugelrückschlagventil einen Ventilsitz und einen darin beweglich angeordneten Ventilkörper aufweist.The present invention relates to a hydraulic lash adjuster for an internal combustion engine, having a housing in which a pressurized piston is mounted, in which a check valve is arranged, via which oil can flow into the housing and wherein the ball check valve has a valve seat and a valve body movably disposed therein having.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Ein hydraulisches Spielausgleichselement gemäß der vorgenannten Gattung ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Das hydraulische Spielausgleichselement weist eine ölgefüllte Kolben-Zylinder-Einheit, ein Rückschlagventil und eine Feder auf. Hydraulische Spielausgleichselemente kommen z. B. in Ventilen, in Abstützelementen oder auch in Spannelementen zum Spannen eines Zugmittels in einem Zugmitteltrieb eines Verbrennungsmotors vor.A hydraulic lash adjuster according to the aforementioned type is known from the general state of the art. The hydraulic lash adjuster comprises an oil-filled piston-cylinder unit, a check valve and a spring. Hydraulic clearance compensation elements come z. B. in valves, in support elements or in clamping elements for tensioning a traction device in a traction drive of an internal combustion engine.
Im Inneren eines Gehäuses befindet sich ein Kolben mit integriertem Rückschlagventil. Beide Elemente sind zueinander verschiebbar, bilden an der Berührfläche einen definierten Leckspalt und werden durch eine innenliegende Feder auseinandergedrückt. Während der Kolben unter äußerer Krafteinwirkung in das Gehäuse einfährt, entsteht bei geschlossenem Rückschlagventil ein hoher Druck in dem vom Gehäuse und vom Kolben gebildeten ölbefüllten Druckraum. Durch den sehr engen Leckspalt wird eine kleine Ölmenge an die Umgebung abgegeben. Wenn die auf den Kolben wirkende äußere Kraft nachlässt, drückt die innenliegende Feder das Hydraulikelement auseinander. Dadurch entsteht ein Differenzdruck, der das Rückschlagventil öffnet, und die für den Ausgleichsvorgang notwendige Ölmenge kann nachströmen. Das Rückschlagventil weist einen Ventilkörper auf, der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. In der Regel ist eine Ventilfeder in dem Rückschlagventil vorgesehen, welche auf den Ventilkörper in Richtung des Ventilsitzes drückt, um somit einen Einlaßkanal zu verschließen. Um eine effektive Dämpfung im hydraulischen Spielausgleichselement zu erhalten, ist es wichtig, dass das Rückschlagventil präzise öffnet und schließt. Die Öffnungs- und Schließzeiten sowie die Reaktionsschnelligkeit des Rückschlagventils hängen u. a. von der Masse des Ventilkörpers ab. Bei zunehmender Dynamik im Verbrennungsmotor entstehen bei herkömmlichen Rückschlagventilen mit Stahlkugeln als Ventilkörper diverse Fehlfunktionen wie z. B. Geräusch, Springen des Ventilkörpers, unzureichende Schließfunktion sowie Verschleiß am Ventilkörper und Ventilsitz.Inside a housing is a piston with integrated check valve. Both elements are mutually displaceable, form a defined leakage gap at the contact surface and are forced apart by an internal spring. While the piston moves into the housing under the action of external force, when the check valve is closed, a high pressure is created in the oil-filled pressure chamber formed by the housing and by the piston. Due to the very narrow leakage gap, a small amount of oil is released to the environment. When the external force acting on the piston decreases, the internal spring forces the hydraulic element apart. This creates a differential pressure that opens the check valve, and the amount of oil necessary for the compensation process can flow. The check valve has a valve body which cooperates with a valve seat. In general, a valve spring is provided in the check valve, which presses on the valve body in the direction of the valve seat, thus closing an inlet channel. To get effective damping in the hydraulic lash adjuster, it is important that the check valve opens and closes precisely. The opening and closing times and the reaction speed of the check valve hang u. a. from the mass of the valve body. With increasing dynamics in the internal combustion engine arise in conventional check valves with steel balls as a valve body various malfunctions such. As noise, jumping of the valve body, insufficient closing function and wear on the valve body and valve seat.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Spielausgleichselement anzugeben, welches ein Rückschlagventil aufweist, das die vorher genannten Nachteile vermeidet.The invention is therefore based on the object to provide a hydraulic clearance compensation element which has a check valve which avoids the aforementioned disadvantages.