DE102015209336A1

DE102015209336A1 - Hydraulisches Ausgleichselement für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102015209336A1
Application number: DE102015209336.0A
Authority: DE
Inventors: Oliver Schnell; Peter Sailer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2016-11-24
Also published as: US9816404B2; US20160341078A1

Abstract

Bei einem hydraulischen Ausgleichselement für den Ventiltrieb einer Brennkraft-Maschine, mit einem kreiszylindrischen Gehäuse (32), welches in seiner Bohrung (35) einen axial beweglichen Druckkolben (36) mit einem Vorratsraum (37) für Öl als Hydraulikmittel aufweist, ist in dem Innenraum des Druckkolbens (36) ein hülsenartiges Umlenkelement für Öl angeordnet. Das Öl ist durch eine radiale Zulaufbohrung des Gehäuses (32), einen Steigkanal (42) und eine stirnseitige Öffnung (46) des Umlenkelementes in den Vorratsraum (37) des Druckkolbens (36) einleitbar. Erfindungsgemäß ist das Umlenkelement als kreiszylindrische Innenhülse (40) ausgebildet, welche an einem axialen Ende ein Übermaß gegenüber dem inneren Durchmesser des Druckkolbens (36) aufweist, wodurch die Innenhülse (40) in dem Druckkolben (36) kraft- und formschlüssig befestet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Ausgleichselement für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem kreiszylindrischen Gehäuse, welches in einem Zylinderkopf oder Motorblock der Brennkraftmaschine einsetzbar ist und welches in seiner Bohrung einen axial beweglichen Druckkolben mit einem Vorratsraum für Öl als Hydraulikmittel aufweist, wobei in dem Innenraum des Druckkolbens ein hülsenartiges Umlenkelement für Hydraulikmittel angeordnet ist und Öl durch wenigstens eine radiale Zulaufbohrung des Gehäuses, einen Steig- oder Längskanal, welcher axial längs des Druckkolbens verläuft, und eine stirnseitige Öffnung des Umlenkelementes in den Vorratsraum des Druckkolbens einleitbar ist.
Ein solches Ausgleichselement kann beispielsweise als Rollenstößel mit seitlicher Ölversorgung in Verbrennungsmotoren ausgebildet sein und vorzugsweise für die geneigte Anordnung gegenüber der Senkrechten in Bezug auf seine Mittelachse verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Aus der Offenlegungsschrift DE 101 42 329 A1 ist ein Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Rollenstößeln bekannt. Jeder Stößel ist mit seinem unteren Ende über eine drehbar gelagerte Stößelrolle an dem Nocken einer Nockenwelle abgestützt und wirkt mit seinem oberen Ende über eine Stößelstange auf ein Ventil der Brennkraftmaschine ein.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2006 017 442 A1 zeigt und beschreibt ein hydraulisches Abstützelement mit den Merkmalen des Ausgleichselementes der eingangs genannten Art. Bei diesem erstreckt sich ein hülsenartiges Umlenkelement nahezu über die gesamte Länge des Druckkolbens, an dessen Innenmantel es mit Teilen seiner Länge dichtend anliegt. Dazu ist jedoch eine Ringeinformung des Druckkolbens erforderlich.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Ausgleichselement mit seitlicher Ölversorgung zu schaffen, bei welchem in einem ausreichend großen Ölvorratsraum, auch mit gegenüber der Senkrechten geneigter Anordnung seiner Längsachse, eine große Ölmenge eingefördert und gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Umlenkelement als kreiszylindrische Innenhülse ausgebildet ist, welche an einem axialen Ende einen Boden mit der stirnseitigen Öffnung und an dem anderen axialen Ende ein Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser des Druckkolbens aufweist, womit die Innenhülse im Bereich eines Inneneinstichs des Druckkolbens in diesem kraft- und formschlüssig befestigt ist.
Ein solches Ausgleichselement kann als Rollenstößel ausgebildet sein, dessen Gehäuse an einem axialen Ende eine drehbar gelagerte Stößelrolle für die Anlage an dem Nocken einer Nockenwelle aufweist.
