DE1301823B

DE1301823B - Sich selbsttaetig hydraulisch einstellendes Spielausgleichselement fuer die Ventilsteuerung von Kolbenbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1301823B
Application number: DEM66871A
Authority: DE
Inventors: Sossna Hans-Juergen
Original assignee: MOTOMAK; Motomak Motorenbau Maschinen und Werkzeugfabrik Konstruktionen GmbH
Current assignee: MOTOMAK; Motomak Motorenbau Maschinen und Werkzeugfabrik Konstruktionen GmbH
Priority date: 1965-10-07
Filing date: 1965-10-07
Publication date: 1969-08-28
Also published as: GB1158808A; US3418983A

Description

Die Erfindung betrifft ein sich selbsttätig hydraulisch einstellendes Spielausgleichselement für die Ventilsteuerung von Kolbenbrennkraftmaschinen, das aus zwei längsverschiebbar ineinander geführten Teilen besteht, von denen das eine mit einer hohlen Stößelstange und das andere mit dem Kipphebel zusammenwirkt und die zwischen sich einen eine gedrosselte Leckage aufweisenden Druckraum einschließen, der über eine von einem Rückschlagventil beherrschte Bohrung mit einem der hohlen Stößelstange benachbarten und mindestens teilweise durch diese gebildeten Vorraum verbunden ist, der seinerseits mit außerdem ganz oder teilweise der Schmierung nachgeordneter Steuerungsteile dienenden Drucköl beaufschlagt ist, das von einer ölzuführungsöffnung an dem dem Kipphebel abgekehrten Ende der hohlen Stößelstange durch diese hindurch zufließt.
Solche Ausgleichselemente haben den Zweck, das im Gestänge zur Ventilsteuerung auftretende Spiel zu beseitigen, das beispielsweise durch Verschleiß oder Wärmedehnung entstehen kann. Die Wirkung derartiger Ausgleichselemente besteht darin, daß die das Ausgleichselement bildenden ineinander geführten Teile im Ventilsteuergestänge gegeneinander längsverschiebbar eingeschaltet sind. Ihre selbsttätige hydraulische Einstellung in der Art, daß jegliches Ventilspiel ausgeglichen wird, geschieht dadurch, daß zwischen die beiden das Ausgleichselement bildenden Teile Öl aus dem Schmiermittelkreislauf der Maschine eingeführt wird. Das unter Schmieröldruck stehende Öl gelangt über ein Rückschlagventil aus dem Vorraum in den Druckraum und drückt die beiden längsverschiebbaren Teile des Elementes so weit auseinander, bis jegliches Spiel im Ventilsteuergestänge ausgeglichen ist. Wenn der von den beiden Teilen eingeschlossene Druckraum vollständig mit Öl gefüllt ist, wirkt während des Öffnungsvorganges des Maschinenventils wie eine starre Kupplung, da das eingeschlossene Öl als inkompressibel angesehen werden kann. Damit jedoch das Ausgleichselement nicht nur einen Spielausgleich herbeiführen kann, wenn sich das Spiel im Ventilsteuergestänge vergrößert, sondern auch dann, wenn sich das Spiel verringert, ist eine aus dem Druckraum führende, gedrosselte Leckage vorgesehen, durch die bei jedem Maschinenventilhub eine geringe Leckölmenge austreten kann.
Es sind sowohl Kolbenbrennkraftmaschinen bekannt, bei denen das Schmieröl zur Schmierung der gegeneinander beweglichen Teile des Ventilsteuergestänges durch die in diesem Fall hohle Kipphebelwelle herangeführt wird, als auch Kolbenbrennkraftmaschinen, bei denen das Schmieröl durch Bohrungen zum Stößel und von dort durch die hohle Stößelstange zu den übrigen Schmierstellen geführt wird. In diesen Fällen hat man das Ausgleichselement vorzugsweise im Ventilstößel selbst angeordnet.
