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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen Schlepphebel in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
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Aus
FR 2 910 529 ist ein hydraulisches Abstützelement mit einem in einer zylindrischen Wandung eines Gehäuses beweglich geführten Oberteil und einer in der zylindrischen Wandung ausgebildeten Ölzulauföffnung bekannt. Auf Höhe der Ölzulauföffnung ist zur Reinigung ein Öl-Ringfilter radial zwischen dieser und einem im Durchmesser eingezogenen Abschnitt des Oberteils angeordnet. Die Anordnung zwischen Gehäuse und dem zu diesem bewegtem Oberteil und die radiale Durchströmung des Öl-Ringfilters erfordern eine aufwendige Abstützung bzw. Führung desselben am Gehäuse bzw. am bewegten Oberteil des Abstützelements. Dies bedingt einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand, eine aufwendige Herstellung mit insbesondere zusätzlichen Befestigungsmitteln und eine aufwendige Montage. Zudem kann durch das dabei erforderliche radiale Spiel am Außen- und Innendurchmesser des Öl-Ringfilters gegenüber dem Gehäuse bzw. gegenüber dem eingezogenen Abschnitt des Oberteils kontaminiertes Öl ungefiltert in das Innere des Abstützelements gelangen und dieses sowie angeschlossene hydraulische Komponenten des Ventiltriebs kontaminieren.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem hydraulischen Abstützelement der vorgenannten Art die beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Es wird ein hydraulisches Abstützelement für einen Schlepphebel in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse und einem in diesem axial beweglich geführten Innenelement vorgeschlagen, an dem der Schlepphebel schwenkbeweglich abstützbar ist. Dabei ist vorgesehen, in zumindest einem mit Hydraulikmittel beaufschlagbaren Druckraum im Innern des Innenelements zum Abtrennen von im Hydraulikmittel mitgeführten Kontaminat zumindest ein Filterelement anzuordnen. Auf diese Weise kann zumindest ein Filterelement im Innern des Innenelements mit diesem mitbewegt angeordnet und auf einfache Weise befestigt und zugleich statisch abgedichtet werden, wodurch aufwendige Befestigungsmittel und eine Leckage von ungefiltertem Hydraulikmittel vermieden werden.
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In besonders vorteilhafter Weise kann hierbei das Filterelement koaxial zur Bewegungsrichtung des Innenelements mit axialer Filterdurchströmung angeordnet werden. Dies erlaubt eine besonders einfache Befestigung im Innern des Innenelements lateral zur axialen Filterdurchströmung.
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Das Filterelement kann auf besonders einfache Weise zur Befestigung und Abdichtung in den Druckraum axial eingepresst sein.
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Es ist weiterhin besonders vorteilhaft, wenn das Filterelement zur Befestigung einen ringförmigen Einsatz aufweist, der zur radialen Befestigung vorzugsweise eine radiale Befestigungsfläche bildet, die bevorzugt zugleich als Dichtfläche dient. Am Einsatz kann dabei das Filterelement im Innern des Innenelements auf einfache Weise befestigt und zugleich statisch abgedichtet werden.
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Bevorzugt ist das Filterelement mit dem Außendurchmesser des Einsatzes an der Innenwand des Druckraums radial befestigt und vorzugsweise zugleich abgedichtet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Filterelement aus einem Einsatz zur Befestigung im Innern des Innenelements und einem an diesem befestigten Filtermedium, das mit Hydraulikmittel zum Abscheiden von Kontaminat durchströmbar ist. Vorzugsweise ist dabei ein Rand des Filtermediums vom Einsatz zur Befestigung umfasst.
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Bevorzugt bildet dabei das Filtermedium ein für Hydraulikmittel permeables poröses Flächengebilde, vorzugsweise einen Siebfilter, insbesondere aus Metall.
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Die Filterelemente sind auf diese Weise besonders einfach durch die Bauform des Einsatzes und des Filtermediums an die Einbauverhältnisse anpassbar.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung bildet das Filtermedium eine korbförmig gewölbte Trenn- bzw. Filterfläche zum Abscheiden von Kontaminat.
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Alternativ weist das Filtermedium eine besonders platzsparende ebene bzw. plane Trennfläche auf.
