DE112008003314T5

DE112008003314T5 - Spielausgleichsvorrichtung

Info

Publication number: DE112008003314T5
Application number: DE112008003314T
Authority: DE
Inventors: Makoto Iwata-shi Yasui; Eiji Iwata-shi Maeno; Katsuhisa Iwata-shi Yamaguchi
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-10-21
Also published as: US20100263613A1

Abstract

Spielausgleichsvorrichtung, umfassend ein zylindrisches Gehäuse (12), das geeignet ist, in ein Aufnahmeloch (11) eingesetzt zu werden, das in einer oberen Fläche eines Zylinderkopfes (2) ausgebildet ist und ein Innengewinde (13) an einem inneren Umfang davon aufweist, eine Einstellschraube (15), die ein Außengewinde (14) an einem äußeren Umfang davon aufweist und in Gewindekopplung mit dem Innengewinde (13) am Gehäuse (12) steht, sowie eine Rückholfeder (17), welche die Einstellschraube (15) in einer Richtung vorspannt, dass sie nach oben aus dem Gehäuse (12) herausragt, wobei die Einstellschraube (15) ein vorspringendes Ende (19) aufweist, das aus dem Gehäuse (12) herausragt und geeignet ist, einen Arm (7) eines Ventiltriebs zu stützen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des vorspringenden Endes (19) der Einstellschraube (15) aus einem Material besteht, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft eine in einem Ventiltrieb eines Motors montierte Spielausgleichsvorrichtung.
Stand der Technik
Ein bekannter Ventiltrieb zum Bewegen des Ventils an einer Ansaugöffnung oder Auslassöffnung eines Motors enthält einen Arm, der um eins seiner Enden schwenkbar ist und geeignet ist, an seinem mittleren Bereich durch einen Nocken nach unten gestoßen zu werden, wodurch er den Ventilschaft an seinem anderen Ende nach unten stößt.
Bei diesem Ventiltrieb neigen Spalte zwischen den Bauteilen des Ventiltriebs dazu, sich während des Betriebs des Motors aufgrund von Unterschieden bei der thermischen Ausdehnung zwischen den Bauteilen des Ventiltriebs zu verändern, was zu Geräuschen oder Kompressionsverlust führen kann.
Um solchen Lärm und Kompressionsverlust zu vermeiden, wird oft in dem Ventiltrieb eine Spielausgleichsvorrichtung montiert, um Veränderungen in der Größe von Spalten zwischen Bauteilen des Ventiltriebs aufzufangen.
Typisch umfassen solche Spielausgleichsvorrichtungen ein zylindrisches Gehäuse, das in ein in der oberen Fläche eines Zylinderkopfes ausgebildeten Aufnahmeloch eingesetzt ist und ein Innengewinde an seinem inneren Umfang aufweist, eine Einstellschraube, die ein Außengewinde an ihrem äußeren Umfang aufweist, das sich in Gewindekopplung mit dem Innengewinde am inneren Umfang des Gehäuses befindet, sowie eine Rückholfeder, welche die Einstellschraube in einer Richtung vorspannt, dass sie von dem Gehäuse nach oben ragt (Patentdokumente 1 und 2).
In Patentdokument 1 ist die Rückholfeder eine Druckschraubenfeder, die eine axiale Kraft auf die Einstellschraube ausübt, welche die Einstellschraube aus dem Gehäuse zu drücken sucht.
Bei diesen Spielausgleichsvorrichtungen ist das vorspringende Ende der Einstellschraube, das aus dem Gehäuse ragt, halbkugelförmig und wird in einer Vertiefung aufgenommen, die in dem Arm des Ventiltriebs ausgebildet ist, wodurch sie den Arm derart stützt, dass er um das vorspringende Ende der Einstellschraube schwenkbar ist. Wenn sich der Nocken dreht und der Arm schwenkt, wirkt eine Belastung auf die Einstellschraube, welche die Einstellschraube in das Gehäuse zu drücken sucht. Aber aufgrund des Reibungswiderstands zwischen dem Außengewinde an der Einstellschraube und dem Innengewinde am Gehäuse wird die Einstellschraube am Drehen gehindert, sodass die Einstellschraube in der axialen Richtung in Position fixiert ist.
Weiter sind der radial äußere Teil des vorspringenden Endes der Einstellschraube und die innere Fläche der Vertiefung des Arms kugelige Flächen, die denselben Radius aufweisen, und deren Mitten sich auf der Achse der Einstellschraube befinden. Daher wird auch aufgrund des Reibungswiderstands zwischen diesen kugeligen Flächen die Drehung der Einstellschraube verhindert.
Wenn sich bei dieser Art von Spielausgleichsvorrichtungen die relative Position des Arms und des Zylinderkopfes z. B. aufgrund thermischer Ausdehnung des Ventiltriebs verändert, bewegt sich die Einstellschraube axial gemäß dem Ausmaß der Veränderung der relativen Position, während sie sich in dem Gehäuse dreht, und nimmt so die Veränderungen von Spalten zwischen Bauteilen des Ventiltriebs auf.

Patentdokument 1: JP-Patentveröffentlichung 2005-273510 A
Patentdokument 2: JP-Gebrauchsmusterveröffentlichung 64-34407

Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung
In vielen Fällen wird als Motoröl zum Schmieren gleitender Flächen des Motors Motoröl verwendet, das organische Molybdänverbindungen enthält (nachstehend als „FM-Öl” bezeichnet). Wenn FM-Öl verwendet wird, bildet sich auf gleitenden Flächen von Eisenmetall ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid (MoS₂) enthält. Ein solcher Schmierfilm dient dazu, den Reibungskoeffizienten der gleitenden Flächen zu reduzieren. Zu organischen Molybdänverbindungen gehören Molybdändithiocarbamat (MoDTC) und Molybdändithiophosphat (MoDTP).
Die Einstellschraube der oben erwähnten Spielausgleichsvorrichtungen besteht aus Eisen, um die für die Schraube erforderliche Festigkeit sicherzustellen. Daher bildet sich, wenn FM-Öl als Motoröl verwendet wird, ein Schmierfilm auf der Einstellschraube. Der so gebildete Schmierfilm reduziert den Reibungswiderstand zwischen dem vorspringenden Ende der Einstellschraube, das aus dem Gehäuse herausragt, und der Vertiefung des Arms sowie den Reibungswiderstand zwischen dem Außengewinde an der Einstellschraube und dem Innengewinde am Gehäuse. Als Ergebnis sucht sich, wenn sich der Nocken dreht und eine Belastung auf die Einstellschraube wirkt, welche die Einstellschraube in das Gehäuse zu drücken sucht, die Einstellschraube zu drehen und in das Gehäuse gedrückt zu werden. Dies kann den Hubbetrag des Ventils reduzieren oder dazu führen, dass das Ventil stoßartig auf den Ventilsitz aufgesetzt wird und damit ein Geräusch erzeugt.
Ähnlich neigt, wenn der Arm der Spielausgleichsvorrichtung ebenfalls aus Eisen besteht, der auf der Oberfläche des Arms gebildete Schmierfilm dazu, den Reibungswiderstand zwischen dem vorspringenden Ende der Einstellschraube, das aus dem Gehäuse herausragt, und der Vertiefung des Arms zu reduzieren, wodurch die Einstellschraube leichter unter Drehung hineingedrückt werden kann, wenn sich der Nocken dreht und eine Belastung auf die Einstellschraube wirkt, welche die Einstellschraube in das Gehäuse zu drücken sucht.
Wenn der Verschleiß des Außengewindes der Einstellschraube und des Innengewindes des Gehäuses fortschreitet, kann die Einstellschraube unter Drehung in das Gehäuse gedrückt werden, während der Motor läuft, und so den Ventilhub reduzieren oder dazu führen, dass das Ventil stoßartig auf den Ventilsitz aufgesetzt wird und damit ein Geräusch erzeugt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Drehung der Einstellschraube zu verhindern, wenn eine Belastung auf die Einstellschraube wirkt, welche die Einstellschraube hineinzudrücken sucht.
