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Die Erfindung betrifft ein zweiflutiges hydraulisches Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse, mit welchem es über seinen Außenmantel in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingesetzt ist, wobei das Gehäuse teleskopartig mit einem zylinderförmigen, einen Innenraum aufweisenden Druckkolben zusammengesteckt ist, der Kopf des Druckkolbens zur schwenkbeweglichen Abstützung des schaltbaren Schlepphebels vorgesehen ist und eine Stirnseite des Kopfes eine endseitige Mündung für Hydraulikmittel aus dem Abstützelement zur Beaufschlagung einer hydraulisch verlagerbaren Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel aufweist, wobei ferner im Abstützelement eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung angeordnet ist und zwei getrennte Pfade, ausgehend vom Außenmantel des Gehäuses, für zueinander unterschiedlich druckbeaufschlagte Hydraulikmittelströme durch das Abstützelement verlaufen, wobei der erste Pfad zur hydraulischen Spielausgleichseinrichtung und der zweite Pfad zur Mündung führt, wobei außerdem am Außenmantel zwei axial beabstandete Ringnuten zur Bildung von Durchlassöffnungen für die Pfade angeordnet sind, von denen die zylinderkopfseitige, axial untere Ringnut Bestandteil des ersten Pfades und die zylinderkopffernere, axial obere Ringnut Bestandteil des zweiten Pfades ist und der Innenraum des Druckkolbens mit einem Abschottelement in der Form einer axial einseitig geschlossenen Hülse in einen unteren Vorratsraum für Hydraulikmittel des ersten Pfades und einen von diesem getrennten oberen Vorratsraum für Hydraulikmittel des zweiten Pfades aufgeteilt ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Hydraulische Abstützelemente mit jeweils einer Spielausgleichseinrichtung, welche in Ventiltrieben von Verbrennungsmotoren eingesetzt sind, benötigen in ihrer einflutigen Standardausführung für einen sicheren Schaltvorgang an den von ihnen beeinflussten Schalt-Schlepphebeln einen deutlich höheren Öldruck des als Hydraulikmittel verwendeten Öls, als Abstützelemente in der jeweils zweiflutigen Ausführung mit zwei getrennten Öldruckkreisläufen. Ein Ventiltrieb mit einem Abstützelement in der einflutigen Standardausführung ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 42 34 868 C2 bekannt. Dort ist das Abstützelement in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes beschrieben und dargestellt, welches über eine Druckmittelbohrung des Zylinderkopfes mit Öl versorgt wird.
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Soll bereits bei niedrigen Motordrehzahlen ein Schaltvorgang sicher erfolgen, kommen zweiflutige Abstützelemente zum Einsatz. Im Inneren eines solchen Abstützelementes ist ein Hydraulikmittel mit einem Öldruck zur Versorgung der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung angeordnet und getrennt von einem Hydraulikmittel mit einem anderen Öldruck zur Versorgung eines schaltbaren Schlepphebels. Dabei kann der untere Bereich des Abstützelementes für die Versorgung des hydraulischen Ventilspielausgleichs vorgesehen sein und als Hydraulikgalerie bezeichnet werden, während der obere Bereich des Abstützelementes für die Versorgung des schaltbaren Schlepphebels vorgesehen sein und als Schaltgalerie bezeichnet werden kann. Die Druckschrift
DE 103 30 510 A1 zeigt und beschreibt ein Abstützelement mit zwei getrennten Pfaden für Hydraulikmittel. Der eine Pfad dient der Versorgung einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung und der andere Pfad dient der Beaufschlagung von hydraulisch verlagerbaren Koppelmitteln im aufliegenden schaltbaren Schlepphebel.