Der Druckkolben des Ausgleichselementes kann an seinem einen axialen Ende ein Rückschlagventil aufweisen, mit welchem sein Vorratsraum gegenüber einem Hochdruckraum des Gehäuses verschließbar ist, während in dem Druckkolben im Bereich seines anderen, von dem Rückschlagventil abgewandten axialen Endes die Innenhülse angeordnet ist.
Dabei kann der Steigkanal in dem Gehäuse zwischen diesem und dem darin befindlichen Druckkolben angeordnet sein und sich von der Zulaufbohrung des Gehäuses bis zu wenigstens einer Durchtrittsbohrung des Druckkolbens im Bereich der Innenhülse erstrecken.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden im Vergleich mit einem vorbekannten hydraulischen Element näher beschrieben. Es zeigen
1 ein als Rollenstößel ausgebildetes erfindungsgemäßes Ausgleichselement in perspektivischer Darstellung;
2 den Rollenstößel im Längsschnitt;
3 den durch einen Längsschnitt entstandenen Stößelteil in perspektivischer Darstellung;
4 den in 2 dargestellten Rollenstößel mit einer ersten Ölfüllung in dessen Vorratsraum;
5 einen mit dem erfindungsgemäßen Rollenstößel nach 4 vergleichbaren, jedoch keine Innenhülse enthaltenden Stößel mit einer zweiten Ölfüllung in dessen Vorratsraum;
6 einen für die Aufnahme der Innenhülse vorgesehenen Teil des Druckkolbens des Stößels im Längsschnitt;
7 den Endbereich des erfindungsgemäßen Rollenstößels, in welchem die Innenhülse eingesteckt und durch Kraft- und Formschluss an ihrem ein Übermaß aufweisenden Durchmesser im Druckkolben befestigt ist, im Längsschnitt;
8 die Innenhülse im Längsschnitt;
9 ein hydraulisches Element nach dem vorbekannten Stand der Technik, im Längsschnitt.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Ein in 9 dargestelltes hydraulisches Element 1 besteht aus einem topfartigen Gehäuse 2 mit einem Außenmantel 3, in dessen Bohrung 4 ein Druckkolben 7 axial beweglich eingesetzt ist. Das Gehäuse 2 ist durch einen Boden 12 verschlossen und kann in einem nicht dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingebaut werden. Der Druckkolben 7 überragt mit seinem Kugelkopf 9 eine Stirn 8 des Gehäuses 2. Auf dem Kugelkopf 9 kann ein Schlepphebel verschwekbeweglich gelagert werden. Axial unterhalb des Kugelkopfes 9 ist im Druckkolben 7 eine Einschnürung 23 angeordnet. Der Druckkolben 7 enthält einen Vorratsraum 5 für ein Hydraulikmittel. Dieser ist gehäuseseitig durch einen Ringsteg 10 mit einem daran befestigten Rückschlagventil 11 begrenzt. Axial unterhalb des Ringstegs 10 befindet sich ein Hochdruckraum 13, welcher mit dem Hydraulikmittel aus dem Vorratsraum 5 über das Rückschlagventil 11 versorgt wird.
Der Druckkolben 7 ist aus dem Gehäuse 2 heraus durch ein Federmittel 6 beaufschlagt. In seinem Inneren ist ein axial nahezu durchgehendes hülsenartiges Umlenkelement 16 eingebaut, welches mit seiner kopffernen Stirn 22 auf dem Ringsteg 10 aufliegt. Axial unterhalb einer Ringeinformung 29 des Druckkolbens 7 liegt das Umlenkelement 16 dichtend am Innenmantel 18 des Druckkolbens 7 an. Im Bereich der Ringeinformung 29 hat der Druckkolben 7 einen Durchlass 15 für Hydraulikmittel. Dieser kommuniziert mit einem Durchtritt 14 im Gehäuse 2. Das Umlenkelement 16 verläuft mit seiner kopfseitigen Stirn 21 unmittelbar unterhalb des Kugelkopfes 9 und hat in diesem Bereich einen dachartig angestellten Ringkragen 30.
An seinem Außenmantel 17 hat das Umlenkelement 16 zur Zuleitung des Hydraulikmittels in seinen Innenraum 21a auf der Seite des Durchlasses 15 einen Steigpfad 19, der als Längskanal 28 ausgeführt ist. Ein Übertritt von Hydraulikmittel kann somit, ausgehend von dem Durchtritt 14, durch den Längskanal 28 in den Endbereich 20 und schließlich in den Innenraum 21a erfolgen.