Mittel zum Erfüllen der Aufgabe
Um diese Aufgabe zu erfüllen, besteht die Oberfläche des vorspringenden Endes der Einstellschraube aus einem Material, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten.
Um die Oberfläche des vorspringenden Endes der Einstellschraube nicht-reaktiv mit Öladditiven von Öl zu machen, die organische Molybdänverbindungen enthalten, kann die Einstellschraube aus einem Nichteisenmetall hergestellt sein, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten. Ein solches Nichteisenmetall kann Titan oder Aluminium sein.
Wenn die Einstellschraube aus Eisen besteht, kann das vorspringende Ende der Einstellschraube, um die Oberfläche des vorspringenden Endes der Einstellschraube nicht-reaktiv mit Öladditiven von Öl zu machen, die organische Molybdänverbindungen enthalten, mit einer nicht-reaktiven Schicht überzogen werden, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamant-ähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist.
Wenn die Einstellschraube aus Eisen besteht, kann auch eine Nitridverbindungsschicht auf dem vorspringenden Ende der Einstellschraube gebildet werden, um die Oberfläche des vorspringenden Endes der Einstellschraube nicht-reaktiv mit Öladditiven von Öl zu machen, die organische Molybdänverbindungen enthalten.
Wenn die Einstellschraube aus Eisen besteht, kann auch eine Nickel-Phosphor-Beschichtung auf dem vorspringenden Ende der Einstellschraube vorgesehen werden, um die Oberfläche des vorspringenden Endes der Einstellschraube nicht-reaktiv mit Öladditiven von Öl zu machen, die organische Molybdänverbindungen enthalten. Um die Verschleißfestigkeit des vorspringenden Endes der Einstellschraube zu verbessern, kann eine solche Nickel-Phosphor-Beschichtung eine Dispersionsbeschichtung sein, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der harte Teilchen (z. B. aus SiC oder Si₃N₄) dispergiert sind. Eine solche Nickel-Phosphor-Beschichtung kann auch eine Dispersionsbeschichtung sein, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der PTFE dispergiert ist.
Wenn der Arm des Ventiltriebs aus Eisen besteht, kann, um die Aufgabe der Erfindung zu erfüllen, die innere Oberfläche der Vertiefung des Arms aus einem Material bestehen, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten.
Auch in diesem Fall kann, um die innere Oberfläche der Vertiefung des Arms nicht-reaktiv mit Öladditiven von Öl zu machen, die organische Molybdänverbindungen enthalten, die Vertiefung des Arms mit einer nicht-reaktiven Schicht überzogen werden, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamant-ähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist.
Um die innere Oberfläche der Vertiefung des Arms nicht-reaktiv mit Öladditiven von Öl zu machen, die organische Molybdänverbindungen enthalten, kann auch eine Nitridverbindungsschicht auf der inneren Oberfläche der Vertiefung des Arms gebildet sein.
Um die innere Oberfläche der Vertiefung des Arms nicht-reaktiv mit Öladditiven von Öl zu machen, die organische Molybdänverbindungen enthalten, kann auch eine Nickel-Phosphor-Beschichtung auf der Vertiefung des Arms vorgesehen sein. Um die Verschleißfestigkeit der Vertiefung des Arms zu verbessern, kann eine solche Nickel-Phosphor-Beschichtung eine Dispersionsbeschichtung sein, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der harte Teilchen dispergiert sind. Eine solche Nickel-Phosphor-Beschichtung kann auch eine Dispersionsbeschichtung sein, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der PTFE dispergiert ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann auch mit der Anordnung erreicht werden, bei der, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse der Einstellschraube enthält, die Vertiefung des Arms einen Querschnitt aufweist, dessen Krümmungsradius größer ist als der Krümmungsradius des vorspringenden Endes der Einstellschraube, wodurch das vorspringende Ende die Keilwirkung besitzt.
Insbesondere kann diese Spielausgleichsvorrichtung wie folgt aufgebaut sein:

1) Die Vertiefung des Arms weist einen bogenförmigen Querschnitt auf, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse der Einstellschraube enthält, und weist Bogenmittelpunkte auf, die so gegenüber der Achse der Einstellschraube versetzt sind, dass ein Bogenradius der Vertiefung die Achse der Einstellschraube schneidet, und das vorspringende Ende der Einstellschraube weist einen bogenförmigen Querschnitt auf, der einen Mittelpunkt aufweist, der auf der Achse der Einstellschraube liegt, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse der Einstellschraube enthält.
2) Die Vertiefung des Arms weist einen bogenförmigen Querschnitt auf, der einen Mittelpunkt aufweist, der auf der Achse der Einstellschraube liegt, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse der Einstellschraube enthält, und das vorspringende Ende der Einstellschraube weist einen bogenförmigen Querschnitt auf, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse der Einstellschraube enthält, und weist Bogenmittelpunkte auf, die so gegenüber der Achse der Einstellschraube versetzt sind, dass ein Bogenradius des vorspringenden Endes getrennt von der Achse der Einstellschraube ist.
3) Die Vertiefung des Arms weist einen bogenförmigen Querschnitt auf, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse der Einstellschraube enthält, und weist Bogenmittelpunkte auf, die so gegenüber der Achse der Einstellschraube versetzt sind, dass ein Bogenradius der Vertiefung die Achse der Einstellschraube schneidet, und das vorspringende Ende der Einstellschraube weist einen bogenförmigen Querschnitt auf, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse der Einstellschraube enthält, und weist Bogenmittelpunkte auf, die so gegenüber der Achse der Einstellschraube versetzt sind, dass ein Bogenradius des vorspringenden Endes getrennt von der Achse der Einstellschraube ist.

Bei einer solchen Spielausgleichsvorrichtung kann ein Ausschnitt in der inneren Fläche der Vertiefung des Arms an ihrem mittleren Bereich ausgebildet sein.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, schafft die vorliegende Erfindung auch eine Spielausgleichsvorrichtung, bei der eine vertiefte Fläche oder eine flache Fläche an dem vorspringenden Ende der Einstellschraube an seinem mittleren Teil ausgebildet ist, wobei die vertiefte Fläche oder die flache Fläche einen Durchmesser aufweist, der die Hälfte oder mehr als die Hälfte des Durchmessers des vorspringenden Endes der Einstellschraube beträgt.
Wenn die Rückholfeder eine Druckschraubenfeder ist, die geeignet ist, eine axiale Kraft auf die Einstellschraube auszuüben, welche die Einstellschraube aus dem Gehäuse zu drücken sucht, können das Außengewinde und das Innengewinde sägezahnförmige Gewinde sein.
Wenn die Rückholfeder eine Torsionsfeder ist, die geeignet ist, ein Drehmoment auf die Einstellschraube auszuüben, welches die Einstellschraube aus dem Gehäuse zu drücken sucht, können das Außengewinde und das innere Gewinde sägezahnförmige Gewinde, dreieckige Gewinde oder trapezförmige Gewinde sein. Die Torsionsfeder als Rückholfeder kann eine Torsionsschraubenfeder, eine Spiralfeder oder eine Evolutfeder sein.
Die Einstellschraube kann ein axial verschiebbar in das Gehäuse eingesetztes Drehelement, ein mit Außengewinde versehenes Element, das ein Ende des in das Gehäuse eingesetzten Drehelements stützt und das Außengewinde an seinem äußeren Umfang aufweist, sowie ein elastisches Element umfassen, das zwischen dem Drehelement und dem mit Außengewinde versehenen Element angeordnet ist.
Vorteile der Erfindung
Bei der Spielausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Oberfläche des vorspringenden Endes der Einstellschraube aus einem Material besteht, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten, ist es weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der Oberfläche des vorspringenden Endes der Einstellschraube bildet, das aus dem Gehäuse herausragt, sodass es weniger wahrscheinlich ist, dass sich die Reibung zwischen der Einstellschraube und dem Arm verringert. Dies verhindert, dass die Einstellschraube unter Drehung in das Gehäuse gedrückt wird, wenn sich der Nocken dreht und eine Belastung auf die Einstellschraube wirkt, welche die Einstellschraube hineinzudrücken sucht.
