DE102021120734A1 - Hydraulisches Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), das mit einem Druckkolben (3) zusammengesteckt ist, wobei zwischen einer unteren Stirn (6) des Druckkolbens (3) und einer Unterseite (7) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (8) für das Hydraulikmittel liegt, der über einen vom Druckkolben (3) eingefassten Vorratsraum (10) versorgbar ist, wobei in einem vom Gehäuse (2) umschlossenen Außenmantel (11) des Druckkolbens (3) eine Ringnut (12) mit einem Sprengring (13) verläuft, welche Ringnut (12) einen Durchtritt (14) für Hydraulikmittel in den Vorratsraum (10) hat, wobei am Innenmantel (15) des Gehäuses (2) eine weitere Ringnut (16) mit einer Einlassöffnung (17) für das Hydraulikmittel liegt, welche weitere Ringnut (16) mit der Ringnut (12) im Druckkolben (3) in Hydraulikmittelverbindung steht, wobei der Sprengring (13) als Ausfahrsicherung für den Druckkolben (3) aus dem Gehäuse (2) heraus fungiert und hierfür einen Anschlag an einer oberen Umlaufkante (19) der Ringnut (16) des Gehäuses (2) erfährt, wobei der Durchtritt (14) im Druckkolben (3) so mit seiner Querhalbierenden (20) abschnittsweise axial von der Ringnut (12) weg in Richtung zum Außenmantel (11) des Druckkolbens (3) versetzt ist, dass diese Querhalbierende (20) auf dem Außenmantel (11) verläuft und wobei der Sprengring (13) in einem Grund (21) der Ringnut (12) liegt, welcher umlaufend geschlossen ist und diesen zumindest axial von dessen Höhe her einfasst.

