DE10232880A1

DE10232880A1 - Nehmereinheit eines strömungsmittelbetätigten variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10232880A1
Application number: DE2002132880
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Artmann; Thomas Dipl.-Ing. Saupe
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-01-29

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Nehmereinheit (1) eines strömungsmittelbetätigten variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein axial beweglicher Nehmerkolben (4) verläuft, welcher an seiner einen Stirnseite (5) einen in einer Durchmesserverringerung (6) der Bohrung (3) des Gehäuses (2) geführten zylindrischen Ansatz (7) aufweist und über seine andere Stirnseite (8) zumindest mittelbar auf wenigstens ein Gaswechselventil einwirkt, wobei axial durch den Ansatz (7) ein Durchtritt (9) für Strömungsmittel gebildet ist, an dessen Innenseite (10) ein Rückschlagventilkörper (11) über ein Federmittel (12) gedrückt ist, wobei diese Innenseite (10) wenigstens mittelbar mit einem Durchlaß (13) für das Hydraulikmittel bei geöffnetem Rückschlagventilkörper (11) kommuniziert, der zu einem Druckraum (14) führt, welcher axial zwischen einem Ringabsatz (15) von der Bohrung (3) des Gehäuses (2) zur Durchmesserverringerung (6) sowie einer zugewandten Ringfläche (16) des Nehmerkolbens (4) liegt, wobei der Durchlaß (13) als zumindest eine parallel zur Axiallinie verlaufende Bohrung hergestellt ist, welche von der Ringfläche (16) ausgeht. DOLLAR A Somit liegt eine Nehmereinheit (1) vor, die sich einfach fertigen läßt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Nehmereinheit eines strömungsmittelbetätigten variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Gehäuse, in dessen Bohrung ein axial beweglicher Nehmerkolben verläuft, welcher an seiner einen Stirnseite einen in einer Durchmesserverringerung der Bohrung des Gehäuses geführten zylindrischen Ansatz aufweist und über seine andere Stirnseite zumindest mittelbar auf wenigstens ein Gaswechselventil einwirkt, wobei axial durch den Ansatz ein Durchtritt für Strömungsmittel gebildet ist, an dessen Innenseite ein Rückschlagventilkörper über ein Federmittel gedrückt ist, wobei diese Innenseite wenigstens mittelbar mit einem Durchlaß für das Hydraulikmittel bei geöffnetem Rückschlagventilkörper kommuniziert, der zu einem Druckraum führt, welcher axial zwischen einem Ringabsatz von der Bohrung des Gehäuses zur Durchmesserverringerung sowie einer zugewandten Ringfläche des Nehmerkolbens liegt.

Hintergrund der Erfindung

Eine derartige Nehmereinheit geht aus der als gattungsbildend betrachteten EP 09 39 205 , Figur 2, hervor. Nachteilig ist es bei dieser, daß sie relativ aufwändig und somit teuer zu fertigen ist. So sind schräg gebohrte Durchlässe (42) dargestellt. Der Fachmann erkennt, daß dieses schräge und somit nicht achsparallele Bohren für die Fertigung recht kompliziert und somit teuer ist. Des weiteren erweist sich eine Montage der vorgenannten Nehmereinheit relativ kompliziert, da beispielsweise bei Einbau des Federmittels für den Rückschlagventilkörper dieses verkippen kann. Auch wird festgestellt, daß mit erhöhten Strömungsverlusten wegen der relativ ungünstigen Geometrie der Strömungsquerschnitte zu rechnen ist.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nehmereinheit der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind. Insbesondere soll die Nehmereinheit einfacher zu fertigen sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchlaß aus zumindest einer parallel zur Axiallinie verlaufenden Bohrung hergestellt ist, welche von der Ringfläche ausgeht. Vorteilhafterweise sind, wie anspruchsgemäß weiter ausgeführt, mehrere umfangsverteilte Bohrungen vorgesehen, die vorteilhafterweise nicht einen Außenmantel des Außenteils schneiden.

Somit sind die Fertigungskosten durch das achsparallele Bohren gerade in der Massenherstellung deutlich reduzierbar.

