DE102012200754B4

DE102012200754B4 - Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012200754B4
Application number: DE102012200754.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Sailer; Matthias Haaken; Jürgen Carius
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2032-01-20
Also published as: DE102012200754A1

Abstract

Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Außengehäuse (1), dessen Innenraum einen feststehend angeordneten Kolben (2) und ein beweglich geführtes Innengehäuse (3), das einen Druckraum, der von der Druckfläche des Kolbens (2) begrenzt wird, umfasst, wobei der Kolben (2) in seinem Innern einen Vorratsraum (4) zur Aufnahme von Druckmittel enthält, der an der von der Druckfläche abgewandten Seite des Kolbens (2) an einem Deckelbereich des Außengehäuses (1) begrenzt wird, wobei der Innenraum des Außengehäuses (1) über einen Zulauf (5) mit Druckmittel beaufschlagbar und zulaufnah am Deckelbereich eine Durchtrittsöffnung (6, 7) vorgesehen ist, die an der Innenseite des Deckelbereichs eine Überströmöffnung (6) zwischen dem Innenraum des Außengehäuses (1) und dem Vorratsraum (4) und an der Außenseite des Deckelbereichs eine Aufnahme (7) für ein Formschlusselement zur verdrehsicheren Verbindung des Außengehäuses (1) mit einem weiteren Bauteil bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.
Die DE 195 25 964 A1 befasst sich mit einer hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung. Dort ist ein Abstützelement für einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine beschrieben, das ein hydraulisches Spielausgleichselement aufweist und in einer Bohrung eines Zylinderkopfes unter einem Winkel zur Lotrechten angeordnet ist. Das hydraulische Spielausgleichselement besteht aus einem hohlzylindrischen Gehäuse mit einem darin verlaufenden axial beweglichen Kolben. Dabei schließt ein Boden des Kolbens gemeinsam mit dem Gehäuse einen Hochdruckraum ein. Ein zentrischer Vorratsraum im Inneren des Kolbens ist über eine Radialbohrung des Gehäuses mit einer Ringnut für Hydraulikmittel am Außenmantel des Gehäuses verbunden. Um nach dem Stillsetzen der Brennkraftmaschine ein Leerlaufen des Vorratsraums aufgrund der Schwerkraftwirkung zu vermeiden, ist die Radialbohrung des Gehäuses in einem schwerkraftfernen Bereich der Ringnut positioniert. Zur Verdrehsicherung des Gehäuses ist an der Außenseite seines Bodens eine Sacklochaufnahmebohrung vorgesehen, in dem ein Stift angeordnet ist, der mit seinem freien Ende aus der Sacklochaufnahmebohrung herausragt und in eine komplementäre Aufnahme an der Innenwand der Bohrung des Zylinderkopfes formschlüssig eingreift. Die Montage des Stifts in der Sacklochaufnahmebohrung wird dadurch erschwert, dass die Sacklochaufnahmebohrung zur Montage des Stifts entlüftet werden muss.
Aus der DE 10 2008 025 036 A1 , 3, 4 geht eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für einen Überkopfeinbau in einem Kipphebel hervor. Der Abstützkopf der Vorrichtung wirkt bspw. über ein Gelenk auf eine Ventiltriebsbrücke ein. Ein an einem Grund einer Aufnahmebohrung des Kipphebels liegender Deckelbereich der Spielausgleichsvorrichtung, auf welchem Deckelbereich ein ortsfester Kolben steht, besitzt eine Überströmöffnung aus einem Au-ßengehäuse der Vorrichtung in deren Vorratsraum.
In der JP S62- 282 105 A , 4, ist eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung gezeigt, deren Innengehäuse im Bodenbereich eine Bohrung mit einem Stift als Verdrehsicherung hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auslauf- und verdrehgesicherte hydraulische Spielausgleichsvorrichtung, insbesondere für einen Schräg- oder Horizontaleinbau, zu schaffen, die sich einfach montieren lässt und ein vergrößertes Speichervolumen aufweist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Es wird eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung vorgeschlagen, die zulaufnah am Deckelbereich des Außengehäuses eine Durchtrittsöffnung aufweist. Diese bildet an der Innenseite des Deckelbereichs eine Überströmöffnung zwischen dem Innenraum und dem Vorratsraum und an der Außenseite des Deckelbereichs eine Aufnahme für ein Formschlusselement zur verdrehsicheren Verbindung des Außengehäuses mit einem weiteren Bauteil. Die Durchtrittsöffnung und der Zulauf können so auf einfache Weise zum schwerkraftfernsten Bereich hin auslauf- und verdrehsicher angeordnet werden. Außerdem wird an der Durchtrittsöffnung eine Entlüftung in den Innenraum des Außengehäuses während der Montage des Formschlusselements in der Aufnahme ermöglicht. Zudem wird durch die Überströmöffnung an der Innenseite des Deckelbereichs das Speichervolumen des Vorratsraums erweitert.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung sind die Überströmöffnung und die Aufnahme jeweils als Bohrung ausgeführt und koaxial zueinander angeordnet.
Die Bohrungen der Überströmöffnung und der Aufnahme können auch parallel versetzt zueinander angeordnet werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann eine Druckmittelleckage im Bereich der Führung zwischen dem Innen- und dem Außengehäuse aufgrund Schwerkraftwirkung während des Stillstands der Brennkraftmaschine auf einfache Weise reduziert werden, wenn dort zumindest eine Druckmitteldichtung angeordnet ist.
Bevorzugt weist die Druckmitteldichtung zumindest einen Dichtring auf, der in einer Ringnut am Außenmantel des Innengehäuses angeordnet ist und am Innenmantel des Außengehäuses anliegt. Alternativ kann auch zumindest ein Dichtring in einer Ringnut am Innenmantel des Außengehäuses angeordnet sein, der am Außenmantel des Innengehäuses anliegt. Denkbar ist auch, dass zumindest ein Dichtring in einer Ringnut am Außenmantel des Innengehäuses und zugleich ein Dichtring in einer Ringnut am Innenmantel des Außengehäuses angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