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Der Einsatz ist vorzugsweise besonders einfach aus Blech hergestellt und umfasst zur Befestigung den Rand des Filtermediums form- und/oder kraftschlüssig. Hierbei kann das Filtermedium am Rand beispielsweise mit dem Einsatz umbördelt sein. Eine andere Befestigungsmöglichkeit besteht darin, das Filtermedium mit dem Rand in eine zumindest abschnittsweise Vertiefung des Einsatzes, insbesondere in eine Ringnut, vorzugsweise mit einer Schnappverbindung, einzustecken.
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Alternativ kann der Einsatz aus Kunststoff, Gummi oder Elastomer hergestellt sein. In besonders vorteilhafter Weise ist dabei der Rand des Filtermediums zur Befestigung desselben zugleich als Dichtung mit dem Kunststoff, dem Gummi oder dem Elastomer umspritzt. Auf diese Weise bildet der Einsatz zugleich eine Kunststoff- bzw. Gummidichtung oder Elastomerdichtung am Filterelement.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Filterelement in einem ersten Druckraum im Innern eines Abstützkopfs an einem abstützseitigen Ende des Innenelements zur schwenkbeweglichen Abstützung des Schlepphebels angeordnet. Vorzugsweise liegt dabei das besagte Filterelement einer Auslassöffnung zur Hydraulikmittelversorgung des Schlepphebels unmittelbar gegenüber. Hierdurch wird sichergestellt, dass der zur Hydraulikmittelversorgung des Schlepphebels an der Auslassöffnung hindurchgeführte Hydraulikmittelstrom zuvor zur Filterung über das Filterelement geleitet und eine Kontamination des am hydraulischen Abstützelement abgestützten Schlepphebels sicher vermieden wird.
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In das hydraulische Abstützelement ist in besonders vorteilhafter Weise eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung integriert. Diese dient zum Ausgleich eines im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Ventilspiels eines durch den Schlepphebel betätigten Gaswechselventils der Brennkraftmaschine.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Filterelement in einem der Hydraulikmittelversorgung des hydraulischen Abstützelements dienenden Druckraum im Innern des Innenelements angeordnet. Bevorzugt liegt hierbei das besagte Filterelement einer Durchtrittsöffnung unmittelbar gegenüber, die den Druckraum mit einem Hochdruckraum der Ventilspielausgleichseinrichtung verbindet. Hierdurch wird sichergestellt, dass der zur Hydraulikmittelversorgung der Ventilspielausgleichseinrichtung an der Durchtrittsöffnung hindurchgeführte Hydraulikmittelstrom zuvor zur Filterung über das Filterelement geleitet und eine Kontamination der Ventilspielausgleichseinrichtung sicher vermieden wird.
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Der besagte Druckraum ist dabei vorzugsweise als Hydraulikmittelvorratsraum der Ventilspielausgleichseinrichtung ausgeführt, der ein an der Durchtrittsöffnung angeordnetes die Durchströmung steuerndes Rückschlagventil mit dem Hochdruckraum verbunden ist. Dieser ist in einer Sacklochbohrung im Gehäuse angeordnet und durch das Innenelement begrenzt. Das Innenelement bildet auf diese Weise einen im Gehäuse beweglich geführten Druckkolben.
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Das Innenelement kann besonders vorteilhaft zur Vereinfachung von Herstellung und Montage zweiteilig, insbesondere bestehend aus einem Kolbenober- und unterteil ausgeführt sein.
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Als Druckraum kommt jeder mit Hydraulikmittel beaufschlagbare Innenraum im Innern des Innenelements in Betracht.
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Die Erfindung ist besonders vorteilhaft auch in anderen Ventiltriebskomponenten, insbesondere in einem hydraulischen Stößel, einsetzbar.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Abstützelements in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 1A eine perspektivische Darstellung des hydraulischen Abstützelements aus 1,
- 2 eine perspektivische Einzelansicht eines Filterelements des hydraulischen Abstützelements,
- 3 bis 6 mehrere perspektivische Einzelansichten des Filterelements in verschiedenen Ausführungsformen,
- 7 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Abstützelements in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 7A eine perspektivische Darstellung des hydraulischen Abstützelements aus 7,
- 8 eine perspektivische Einzelansicht eines Filterelements des hydraulischen Abstützelements aus 7,
- 9 eine Draufsicht einer Ausführungsform des Filterelements aus 8.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Das hin 1 und 1a dargestellte erfindungsgemäße hydraulische Abstützelement für einen Schlepphebel in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine weist ein hohlzylindrisches Gehäuse 1 auf, das am Außendurchmesser mehrfach geringfügig abgesetzt ist und mit einer zentralen axialen Sacklochbohrung 2 an einem Ende offen ausgeführt ist. In dieser ist ein am Außen- und Innendurchmesser mehrfach abgesetztes hohlzylindrisches Innenelement 3 axial beweglich am Innendurchmesser der Sacklochbohrung 2 geführt. Am offenen Ende der Sacklochbohrung 2 ragt das Innenelement 3 aus dem Gehäuse 1 mit einem Abstützkopf 4 heraus, der als Auflager zur schwenkbeweglichen Abstützung eines nicht dargestellten Schlepphebels dient. Das Innenelement 3 ist zwischen einer dargestellten mit dem Abstützkopf 4 aus dem Gehäuse 1 maximal herausgefahrenen oberen Anschlagposition und einer unteren Anschlagposition im Gehäuse 1 axial beweglich. Letztere wird am inneren Endabschnitt der Sacklochbohrung 2 hier durch einen Durchmessereinzug mit einem Ringabsatz als axialer Anschlag gebildet.