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ventilkörper des Rückschlagventils eine Hohlkugel ist. Der besondere Vorteil dabei ist, dass eine Hohlkugel leichter ist, als eine Kugel aus Vollmaterial. Auf Grund der geringeren Masse verbessert sich die Dynamik des Ventilkörpers, was zu einer Verbesserung der Reaktionszeiten des Rückschlagventils des hydraulischen Spielausgleichselementes führt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kraft, mit der der Ventilkörper gegen den Ventilsitz schlägt, sich mit dem Gewicht des Ventilkörpers verringert. Der Verschleiß des Ventilsitzes sowie des Ventilkörpers vermindert sich dadurch.The object is achieved in that the valve body of the check valve is a hollow ball. The particular advantage of this is that a hollow ball is lighter than a ball of solid material. Due to the lower mass improves the dynamics of the valve body, which leads to an improvement of the reaction times of the check valve of the hydraulic lash adjuster. Another advantage is that the force with which the valve body strikes against the valve seat decreases with the weight of the valve body. The wear of the valve seat and the valve body is thereby reduced.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, dass die Hohlkugel aus einem gesinterten anorganischen Material hergestellt ist. In der Regel sind die bei hydraulischen Spielausgleichselementen zum Einsatz kommenden Ventilköper Stahlkugeln aus Vollmaterial, welche einen Durchmesser von 2–3 mm aufweisen. Damit in dieser Größenordnung eine stabile Hohlkugel hergestellt werden kann, ist ein besonderes Herstellungsverfahren nötig. Dieses Verfahren wurde vom IFAM (Fraunhofer – Institutes für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung) sowie der hollomet GmbH erst in neuerer Zeit entwickelt s. a.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, dass die Hohlkugel eine Füllung aufweist. Eine teilweise befüllte Hohlkugel ermöglicht es das Geräuschverhalten des Ventils zu optimieren, da die Geräusche vom Aufprall des Ventilkörpers in den Ventilsitz gedämpft werden. Ebenso wird das Abprallen des Ventilkörpers beim Schließen in den Ventilsitz reduziert. Dadurch verbessern sich das Schließverhalten und damit auch die Reaktionszeit des Ventils. Dabei kann die Füllung aus verschiedenen Medien bestehen. Je nach Anwendungsfall können z. B. Gase, Gele oder Kolloide als Füllung dienen. Ebenso denkbar sind Festkörper, Sande, Pulver oder aber auch Flüssigkeiten, wobei sich die Flüssigkeiten wiederum durch ihre Viskosität unterscheiden können.According to a preferred embodiment of the invention, it is proposed that the hollow sphere has a filling. A partially filled hollow ball makes it possible to optimize the noise behavior of the valve, since the noise from the impact of the valve body are damped in the valve seat. Likewise, the rebounding of the valve body is reduced when closing in the valve seat. This improves the closing behavior and thus the reaction time of the valve. The filling can consist of different media. Depending on the application z. As gases, gels or colloids serve as a filling. Likewise conceivable are solid bodies, sands, powders or even liquids, wherein the liquids may in turn differ in their viscosity.
Nach einer Weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Wandung der Hohlkugel aus Schichten unterschiedlicher Materialien besteht und/oder das die Wandung aus einem porösem Material besteht. Mit unterschiedlich harten Randschichten kann sowohl der Verschleiß des Ventilkörpers, als auch der Verschleiß des Ventilsitzes vermindert werden. Eine Wandung aus porösem Material hingegen kann das Rückprallverhalten optimieren. Eine weitere Variante sieht vor, eine Schicht aus porösem Material mit einer Härteschicht zu kombinieren. Ebenso denkbar ist es, ein härteres Trägermaterial zu verwenden, welches mit einer Gummierung versehen ist, um Ventilsitz und Ventilkörper gegen Verschleiß zu sichern.According to a further embodiment of the invention, it is provided that the wall of the hollow sphere consists of layers of different materials and / or that the wall consists of a porous material. With different hard surface layers, both the wear of the valve body, as well as the wear of the valve seat can be reduced. A wall of porous material, however, can optimize the rebound behavior. Another variant provides for combining a layer of porous material with a hardening layer. It is also conceivable to use a harder substrate, which is provided with a rubber coating to secure the valve seat and valve body against wear.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.Embodiments of the invention are illustrated in the figures, which are described in detail below, wherein the invention is not limited to these embodiments.
Es zeigen:Show it:
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
In den
Das Rückschlagventil
Um eine effektive Dämpfung im hydraulischen Spielausgleichselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hydraulisches SpielausgleichselementHydraulic clearance compensation element
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Kolbenpiston
- 44
- Rückschlagventilcheck valve
- 55
- Ventilsitzvalve seat
- 66
- Federfeather
- 77
- Ventilkörpervalve body
- 88th
- Füllungfilling
- 99
- Wandungwall
- 1010
- Leckspaltleakage gap
- 1111
- Ventilfedervalve spring
- 1212
- Druckraumpressure chamber
- 1313
- ÖlzufuhröffnungOil supply port
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
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