DE102019105607A1

DE102019105607A1 - Hydraulisches Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102019105607A1
Application number: DE102019105607.1A
Authority: DE
Inventors: Oliver Witter; Arben Haxhiu; Marcus Romeis
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2020-01-09

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein Druckkolben (4) geführt ist, welcher mit seinem Kopf (5) einen Rand (6) des Gehäuses (2) überragt und einen Vorratsraum (7) für Hydraulikmittel einfasst, wobei axial zwischen einem dem Kopf (5) entfernten Quersteg (8) des Druckkolbens (4) und einem Boden (9) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (10) für das Hydraulikmittel liegt, der über ein Rückschlagventil (11) am Quersteg (8) aus dem Vorratsraum (7) versorgbar ist, wobei in der Bohrung (3) des Gehäuses (2) eine Ringnut (12) mit einem Durchtritt (13) für das Hydraulikmittel liegt, welche Ringnut (12) sich mit einem Durchlass (14) im Druckkolben (4) zum Vorratsraum (7) schneidet und wobei Mittel zur Auslaufsicherung vorgesehen sind, die aus einer in die Ringnut (12) der Bohrung (3) des Gehäuses (2) geschnappten Federhülse (15) bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse, in dessen Bohrung axial beweglich ein Druckkolben geführt ist, welcher mit seinem einer Lagerung eines Schlepphebels dienenden Kopf einen Rand des Gehäuses überragt und einen Vorratsraum für Hydraulikmittel einfasst, wobei axial zwischen einem dem Kopf entfernten Quersteg des Druckkolbens und einem Boden des Gehäuses ein Hochdruckraum für das Hydraulikmittel liegt, der über ein Rückschlagventil am Quersteg aus dem Vorratsraum versorgbar ist, wobei in der Bohrung des Gehäuses eine Ringnut mit wenigstens einem Durchtritt für das Hydraulikmittel liegt, welche Ringnut sich mit wenigstens einem Durchlass im Druckkolben zum Vorratsraum axial schneidet und wobei Mittel zur Auslaufsicherung vorgesehen sind.
Aus der DE 196 81 400 B4 geht ein Abstützelement mit einer im Druckkolben verbauten Innenumlenkhülse hervor. Letztgenannte ist in einem unteren Axialabschnitt an einem Innenmantel des Druckkolbens festgelegt. Oberhalb eines Durchlasses im Druckkolben ist ein Ringkanal für das Hydraulikmittel in Richtung Kopf gebildet.
Die EP 2 010 758 B1 offenbart eine ähnliche Gestaltung wie zuvor. Hierbei verläuft die Innenumlenkhülse weitestgehend angeschmiegt an die innenwandige Kontur des Druckkolbens. Nach dem Durchlass im Druckkolben führt ein Steigkanal in Kopfrichtung.
Die DE 10 2012 211 859 A1 zeigt ein Abstützelement, dessen Durchlass im Druckkolben mit einem federbelasteten Rückschlagventil in einer separaten Querhülse versehen ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Abstützelement zu kreieren, das über einen sehr einfachen und simpel zu montierenden Auslaufschutz verfügt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mittel aus einer in die Ringnut der Bohrung des Gehäuses geschnappten und hierin umlaufenden Federhülse bestehen, welche den Durchtritt bei nichtanliegendem Druck an Hydraulikmittel verschließt und mit ihrem Trennspalt umfangsmäßig versetzt zum Durchtritt liegt.
Die vorschlagsgemäße Federhülse, welche auch als Feder- oder ferner als Sprengring o. dgl. bezeichnet werden kann, ist als Massenteil sehr preiswert zu erhalten. Deren Montage erweist sich zudem als denkbar einfach. Der gesprengte Ring wird hierbei geringfügig zusammengedrückt und der Ringnut der Bohrung des Gehäuses zugeführt. Bevorzugt besteht die Federhülse aus äußerst dünnwandigem Stahlwerkstoff mit einer Stärke von etwa 0,03 bis 0,5 mm.
Die Federhülse gibt bei anliegendem Hydraulikmitteldruck einen Querschnittsabschnitt im Umgebungsbereich des Durchtritts im Gehäuse frei, so dass Hydraulikmittel für einen ordnungsgemäßen Spielausgleich nachströmen kann. Ggf. kann das Abstützelement auch zweiflutig vorliegen, so dass optional auch ein weiterer Kanal in Richtung Kopf auslaufsicher über die Federhülse gestaltet werden kann.
Als weiteres Material für die Federhülse bietet sich ein Kunststoff an, welcher optional armiert sein kann. Der Fachmann wird über eine Materialauswahl und Gestaltung der Stärke der Federhülse und Größe deren Trennspaltes die „Sensibilität“ der Federhülse einstellen.
Gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung kann die metallische Federhülse auch gummiert sein, so dass diese ggf. eine verbesserte Dichtwirkung im Mündungsbereich des Durchtritts des Gehäuses hat. Alternativ kann die Federhülse auch innenwandig vom Durchtritt im Druckkolben verbaut oder auch mit bei Hydraulikmitteldruck sich nach innen öffnenden Lippen versehen sein. Zumindest bei letztgenanntem Vorschlag käme auch eine generelle Gummiausbildung der Federhülse infrage.
Eine besonders gute Dichtwirkung wird erzielt, wenn sich an die Ringnut im Gehäuse axial beidseitig eine Dichtringfläche anschließt, wobei gleichzeitig vorgeschlagen ist, dass an wenigstens eine der Dichtringflächen eine Ringkehle angeschlossen ist. Diese erleichtert bei anliegendem Hydraulikmitteldruck ein Einströmen des Öls und dient als zusätzliches Reservoir.
Um auf Verdrehsicherungen für das Gehäuse gegenüber dem Zylinderkopf und des Druckkolbens gegenüber dem Gehäuse zu verzichten, sind respektive Ringnuten für Hydraulikmittel in deren jeweiligen Außenmänteln vorgeschlagen.
Über eine Gestaltung des Durchtritts des Gehäuses als Bohrung oder als Langloch lässt sich zum einen der mögliche Volumenstrom an Hydraulikmitteldruck steuern. Zum anderen ist klar, dass die Größe des Durchtritts auch den Mindestöldruck bestimmt, ab welchem die Federhülse „öffnet“.
Die Erfindung geht aus der Zeichnung hervor. Es zeigen:

• 1 einen Längsschnitt durch ein Abstützelement mit Auslaufsicherung;
• 2 einen vergrößerten Teilausschnitt nach 1 im Bereich des Durchtritts;
• 3 die Federhülse als Einzelheit und
• 4 eine Teilseitenansicht auf das Gehäuse des Abstützelements mit alternativem Durchtritt.

1 zeigt einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Abstützelement 1. Dieses hat ein topfartiges Gehäuse 2, welches durch einen Boden 9 verschlossen ist. In einer Bohrung 3 des Gehäuses 2 ist axial beweglich ein Druckkolben 4 geführt. Dieser überragt mit seinem einer Lagerung eines Schlepphebels dienenden Kopf 5 einen Rand 6 des Gehäuses 2 und fasst einen Vorratsraum 7 für Hydraulikmittel ein. Axial zwischen einem dem Kopf 5 entfernten Quersteg 8 des Druckkolbens 4 und einem Boden 9 des Gehäuses 2 liegt ein Hochdruckraum 10 für das Hydraulikmittel. Dieser ist über ein Rückschlagventil 11 am Quersteg 8 aus dem Vorratsraum 7 versorgbar.
In die Bohrung 3 des Gehäuses 2 ist eine Ringnut 12 mit einem hier rechts zu sehenden Durchtritt 13 für das Hydraulikmittel geformt. Diese Ringnut 12 schneidet sich abschnittsweise mit einem Durchlass 14 im Druckkolben 4 zum Vorratsraum 7, welcher Durchlass 14 in einer Ringnut 22 im Außenmantel 23 des Druckkolbens 4 liegt. In der Ringnut 22 des Druckkolbens 4 befindet sich (s. a. 2) ein Sprengring als Höhenanschlag 26 für den Druckkolben 4 aus dem Gehäuse 2 heraus.
Das Abstützelement 1, welches auch schräg verbaut werden kann, ist mit einer Auslaufsicherung versehen, die bei Stillstand der Brennkraftmaschine ein Leerlaufen des Vorratsraumes 7 im Druckkolben 4 an Hydraulikmittel peu à peu in eine Zylinderkopfgalerie zumindest weitestgehend verhindert. Demnach ist in die Ringnut 12 der Bohrung 3 des Gehäuses 2 eine Federhülse 15 aus sehr dünnwandigem Stahlblech geschnappt, welche den Durchtritt 13 somit bei nichtanliegendem Druck an Hydraulikmittel verschließt. Die Federhülse 15 (s. a. 3) ist zweckmäßigerweise so positioniert, dass deren Trennspalt 16 umfangsmäßig versetzt zum Durchtritt 13 liegt. Sobald im Betrieb der Brennkraftmaschine ausreichend Öldruck anliegt, gibt die Federhülse 15, welche axial ober- und unterhalb des Durchtritts 13 an einer Dichtringfläche 17, 18 der Bohrung 3 des Gehäuses 2 anliegt / umläuft, einfach gesagt radial nach innen nach und somit einen Übertrittsquerschnitt für das Hydraulikmittel frei. Letztgenanntes strömt hierbei, wie gut aus 2 ersichtlich, auch in eine Ringkehle 19 der Ringnut 12 als Zusatzreservoir.
Zu erkennen ist zudem aus den 1, 2, dass zum einen der Durchtritt 13 im Gehäuse 2 in einer Ringnut 20 dessen Außenmantels 21 und zum anderen der Durchlass 14 im Druckkolben 4 in einer Ringnut 22 dessen Außenmantels 23 liegt, was Vedrehsicherungen für eine gerichtete Ölzufuhr obsolet macht.
Alternativ zu der Gestaltung des Durchtritts 13 im Gehäuse 2 als Bohrung 24 kann dieser auch, wie in 4 gezeichnet, als in Umfangsrichtung verlaufender langlochähnlicher Schlitz 25 vorliegen.
Liste der Bezugszahlen