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Im Abstützkopf 4 des Kolbens 3 ist ein erster Druckraum 7 ausgebildet, der durch an Gehäuse 1 und Innenelement 3 korrespondierend zueinander angeordnete erste radiale Zulauföffnungen 5, 6 mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist. Am vom Abstützkopf 4 abgewandten in der Sacklochbohrung 2 des Gehäuses 1 geführten inneren Endabschnitt des Innenelements 3 ist ein zweiter Druckraum 10 ausgebildet, der durch an Gehäuse 1 und Kolben 3 korrespondierend angeordnete zweite radiale Zulauföffnungen 8, 9 mit Hydraulikmittel beaufschlagbar ist. Der erste Druckraum 7 dient mit einer axialen Auslassöffnung 11 im Scheitelpunkt des Abstützkopfs 4 als Zulauf zur Hydraulikmittelversorgung des an diesem aufgelagerten Schlepphebels. Der zweite Druckraum 10 dient als Hydraulikmittelvorratsraum für eine in das Abstützelement integrierte hydraulische Ventilspielausgleichseinrichtung 13 und ist über eine axiale Durchlassöffnung 12 mit einem Hochdruckraum 26 derselben verbunden. Die Ventilspielausgleichseinrichtung 13 gleicht das im Betrieb der Brennkraftmaschine an einem vom Schlepphebel betätigten Gaswechselventil der Brennkraftmaschine auftretende Ventilspiel selbsttätig aus.
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Zum Abtrennen und Sammeln von im Hydraulikmittel mitgeführten Kontaminat ist im ersten und im zweiten Druckraum 7, 10 jeweils ein Filterelement 14, 15 vorgesehen. Das Kontaminat besteht aus Partikeln, insbesondere aus Metallspänen aus dem Abrieb im Motor der Brennkraftmaschine, oder aus sonstigen Verunreinigungen. Ein erstes Filterelement 14 ist im ersten Druckraum 7 im Bereich der Auslassöffnung 10 und ein zweites Filterelement 15 im zweiten Druckraum 10 im Bereich der Durchlassöffnung 12 jeweils der Auslassöffnung 10 bzw. der Durchlassöffnung 12 unmittelbar axial gegenüberliegend angeordnet. Die Filterelemente 14, 15 sind koaxial zur Bewegungsachse 27 des Innenelements 3 bzw. der Mittelachse des hydraulischen Abstützelements und der als Durchgangsbohrung ausgeführten Auslass- bzw. Durchlassöffnung 11, 12 angeordnet. Sie bestehen jeweils aus einem Einsatz 16, 17 und einem an diesem befestigten Filtermedium 18, 19, das jeweils eine für Hydraulikmittel permeable oder poröse Trenn- bzw. Filterfläche bildet, an denen bei Durchströmung des Hydraulikmittels das Kontaminat zurückgehalten wird. Die Filtermedien 18, 19 werden hier jeweils durch ein korbförmig gewölbtes Sieb gebildet. Die Filterelemente 14, 15 bilden auf diese Weise jeweils einen Siebfilter.