Ein in den weiteren 1 bis 8 dargestelltes erfindungsgemäßes Ausgleichselement ist als Rollenstößel 31 ausgeführt. Es weist ein kreiszylindrisches Gehäuse 32 auf und kann in einer Brennkraftmaschine im eingebauten Zustand mit seinem oberen Endbereich 33 über eine Stößelstange auf ein Ventil einwirken, während es mit seinem unteren Ende über eine drehbar gelagerte Stößelrolle 34 an dem Nocken einer Nockenwelle abgestützt sein kann. In der Bohrung 35 des Gehäuses 32 ist ein kreiszylindrischer Druckkolben 36 axial verschieblich angeordnet, dessen Innenraum als Vorratsraum 37 für ein Hydraulikmittel vorgesehen ist. Der Druckkolben 36 ist an seinem der Stößelrolle 34 zugewandten Ende mit einem Rückschlagventil 38 gegenüber einem in dem Gehäuse 32 befindlichen Hochdruckraum 39 verschlossen. In dem von der Stößelrolle 34 und dem Hochdruckraum 39 des Gehäuses 32 abgewandten Endbereich 33 ist in dem Druckkolben 36 eine kreiszylindrische Innenhülse 40 angeordnet.
Der Rollenstößel 31 weist in seinem mittleren Bereich zwei radiale Zulaufbohrungen 41 des Gehäuses 32 für den Eintritt von Öl als Hydraulikmittel auf. Diese sind über einen Steigkanal 42 mit radialen Durchtrittsbohrungen 43 verbunden, welche in dem Druckkolben 36 im Endbereich 33 des Rollenstößels 31 angeordnet sind. Dort enthält der Druckkolben 36 die Innenhülse 40.
Der Druckkolben 36 weist außerdem in dem von dem Rückschlagventil 38 abgewandten Endbereich 33 als Teil des Vorratsraumes 37 einen Aufnahmeraum 44 auf, in welchen die Durchtrittsbohrungen 43 einmünden. In dem aus 4 erkennbaren Aufnahmeraum 44 ist die Innenhülse 40 axial eingesteckt, und zwar mit einem an einer Stirnseite befindlichen Boden 45 voraus, in welchem eine zentrale Öffnung 46 der Innenhülse 40 angeordnet ist. Im Druckkolben 36 ist im Bereich des Aufnahmeraumes 44 ein kreisringförmiger Inneneinstich 47 ausgebildet, an welchem die Innenhülse 40 mit ihrem Mantel im Bereich ihrer von dem Boden 45 abgewandten Stirnseite radial anliegt. Dort weist der äußere Durchmesser der Innenhülse 40 ein Übermaß 48 gegenüber dem inneneren Durchmesser des Druckkolbens 36 auf. Daher ist die eingesteckte Innenhülse 40 dort durch Kraft- und Formschluss im Druckkolben 36, und damit im Rollenstößel 31, befestigt.
In den 4 und 5 sind die Rollenstößel 31 und 31a jeweils in einer Stellung mit einer gegenüber der Senkrechten geneigten Längsachse dargestellt, wobei das Maß der Neigung jeweils 15 Grad gegenüber der Waagerechten beträgt. In 3 ist der Strömungsweg des in den Rollenstößel 31 einzufüllenden Öls als Hydraulikmittel durch Pfeile dargestellt. Das Öl strömt durch die Zulaufbohrungen 41 in das Gehäuse 32 hinein, durch den Steigkanal 42 zu den radialen Durchtrittsbohrungen 43 im Endbereich 33 des Rollenstößels 31 und von dort an der Außenseite der Innenhülse 40 durch deren Öffnung 46 in die Innenhülse 40 und den Vorratsraum 37. Dort bildet es, wie 4 zeigt, als erste Ölfüllung 49 unterhalb der Öffnung 46 einen waagerechten Öl-Level 51 und kann durch eine oder mehrere der Durchtrittsbohrungen 43 nicht ausströmen, weil der Zugang zu diesen Bohrungen durch die Innenhülse 40 gemäß der Erfindung verhindert wird.
Der in 5 dargestellte, mit demjenigen von 4 vergleichbare Rollenstößel 31a enthält die erfindungsgemäße Innenhülse nicht, so dass sich dort für eine zweite Ölfüllung 50 der waagerechte Öl-Level 52 nur bis in die Höhe der untersten Durchtrittsbohrung 43 einstellen kann. Die Menge der zweiten Ölfüllung 50 ist daher geringer, als die Menge der ersten Ölfüllung 49 des Rollenstößels 31 in 4. Mit der erfindungsgemäßen Innenhülse 40 in 4 wird im Vorratsraum 37 also die Einhaltung einer großen Ölmenge in dem Rollenstößel 31 ermöglicht und damit die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst.
Bezugszeichenliste