-Figur 1 eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung in einem Halbschnitt in einem ersten Ausführungsbeispiel;
-Figur 2 eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung in einem Halbschnitt in einem zweiten Ausführungsbeispiel;
-Figur 3 eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung in einem Halbschnitt in einem dritten Ausführungsbeispiel und
-Figur 4 eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung in einem Halbschnitt in einem vierten Ausführungsbeispiel.

Die in 1 in einem Schnitt entlang seiner Längsachse dargestellte hydraulische Spielausgleichsvorrichtung dient zum Ausgleich des Ventilspiels eines durch einen nicht dargestellten Nockenfolger in einem Ventiltrieb betätigbaren Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine. An einem bei seinem Abstützkopf 10 geschlossenen hohlzylindrischen Innengehäuse 3 ist der Nockenfolger abstützbar. An der vom Abstützkopf 10 abgewandten Seite des Innengehäuses 3 greift ein Kolben 2 ein. Das Innengehäuse 3 umfasst abstützkopfseitig einen Druckraum, der durch die stirnseitige Druckfläche des Kolbens 2 begrenzt wird. Das Innengehäuse 3 wird in einem Außengehäuse 1 beweglich geführt, während der Kolben 2 im Außengehäuse 1 feststehend angeordnet ist. Das Innengehäuse 3 und der Kolben 2 sind über eine im Druckraum zwischen Abstützkopf 10 und Kolben 2 angeordnete Rückstellfeder 11 gegeneinander abgestützt. Dabei ist der Druckraum der hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung teilweise in den Bereich des Abstützkopfes 10 integriert. Der Kolben 2 bildet in seinem Inneren einen Vorratsraum 4 und ist an seiner von der Druckfläche abgewandten Seite an einem Deckelbereich des Außengehäuses 1 abgestützt, der zugleich den Vorratsraum 4 begrenzt.
Am Außengehäuse 1 ist ein Zulauf 5 vorgesehen, der mit einem Druckmittelreservoir, in der Regel der Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine, in Druckmittelverbindung steht. Der Zulauf 5 ist als Radialbohrung ausgeführt, über die der Innenraum des Außengehäuses 1 mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
Die hydraulische Spielausgleichsvorrichtung kann je nach Einbausituation in montiertem Zustand mit dem Abstützkopf 10 in Lotrichtung oder in horizontale Richtung weisen oder zwischen diesen Richtungen schräg liegen. 1 zeigt die Spielausgleichsvorrichtung in Einbaulage mit dem Abstützkopf 10 in horizontale Richtung, d.h. rechtwinklig zur lotrecht wirkenden Schwerkraft weisend, angeordnet. Die Wirkrichtung der Schwerkraft ist durch einen Pfeil angedeutet. Der Zulauf 5 ist an schwerkraftfernster Stelle, d.h. im Schwerkraftfeld obenliegend, angeordnet. Dadurch wird ein Auslaufen des Druckmittels aus der hydraulische Spielausgleichsvorrichtung und dessen Leerlaufen aufgrund der Schwerkraftwirkung während des Stillstands der Brennkraftmaschine verhindert.
In geringfügigem lotrechten Abstand zum Zulauf 5 ist am Deckelbereich des Außengehäuses 1 eine horizontale Durchtrittsöffnung vorgesehen. Diese bildet an der Innenseite des Deckelbereichs eine Überströmöffnung 6 zwischen dem Innenraum des Außengehäuses 1 und dem Vorratsraum 4 des Kolbens 2. An der Überströmöffnung 6 kann das am Zulauf 5 in den Innenraum des Außengehäuses 1 einströmende Druckmittel in den Vorratsraum 4 am Kolben 2 gelangen. Die Überströmöffnung 6 vergrößert zugleich das Speichervolumen des Vorratsraums 4 am Deckelbereich. An der Außenseite des Deckelbereichs bildet die Durchtrittsöffnung eine Aufnahme 7 für ein Formschlusselement, hier für einen Stift, zur verdrehsicheren Verbindung des Außengehäuses 1 mit einem weiteren Bauteil, hier dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine. Der Stift greift an seinem aus der Aufnahme 7 herausragenden Endabschnitt in eine nicht dargestellte komplementäre Aufnahme an einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine ein, wodurch die hydraulische Spielausgleichsvorrichtung in auslaufsicherem Zustand fixiert ist. Alternativ zum Stift können auch Kugeln oder andere Formschlusselemente verwendet werden. An der Durchtrittsöffnung wird während der Montage des Stifts in der Aufnahme 7 eine einfache Entlüftung in den Vorratsraum und in den Innenraum des Außengehäuses 1 ermöglicht.