Bei der Spielausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die innere Oberfläche der Vertiefung des Arms aus einem Material besteht, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten, ist es ebenfalls weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der inneren Oberfläche der Vertiefung des Arms bildet, sodass es weniger wahrscheinlich ist, dass sich die Reibung zwischen der Einstellschraube und dem Arm verringert. Dies verhindert, dass die Einstellschraube unter Drehung in das Gehäuse gedrückt wird, wenn sich der Nocken dreht und eine Belastung auf die Einstellschraube wirkt, welche die Einstellschraube hineinzudrücken sucht.
Bei der Spielausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Vertiefung des Arms einen Krümmungsradius aufweist, der größer ist als der Krümmungsradius des vorspringenden Endes der Einstellschraube, wodurch das vorspringende Ende die Keilwirkung besitzt, wenn die Fläche der Vertiefung gegen das vorspringende Ende der Einstellschraube gedrückt wird, wird das vorspringende Ende gegen die Fläche der Vertiefung verkeilt. Daher wird während des Laufs des Motors ein großer Reibungswiderstand zwischen dem radial äußeren Teil des vorspringenden Endes und der inneren Fläche der Vertiefung erzeugt. Dieser Reibungswiderstand verhindert wirksam eine Drehung der Einstellschraube.
Bei der Spielausgleichsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine vertiefte Fläche oder eine flache Fläche an dem vorspringenden Ende der Einstellschraube an seinem mittleren Teil ausgebildet ist, wobei die vertiefte Fläche oder die flache Fläche einen Durchmesser aufweist, der die Hälfte oder mehr als die Hälfte des Durchmessers des vorspringenden Endes der Einstellschraube beträgt, berührt das vorspringende Ende der Einstellschraube die innere Fläche der Vertiefung des Arms an seinem Teil radial nach außen von der vertieften Fläche oder der flachen Fläche. Daher wird ein größerer Reibungswiderstand zwischen dem vorspringendes Ende und der Vertiefung erzeugt, sodass es möglich ist, mit dem erhöhten Reibungswiderstand eine Drehung der Einstellschraube 15 wirksam zu verhindern.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Vorderansicht eines Ventiltriebs, bei dem eine Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines vorspringenden Endes der Einstellschraube von 1.
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Abwandlung der in 2 gezeigten Einstellschraube.
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in 3 gezeigten Arms.
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Abwandlung der in 5 gezeigten Spielausgleichsvorrichtung.
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX von 8.
10 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das vorspringende Ende ihrer Einstellschraube zeigt.
12 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das vorspringende Ende ihrer Einstellschraube zeigt.
13 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Abwandlung der in 10 gezeigten Spielausgleichsvorrichtung, die das vorspringendes Ende ihrer Einstellschraube zeigt.
14 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Spielausgleichsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche das vorspringende Ende ihrer Einstellschraube zeigt.

1: Spielausgleichsvorrichtung
2: Zylinderkopf
7: Arm
11: Aufnahmeloch
12: Gehäuse
13: Innengewinde
14: Außengewinde
15: Einstellschraube
15A: Drehelement
15B: Mit Außengewinde versehenes Element
15C: Federscheibe
17: Rückholfeder
19, 61, 71, 81, 91: Vorspringendes Ende
20, 62, 72, 82, 92: Vertiefung
22, 23: Nicht-reaktive Schicht
63: Ausschnitt
93: Vertiefte Fläche
A1: Radius des vorspringenden Endes
A2: Radius der Vertiefung
B1: Radius des Bogens des vorspringenden Endes
C1: Radius des Bogens des vorspringenden Endes
C2: Radius des Bogens der Vertiefung
D1: Durchmesser der vertieften Fläche
D2: Durchmesser des vorspringenden Endes
L: Achse der Einstellschraube

Beste Ausführungsweise der Erfindung
1 zeigt einen Ventiltrieb, der eine Spielausgleichsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. Der Ventiltrieb enthält ein Ventil 4, das an einer Ansaugöffnung 3 eines Zylinderkopfes 2 eines Motors angeordnet ist, einen Ventilschaft 5, der mit dem Ventil 4 verbunden ist, und einen Arm 7, der mit der Drehung eines Nockens 6 schwenkbar ist.
Der Ventilschaft 5 erstreckt sich von dem Ventil 4 nach oben und erstreckt sich verschiebbar durch den Zylinderkopf 2. Ein ringförmiger Federteller 8 ist am äußeren Umfang des Ventilschafts 5 an seinem oberen Endbereich befestigt. Eine Ventilfeder 9 ist zwischen der unteren Fläche des Federtellers 8 und der oberen Fläche des Zylinderkopfes 2 montiert. Die Ventilfeder 9 setzt den Ventilschaft 5 nach oben durch den Federteller 8 unter Spannung und setzt dadurch das Ventil 4 auf einen Ventilsitz 10.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Spielausgleichsvorrichtung 1 ein zylindrisches Gehäuse 12, das in ein in der oberen Fläche des Zylinderkopfes 2 ausgebildetes Aufnahmeloch 11 eingesetzt ist, eine Einstellschraube 15, die ein an ihrem äußeren Umfang an seinem unteren Teil ausgebildetes Außengewinde 14 aufweist, das in Gewindekopplung mit einem am inneren Umfang des Gehäuses 12 ausgebildeten Innengewinde 13 gehalten wird, ein am unteren Ende des Gehäuses 12 befestigtes unteres Element 16 sowie eine Rückholfeder 17, die zwischen der Einstellschraube 15 und dem unteren Element 16 montiert ist.
Das Außengewinde 14 und das Innengewinde 13 weisen einen asymmetrischen Querschnitt auf, betrachtet entlang der Achse, und weisen Druckflanken zum Aufnehmen von Druck auf, wenn eine Belastung wirkt, welche die Einstellschraube 15 in das Gehäuse 12 zu drücken sucht, wobei die Druckflanken einen größeren Flankenwinkel aufweisen als ihre jeweiligen Gängigkeitsflanken.
Die Rückholfeder 17 ist eine Druckschraubenfeder, deren unteres Ende durch das untere Element 16 gestützt wird und deren oberes Ende durch einen Federsitz 18 gegen die Einstellschraube 15 gedrückt wird, wodurch eine axiale Kraft auf die Einstellschraube 15 ausgeübt wird, welche die Einstellschraube aus dem Gehäuse 12 zu drücken sucht. Die axiale Kraft ist daher bestrebt, die Einstellschraube 15 in der Richtung vorzuspannen, dass sie aus dem Gehäuse 12 herausragt.
Wie in 1 gezeigt, weist der Arm 7 in seiner unteren Fläche an deren einem Ende eine Vertiefung 20 auf, in die sich das aus dem Gehäuse 12 ragende Ende der Einstellschraube 15 koppelt, und wird daher derart gestützt, dass er um das vorspringende Ende 19 der Einstellschraube 15 schwenkbar ist. Die untere Fläche des Arms 7 ist an ihrem anderen Ende in Kontakt mit dem oberen Ende des Ventilschafts 5 gehalten. Eine Rolle 21 ist an dem Arm 7 an seinem mittleren Teil montiert, sodass sie in Kontakt mit dem obenliegenden Nocken 6 ist.
Wie in 2 gezeigt, weist das vorspringende Ende 19 der Einstellschraube 15 eine halbkugelförmige Form auf. Die Einstellschraube 15 besteht aus einem Nichteisenmetall, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert (wie etwa Titan oder Aluminium). Daher bildet sich, selbst wenn FM-Öl als Motoröl verwendet wird, kein Schmierfilm, der Molybdändisulfid (MoS₂) enthält, auf der Fläche des vorspringenden Endes 19 der Einstellschraube 15. Der Arm 7 besteht aus einer Aluminiumlegierung.