Description

• Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, das teleskopartig mit einem relativ hierzu axial beweglichen Druckkolben zusammengesteckt ist, welcher einen Rand des Gehäuses mit seinem einer Abstützung eines Schlepphebels dienenden Kopf überragt, wobei zwischen einer dem Kopf abgewandten Stirn des Druckkolbens und einer Unterseite des Gehäuses ein Hochdruckraum für das Hydraulikmittel liegt, an welcher Stirn ein sich in Richtung zum Hochdruckraum öffnendes Rückschlagventil sitzt, welcher Hochdruckraum über einen vom Druckkolben eingefassten Vorratsraum mit Hydraulikmittel versorgbar ist, wobei in einem vom Gehäuse umschlossenen Außenmantel des Druckkolbens eine Ringnut mit einem Sprengring hierin verläuft, welche Ringnut wenigstens einen Durchtritt für Hydraulikmittel in den Vorratsraum hat, wobei am Innenmantel des Gehäuses eine weitere Ringnut mit zumindest einer Einlassöffnung für das Hydraulikmittel liegt, welche weitere Ringnut mit der Ringnut im Druckkolben in Hydraulikmittelverbindung steht und wobei der einen Leckspalt zwischen Druckkolben und Gehäuse übergreifende Sprengring als Ausfahrsicherung für den Druckkolben aus dem Gehäuse heraus fungiert und hierfür einen Anschlag an einer oberen Umlaufkante der Ringnut des Gehäuses erfährt.
• Ein gattungsgemäßes Abstützelement geht aus der EP 1 564 383 B1 hervor. Dessen Druckkolben ist in der Zeichnung in dessen ausgefahrener Position gezeigt. Der in der Ringnut des Druckkolbens einsitzende Sprengring, welcher nicht rotationsgesichert verbaut ist, schlägt an einer oberen Umlaufkante der inneren Ringnut des Gehäuses an und überstreicht axial zu gewissen Teilen den Durchtritt in der Ringnut des Druckkolbens. Der vorgenannte Sprengring dient im Wesentlichen als Transport- und Montagesicherung und verhindert ggf. auch bei Prüfversuchen (Eindrücken des Druckkolbens) vor einem Verbau des Abstützelements an der Brennkraftmaschine ein ungewollt weites Ausfahren des Druckkolbens oder dessen Verlust.
• Aufgrund des nicht verdrehfixierten Verbaus des Sprengrings in der Ringnut des Druckkolbens besteht die Möglichkeit, dass dieser mit seinem Sprengspalt radial vor dem Durchtritt liegt und sich somit bei Ausfahrstellung des Druckkolbens bspw. eines der Endstücke des Sprengrings in den Durchtritt, welcher Durchtritt die Ringnut in Umfangsrichtung unterbricht, eindreht. Dies mindert die Demontagekraft (Haltekraft) des Druckkolbens. Im ungünstigen Fall kann der Druckkolben aus dem Gehäuse geschoben werden bzw. verloren gehen.
• Aufgabe ist es, ein Abstützelement mit sicheren und einfachen Anschlagmitteln für dessen Druckkolben zu entwerfen.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Durchtritt im Druckkolben so mit seiner Querhalbierenden abschnittsweise axial von der Ringnut weg in Richtung zum Außenmantel des Druckkolbens versetzt ist, dass diese Querhalbierende auf dem Außenmantel verläuft, wobei der Sprengring in einem Grund der Ringnut liegt, welcher umlaufend geschlossen ist und diesen zumindest axial von dessen Höhe her einfasst.
• Somit liegt ein Abstützelement vor, dessen Druckkolben unter allen Verdrehstellungen des Sprengrings in seiner Ringnut gut im Gehäuse gehalten und somit an einem unerwünschten Ausfahren, insbesondere während eines Transports des Bauteils, gehindert ist.
• Dem Sprengring und somit auch dessen Sprengspalt liegt in jeder Rotationsstellung ein zumindest weitestgehend geschlossener Nutgrund radial innen gegenüber, so dass dessen Enden sich nicht in den axial abschnittsweise von der Ringnut weg verlagerten wenigstens einen Durchtritt einhaken können. Wichtig ist hierbei, dass, wie anspruchsgemäß ausgeführt, der jeweilige Durchtritt überwiegend auf den an die Ringnut angrenzenden Außenmantel des Druckkolbens verlagert ist. Dieser schnäbelt jedoch die Ringnut noch an und schneidet im Ausnahmefall sogar noch sehr geringfügig deren Nutgrund.
• Weitere Unteransprüche betreffen die Geometrie der Ringnut. Nach einer besonders bevorzugten Fortbildung liegt diese als V-ähnliche Eindrückung vor und nimmt axial somit nicht viel Bauraum ein. Ein Grund dieser V-Nut kann hierbei so hergerichtet sein, dass er den Sprengring einbettet. Der Sprengring muss jedoch nicht den Grund der Nut vollständig ausfüllen.
• Alternativ hierzu kann die Ringnut auch kastenähnlich sein, wobei klar ist, dass deren axiale Umlaufkanten angeschrägt oder im Wesentlichen auch gerade verlaufen können. Eine solche Nut nimmt bspw. eine vergleichsweise große Menge an Hydraulikmittel auf.
