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Hydraulischer Ventilspielausgleichsstößel Die Erfindung bezieht sich
auf einen hydraulischen Ventilspielausgleichsstößel für Brennkraftmaschinen, bestehend
aus einem Stößelaußenteil mit radialem Flüssigkeitszuführungskanal und mit zylindrischem,
am einen Ende offenem Innenraum und aus einem darin mit so viel Spiel axial beweglichen
Kolben, daß beim Stößelhub Flüssigkeit zur Erzielung des Ab:-hebeverlustes hindurchtreten
kann, ferner aus einer Feder, welche den Außenteil und, den Kolben auseinanderzubewegen
sucht, und aus einem Rückschlagventil, welches den Flüssigkeitseintritt in die zwischen
Kolben und Zylinderboden des Außenteils gebildete Druckkammer zuläßt. Stößel dieser
Art sind bekannt.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Rückschlagventils für solche
Stößel, welches die genaue Einjustierung der Stößel über eine lange Betriebsdauer
der Maschine aufrechterhält und das einfach und verschleißfest konstruiert ist.
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Der erfindungsgemäße Stößel ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil
in an sich bekannter Weise aus flexiblem Werkstoff, z. B. flexiblem Kunststoff,
besteht und daß es die Form eines dünnwandigen Topfes hat, der an der Wand des Außenteilinnenraumes
anliegt und die dort befindliche Mündung des Flüssigkeitszuführungskanals abdeckt.
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In Ausbildung der Erfindung ist der Stößel dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben an seinem im Bereich der Kanalmündung befindlichen Ende derart abgesetzt
ist, daß ausreichend Platz für das Rückschlagventil und für den Öldurchtritt zwischen
Rückschlagventil und Kolbenwand vorhanden ist.
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In fernerer Ausbildung der Erfindung ist der Stößel dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel des Rückschlagventils beidseitig der Kanalmündung geschlitzt ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung.
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Ein topfförmiger Stößelaußentei110 ist innen mit einer Nase 11 versehen,
in der sich eine zylindrische Bohrung 12 befindet. Diese Bohrung liegt axial zu
dem oberseitig geschlossenen Topf. Innerhalb der Bohrung gleitet ein Kolben 13 mit
einem Mantelspiel von ungefähr 0,025 mm. Der Kolben 13 ist ein zylindrischer Hohlkörper,
der am unteren Ende durch eine Abschlußwandung 14 geschlossen ist. Diese Bodenwand
besteht aus einem Stück mit dem Kolben.
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Eine Ventilfeder 15 drückt das Ventil der Brennkraftmaschine gegen
den Ventilsitz in dem Zylinderkopf; der Druck wird auf das Ventil über die üblichen'
Klemmkegel und Klemmringe übertragen. Der Kolben 13 wird mit dem Ende des Ventilschaftes
16 durch eine schwache Feder 17 in Kontakt gehalten; diese Feder wirkt zwischen
dem Kolben und dem Stößelaußenteil 10. Während der Öffnungsperiode des Ventils werden
die Kompressionsbelastung der Ventilfeder 15 und alle durch die Beschleunigung
der Ventilmassen ausgeübten Trägheitsbelastungen durch den Kolben 13 aufgenommen.
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Der Stößelaußenteil 10 ist kurz unterhalb seiner Oberfläche mit einer
umlaufenden Ringnut 18 versehen und weist eine oder mehrere Flüssigkeitszuführungskanäle
auf, deren jeder ungefähr 1,6 mm Durchmesser hat. Diese Kanäle 19 durchsetzen den
Stößelaußenteil in radialer Richtung und münden mit den inneren Enden in die Bohrung
12.
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Der Kolben 13 ist ungefähr im oberen Drittel seiner Länge abgesetzt,
so daß am oberen Ende der Bohrung 12 ein zylindrischer Raum 20 entsteht, in den
ein Rückschlagventi121 eingepaßt ist; dieses Rückschlagventil ist topfförmig und
besteht aus flexiblem Werkstoff, z. B. aus einem flexiblen Kunststoff. Die Wandung
dieses Ventils hat beispielsweise eine Dicke von 0,125 bis 0,375 mm. Das Rückschlagventil
liegt an der Stirnwand der Bohrung 12 und deren Seitenwänden an und füllt teilweise
den Hohlraum 20. Die Länge des Rückschlagventils beträgt höchstens zwei Drittel
der Länge des Hohlraumes 20, so daß der Hohlraum mit der Wand der Bohrung 12 in
Verbindung steht. Das Rückschlagventi121 wird durch die Feder 17 in Stellung gehalten
und deckt den Zuleitungskana
119 an seiner Mündung in die Bohrung
12 ab; es kann zu beiden Seiten eines jeden Kanals mit Schlitzen versehen sein.
so daß ein klappbarer Teil entsteht, der das Ventil elastischer macht. Der Kolben
13 ist an seinen oberen inneren Kanten abgeschrägt.