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Damit bei diesem, der Erfindung am nächsten liegenden Abstützelement während des Betriebes die Arbeitsweise der Spielausgleichseinrichtung mit deren Kugelventil durch Luftbläschen nicht beeinträchtigt wird, welche im Hydraulikmittel mitgeführt werden können, wird für ein solches Abstützelement nach dem vorbekannten Stand der Technik das Hydraulikmittel auch durch eine externe Spüldrosseldüse hindurchgeführt, die sich z. B. im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors befindet. Eine solche Ausführung ist aber technisch aufwendig, verursacht also zusätzliche Kosten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Abstützelement weiterzubilden, damit es zusätzlich die Funktion einer Spüldrosseldüse übernehmen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass am Außenmantel des Gehäuses des Abstützelementes in dem Bereich zwischen der axial unteren Ringnut und der axial oberen Ringnut eine Mantelfläche so ausgebildet ist, dass sie mit der das Abstützelement umgebenden Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine gemeinsam als Spüldrosseldüse wirkt.
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Die als Spüldrosseldüse wirkende Mantelfläche kann eine gewindeartige Abwicklung in der Form einer Wendelnut aufweisen. Am Außendurchmesser des Gehäuses wird dann also im Bereich zwischen dem Hydraulikgalerie-Außeneinstich und dem Schaltgalerie-Außeneinstich eine Nut mit gewindeartiger Abwicklung integriert. Diese kann als variable längenabgewickelte Spüldrosseldüse bezeichnet werden. Es ist auch möglich, mehrere Wendelnuten an der Mantelfläche mehrgängig anzuordnen.
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Die Spüldrosseldüse ist am Außenmantel variabel herstellbar. Es können eingängige und mehrgängige gewindeförmige Formen in der Breite und in der Tiefe frei gewählt werden, je nach dem gewünschten Durchfluss, wobei diese Formen beispielsweise durch ein nachträgliches Hartdrehen oder Schleifen kostengünstig herstellbar sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist gemeinsam mit einem vorbekannten Ventiltrieb mit einem Abstützelement in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Abstützelement nach der Erfindung in einer Seitenansicht mit einem Halbschnitt;
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2 einen Ventiltrieb nach dem vorbekannten Stand der Technik mit einem Abstützelement, im Schnitt;
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3 das in 2 verwendete Abstützelement, in einem Halbschnitt.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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In 2 ist ein Ventiltrieb 1 einer Hubkolben-Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik dargestellt. Der Ventiltrieb 1 ist in einem Zylinderkopf 2 angeordnet und besteht aus einem Nocken 3 einer Nockenwelle, einem Schlepphebel 4 mit einer Rolle 5, einem Abstützelement 6 und einem Gaswechselventil 7. Das Abstützelement 6 ist in einer Aufnahmebohrung 8 des Zylinderkopfs 2 angeordnet. Über eine Druckmittelbohrung 9 wird es mit Öl versorgt und weist einen kugelförmigen Endabschnitt 10 auf, auf welchem eine Kugelkalotte 11 des Schlepphebels 4 abgestützt ist.
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Der Schlepphebel 4 ist als Blechformteil mit einem U-förmigen Querschnitt hergestellt. An seinem von der Kugelkalotte 11 abgewandten Ende 12 greift der Schlepphebel 4 an einem Ventilschaft 13 des Gaswechselventils 7 an, das einen Ventilteller 14 aufweist und über eine Ventilfeder 15 in Schließstellung vorgespannt ist. Die Ventilfeder 15 ist über einen Federteller 16 am Ventilschaft 13 in axialer Richtung festgelegt. Die Rolle 5 ist über einen Bolzen 17 in Seitenwänden des Schlepphebels geführt. Zur drehbaren Lagerung der Rolle 5 an dem Bolzen 17 dient ein Nadellager 20. Bei der Rotation des Nockens 3 wälzt sich die Rolle 5 am Umfang des Nockens 3 ab. Innerhalb der Kugelkalotte 11 ist eine Sackbohrung 21 vorgesehen. Über dem Äußeren der Kugelkalotte 11 steht ein Dom vor, dort ist eine Bohrung 23 angeordnet, mittels welcher ein feiner Schmiermittelstrahl unter tangentialem Verlauf zur Rolle 5 auf deren Lauffläche 24 aufgetragen wird.