Nun wird die Funktionsweise der Spielausgleichsvorrichtung 1 beschrieben.
Wenn die Nockenwelle 6 durch den Motor gedreht und der Arm 7 durch den Nockenbuckel 6a des Nockens 6 nach unten gestoßen wird, trennt sich das Ventil 4 vom Ventilsitz 10 und öffnet so die Ansaugöffnung 3. Dabei wird, während eine Belastung auf die Einstellschraube 15 wirkt, welche die Schraube 15 hineinzudrücken sucht, die Drehung der Einstellschraube 15 durch den Reibungswiderstand zwischen dem Außengewinde 14 der Einstellschraube 15 und dem Innengewinde 13 des Gehäuses 12 sowie durch den Reibungswiderstand zwischen dem vorspringenden Ende 19 der Einstellschraube 15 und der Vertiefung 20 des Arms 7 verhindert So wird die axiale Position der Einstellschraube 15 fixiert.
Wenn sich der Nocken 6 weiter dreht und sich der Nockenbuckel 6a von der Rolle 21 trennt, hebt sich der Ventilschaft 5 unter der vorspannenden Kraft der Ventilfeder 9 und setzt das Ventil 4 auf den Ventilsitz 10, wodurch er die Ansaugöffnung 3 verschließt.
Genau genommen tritt, wenn der Arm 7 durch den Nockenbuckel 6a des Nockens 6 nach unten gedrückt wird, ein leichten Gleiten zwischen der Druckflanke des Außengewindes 14 und der Druckflanke des Innengewindes 13 auf, was bewirkt, dass die Einstellschraube 15 hineingedrückt wird. Aber wenn sich der Nockenbuckel 6a hinter die Rolle 21 bewegt und die Belastung entfernt wird, die bestrebt ist, die Einstellschraube 15 hineinzudrücken, tritt die Einstellschraube 15 unter der Vorspannkraft der Rückholfeder 17 aus und kehrt zu ihrer Anfangsposition zurück.
Wenn sich der Abstand zwischen dem Nocken 6 und dem Arm 7 wegen Unterschieden des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Bestandteilen des Ventiltriebs, darunter der Zylinderkopf 2, der Ventilschaft 5 und der Arm 7, erhöht, tritt die Einstellschraube 15 um einen längeren Betrag heraus, wenn sich der Nocken 6 weiter dreht, nachdem der Arm 7 durch den Nockenbuckel 6a des Nockens 6 heruntergedrückt wurde und die Belastung aufgehoben wird, die bestrebt ist, die Einstellschraube hineinzudrücken, als der Betrag, um welchen die Einstellschraube 15 durch den Nockenbuckel 6a des Nockens 6 in das Gehäuse hineingedrückt wird. Auf diese Weise rückt jedes Mal, wenn sich der Nocken 6 einmal dreht, die Einstellschraube 15 allmählich aus dem Gehäuse hervor, wodurch sie die Bildung eines Spalts zwischen dem Grundkreis 6b und der Rolle 21 verhindert.
Umgekehrt, wenn sich die Kontaktflächen des Ventils 4 und des Ventilsitzes 10 abnutzen, wirkt die Vorspannkraft der Ventilfeder 9 auf die Einstellschraube 15, selbst während der Grundkreis 6b des Nockens 6 der Rolle 21 gegenübersteht. Daher rückt die Einstellschraube 15 um einen kleineren Betrag vor, wenn sich der Nocken 6 weiter dreht, nachdem der Arm 7 durch den Nockenbuckel 6a des Nockens 6 heruntergedrückt wurde und die Belastung aufgehoben wurde, als der Betrag, um welchen die Einstellschraube 15 durch den Nockenbuckel 6a des Nockens 6 in das Gehäuse gedrückt wird. Als Ergebnis wird jedes Mal, wenn sich der Nocken 6 einmal dreht, die Einstellschraube 15 allmählich in das Gehäuse gedrückt, und daher hebt sich der Ventilschaft 5 allmählich. Dies verhindert die Bildung eines Spalts zwischen den Kontaktflächen des Ventils 4 und des Ventilsitzes 10.
Bei dieser Spielausgleichsvorrichtung 1 ist es, selbst wenn FM-Öl als Motoröl verwendet wird, weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der Oberfläche des vorspringenden Endes 19 der Einstellschraube 15 bildet, das aus dem Gehäuse 12 herausragt, was es weniger wahrscheinlich macht, dass sich die Reibung zwischen der Einstellschraube 15 und dem Arm 17 verringert. Dies wiederum verhindert, dass die Einstellschraube 15 unter Drehung in das Gehäuse gedrückt wird, wenn sich der Nocken 6 dreht und eine Belastung auf die Einstellschraube 15 wirkt, welche die Einstellschraube hineinzudrücken sucht.
In dieser Ausführungsform besteht die Einstellschraube 15, um zu verhindern, dass die Oberfläche des vorspringenden Endes 19 der Einstellschraube 15 mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten, aus einem Material, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert. Aber stattdessen kann die Einstellschraube 15, wie in 5 gezeigt, aus Eisen bestehen, und das vorspringende Ende 19 der Einstellschraube 15 kann mit einer nicht-reaktiven Schicht 22 überzogen sein, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamant-ähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist.
In diesem Fall braucht nur das vorspringende Ende 19 der Einstellschraube 15 mit der nicht-reaktiven Schicht 22 überzogen zu sein. Aber vorzugsweise ist die gesamte Oberfläche der Einstellschraube 15, einschließlich des Außengewindes 14, mit der nicht-reaktiven Schicht 22 überzogen. Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Bildung eines Schmierfilms zu verhindern, der Molybdändisulfid auf der Oberfläche des Außengewindes 14 enthält, wodurch ein Reibungswiderstand zwischen dem Außengewinde 14 und dem Innengewinde 13 sichergestellt ist.
Auch kann, um zu verhindern, dass die Oberfläche des vorspringenden Endes 19 der Einstellschraube 15 mit Öladditiven von FM-Öl reagiert, eine Nitridverbindungsschicht auf dem vorspringenden Ende 19 der Einstellschraube 15 gebildet werden, indem die Einstellschraube 15 einer Nitrierbehandlung unterworfen wird.
Weiter kann, um zu verhindern, dass die Oberfläche des vorspringenden Endes 19 der Einstellschraube 15 mit Öladditiven von FM-Öl reagiert, eine Nickel-Phosphor-Beschichtung auf dem vorspringenden Ende 19 der Einstellschraube 15 vorgesehen sein. Eine solche Nickel-Phosphor-Beschichtung ist vorzugsweise eine Dispersionsbeschichtung, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der harte Teilchen (z. B. aus SiC oder Si₃N₄) dispergiert sind. Eine solche Beschichtung kann die Verschleißfestigkeit des vorspringenden Endes 19 der Einstellschraube 15 verbessern. Die Nickel-Phosphor-Beschichtung kann auch eine Dispersionsbeschichtung sein, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der PTFE dispergiert ist.
In der obigen Ausführungsform besteht der Arm 7 aus einer Aluminiumlegierung. Wenn der Arm 7 jedoch aus Eisen besteht, wie in 4 gezeigt, ist die Vertiefung des Arms 7 vorzugsweise mit einer nicht-reaktiven Schicht 23 überzogen, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamantähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist, um zu verhindern, dass die innere Oberfläche der Vertiefung 20 mit Öladditiven von FM-Öl reagiert. Auch bei dieser Anordnung ist es, selbst wenn FM-Öl als Motoröl verwendet wird, weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der Oberfläche der Vertiefung 20 bildet, sodass es weniger wahrscheinlich ist, dass sich der Reibungswiderstand zwischen der Einstellschraube 15 und dem Arm 7 verringert. Dies wiederum verhindert, dass die Einstellschraube 15 unter Drehung in das Gehäuse gedrückt wird, wenn sich der Nocken 6 dreht und eine Belastung auf die Einstellschraube 15 wirkt, welche die Einstellschraube hineinzudrücken sucht.