Zwar ist es denkbar, das Gehäuse einteilig herzustellen, vorzugsweise soll dieses jedoch, wie im wahlweise nebengeordneten Anspruch 2 ausgeführt, aus einem Außen- und Innenteil bestehen. Das Innenteil hat an seiner axial inneren Stirnfläche vorzugsweise eine kronenartige Geometrie zur Bildung von einem oder mehreren Radialübertritten. Über die so nicht ausgesparten Bereiche liegt das Innenteil an einer zugewandten Stirnfläche des Ansatzes des Außenteils an. Beispielsweise bei Hochdruck an Strömungsmittel, wobei vorzugsweise an Hydrauliköl gedacht ist, erfolgt ein weitestgehend verlustarmer Durchtritt dieses, ausgehend vom Durchtritt im Ansatz über den Radialübertritt im Innenteil und axial zurück in den Durchlaß, zu dem darüberliegenden Druckraum.

Die stirnseitig am Innenteil positionierten Radialübertritte lassen sich fertigungstechnisch relativ einfach herstellen, wobei gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung der Erfindung das Innenteil eine Bohrung hat, in welcher eine Druckfeder einsitzt, die den vorzugsweise als Kugel ausgebildeten Rückschlagventilkörper in dessen Schließrichtung beaufschlagt. Somit kann die Feder einfach montiert und gehalten werden. Gleichzeitig wird der Rückschlagventilkörper an einer kegelsitzartigen Schulter der Bohrung des Innenteils in Öffnungsrichtung fixiert.

Anstelle der anspruchsgemäß aufgeführten verschiedenartigen Bohrungen der Nehmereinheit können auch andere Öffnungen, wie mehrkantartige u. ä., vorgesehen sein. Gleichfalls müssen nicht der Durchtritt im Außenteil bzw. die Bohrung des Innenteils auf der Axiallinie liegen. Auch eine desaxierte Ausgestaltung ist denkbar und vorgesehen. Zudem ist es möglich, die Radialübertritte im Innenteil axial nicht unbedingt an die Stirnfläche des Innenteils angrenzend zu gestalten. Diese können ggf. auch auf einem anderen Höhenabschnitt verlaufen. Anstelle der verwendeten Schraubenfeder als Beaufschlagungsmittel für den Rückschlagventilkörper können auch Spiralfedern und andere druckausübende Mittel appliziert werden.

Um beim Fertigen der Durchlässe auf zusätzliche Vorrichtungen zu verzichten, ist es vorgeschlagen, die Durchlässe so zu bohren, daß sie einen Außenmantel des Außenteils nicht schneiden, so daß ein geringer Rand verbleibt. Gegebenenfalls können geeignete Durchlässe auch mit einem Fräser oder einer ähnlichen Vorrichtung geschaffen werden.

In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, den Ringabsatz und die Ringfläche parallel zueinander auszubilden und orthogonal zur Axiallinie anzustellen. Gedacht ist jedoch auch an eine schräge und somit kegelige Anstellung der vorgenannten Teile.