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In 3 ist das Abstützelement 6 nach dem Stand der Technik dargestellt. Es besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 28 mit einem darin angeordneten Ventilspiel-Ausgleichselement 29. Zu diesem Zweck ist im Gehäuse 28 eine aus einem Kolbenoberteil 30 und einem Kolbenunterteil 31 bestehende Einheit längsverschieblich geführt. Stirnseitig des Kolbenunterteils 31, das ein Kugelventil 32 aufnimmt, ist ein Hochdruckraum 33 vorgesehen, während das Kolbenoberteil 30 und das Kolbenunterteil 31 in ihrem Inneren einen Ölvorratsraum 34 bilden. Wie die 3 zeigt, ist an der Unterseite des Kolbenunterteils 31 eine das Kugelventil 32 umgebende Ringwand ausgebildet, die sich innerhalb des Hochdruckraumes 33 befindet. In den Ölvorratsraum 34 kann das Druckmittel aus der in 2 dargestellten Druckmittelbohrung 9 über mehrere Versorgungsbohrungen 35, 36 und 37 gelangen.
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Am Kolbenoberteil 30 ist endseitig der kugelförmige Endabschnitt 10 ausgebildet, an dem gemäß 2 die Kugelkalotte 11 anliegt. In Richtung der Längsmittelachse verläuft durch den kugelförmigen Endabschnitt 10 ein erster Abschnitt eines Schmiermittelkanals 38. Das über diesen ersten Abschnitt aus dem Ölvorratsraum 34 austretende Öl gelangt, wie aus 2 hervorgeht, in die Sackbohrung 21 und von dort aus wird es über die Bohrung 23 auf die Lauffläche 24 der Rolle 5 gespritzt.
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Ein erfindungsgemäßes, in 1 dargestelltes Abstützelement 40 für einen schaltbaren Schlepphebel des Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine kann über einen Außenmantel 41 seines Gehäuses 42 in einer Bohrung eines nicht dargestellten Zylinderkopfs fest angeordnet werden. Das Gehäuse 42 ist topfartig ausgeführt und enthält einen darin axial beweglichen Druckkolben 43 mit einem Kopf 44, welcher am oberen Ende des Druckkolbens 43 angeordnet ist. Die Stirnseite 45 des Kopfes 44 ist für die schwenkbewegliche Abstützung eines Endes des schaltbaren Schlepphebels vorgesehen. Zwischen dem unteren Ende des Druckkolbens 43 und dem Gehäuse 42 befindet sich eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung 46. Am Außenmantel 41 des Gehäuses 42 sind zwei axial voneinander getrennte Ringnuten ausgebildet. Von der unteren Ringnut 47 geht eine Durchlassöffnung 48 aus, die mit einer Durchtrittsöffnung 49 im Druckkolben 43 hydraulisch verbunden ist. Die Durchtrittsöffnung 49 führt in einen unteren Vorratsraum 50 im Innenraum des Druckkolbens 43. Auf diese Weise ist ein erster Pfad 51 gebildet, welcher zur Versorgung der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung 46 mit Hydraulikmittel dient.
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Von der oberen Ringnut 52 geht eine weitere Durchlassöffnung 53 aus, die mit einer Durchtrittsöffnung 54 im Druckkolben 43 hydraulisch verbunden ist. Diese führt in einen oberen Vorratsraum 55 im Innenraum des Druckkolbens 43. Damit ist ein zweiter Pfad 56 gebildet, welcher die Weiterleitung von Hydraulikmittel über eine als Bohrung ausgebildete Mündung 57 im Bereich der Stirnseite 45 des Kopfes 44 zu dem Schlepphebel ermöglicht.