Auch kann, um zu verhindern, dass die innere Oberfläche der Vertiefung 20 des Armes 7 mit Öladditiven von FM-Öl reagiert, eine Nitridverbindungsschicht auf der inneren Oberfläche der Vertiefung 20 des Armes 7 gebildet werden, indem der Arm 7 einer Nitrierbehandlung unterworfen wird.
Weiter kann, um zu verhindern, dass die innere Oberfläche der Vertiefung 20 mit Öladditiven von FM-Öl reagiert, eine Nickel-Phosphor-Beschichtung auf der Oberfläche der Vertiefung 20 vorgesehen sein. Eine solche Nickel-Phosphor-Beschichtung ist vorzugsweise eine Dispersionsbeschichtung, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der harte Teilchen (z. B. aus SiC oder Si₃N₄) dispergiert sind. Eine solche Beschichtung kann die Verschleißfestigkeit der Vertiefung 20 verbessern. Die Nickel-Phosphor-Beschichtung kann auch eine Dispersionsbeschichtung sein, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der PTFE dispergiert ist.
5 zeigt die Spielausgleichsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Elemente, die identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform sind oder diesen entsprechen, sind mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Die Einstellschraube 15 umfasst ein axial verschiebbar in das Gehäuse 12 eingesetztes Drehelement 15A, ein mit Außengewinde versehenes Element 15B, welches das Ende des in das Gehäuse 12 eingesetzten Drehelements 15A stützt und ein Außengewinde 14 an seinem äußeren Umfang aufweist, sowie eine Federscheibe 15C, die zwischen dem Drehelement 15A und dem mit Außengewinde versehenen Element 15B angeordnet ist. Die Federscheibe 15C kann eine Spannscheibe oder eine Wellenscheibe sein.
Das Drehelement 15A besteht aus einem Nichteisenmetall, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert (wie etwa Titan oder Aluminium). Das mit Außengewinde versehene Element 15B besteht ebenfalls aus einem Nichteisenmetall, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert.
Die Rückholfeder 17 ist eine Torsionsschraubenfeder, deren unteres Ende mit einem Aufnahmeloch 31 gekoppelt ist, das in dem unteren Element 16 ausgebildet ist, und deren oberes Ende mit einem Aufnahmeloch 32 gekoppelt ist, das in dem mit Außengewinde versehenen Element 15B ausgebildet ist. Indem sie verdreht wird, übt die Rückholfeder 17 ein Drehmoment auf das mit Außengewinde versehene Element 15B aus, welches das Drehelement 15A aus dem Gehäuse 12 zu drücken sucht.
Bei dieser Spielausgleichsvorrichtung ist es, wie bei der ersten Ausführungsform, selbst wenn FM-Öl als Motoröl verwendet wird, weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der Oberfläche des vorspringenden Endes 19 des Drehelements 15A bildet, das aus dem Gehäuse 12 herausragt, was es weniger wahrscheinlich macht, dass sich die Reibung zwischen der Einstellschraube 15 und dem Arm 17 verringert. Dies wiederum verhindert, dass das Drehelement 15A und das mit Außengewinde versehene Element 15B unter Drehung in das Gehäuse gedrückt werden, wenn sich der Nocken 6 dreht und eine Belastung auf das Drehelement 15A wirkt, welche das Drehelement hineinzudrücken sucht.
Auch ist es bei dieser Spielausgleichsvorrichtung, da das mit Außengewinde versehene Element 15B aus einem Nichteisenmetall besteht, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert, weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der Oberfläche des Außengewindes 14 bildet. Dies stellt ausreichende Reibung zwischen dem Drehelement 15A und dem Arm 7 sicher, was wiederum verhindert, dass das Drehelement 15A und das mit Außengewinde versehene Element 15B unter Drehung in das Gehäuse gedrückt werden, wenn sich der Nocken 6 dreht und eine Schubkraft auf das Drehelement 15A wirkt.
Wenn bei dieser Spielausgleichsvorrichtung der Motor im erwärmten Zustand anhält und dann der Motor abkühlt und damit Schrumpfungsunterschiede zwischen den Bauteilen des Ventiltriebs verursacht, wird die Federscheibe 15C zwischen dem mit Außengewinde versehenen Element 15B und dem Drehelement 15A zusammengedrückt, wodurch sie die Schrumpfungsunterschiede aufnimmt. Daher verbleibt, wenn der Motor erneut gestartet wird, kein Spalt zwischen dem Ventil 4 und dem Ventilsitz 10 aufgrund von Schrumpfungsunterschieden zwischen den Bauteilen des Ventiltriebs, wodurch Kompressionsverlust verhindert wird.
In dieser Ausführungsform wird die Federscheibe 15C als elastisches Element verwendet, das zwischen dem Drehelement 15A und dem mit Außengewinde versehenen Element 15B angeordnet ist. Aber anstelle der Federscheibe 15C kann ein anderes elastisches Element (wie etwa eine Druckschraubenfeder) verwendet werden.
Wenn eine Torsionsschraubenfeder als Rückholfeder 17 verwendet wird, kann die Rückholfeder 17 eine zylindrisch gewickelte, wie in 5 gezeigt, oder eine konisch gewickelte sein, wie in 6 gezeigt.
7 zeigt die Spielausgleichsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der zweiten Ausführungsform darin unterscheidet, dass die Rückholfeder 17 der zweiten Ausführungsform durch eine Spiralfeder ersetzt ist. Hier sind Elemente, die denjenigen der zweiten Ausführungsform entsprechen, mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Das Außengewinde 14 am äußeren Umfang des mit Außengewinde versehenen Elements 15B und das Innengewinde 13 am inneren Umfang des Gehäuses 12 sind beide vertikal symmetrische dreiecksförmige Gewinde.
Die Rückholfeder 17 ist eine durch schraubenförmiges Wickeln eines dünnen Blechmaterials ausgebildete Spiralfeder. Das radial äußere Ende der Rückholfeder 17 ist gegen Drehung an dem unteren Element 16 befestigt, und ihr radial inneres Ende ist in einen Schlitz eingesetzt, der in einem Vorsprung 41 am Ende des in das Gehäuse 12 eingesetzten mit Außengewinde versehenen Elements 15B ausgebildet ist. Daher übt die Rückholfeder 17, wenn die Rückholfeder 17 verdreht wird, ein Drehmoment auf das mit Außengewinde versehene Element 15B aus, welches das Drehelement 15A aus dem Gehäuse 12 zu drücken sucht.
Bei dieser Spielausgleichsvorrichtung ist es, selbst wenn FM-Öl als Motoröl verwendet wird, weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der Oberfläche des Endes 19 des Drehelements 15A bildet, das aus dem Gehäuse 12 herausragt. Dies stellt ausreichende Reibung zwischen dem Drehelement 15A und dem Arm 7 sicher.
Die 8 und 9 zeigen eine Spielausgleichsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform darin, dass die Rückholfeder 17 der zweiten Ausführungsform durch eine Evolutfeder ersetzt ist. Hier sind Elemente, die denjenigen der zweiten Ausführungsform entsprechen, mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Das Außengewinde 14 am äußeren Umfang des mit Außengewinde versehenen Elements 15B und das am inneren Umfang des Gehäuses 12 ausgebildete Innengewinde 13 sind beide vertikal symmetrische trapezförmige Gewinde.
Die Rückholfeder 17 ist eine durch schraubenförmiges Wickeln eines dünnen Blechmaterials ausgebildete Evolutfeder. Das radial äußere Ende der Rückholfeder 17 ist gegen Drehung an dem unteren Element 16 befestigt, und ihr radial inneres Ende ist in einen Schlitz eingesetzt, der in einem Vorsprung 51 am Ende des in das Gehäuse 12 eingesetzten mit Außengewinde versehenen Elements 15B ausgebildet ist. Daher übt die Rückholfeder 17, wenn die Rückholfeder 17 verdreht wird, ein Drehmoment auf das mit Außengewinde versehene Element 15B aus, welches das Drehelement 15A aus dem Gehäuse 12 zu drücken sucht.