• Wie anspruchsgemäß formuliert, ist zumindest ein Durchtritt im Druckkolben vorgeschlagen. Dieser eine Durchtritt kann axial „nach oben“ versetzt sein, was den Vorteil eines erhöhten Volumens an im Druckkolben eingeschlossenem Hydraulikmittel bringt. Der eine Durchtritt kann jedoch auch „untenliegend“ appliziert sein oder es sind zumindest zwei sich axial an der Ringnut gegenüberliegende Durchtritte vorgesehen, was die einleitbare Hydraulikmittelmenge über der Zeit vergrößert.
• Als zweckmäßige Geometrie für den jeweiligen Durchtritt sind bspw. ein Loch, ein Fenster oder ein quer verlaufendes Langloch bzw. den eben genannten Gestaltungen ähnliche Designs vorgeschlagen. Der Durchtritt kann bspw. gestanzt oder gebohrt sein. Das Stanzgut kann unter Umständen auch als einragendes „Fenster“ an einer Seite des Durchtritts verbleiben. Klar ist, dass sich aufgrund der räumlichen Struktur an der Ringnut und deren Umgebung am Außenmantel „verzerrte“ Ausbildungen der genannten Designs ergeben können.
• Gemäß einer Konkretisierung der Erfindung ist der Druckkolben einteilig ausgeführt. Dies hat bspw. Vorteile hinsichtlich dessen Dichtheit, Führung sowie Montage im Gehäuse. Alternativ ist es vorgeschlagen, diesen aus zwei Axialabschnitten auszubilden.
• Der Sprengring kann ein standardisiertes Massenteil sein. Er kann polygonartig vorliegen und somit nur teilumfänglich in der Ringnut und im Anschlagfall an der Umlaufkante des Gehäuses anliegen.
• Das Abstützelement ist insbesondere für einen Einbau in dessen Aufnahme im Zylinderkopf parallel zur Lotrechten, demnach aufrecht, vorgesehen. Einbauwinkel von bis zu 45° sind jedoch auch denkbar.
• Zur Zeichnung:
• • 1 zeigt das Abstützelement im Längsschnitt mit axial ausgefahrenem Druckkolben;
• • 2 zeigt den Druckkolben des Abstützelements mit zwei lochartigen Durchtritten;
• • 3 zeigt den vorgenannten Druckkolben mit Sprengring in dessen Ringnut und
• • 4 zeigt die Einzelheiz „Z“ nach 3.
• Die Figuren offenbaren ein hydraulisches Abstützelement 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dessen Aufbau und Funktion sind der Fachwelt hinreichend bekannt.
• Das Abstützelement 1 hat (s. 1) ein hohlzylindrisches, hier topfartiges Gehäuse 2, das teleskopartig mit einem relativ hierzu axial beweglichen Druckkolben 3 zusammengesteckt ist. Ein Rand 4 des Gehäuses 2 ist von einem Endstück des Druckkolbens 3 mit einem Kopf 5 überragt. Letztgenannter dient einer einenendigen Abstützung eines Schlepphebels. Zwischen einer dem Kopf 5 abgewandten Stirn 6 des Druckkolbens 3 und einer geschlossenen Unterseite 7 des Gehäuses 2 liegt ein Hochdruckraum 8 für Hydraulikmittel. An einer Unterseite der vorgenannten Stirn 6 ist ein sich in Richtung zum Hochdruckraum 8 öffnendes Rückschlagventil 9 angeordnet.
• Der Hochdruckraum 8 ist über einen vom Druckkolben 3 eingefassten Vorratsraum 10 mit dem Hydraulikmittel versorgbar.
• In einem vom Gehäuse 2 umschlossenen Außenmantel 11 des Druckkolbens 3 liegt eine hier V-ähnliche Ringnut 12 mit einem polygonartigen Sprengring 13 hierin (s. a. 2 - 4). Zugleich ist am Innenmantel 15 des Gehäuses 2 eine weitere Ringnut 16 mit einer Einlassöffnung 17 für das Hydraulikmittel vorgesehen, welche weitere Ringnut 16 mit der Ringnut 12 im Druckkolben 3 in Hydraulikmittelverbindung steht. Der Sprengring 13, dessen Polygonform aus 3 hervorgeht, übergreift einen Leckspalt 18 zwischen dem Druckkolben 3 und dem Gehäuse 2. Er dient als Ausfahrsicherung für den Druckkolben 3 aus dem Gehäuse 2 heraus. 1 zeigt die axial ausgefahrene Anschlagstellung des Druckkolbens 3. Der Sprengring 13 liegt hierbei an einer oberen Umlaufkante 19 der Ringnut 16 des Gehäuses 2 an.
• Für einen Durchtritt des Hydraulikmittels aus der Ringnut 12 des Druckkolbens 3 in den Vorratsraum 10 sind zwei lochartige Durchtritte 14 im Druckkolben 3 vorgesehen. Diese liegen sich bei der Ringnut 12 axial gegenüber und schneiden diese noch geringfügig. Mit ihrem größeren Teil verlaufen die Durchtritte 14 auf dem Außenmantel 11 des Druckkolbens 3. Zur Verdeutlichung hierfür ist in 2 eine Querhalbierende 20 im oberen Durchtritt 14 eigezeichnet, welche gut erkennbar auf dem Außenmantel 11 des Druckkolbens 3 liegt.
• Zugleich zeigt 2, dass die beiden Durchtritte 14 einen den Sprengring 13 „satt“ aufnehmenden Grund 21 der Ringnut 12 im Druckkolben 3 nicht schneiden oder maximal bis an diesen heran sich erstrecken.
• Wie die Einzelheit „Z“ nach 4 zeigt, liegt der nicht verdrehgesicherte Sprengring 13 mit seinem Sprengspalt 22 zufallsbedingt vor den beiden Durchtritten 14. Bei einer axial ausgefahrenen Anschlagstellung des Druckkolbens 3 aus dem Gehäuse 2 heraus gemäß 1 kann es jedoch, aufgrund des nunmehr umlaufenden Grundes 21 der Ringnut 12, nicht mehr zu einem Eindrehen bspw. eines der Enden des Sprengrings 13 am Sprengspalt 22 in einen der Durchtritte 14 kommen, was die Haltekraft der Verbindung mindern würde.
• Bezugszeichenliste