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Die Filterelemente 14, 15 sind lateral zur axialen Filterdurchströmung mit dem jeweiligen Einsatz 16, 17 an der Innenwand des Innenelements 3 befestigt. Sie sind mit dem Außendurchmesser des jeweiligen ringförmigen Einsatzes 16, 17 in den jeweiligen Druckraum 7, 8 im Innern des Innenelements 3 axial eingebracht, insbesondere eingepresst und zugleich mit dem Außendurchmesser des Einsatzes 16, 17 ringförmig am Innendurchmesser des jeweiligen Druckraums 7, 10 an der Innenwand des Innenelements 3 radial abgedichtet angelegt. Die von den Einsätzen 16, 17 jeweils gehaltenen Filtermedien 18, 19 werden dabei von Hydraulikmittel auf dessen Weg zur Auslass- bzw. Durchlassöffnung 11, 12 im Wesentlichen axial durchströmt wobei eine seitliche Einströmung durch die korbförmigen Filtermedien 18, 19 möglich ist. Auf diese Weise sind die Filterelemente 14, 15 jeweils mit im Wesentlichen axialer Filterdurchströmung im jeweiligen Druckraum 7, 10 vollständig im Innern des Innenelements 3 angeordnet. Dadurch werden sie bei einer Ventilspielausgleichsbewegung des Innenelements 3 im Innern desselben mit diesem mitbewegt und sind relativ zu diesem statisch angeordnet, wodurch die Filterelemente 14, 15 an der Innenwand des Innenelements 3 statisch abgedichtet werden können.
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Dabei wird das im Hydraulikmittel mitgeführte Kontaminat an den korbförmigen Filter- bzw. Trennflächen der Filtermedien 18, 19 der Filterelementen 14, 15 zurückgehalten und gesammelt, wodurch eine Kontamination des am Abstützkopf 4 aufgelagerten Schlepphebels bzw. des an der Durchlassöffnung 11, 12 angeschlossenen Hochdruckraums 26 der Ventilspielausgleichseinrichtung 13 vermieden wird.
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Die Filtermedien 18, 19 bilden jeweils an ihren von den Einsätzen 16, 17 abgewandten axialen Enden einen abgeflachten Boden, mit dem das erste Filterelement 14 geringfügig axial beabstandet zu der Auslassöffnung 11 angeordnet ist und das zweite Filterelement 15 an der Innenwand des zweiten Druckraums 8 im Bereich der Durchlassöffnung 12 axial anliegt.
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2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Filterelements 14, 15 mit einem Einsatz 16, 17, der das korbförmig als Sieb ausgebildete Filtermedium 18, 19 an seinem Rand ringförmig zur Befestigung umfasst. Der Einsatz 16, 17 und das Filtermedium 18, 19 können jeweils mit ihrer Bauform einfach an die Einbauverhältnisse und mit der Maschenweite des Siebs an den Kontaminations- bzw. Verschmutzungsgrad des Hydraulikmittels angepasst werden. Der Einsatz 16, 17 bildet am Außendurchmesser eine ringförmige Dichtfläche und dient auf diese Weise zugleich als Dichtung an den Filterelementen 14, 15.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform nach 3 ist der Einsatz 16, 17 als Metallring ausgeführt, an dem ein korbförmiges Metallsieb vorzugsweise form- und/oder kraftschlüssig, insbesondere durch Umformen beispielsweise durch Bördeln, angefügt ist. Weitere in 4 bis 6 dargestellte Ausführungsformen weisen als Einsatz 16, 17 einen Kunststoffring (4) oder einen Gummiring bzw. Elastomer (5 und 6) auf, der jeweils an den Rand des als Metallsiebs ausgeführten Filtermediums 14, 15 zur Befestigung desselben angespritzt ist. Der Einsatz 16, 17 bildet dabei am Außendurchmesser eine Kunststoff- (4) bzw. eine Gummi- oder Elastomerdichtung (5 und 6). 3 bis 6 zeigen darüber hinaus weitere Ausgestaltungen der Filtermedien 18, 19, nämlich: eine Ausführungsform mit einem abgeflachten Boden gemäß 3 und 4, eine weitere Ausgestaltung mit einem schwach gekrümmten Boden nach 5 und eine Ausführungsform mit einem konisch zulaufenden Boden, der am Ende abgeflacht ist gemäß 6.