Bei dieser Spielausgleichsvorrichtung ist es, selbst wenn FM-Öl als Motoröl verwendet wird, weniger wahrscheinlich, dass sich ein Schmierfilm, der Molybdändisulfid enthält, auf der Oberfläche des Endes 19 des Drehelements 15A bildet, das aus dem Gehäuse 12 herausragt. Dies stellt ausreichende Reibung zwischen dem Drehelement 15A und dem Arm 7 sicher.
Bei den zweiten bis vierten Ausführungsformen besteht das Drehelement 15A aus einem Material, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert. Aber stattdessen kann das Drehelement 15A aus Eisen bestehen, und das vorspringende Ende 19 des Drehelements 15A kann mit einer nicht-reaktiven Schicht 22 überzogen sein, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamant-ähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist. Bei dieser Anordnung sind die Materialkosten des Drehelements 15A niedriger, als wenn das Drehelement 15A aus einem Material besteht, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert.
Ähnlich kann, wenn das Drehelement 15A aus Eisen besteht, eine Nitridverbindungsschicht auf der Oberfläche des vorspringenden Endes 19 der Drehelements 15A gebildet werden, oder eine Nickel-Phosphor-Beschichtung kann auf dem vorspringenden Ende 19 des Drehelements 15A vorgesehen sein. Als Nickel-Phosphor-Beschichtung kann eine Dispersionsbeschichtung verwendet werden, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der harte Teilchen dispergiert sind, um die Verschleißfestigkeit des vorspringenden Endes 19 des Drehelements 15A zu verbessern.
Das mit Außengewinde versehene Element 15B kann ebenfalls aus Eisen bestehen, und die Oberfläche des mit Außengewinde versehenen Elements 15B kann mit einer nicht-reaktiven Schicht überzogen sein, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamant-ähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist.
Bei dieser Anordnung sind die Materialkosten des mit Außengewinde versehenen Elements 15B auch niedriger, als wenn das mit Außengewinde versehene Element 15B aus einem Material besteht, das nicht mit Öladditiven von FM-Öl reagiert.
10 zeigt eine Spielausgleichsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Elemente, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Das aus dem Gehäuse 12 vorspringende Ende 61 der Einstellschraube 15 ist halbkugelförmig und steht in Kontakt mit der Innenfläche einer Vertiefung 62 des Arms 7 an seinem radial äußeren Bereich. Das vorspringende Ende 61 weist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse L der Einstellschraube 15 enthält, einen bogenförmigen Querschnitt auf, dessen Mittelpunkt auf der Achse L liegt.
Die Vertiefung 62 weist ebenfalls einen bogenförmigen Querschnitt auf, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse L der Einstellschraube 15 enthält. Diese bogenförmige Vertiefung 62 weist Bogenmittelpunkte auf, die gegen die Achse L versetzt sind, sodass ihr Bogenradius A2 die Achse L schneidet. Der Bogenradius A2 der Vertiefung 62 ist größer als der Bogenradius A1 des vorspringenden Endes 61. Daher ist am Kontaktbereich zwischen dem vorspringenden Ende 61 und der Vertiefung 62 der Krümmungsradius der Vertiefung 62 (= Bogenradius A2) größer als der Krümmungsradius des vorspringenden Endes 61 (= Bogenradius A1). Aufgrund dieses Unterschieds beim Krümmungsradius wird die Keilwirkung an dem vorspringenden Ende 61 erzeugt.
Wenn bei dieser Spielausgleichsvorrichtung die Fläche der Vertiefung 62 gegen das vorspringende Ende 61 der Einstellschraube 15 gedrückt wird, wird das vorspringende Ende 61 gegen die Fläche der Vertiefung 62 verkeilt und durch die Innenfläche der Vertiefung 62 festgehalten. Daher wird während des Laufs des Motors ein großer Reibungswiderstand zwischen dem radial äußeren Teil des vorspringenden Endes 61 und der inneren Fläche der Vertiefung 62 erzeugt. Dieser Reibungswiderstand verhindert wirksam eine Drehung der Einstellschraube 15.
Da bei dieser Spielausgleichsvorrichtung ein großer Reibungswiderstand an dem vorspringenden Ende 61 der Einstellschraube 15 erzeugt wird, ist es möglich, den Reibungswiderstand zwischen dem Außengewinde 14 und dem Innengewinde 13 zu verringern. Daher ist es möglich, selbst wenn FM-Öl als Motoröl benutzt wird oder wenn ein Verschleiß des Außengewindes 14 und des Innengewindes 13 fortschreitet, zu verhindern, dass die Einstellschraube 15 unter Drehung in das Gehäuse gedrückt wird, während der Motor läuft.
Nun wird die Spielausgleichsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform beschrieben. Elemente, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Wie in 11 gezeigt, ist das aus dem Gehäuse vorspringende Ende 71 der Einstellschraube 15 halbkugelförmig und steht in Kontakt mit der Innenfläche einer Vertiefung 72 des Arms 7 an seinem radial äußeren Bereich. Das vorspringende Ende 71 weist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse L der Einstellschraube 15 enthält, einen bogenförmigen Querschnitt auf und weist Bogenmittelpunkte auf, die gegenüber der Achse L versetzt sind, sodass sein Bogenradius B1 getrennt von der Achse L liegt.
Die Vertiefung 72 weist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse L der Einstellschraube 15 enthält, einen bogenförmigen Querschnitt auf, der einen auf der Achse L liegenden Mittelpunkt aufweist. Der Bogenradius B2 der Vertiefung 72 ist größer als der Bogenradius B1 des vorspringenden Endes 71. Daher ist am Kontaktbereich zwischen dem vorspringenden Ende 71 und der Vertiefung 72 der Krümmungsradius der Vertiefung 72 (= Bogenradius 32) größer als der Krümmungsradius des vorspringenden Endes 71 (= Bogenradius B1). Aufgrund dieses Unterschieds im Krümmungsradius wird die Keilwirkung an dem vorspringenden Ende 71 erzeugt.
Wenn bei dieser Spielausgleichsvorrichtung, wie bei der fünften Ausführungsform, die Fläche der Vertiefung 72 gegen das vorspringende Ende 71 der Einstellschraube 15 gedrückt wird, wird das vorspringende Ende 71 gegen die Fläche der Vertiefung 72 verkeilt und durch die Innenfläche der Vertiefung 72 festgehalten. Daher wird während des Laufs des Motors ein großer Reibungswiderstand zwischen dem radial äußeren Teil des vorspringenden Endes 71 und der inneren Fläche der Vertiefung 72 erzeugt. Dieser Reibungswiderstand verhindert wirksam eine Drehung der Einstellschraube 15.
Nun wird die Spielausgleichsvorrichtung nach der siebenten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Elemente, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Wie in 12 gezeigt, ist das aus dem Gehäuse vorspringende Ende 81 der Einstellschraube 15 halbkugelförmig und steht in Kontakt mit der Innenfläche einer Vertiefung 82 des Arms 7 an seinem radial äußeren Bereich. Das vorspringende Ende 81 weist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse L der Einstellschraube 15 enthält, einen bogenförmigen Querschnitt auf und weist Bogenmittelpunkte auf, die gegenüber der Achse L versetzt sind, sodass sein Bogenradius C1 getrennt von der Achse L liegt.
Die Vertiefung 82 weist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse L der Einstellschraube 15 enthält, ebenfalls einen bogenförmigen Querschnitt auf und weist Bogenmittelpunkte auf, die gegenüber der Achse L versetzt sind, sodass ihr Bogenradius C2 die Achse L schneidet. Der Bogenradius C2 der Vertiefung 82 ist größer als der Bogenradius C1 des vorspringenden Endes 81. Daher ist am Kontaktbereich zwischen dem vorspringenden Ende 81 und der Vertiefung 82 der Krümmungsradius der Vertiefung 82 (= Bogenradius C2) größer als der Krümmungsradius des vorspringenden Endes 81 (= Bogenradius C1). Aufgrund dieses Unterschieds im Krümmungsradius wird die Keilwirkung an dem vorspringenden Ende 81 erzeugt.