Schließlich ist es vorgeschlagen, den Nehmerkolben im Bereich der anderen Stirnseite mit einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung zu versehen. Somit können in dem Fachmann geläufiger Art und Weise in dem Ventiltrieb auftretenden Spiele, beispielsweise hervorgerufen durch Längenänderungen der Gaswechselventile, ausgeglichen werden. Im wesentlichen ist hier an Spielausgleichselemente gedacht, wie sie auch bei Tassenstößeln bzw. als Einsteckelemente bei hebelartigen Nockenfolgern Verwendung finden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Nehmereinheit.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die einzige Figur offenbart eine Nehmereinheit 1 eines strömungsmittelbetätigten variablen bzw. vollvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine.
– Auf den grundsätzlichen Aufbau und die Wirkungsweise eines derartigen Ventiltriebs wird an dieser Stelle nicht eingegangen, weil dies der Fachwelt ausreichend bekannt ist. –
Die Nehmereinheit 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das in eine Bohrung eines zeichnerisch nicht dargestellten Zylinderkopfes oder eines ähnlichen Bauteils einbaubar ist. In einer Bohrung 3 des Gehäuses 2 verläuft mit seinem Außenmantel 24 ein Nehmerkolben 4. Dieser besteht aus einem Außenteil 4b, in dessen Bohrung 17 ein Innenteil 4a befestigt ist. Der Nehmerkolben 4 ist über sein Außenteil 4b axial beweglich gegenüber der Bohrung 3 ausgebildet. Dabei wirkt das Innenteil 4a im Bereich seiner einen Stirnseite 8 mittelbar auf ein zeichnerisch nicht dargestelltes Gaswechselventil ein. Zwischen dem Innenteil 4a und dem Gaswechselventil ist eine hydraulische Ventilspielausgleichseinrichtung 25 positioniert. Diese ist zeichnerisch nur durch ihren Druckkolben angedeutet.
Ausgehend von seiner inneren Stirnfläche 18 hat das Innenteil 4a eine Bohrung 20. An einem Grund 23 der Bohrung 20 liegt einenends ein hier als Schraubenfeder ausgebildetes Federmittel 12 an. Dieses wirkt anderenends auf einen kugelförmigen Rückschlagventilkörper 11. Der Rückschlagventilkörper 11 ist in Richtung zum Gaswechselventil an einer kegelsitzartigen Schulter 22 der Bohrung 20 gehalten.
Die vorgenannte Stirnfläche 18 des Innenteils 4a ist kronenartig ausgebildet. Sie hat vorzugsweise mehrere umfangsverteilte Radialübertritte 21 für Strömungsmittel. Mit seinen unausgesparten Flächen liegt das Innenteil 4a an einer Ringstufe 19 der Bohrung 17 des Außenteils 4b an. Diese Ringstufe 19 ist axial innerer Bestandteil eines zylindrischen Ansatzes 7 des Außenteils 4b. Der Ansatz 7 durchragt eine Durchmesserverringerung 6 des Gehäuses 2 im Bereich einer weiteren Stirnseite 5.
Zentrisch durch den Ansatz 7 führt ein Durchtritt 9 für das Strömungsmittel. Die innere Stirnfläche 18 des Ansatzes 7 geht in Richtung zum Durchtritt 9 in eine kegelsitzartige Innenseite 10 über. An dieser Innenseite 10 liegt der Rückschlagventilkörper 11 bei nicht ausreichendem Druck an Strömungsmittel an. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn im zeichnerisch nicht gezeigten und oberhalb der Stirnseite 5 liegenden Druckraum für Strömungsmittel bei Nockengrundkreisdurchlauf kein Hochdruck herrscht. Gezeigt ist der Nehmerkolben 4 in seiner axial nach innen gefahrenen Position, d.h. bei geschlossenem Gaswechselventil, wobei durch die Pfeile angedeutet ist, daß der Nockenhub und somit ein Aufbau an Hochdruck im oberhalb der Stirnseite 5 liegenden Druckraum begonnen hat und eine Ventilöffnung unmittelbar bevorsteht.
Wie zu erkennen ist, hat der Außenmantel 24 des Außenteils 4b auf der Seite der Stirnseite 5 ebenfalls eine gestufte Ausbildung. Zwischen der Bohrung 3 und der Durchmesserverringerung 6 ist ein Ringabsatz 15 gebildet, dem eine Ringfläche 16 des Nehmerkolbens 4 gegenüberliegt. Axial zwischen dem Ringabsatz 15 und der Ringfläche 16 ist ein Druckraum 14 generiert, der radial nach außen durch die Bohrung 3 begrenzt ist. Es sind mehrere umfangsverteilte Durchlässe 13, ausgehend von der Ringfläche 16 im Nehmerkolben 4, angeordnet. Diese verlaufen parallel zur Axiallinie der Nehmereinheit 1 und sind vorzugsweise gleichverteilt in Umfangsrichtung positioniert. Aufgrund dieses „geraden" Rohrens sind die Fertigungskosten erheblich gegenüber dem beschreibungseinleitend zitierten Stand der Technik reduzierbar.
Bei Hochdruck an Strömungsmittel in dem über der Stirnseite 5 liegenden Druckraum gelangt dieses somit gerade durch den Durchtritt 9, wird radial nach außen über die Radialübertritte 21 des Innenteils 4a und axial zurück durch die Durchlässe 13 in den Druckraum 14 geleitet. Es ist mit relativ geringen Strömungsmittelverlusten zu rechnen.
Bei der aufwärts gerichteten Schließbewegung des Nehmerkolbens 4 wird das Hydraulikmittel in umgekehrter Richtung aus dem Druckraum 14 verdrängt.
Des weiteren wird festgestellt, daß wenigstens einige der Bohrungen der erfindungsgemäßen Nehmereinheit 1 sich aufgrund ihrer deutlich größeren Ausbildung einfacher fertigen lassen, als dies im beschreibungseinleitend zitierten Stand der Technik der Fall ist. Vorzugsweise wird dabei das Innenteil 4a mit dem Außenteil 4b verpreßt.