1): Abstützelement
2): Gehäuse
3): Bohrung
4): Druckkolben
5): Kopf
6): Rand
7): Vorratsraum
8): Quersteg
9): Boden
10): Hochdruckraum
11): Rückschlagventil
12): Ringnut Bohrung Gehäuse
13): Durchtritt Gehäuse
14): Durchlass Druckkolben
15): Federhülse
16): Trennspalt
17): Dichtringfläche
18): Dichtringfläche
19): Ringkehle
20): Ringnut Außenmantel Gehäuse
21): Außenmantel Gehäuse
22): Ringnut Außenmantel Druckkolben
23): Außenmantel Druckkolben
24): Bohrung (Durchtritt)
25): Schlitz (Durchtritt)
26): Höhenanschlag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19681400 B4 [0002]
EP 2010758 B1 [0003]
DE 102012211859 A1 [0004]

Claims

Hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) axial beweglich ein Druckkolben (4) geführt ist, welcher mit seinem einer Lagerung eines Schlepphebels dienenden Kopf (5) einen Rand (6) des Gehäuses (2) überragt und einen Vorratsraum (7) für Hydraulikmittel einfasst, wobei axial zwischen einem dem Kopf (5) entfernten Quersteg (8) des Druckkolbens (4) und einem Boden (9) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (10) für das Hydraulikmittel liegt, der über ein Rückschlagventil (11) am Quersteg (8) aus dem Vorratsraum (7) versorgbar ist, wobei in der Bohrung (3) des Gehäuses (2) eine Ringnut (12) mit wenigstens einem Durchtritt (13) für das Hydraulikmittel liegt, welche Ringnut (12) sich mit wenigstens einem Durchlass (14) im Druckkolben (4) zum Vorratsraum (7) axial schneidet und wobei Mittel zur Auslaufsicherung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel aus einer in die Ringnut (12) der Bohrung (3) des Gehäuses (2) geschnappten und hierin umlaufenden Federhülse (15) bestehen, welche den Durchtritt (13) bei nichtanliegendem Druck an Hydraulikmittel verschließt und mit ihrem Trennspalt (16) umfangsmäßig versetzt zum Durchtritt liegt.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (15) ein Blechband ist.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (15) gummiert ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (12) im Gehäuse (2) unmittelbar axial ober- und unterhalb des Durchtritts (13) mit einer Dichtringfläche (17, 18) umläuft, und wobei sich an wenigstens eine hiervon eine diese Ringnut (12) weiter abstufende Ringkehle (19) anschließt.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchtritt (13) im Gehäuse (2) in einer Ringnut (20) dessen Außenmantels (21) verläuft.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (14) im Druckkolben (4) in einer Ringnut (22) dessen Außenmantels (23) verläuft.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchtritt (13) im Gehäuse (2) entweder als Bohrung (24) oder als in Umfangsrichtung verlaufender langlochähnlicher Schlitz (25) vorliegt.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (15) eine Dicke hat, welche im Bereich von 0,03 bis 0,5 mm liegt.