Wenn bei dieser Spielausgleichsvorrichtung, wie bei der fünften Ausführungsform, die Fläche der Vertiefung 82 gegen das vorspringende Ende 81 der Einstellschraube 15 gedrückt wird, wird das vorspringende Ende 81 gegen die Fläche der Vertiefung 82 verkeilt und durch die Innenfläche der Vertiefung 82 festgehalten. Daher wird während des Laufs des Motors ein großer Reibungswiderstand zwischen dem radial äußeren Teil des vorspringenden Endes 81 und der inneren Fläche der Vertiefung 82 erzeugt. Dieser Reibungswiderstand verhindert wirksam eine Drehung der Einstellschraube 15.
Bei der Spielausgleichsvorrichtung nach der fünften Ausführungsform kann, wie in 13 gezeigt, ein Ausschnitt 63 in der inneren Fläche der Vertiefung 62 des Arms 7 an ihrem mittleren Bereich ausgebildet sein. Der Ausschnitt 63 erleichtert es, dass sich die Vertiefung durch elastische Verformung aufspreizt. Daher kann, wenn die Vertiefung 62 gegen das vorspringende Ende 61 gedrückt wird, das vorspringende Ende 61 leichter gegen die Vertiefung 62 verkeilt werden. Ein ähnlicher Ausschnitt kann auch bei der Spielausgleichsvorrichtung nach der sechsten oder der siebenten Ausführungsform ausgebildet sein.
Nun wird die Spielausgleichsvorrichtung nach der achten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Elemente, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Wie in 14 gezeigt, sind das vorspringende Ende 91 der Einstellschraube 15 und eine in dem Arm 7 ausgebildete Vertiefung 92 beide halbkugelförmig und weisen einander gleiche Radien auf. Eine vertiefte Fläche 93 ist am mittleren Bereich des vorspringenden Endes 91 der Einstellschraube 15 ausgebildet. Die vertiefte Fläche 93 weist einen Durchmesser D1 auf, der die Hälfte oder mehr als die Hälfte des Durchmessers D2 des vorspringenden Endes 91 beträgt.
Bei dieser Spielausgleichsvorrichtung berührt das vorspringende Ende 91 der Einstellschraube 15 die Innenfläche der Vertiefung 92 des Arms 7 an seinem Bereich radial nach außen von der vertieften Fläche 93. Daher wird ein größerer Reibungswiderstand zwischen dem vorspringendes Ende 91 und der Vertiefung 92 erzeugt, sodass es möglich ist, mit dem erhöhten Reibungswiderstand eine Drehung der Einstellschraube 15 wirksam zu verhindern.
Bei dieser Ausführungsform ist die vertiefte Fläche 93 am mittleren Bereich des vorspringenden Endes 91 der Einstellschraube 15 ausgebildet. Aber die vertiefte Fläche 93 kann durch eine flache Fläche ersetzt werden, die einen Durchmesser aufweist, der die Hälfte oder mehr als die Hälfte des Durchmessers D2 des vorspringenden Endes 91 beträgt.
Bei der Spielausgleichsvorrichtung nach einer beliebigen der obigen Ausführungsformen ist das untere Element 16 am unteren Ende des Gehäuses 12 befestigt. Aber stattdessen kann das Gehäuse 12 an seinem unteren Ende einen einstückig angeformten Boden aufweisen.
Die Rückholfeder 17 einer beliebigen der fünften bis achten Ausführungsformen kann durch eine beliebige der Torsionsfedern der zweiten bis vierten Ausführungsformen ersetzt werden, die ein Drehmoment auf die Einstellschraube 15 ausüben. Die Einstellschraube 15 einer beliebigen der fünften bis achten Ausführungsformen kann durch eine beliebige der Einstellschrauben der zweiten bis vierten Ausführungsformen ersetzt werden, die das Drehelement 15A, das mit Außengewinde versehene Element 15B und die Federscheibe 15C umfassen.
Aufgabe ist es, zu verhindern, dass die Einstellschraube unter Drehung in das Gehäuse gedrückt wird, wenn eine Belastung auf die Einstellschraube wirkt, welche die Einstellschraube hineinzudrücken sucht.
Bei einer Spielausgleichsvorrichtung, die ein zylindrisches Gehäuse 12, das in ein in der oberen Fläche eines Zylinderkopfes 2 ausgebildetes Aufnahmeloch 11 eingesetzt ist und ein Innengewinde 13 an seinem inneren Umfang aufweist, eine Einstellschraube 15, die ein an ihrem äußeren Umfang an seinem unteren Teil ausgebildetes Außengewinde 14 aufweist, das sich in Gewindekopplung mit dem Innengewinde 13 an dem Gehäuse 12 befindet, sowie eine Rückholfeder 17 umfasst, welche die Einstellschraube 15 in einer Richtung vorspannt, dass sie nach oben aus dem Gehäuse 12 herausragt, wobei die Einstellschraube 15 ein vorspringendes Ende 19 aufweist, das aus dem Gehäuse 12 hervorragt und einen Arm 7 stützt, besteht die Oberfläche des vorspringenden Endes 19 der Einstellschraube 15 aus einem Material, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-273510 A [0009]
- JP 64-34407 [0009]

Claims

Spielausgleichsvorrichtung, umfassend ein zylindrisches Gehäuse (12), das geeignet ist, in ein Aufnahmeloch (11) eingesetzt zu werden, das in einer oberen Fläche eines Zylinderkopfes (2) ausgebildet ist und ein Innengewinde (13) an einem inneren Umfang davon aufweist, eine Einstellschraube (15), die ein Außengewinde (14) an einem äußeren Umfang davon aufweist und in Gewindekopplung mit dem Innengewinde (13) am Gehäuse (12) steht, sowie eine Rückholfeder (17), welche die Einstellschraube (15) in einer Richtung vorspannt, dass sie nach oben aus dem Gehäuse (12) herausragt, wobei die Einstellschraube (15) ein vorspringendes Ende (19) aufweist, das aus dem Gehäuse (12) herausragt und geeignet ist, einen Arm (7) eines Ventiltriebs zu stützen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des vorspringenden Endes (19) der Einstellschraube (15) aus einem Material besteht, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellschraube (15) aus einem Nichteisenmetall besteht, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellschraube (15) aus Eisen besteht, und wobei das vorspringende Ende (19) der Einstellschraube (15) mit einer nicht-reaktiven Schicht (22) überzogen ist, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamant-ähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellschraube (15) aus Eisen besteht, und wobei eine Nitridverbindungsschicht auf dem vorspringenden Ende (19) der Einstellschraube (15) ausgebildet ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellschraube (15) aus Eisen besteht, und wobei eine Nickel-Phosphor-Beschichtung auf dem vorspringenden Ende (19) der Einstellschraube (15) ausgebildet ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Nickel-Phosphor-Beschichtung eine Dispersionsbeschichtung ist, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der harte Teilchen dispergiert sind.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Nickel-Phosphor-Beschichtung eine Dispersionsbeschichtung ist, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der PTFE dispergiert ist.