1: Nehmereinheit
2: Gehäuse
3: Bohrung
4: Nehmerkolben
4a: Innenteil
4b: Außenteil
5: Stirnseite
6: Durchmesserverringerung
7: Ansatz
8: Stirnseite
9: Durchtritt
10: Innenseite
11: Rückschlagventilkörper
12: Federmittel
13: Durchlaß
14: Druckraum
15: Ringabsatz
16: Ringfläche
17: Bohrung
18: Stirnfläche
19: Ringstufe
20: Bohrung
21: Radialübertritt
22: Schulter
23: Grund
24: Außenmantel
25: hydr. Spielausgleichseinrichtung

Claims

Nehmereinheit (1) eines strömungsmittelbetätigten variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein axial beweglicher Nehmerkolben (4) verläuft, welcher an seiner einen Stirnseite (5) einen in einer Durchmesserverringerung (6) der Bohrung (3) des Gehäuses (2) geführten zylindrischen Ansatz (7) aufweist und über seine andere Stirnseite (8) zumindest mittelbar auf wenigstens ein Gaswechselventil einwirkt, wobei axial durch den Ansatz (7) ein Durchtritt (9) für Strömungsmittel gebildet ist, an dessen Innenseite (10) ein Rückschlagventilkörper (11) über ein Federmittel (12) gedrückt ist, wobei diese Innenseite (10) wenigstens mittelbar mit einem Durchlaß (13) für das Hydraulikmittel bei geöffnetem Rückschlagventilkörper (11) kommuniziert, der zu einem Druckraum (14) führt, welcher axial zwischen einem Ringabsatz (15) von der Bohrung (3) des Gehäuses (2) zur Durchmesserverringerung (6) sowie einer zugewandten Ringfläche (16) des Nehmerkolbens (4) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß (13) als zumindest eine parallel zur Axiallinie verlaufende Bohrung hergestellt ist, welche von der Ringfläche (16) ausgeht.
Nehmereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nehmerkolben (4) mehrteilig hergestellt ist und zumindest aus einem teleskopartig zusammengesteckten Innen- und Außenteil (4a, 4b) besteht, wobei das Außenteil (4b) unmittelbar in der Bohrung (3) des Gehäuses (2) verläuft und den zylindrischen Ansatz (7) hat und in dessen von der anderen Stirnseite (8) ausgehender Bohrung (17) das Innenteil (4a) befestigt ist, wobei eine innere Stirnfläche (18) des Innenteils (4a) an einer die Innenseite (10) radial innen aufweisenden Ringstufe (19) des zylindrischen Ansatzes (7) anliegt und von dieser inneren Stirnfläche (18) eine Bohrung (20) ausgeht und wobei wenigstens ein Radialübertritt (21) von der Bohrung (20) des Innenteils (4a) im Bereich der inneren Stirnfläche (18) für das Strömungsmittel durch das Innenteil (4a) verläuft, der innen mit dem Durchtritt (9) und außen mit dem Durchlaß (13) in Verbindung steht.
Nehmereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (4a) im Abschnitt seiner inneren Stirnfläche (18) kronenartig zur Bildung von wenigstens einem Radialübertritt (21) ausgebildet ist.
Nehmereinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einer kegelsitzartigen Schulter (22) in der Bohrung (20) des Innenteils (4a) der als Kugel ausgebildete Rückschlagventilkörper (11) in dessen Öffnungsrichtung einen Anschlag findet, wobei die Bohrung (20) des Innenteils (4a) als Sackbohrung gefertigt ist, in welcher das als wenigstens eine Schraubenfeder ausgebildete Federmittel (12) geführt ist, das an deren Grund (23) einenends anliegt sowie anderenends auf den Rückschlagventilkörper (11) einwirkt.
Nehmereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Bohrung als Durchlaß (13) so positioniert ist, daß sie einen Außenmantel (24) des Außenteils (4b) nicht schneidet.
Nehmereinheit nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bohrungen als Durchlaß (13) appliziert sind, die in Umfangsrichtung gesehen gleichverteilt verlaufen.
Nehmereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabsatz (15) und die Ringfläche (16) parallel zueinander und orthogonal zur Axiallinie verlaufen.
Nehmereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nehmerkolben (4) im Bereich der anderen Stirnseite (8) mit einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung (25) versehen ist.