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Der untere Vorratsraum 50 und der obere Vorratsraum 55 sind durch ein in den Innenraum des Druckkolbens 43 eingesetztes Abschottelement 58 in der Form einer axial einseitig geschlossenen Hülse voneinander getrennt. Damit jedoch im unteren Vorratsraum 50 angesammelte Luft entweichen kann, ist im Bereich des Abschottelementes 58 zumindest eine Entlüftungsöffnung 59 vorgesehen, durch welche der untere Vorratsraum 50 zum oberen Vorratsraum 55 hin geringfügig geöffnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Entlüftungsöffnung 59 als durchgehende Bohrung des Abschottelementes 58 ausgeführt.
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Obwohl bei einem vorbekannten Abstützelement das Hydraulikmittel für die Spielausgleichseinrichtung vor dem Eintritt in den unteren Vorratsraum bereits durch eine externe, z. B. im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnete Spüldrosseldüse geleitet wurde, um Luftbläschen daraus zu entfernen, können sich noch immer wenige Luftbläschen im Hydraulikmittel befinden. Bei dem vorliegenden neuen Abstützelement 40, welches in die Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes eingesetzt wird, ist eine externe Spüldrosseldüse im Zylinderkopf nicht erforderlich. Erfindungsgemäß befindet sich am Außenmantel 41 des Gehäuses 42 in dem Bereich zwischen der axial unteren Ringnut 47 und der axial oberen Ringnut 52 eine besonders ausgebildete Mantelfläche 60. Diese wirkt gemeinsam mit der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes, in welche das Abstützelement 40 eingesetzt ist, als Spüldrosseldüse.
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Die Mantelfläche 60 kann eine gewindeartige Abwicklung in der Form einer Wendelnut 61 aufweisen, so dass sich für das Hydraulikmittel ein langer Weg durch einen solchen wendelförmigen Kanal und damit eine intensive Abscheidung von Luftbläschen aus dem Hydraulikmittel ergibt.
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Die erfindungsgemäß geformte Mantelfläche 60 ist am Außenmantel 41 des Abstützelementes 40 variabel herstellbar, so dass je nach dem gewünschten Durchfluss eingängige und mehrgängige gewindeförmige Ausführungen in der Breite und in der Tiefe frei gewählt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventiltrieb
- 2
- Zylinderkopf
- 3
- Nocken
- 4
- Schlepphebel
- 5
- Rolle
- 6
- Abstützelement
- 7
- Gaswechselventil
- 8
- Aufnahmebohrung
- 9
- Druckmittelbohrung
- 10
- Endabschnitt
- 11
- Kugelkalotte
- 12
- Ende
- 13
- Ventilschaft
- 14
- Ventilteller
- 15
- Ventilfeder
- 16
- Federteller
- 17
- Bolzen
- 20
- Nadellager
- 21
- Sackbohrung
- 23
- Bohrung
- 24
- Lauffläche
- 28
- Gehäuse
- 29
- Ventilspielausgleichselement
- 30
- Kolbenoberteil
- 31
- Kolbenunterteil
- 32
- Kugelventil
- 33
- Hochdruckraum
- 34
- Ölvorratsraum
- 35
- Versorgungsbohrung
- 36
- Versorgungsbohrung
- 37
- Versorgungsbohrung
- 38
- Schmiermittelkanal
- 40
- Abstützelement
- 41
- Außenmantel
- 42
- Gehäuse
- 43
- Druckkolben
- 44
- Kopf
- 45
- Stirnseite
- 46
- Spielausgleichseinrichtung
- 47
- untere Ringnut
- 48
- Durchlassöffnung
- 49
- Durchtrittsöffnung
- 50
- unterer Vorratsraum
- 51
- erster Pfad
- 52
- obere Ringnut
- 53
- Durchlassöffnung
- 54
- Durchtrittsöffnung
- 55
- oberer Vorratsraum
- 56
- zweiter Pfad
- 57
- Mündung
- 58
- Abschottelement
- 59
- Entlüftungsbohrung
- 60
- Mantelfläche
- 61
- Wendelnut
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4234868 C2 [0002]
- DE 10330510 A1 [0003]