Spielausgleichsvorrichtung, umfassend ein zylindrisches Gehäuse (12), das geeignet ist, in ein Aufnahmeloch (11) eingesetzt zu werden, das in einer oberen Fläche eines Zylinderkopfes (2) ausgebildet ist und ein Innengewinde (13) an einem inneren Umfang davon aufweist, eine Einstellschraube (15), die ein Außengewinde (14) an einem äußeren Umfang davon aufweist und in Gewindekopplung mit dem Innengewinde (13) am Gehäuse (12) steht, eine Rückholfeder (17), welche die Einstellschraube (15) in einer Richtung vorspannt, dass sie nach oben aus dem Gehäuse (12) herausragt, sowie einen Arm (7), der eine Vertiefung (20) aufweist, in der ein aus dem Gehäuse (12) hervorragendes vorspringendes Ende (19) der Einstellschraube (15) aufgenommen wird, wobei der Arm (7) durch das vorspringende Ende (19) der Einstellschraube (15) gestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) aus Eisen besteht und die innere Oberfläche der Vertiefung (20) des Arms (7) aus einem Material besteht, das nicht mit Öladditiven von Öl reagiert, die organische Molybdänverbindungen enthalten.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vertiefung (20) des Arms (7) mit einer nicht-reaktiven Schicht (22) überzogen ist, die unter Keramikschicht, Kohleschicht, Oxidschicht, Diamant-ähnlicher Kohleschicht, Titannitridschicht und Chromnitridschicht gewählt ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Nitridverbindungsschicht auf der inneren Oberfläche der Vertiefung (20) des Arms (7) ausgebildet ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Nickel-Phosphor-Beschichtung auf der Vertiefung (20) des Arms (7) vorgesehen ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Nickel-Phosphor-Beschichtung eine Dispersionsbeschichtung ist, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der harte Teilchen dispergiert sind.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Nickel-Phosphor-Beschichtung eine Dispersionsbeschichtung ist, die eine Beschichtungsschicht umfasst, in der PTFE dispergiert ist.
Spielausgleichsvorrichtung, umfassend ein zylindrisches Gehäuse (12), das geeignet ist, in ein Aufnahmeloch (11) eingesetzt zu werden, das in einer oberen Fläche eines Zylinderkopfes (2) ausgebildet ist und ein Innengewinde (13) an einem inneren Umfang davon aufweist, eine Einstellschraube (15), die ein Außengewinde (14) an einem äußeren Umfang davon aufweist und in Gewindekopplung mit dem Innengewinde (13) am Gehäuse (12) steht, eine Rückholfeder (17), welche die Einstellschraube (15) in einer Richtung vorspannt, dass sie nach oben aus dem Gehäuse (12) herausragt, sowie einen Arm (7), der eine Vertiefung (62) aufweist, in der ein aus dem Gehäuse (12) hervorragendes vorspringendes Ende (61) der Einstellschraube (15) aufgenommen wird, wobei das vorspringende Ende (61) der Einstellschraube (15) halbkugelförmig ist und in Kontakt mit der Vertiefung (62) des Arms (7) an seinem radial äußeren Bereich steht, dadurch gekennzeichnet, dass, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse (L) der Einstellschraube (15) enthält, die Vertiefung (62) des Arms (7) einen Querschnitt aufweist, dessen Krümmungsradius (A2) größer ist als der Krümmungsradius (A1) des vorspringenden Endes (61) der Einstellschraube (15), wodurch das vorspringende Ende (61) die Keilwirkung besitzt.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vertiefung (62) des Arms (7) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse (L) der Einstellschraube (15) enthält, und Bogenmittelpunkte aufweist, die so gegenüber der Achse (L) der Einstellschraube (15) versetzt sind, dass ein Bogenradius (A2) der Vertiefung (62) die Achse (L) der Einstellschraube (15) schneidet, und wobei das vorspringende Ende (61) der Einstellschraube (15) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, der einen Mittelpunkt aufweist, der auf der Achse (L) der Einstellschraube (15) liegt, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse (L) der Einstellschraube (15) enthält.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei ein Ausschnitt (63) in der inneren Fläche der Vertiefung (62) des Arms (7) an ihrem mittleren Bereich ausgebildet ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vertiefung (72) des Arms (7) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, der einen Mittelpunkt aufweist, der auf der Achse (L) der Einstellschraube (15) liegt, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse (L) der Einstellschraube (15) enthält, und wobei das vorspringende Ende (71) der Einstellschraube (15) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse (L) der Einstellschraube (15) enthält, und Bogenmittelpunkte aufweist, die so gegenüber der Achse (L) der Einstellschraube (15) versetzt sind, dass ein Bogenradius (B1) des vorspringenden Endes (71) von der Achse (L) der Einstellschraube (15) getrennt ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei ein Ausschnitt (63) in der inneren Fläche der Vertiefung (72) des Arms (7) an ihrem mittleren Bereich ausgebildet ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vertiefung (82) des Arms (7) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse (L) der Einstellschraube (15) enthält, und Bogenmittelpunkte aufweist, die so gegenüber der Achse (L) der Einstellschraube (15) versetzt sind, dass ein Bogenradius (C2) der Vertiefung (82) die Achse (L) der Einstellschraube (15) schneidet, und wobei das vorspringende Ende (81) der Einstellschraube (15) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, betrachtet entlang einer Ebene, welche die Achse (L) der Einstellschraube (15) enthält, und Bogenmittelpunkte aufweist, die so gegenüber der Achse (L) der Einstellschraube (15) versetzt sind, dass ein Bogenradius (C1) des vorspringenden Endes (81) getrennt von der Achse (L) der Einstellschraube (15) ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei ein Ausschnitt (63) in der inneren Fläche der Vertiefung (82) des Arms (7) an ihrem mittleren Bereich ausgebildet ist.
Spielausgleichsvorrichtung, umfassend ein zylindrisches Gehäuse (12), das geeignet ist, in ein Aufnahmeloch (11) eingesetzt zu werden, das in einer oberen Fläche eines Zylinderkopfes (2) ausgebildet ist und ein Innengewinde (13) an einem inneren Umfang davon aufweist, eine Einstellschraube (15), die ein Außengewinde (14) an einem äußeren Umfang davon aufweist und in Gewindekopplung mit dem Innengewinde (13) am Gehäuse (12) steht, sowie eine Rückholfeder (17), welche die Einstellschraube (15) in einer Richtung vorspannt, dass sie nach oben aus dem Gehäuse (12) herausragt, wobei die Einstellschraube (15) ein halbkugelförmiges vorspringendes Ende (91) aufweist, das aus dem Gehäuse (12) herausragt und geeignet ist, einen Arm (7) eines Ventiltriebs schwenkbar zu stützen, dadurch gekennzeichnet, dass eine vertiefte Fläche (93) oder eine flache Fläche auf dem vorspringenden Ende (91) der Einstellschraube (15) an seinem mittleren Bereich ausgebildet ist, wobei die vertiefte Fläche (93) oder die flache Fläche einen Durchmesser (D1) aufweist, der die Hälfte oder mehr als die Hälfte des Durchmessers (D2) des vorspringenden Endes (91) der Einstellschraube (15) beträgt.
Spielausgleichsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Rückholfeder (17) eine Druckschraubenfeder ist, die geeignet ist, eine axiale Kraft auf die Einstellschraube (15) auszuüben, welche die Einstellschraube (15) aus dem Gehäuse (12) zu drücken sucht, und wobei das Außengewinde (14) und das Innengewinde (13) sägezahnförmige Gewinde sind.
Spielausgleichsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Rückholfeder (17) eine Torsionsfeder ist, die geeignet ist, eine Drehmoment auf die Einstellschraube (15) auszuüben, das die Einstellschraube (15) aus dem Gehäuse (12) zu drücken sucht, und wobei das Außengewinde (14) und das Innengewinde (13) sägezahnförmige Gewinde, dreieckige Gewinde oder trapezförmige Gewinde sind.
Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Torsionsfeder (17) eine Torsionsschraubenfeder, eine Spiralfeder oder eine Evolutfeder ist.
Spielausgleichsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 24, wobei die Einstellschraube ein axial verschiebbar in das Gehäuse (12) eingesetztes Drehelement (15A), ein mit Außengewinde versehenes Element (15B), welches ein Ende des in das Gehäuse (12) eingesetzten Drehelements (15A) stützt und ein Außengewinde (14) an seinem äußeren Umfang aufweist, sowie ein elastisches Element (15C) umfasst, das zwischen dem Drehelement (15A) und dem mit Außengewinde versehenen Element (15B) angeordnet ist.