Die Überströmöffnung 6 und die Aufnahme 7 sind jeweils als Bohrung ausgeführt und in dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel koaxial zueinander angeordnet. Die Überströmöffnung 6 und der Stift in der Bohrung liegen somit in einer Achse. Dabei weist die Bohrung zur Aufnahme des Stiftes einen geringfügig größeren Durchmesser auf als die Bohrung der Überströmöffnung 6. Dadurch entsteht am inneren Ende der ersteren Bohrung ein die Durchtrittsöffnung verengender Ringabsatz, der den Übergang von der Aufnahme 7 zur Überströmöffnung 6 bildet. Der Ringabsatz dient als Montageanschlag für den Stift in der Aufnahme 7.
In dem einseitig offenen hohlzylindrischen Außengehäuse 1 ist das Innengehäuse 3 mit dem Abstützkopf 10 herausragend angeordnet und wird gegenüber dem ortsfesten Kolben 2 beweglich geführt. Hierbei bilden das Innengehäuse 3, der Kolben 2 und das Außengehäuse 1 ein Abstützelement, über das der Nockenfolger, beispielsweise ein Schlepphebel, am Abstützkopf 10 als Hebellagerstelle an einem nicht dargestellten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine schwenkbeweglich abgestützt ist. Hierzu ist das Abstützelement am Außengehäuse 1 an seiner vom Abstützkopf 10 abgewandten Seite in einer Aufnahmebohrung im Zylinderkopf aufgenommen.
Im Bereich des Hohlraums ist durch eine geringfügige Einschnürung ein Hinterschnitt am Abstützkopf 10 ausgeführt. Die Einschnürung bildet an ihrer dem stirnseitigen Ende des Abstützkopfes 10 zugewandten Rand eine ringförmige Kante. Diese begrenzt einen stirnseitig abgeflachten balligen Anlagebereich am Abstützkopf 10. Dieser ist an einem komplementären Abstützbereich am Nockenfolger, beispielsweise einer Kugelkalotte eines Schlepphebels, anlegbar und zugleich an der Kante zur Befestigung form- und kraftschlüssig einschnappbar.
Zwischen Kolben 2 und Innengehäuse 3 ist ein Leckspalt ausgebildet, durch den hindurch eine geringfügige Menge eines in der Druckkammer enthaltenen Druckmittels in den Vorratsraum 4 entweichen kann, wenn das im Druckraum enthaltene Druckmittel durch eine Bewegung des Innengehäuses 3 in den Innenraum des Außengehäuses 1 hinein komprimiert wird. An der den Druckraum begrenzenden Druckfläche des Kolbens 2 ist ein Durchlass zwischen dem Vorratsraum 4 und dem Druckraum mit einem die Durchlassströmung steuernden Rückschlagventil vorgesehen.
In dem in 1 dargestellten Betriebszustand der hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung befindet sich das Innengehäuse 3 durch die zwischen diesem und dem Kolben 2 wirkende Rückstellfeder 11 in maximal aus dem Außengehäuse 1 herausgefahrener Stellung an seinem Endanschlag. Dabei entsteht im Bereich des Zulaufs 5 ein zwischen Kolben 2 und Außengehäuse 1 begrenzter Ringraum.
In dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Bohrungen von Überströmöffnung 6 und Aufnahme 7 derart in Lotrichtung achsenversetzt zueinander angeordnet, dass die Bohrungswände an schwerkraftfernster Stelle miteinander fluchten.
In einem dritten und vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 3 und 4 ist im Bereich der Führung zwischen dem Innengehäuse 3 und dem Außengehäuse 1 eine Druckmitteldichtung 8, 9 angeordnet. Auf diese Weise wird an dem an der Führung gebildeten Gleitspalt während des Stillstands der Brennkraftmaschine das Auslaufen von Druckmittel aufgrund der Schwerkraftwirkung vermindert und ein Langzeitleerlaufen der hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung verzögert. Hierzu weist die Druckmitteldichtung 8, 9 jeweils einen Dichtring auf, der in einer Ringnut am Außenmantel des Innengehäuses 3 oder in einer Ringnut am Innenmantel des Außengehäuses 1 angeordnet ist und am Innenmantel des Außengehäuses 1 bzw. am Außenmantel des Innengehäuses 3 anliegt.
Bezugszeichenliste