1

Abstützelement

2

Gehäuse

3

Druckkolben

4

Rand

5

Kopf

6

Stirn

7

Unterseite

8

Hochdruckraum

9

Rückschlagventil

10

Vorratsraum

11

Außenmantel

12

Ringnut

13

Sprengring

14

Durchtritt

15

Innenmantel

16

Ringnut

17

Einlassöffnung

18

Leckspalt

19

Umlaufkante

20

Querhalbierende

21

Grund

22

Sprengspalt

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• EP 1564383 B1 [0002]

Claims (10)

1. Hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse (2), das teleskopartig mit einem relativ hierzu axial beweglichen Druckkolben (3) zusammengesteckt ist, welcher einen Rand (4) des Gehäuses (2) mit seinem einer Abstützung eines Schlepphebels dienenden Kopf (5) überragt, wobei zwischen einer dem Kopf (5) abgewandten Stirn (6) des Druckkolbens (3) und einer Unterseite (7) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (8) für das Hydraulikmittel liegt, an welcher Stirn (6) ein sich in Richtung zum Hochdruckraum (8) öffnendes Rückschlagventil (9) sitzt, welcher Hochdruckraum (8) über einen vom Druckkolben (3) eingefassten Vorratsraum (10) mit Hydraulikmittel versorgbar ist, wobei in einem vom Gehäuse (2) umschlossenen Außenmantel (11) des Druckkolbens (3) eine Ringnut (12) mit einem Sprengring (13) hierin verläuft, welche Ringnut (12) wenigstens einen Durchtritt (14) für Hydraulikmittel in den Vorratsraum (10) hat, wobei am Innenmantel (15) des Gehäuses (2) eine weitere Ringnut (16) mit zumindest einer Einlassöffnung (17) für das Hydraulikmittel liegt, welche weitere Ringnut (16) mit der Ringnut (12) im Druckkolben (3) in Hydraulikmittelverbindung steht und wobei der einen Leckspalt (18) zwischen Druckkolben (3) und Gehäuse (2) übergreifende Sprengring (13) als Ausfahrsicherung für den Druckkolben (3) aus dem Gehäuse (2) heraus fungiert und hierfür einen Anschlag an einer oberen Umlaufkante (19) der Ringnut (16) des Gehäuses (2) erfährt, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchtritt (14) im Druckkolben (3) so mit seiner Querhalbierenden (20) abschnittsweise axial von der Ringnut (12) weg in Richtung zum Außenmantel (11) des Druckkolbens (3) versetzt ist, dass diese Querhalbierende (20) auf dem Außenmantel (11) verläuft, wobei der Sprengring (13) in einem Grund (21) der Ringnut (12) liegt, welcher umlaufend geschlossen ist und diesen zumindest axial von dessen Höhe her einfasst.
2. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (12) im Druckkolben (3) eine V-ähnliche Einformung ist, von deren Grund (21) der Sprengring (13) axial „dicht“ umgriffen ist.
3. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (12) im Druckkolben (3) als kasten -oder U-ähnliche Einsenkung vorliegt.
4. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchtritt (14) im Druckkolben (3) im Wesentlichen entweder kreisrund, quer-langlochartig oder rechtähnlich ist.
5. Abstützelement nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchtritt (14) im Druckkolben (3) gestanzt ist.
6. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (3) mit seinem Kopf (5) einteilig ist.
7. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (3) zweiteilig ausgeführt ist und aus einem oberen Abschnitt mit dem Kopf (5) und einem unteren Abschnitt mir der das Rückschlagventil (9) aufweisenden Stirn (6) gebildet ist, wobei die beiden Abschnitte innerhalb vom Gehäuse (2) aufeinander stehen.
8. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Durchtritt (14) im Druckkolben (3) appliziert ist, welcher entweder axial nach „oben“ oder „unten“ abschnittsweise aus der Ringnut (12) platziert ist.
9. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Durchtritte (14) im Druckkolben (3) geschaffen sind, welche sich an der Ringnut (12) axial gegenüber liegen.
10. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (13) ein Polygon- oder Wellring ist.

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