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Die Arbeitsweise des Stößels ist folgende: Die Ringnut 18 steht über
einen Zuströmkanal 23 mit dem Druckölvorrat der Maschine in Verbindung. Das Öl durchströmt
den Radialkanal 19, öffnet das Rückschlagventil 21 und fließt in den Hohlraum 20
sowie in die Kammer 22 im Innern des Kolbens.
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Wenn beim Drehen der Nockenwelle die Hubstücke des \ockenprofils in
Berührung mit dem Stößelaußenteil 10 treten, wird letzterer nach unten bewegt und
übt dabei einen Druck sowohl auf die Feder 17 als auch auf das Öl in dem Hohlraum
20 und in der Kammer 22 aus. Der Öldruck hält das Rückschlagventi121 fest gegen
die Kanalöffnungen, so daß die durch das im wesentlichen nicht komprimierbare C51
ausgeübte Kraft den Kolben 13 nach unten bewegt und hierbei das Ventil der Maschine
öffnet. Der Zuströmungskanal 23 kann durch den Stößelaußenteil abgesperrt werden,
wenn letzterer nach unten geht.
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Während der kurzen Zeit, in der die Kraft ausgeübt wird. d. h. während
der Hubperiode, wird eine gewisse Menge 01 aus dem Hohlraum durch den Spalt
zwischen Bohrung und Kolben gedrückt; dieses Öl fließt nach unten und um den Ventilschaft
herum; es dient in üblicher Weise der Schmierung.
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Wenn sich die Nockenwelle weiterdreht und die nicht im Sinne des Hubes
wirkenden Nockenstücke wirksam werden, entsteht infolge des geringen Ölverlustes
während der Hubperiode ein kleines Spiel zwischen dem Kolben und dem Ventilschaft.
Die Feder 17 will den Kolben wieder zur Anlage am Ventilschaft 16 bringen. Unter
diesen Bedingungen überschreitet der im Zuführungskanal 23 wirkende Öldruck
den Druck in dem Hohlraum 20, und es fließt dann Öl mit einem Druck von beispielsweise
0,7 kg/cm2 über das Rückschlagventil. Der Ölverlust wird ersetzt und das Ventilspiel
aufgehoben.
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Wenn in den Hohlraum etwas Luft eindringt, so steigt diese zu dem
oberen Ende der Bohrung und wird bei dem folgenden Hub des Stößels komprimiert,
zwischen die Bohrung und den Kolben gedrückt und zusammen mit Lecköl entfernt.
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Wenn jedoch eine beträchtliche Menge Luft in den Hohlraum eintritt
oder das Rückschlagventil infolge eingedrungenen Staubes oder aus mechanischen Gründen
versagt, dann tritt der Kolben während des Hubes in Berührung mit dem Boden des
topfförmigen Rückschlagventils und überträgt die Bewegungen des Stößelaußenteils
unmittelbar auf den Ventilschaft: Hierbei wird das Ventilspiel durch den Abstand
-zwischen dem oberen Kolbenende und dem Bohrungsboden des Stößelaußenteils begrenzt.
Dieser Abstand wird groß genug gewählt, um allen Herstellungstoleranzen Rechnung
zu tragen, so daß das Ventil von seinem Sitz in dem Zylinderkopf nicht abgehoben
gehalten werden kann, solange der Nocken nicht im Sinne des Abhebens wirkt. Dieses
Spiel kann zwi= sehen den Grenzen von 0,1 und 0,04 cm liegen. Die Maschine arbeitet
dann befriedigend weiter, d. h. ohne wesentliche Zunahme des mechanischen Geräusches.
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Die obere Kante des Kolbens kann abgesetzt sein, so daß Luft in der
Kammer durch diesen abgesetzten Teil ausgetrieben wird. Der Hohlraum und die Kammer
werden dann in Kürze mit der richtigen Menge an, luftfreiem Öl wieder gefüllt.
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Die Verwendung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils macht die Konstruktion
des Ventilspielausgleichsstößels außerordentlich billig und bildet ferner die Möglichkeit
der Verwendung eines sehr kleinen Kolbens von geringer Trägheit.
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Die Kosten des Stößels sind auch dadurch gering, daß die Flächen des
Kolbens und der Bohrung, in welcher der Kolben gleitet, in bekannter Weise nicht
hochwertig und. genau bearbeitet sein müssen, weil der geringe Spalt zwischen dem
Kolben und der Bohrung von Öl ausgefüllt wird, wobei der Öldruck während der Hubperiode
sehr hoch ist.
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Die Trägheit des erfindungsgemäßeen Rückschlagventils ist außerordentlich
gering und gewährleistet ein sehr rasches Schließen und Öffnen der Kanäle. Ferner
hat dieses Ventil gegenüber bekannten Kugelrückschlagventilen den Vorteil, daß der
wirksame Abschluß bei Anwesenheit von Staubpartikeln weniger gestört wird.