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In 7 bis 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Abstützelements dargestellt, bei dem im ersten und zweiten Druckraum 7, 10 jeweils ein gemäß 8 und 9 besonders platzsparend abgewandeltes Filterelement 20, 21 angeordnet ist. Diese Ausgestaltungen weisen jeweils ein kreisscheibenförmiges planes Metallsieb als Filtermedium 22, 23 auf. Das Metallsieb ist jeweils mit seinem Außendurchmesser am Innendurchmesser eines ringförmigen Einsatzes 24, 25 befestigt, der am Innendurchmesser eine ebene Filter- bzw. Trennfläche umfasst. Der Einsatz 24, 25 kann beispielsweise als Metallring ausgebildet sein, an dem das Filtermedium 22, 23 form- und/oder kraftschlüssig beispielsweise in einer ringförmigen Befestigungsnut insbesondere durch eine Schnappverbindung am Innendurchmesser des Einsatzes 24, 25 befestigt ist. Denkbar ist auch, den Einsatz 24, 25 wie bereits oben beschrieben als Kunststoff- oder Gummi- oder Elastomerring auszuführen, der gleichzeitig zur Abdichtung dient.
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Das hydraulische Abstützelement (1, 1a und 7, 7a) ist mit dem Gehäuse 1 in eine Bohrung, beispielsweise eines nicht dargestellten Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine einsteckbar. Die Zulauföffnungen 5, 6, 8, 9 am Gehäuse 1 bzw. am Kolben 3 sind jeweils als radiale Durchgangsbohrungen ausgeführt und kommunizieren mit nicht dargestellten korrespondieren Hydraulikmittelverbindungen am Zylinderkopf. Als Hydraulikmittel kann Motoröl aus dem Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine verwendet werden. Die Zulauföffnungen 5, 6 am Gehäuse 1 und am Kolben 3 können dabei aus einer sogenannten Schaltölgalerie mit Hydraulikmittel zur Schmier- und Schaltölversorgung eines schaltbaren Schlepphebels beaufschlagt werden, während die Zulauföffnungen 8, 9 am Gehäuse 1 und am Innenelement 3 in Hydraulikmittelverbindung mit einer separaten Ölgalerie zur Versorgung der Ventilspielausgleichseinrichtung 13 stehen.
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Der Hochdruckraum 26 der Ventilspielausgleichseinrichtung 13 wird am geschlossenen innere Ende der Sacklochbohrung 2 gebildet, und ist einerseits durch die Innenwand dieser und andererseits axial durch das innere stirnseitige Ende des Innenelements 3 begrenzt. Das Innenelement 3 bildet auf diese Weise an seinem inneren Ende einen in der Sacklochbohrung 2 beweglich angeordneten Druckkolben mit einer axialen stirnseitigen Kolbenfläche, der den Hochdruckraum 26 begrenzt. Die Ventilspielausgleichseinrichtung 13 besteht weiterhin aus einem Kugel-Rückschlagventil, das den Durchfluss an der Durchlassöffnung 12 des Innenelements 3 selbsttätig steuert. Über eine im Hochruckraum 26 angeordnete Rückstellfeder ist das Innenelement 3 mit seinem inneren stirnseitigen Ende am inneren Ende der Sacklochbohrung 2 axial abgestützt.
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Das Innenelement 3 ist zweiteilig bestehend aus einem Kolbenober- und unterteil ausgeführt. Das Kolbenoberteil umfasst den Abstützkopf 4 mit dem im Innern ausgebildeten ersten Druckraum 7, während das Kolbenunterteil im Innern den zweiten Druckraum 10 bildet und mit seinem stirnseitigen Ende den Hochdruckraum 26 in der Sacklochbohrung 2 axial begrenzt. Im Kolbenoberteil ist in einem Übergangsbereich zwischen erstem und zweitem Druckraum eine diese trennende Hülse angeordnet und mit einem stirnseitig geschlossenen axialen Ende dem ersten Druckraum zugewandt, das eine Entlüftungsöffnung zur Entlüftung des zweiten Druckraums bzw. der Ventilspielausgleichseinrichtung 13 dient.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Sacklochbohrung
- 3
- Kolben
- 4
- Abstützkopf
- 5
- Zulauföffnung
- 6
- Zulauföffnung
- 7
- Druckraum
- 8
- Zulauföffnung
- 9
- Zulauföffnung
- 10
- Druckraum
- 11
- Auslassöffnung
- 12
- Durchlassöffnung
- 13
- Ventilspielausgleichseinrichtung
- 14
- Filterelement
- 15
- Filterelement
- 16
- Einsatz
- 17
- Einsatz
- 18
- Filtermedium
- 19
- Filtermedium
- 20
- Filterelement
- 21
- Filterelement
- 22
- Filtermedium
- 23
- Filtermedium
- 24
- Einsatz
- 25
- Einsatz
- 26
- Hochdruckraum
- 27
- Bewegungsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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