1: Außengehäuse
2: Kolben
3: Innengehäuse
4: Vorratsraum
5: Zulauf
6: Überströmöffnung; Durchtrittsöffnung
7: Aufnahme, Durchtrittsöffnung
8: Druckmitteldichtung
9: Druckmitteldichtung
10: Abstützkopf
11: Rückstellfeder

Claims

Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Außengehäuse (1), dessen Innenraum einen feststehend angeordneten Kolben (2) und ein beweglich geführtes Innengehäuse (3), das einen Druckraum, der von der Druckfläche des Kolbens (2) begrenzt wird, umfasst, wobei der Kolben (2) in seinem Innern einen Vorratsraum (4) zur Aufnahme von Druckmittel enthält, der an der von der Druckfläche abgewandten Seite des Kolbens (2) an einem Deckelbereich des Außengehäuses (1) begrenzt wird, wobei der Innenraum des Außengehäuses (1) über einen Zulauf (5) mit Druckmittel beaufschlagbar und zulaufnah am Deckelbereich eine Durchtrittsöffnung (6, 7) vorgesehen ist, die an der Innenseite des Deckelbereichs eine Überströmöffnung (6) zwischen dem Innenraum des Außengehäuses (1) und dem Vorratsraum (4) und an der Außenseite des Deckelbereichs eine Aufnahme (7) für ein Formschlusselement zur verdrehsicheren Verbindung des Außengehäuses (1) mit einem weiteren Bauteil bildet.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überströmöffnung (6) und die Aufnahme (7) jeweils als Bohrung ausgeführt und koaxial zueinander angeordnet sind.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überströmöffnung (6) und die Aufnahme (7) jeweils als Bohrung ausgeführt und parallel versetzt zueinander angeordnet sind.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Bereich der Führung zwischen dem Außengehäuse (1) und dem Innengehäuse (3) zumindest eine Druckmitteldichtung (8, 9) angeordnet ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Druckmitteldichtung (8, 9) zumindest einen Dichtring aufweist, der in einer Ringnut am Außenmantel des Innengehäuses (3) angeordnet ist und am Innenmantel des Außengehäuses (1) anliegt und/oder in einer Ringnut am Innenmantel des Außengehäuses (1) angeordnet ist und am Außenmantel des Innengehäuses (3) anliegt.