1: Abstützelement
2: Gehäuse
3: Außenmantel
4: Bohrung
5: Vorratsraum
6: Federmittel
7: Druckkolben
8: Stirn
9: Kugelkopf
10: Ringsteg
11: Rückschlagventil
12: Boden
13: Hochdruckraum
14: Durchtritt
15: Durchlass
16: Umlenkelement
17: Außenmantel
18: Innenmantel
19: Steigpfad
20: Endbereich
21: kopfseitige Stirn
21a: Innenraum
22: kopfferne Stirn
23: Einschnürung
28: Längskanal
29: Ringeinformung
30: Ringkragen
31: Rollenstößel
31a: Rollenstößel
32: Gehäuse
33: Endbereich
34: Stößelrolle
35: Bohrung
36: Druckkolben
37: Vorratsraum
38: Rückschlagventil
39: Hochdruckraum
40: Innenhülse
41: Zulaufbohrung
42: Steigkanal
43: Durchtrittsbohrung
44: Aufnahmeraum
45: Boden
46: Öffnung
47: Inneneinstich
48: Übermaß
49: erste Ölfüllung
50: zweite Ölfüllung
51: Öl-Level
52: Öl-Level

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10142329 A1 [0003]
DE 102006017442 A1 [0004]

Claims

Hydraulisches Ausgleichselement für den Ventiltrieb einer Brennkraft-Maschine, mit einem kreiszylindrischen Gehäuse (32), welches in einem Zylinderkopf oder Motorblock der Brennkraftmaschine einsetzbar ist, und welches in seiner Bohrung (35) einen axial beweglichen Druckkolben (36) mit einem Vorratsraum (37) für Öl als Hydraulikmittel aufweist, wobei in dem Innenraum des Druckkolbens (36) ein hülsenartiges Umlenkelement für Hydraulikmittel angeordnet ist und Öl durch wenigstens eine radiale Zulaufbohrung (41) des Gehäuses (32), einen Steigkanal (42), welcher axial längs des Druckkolbens (36) verläuft, und eine stirnseitige Öffnung (46) des Umlenkelementes in den Vorratsraum (37) des Druckkolbens (36) einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement als kreiszylindrische Innenhülse (40) ausgebildet ist, welche an einem axialen Ende einen Boden (45) mit der stirnseitigen Öffnung (46) und an dem anderen axialen Ende ein Übermaß (48) gegenüber dem inneren Durchmesser des Druckkolbens (36) aufweist, womit die Innenhülse (40) im Bereich eines Inneneinstichs (47) des Druckkolbens (36) in diesem kraft- und formschlüssig befestigt ist.
Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Rollenstößel (31) ausgebildet ist, dessen Gehäuse (32) an einem axialen Ende eine drehbar gelagerte Stößelrolle (34) für die Anlage an dem Nocken einer Nockenwelle aufweist.
Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (36) an seinem einen axialen Ende ein Rückschlagventil (38) aufweist, mit welchem sein Vorratsraum (37) gegenüber einem Hochdruckraum (39) des Gehäuses (32) verschließbar ist, während in dem Druckkolben (36) im Bereich seines anderen, von dem Rückschlagventil (38) abgewandten axialen Endes die Innenhülse (40) angeordnet ist.
Ausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigkanal (42) in dem Gehäuse (32) zwischen diesem und dem darin befindlichen Druckkolben (36) angeordnet ist und sich von der Zulaufbohrung (41) des Gehäuses (32) bis zu wenigstens einer Durchtrittsbohrung (43) des Druckkolbens (36) im Bereich der Innenhülse (40) erstreckt.