Es sind aber auch Ausgleichselemente bekannt, die im Kipphebel selbst oder auf dem dem Kipphebel zugekehrten Ende der Stößelstange angeordnet sind und bei denen das Schmieröl durch die hohle Stößelstange herangeführt wird. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil, daß das Ausgleichselement verhältnismäßig leicht ein- und ausgebaut werden kann, ohne daß dabei die Kolbenmaschine gänzlich zerlegt werden müßte. Ein Zerlegen der Maschine ist meist dann notwendig, wenn das Ausgleichselment im Ventilstößel selbst angeordnet ist, da in vielen Fällen der Ventilstößel nur zur Kurbelwelle hin herausgenommen werden kann. Bei Spielausgleichselementen, die im Kipphebel selbst oder am kipphebelseitigen Ende der Stößelstange angeordnet sind und die durch die hoble Stößelstange mit Öl versorgt werden, muß mit besonderen konstruktiven Maßnahmen für eine Schmierung des Kipphebels gesorgt werden. Bei einem bekannten derartigen Spielausgleichselement ist der Vorraum über-eine Bohrung mit einem Kanal im Kipphebel verbunden, der wiederum in die Kipphebellagerung mündet. Ein Teil des durch die hohle Stößelstange in den Vorraum eindringenden öls dient also zur Auffüllung des Druckraumes, während der andere Teil des Öls zur Schmierung der Kipphebellagerung abgezweigt wird. Dieses bekannte Spielausgleichselement weist jedoch einen erheblichen Nachteil auf. Während des Stillstandes der Kolbenbrennkraftmaschine kann es vorkommen, daß ein Maschinenventil je nach Stellung des zugehörigen Nockens ganz oder teilweise geöffnet ist. In diesem Fall steht das Öl im Druckraum des Ausgleichselementes unter Einwirkung der Maschinenventilfederkraft. Dieses so unter Druck gesetzte Öl im Druckraum kann nun im Verlauf einiger Zeit durch die für die Funktion des Ausgleichselementes notwendige Leckage aus dem Druckraum ganz oder teilweise ausströmen. Beim erneuten Starten der Kolbenmaschine muß der Druckraum erst wieder mit Öl gefüllt werden, um den durch das Ausströmen des Öls entstandenen Hubverlust wieder auszugleichen. Bei dem bekannten Ausgleichselement ist jedoch im Augenblick des erneuten Startens kein oder nur wenig Öl zur Auffüllung des Druckraumes verfügbar, da das im Vorraum, in der hohlen Stößelstange und in den übrigen Schmierölkanälen der (in bezug auf den Schmierölfluß im Betrieb) nachgeordneten Steuerungsteile vorhandene Öl zwischenzeitlich zurück in den Ölsumpf der Maschine geflossen ist. Dies hat zur Folge, daß in den Druckraum des Ausgleichselementes zunächst nur Luft gelangt, die aber infolge ihrer Kompressibilität ein übertragen des Nockenhubes auf das Maschinenventil nicht zuläßt. Erst wenn nach einer geraumen Zeit Öl durch die Schmiermittelpumpe herangeführt wird und die Luft aus dem Druckraum entwichen ist und auch die in den nachgeordneten Steuerungsteilen verlaufenden Schmierölbohrungen mit Öl aufgefüllt sind, kann das Ausgleichselement wieder einwandfrei funktionieren. Neben einem sehr starken klappernden Geräusch während der Startphase hat dies bei Brennkraftmaschinen den Nachteil, daß diese nur schlecht anspringen und infolgedessen ihre Anlasser über Gebühr beansprucht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese nachteiligen Auswirkungen des bekannten Ausgleichselementes zu beseitigen und ein einfach herzustellendes funktionssicheres Ausgleichselement zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Spielausgle:ichselement eingangs geschilderter Gattung durch eine Kombination der folgenden Merkmale gelöst, nämlich daß a) in an sich bekannter Weise der Vorraum mit Ausnahme seiner ölzuführungsöffnung und seiner von einem Rückschlagventil beherrschten übertrittsöffnung zum Druckraum allseitig luftdicht abgeschlossen ist, b) die ölzuführungsöffnung einen im Zusammenwirken mit dem Rückschlagventil das Auslaufen des Vorraumes verhindernden Querschnitt mit Kapillarwirkung aufweist und c) die aus dem Druckraum führende gedrosselte Leckage in ebenfalls bekannter Weise eine Verbindung mit den Schmierölbohrungen der nachgeordneten Steuerungsteile hat.
Bei einem erfindungsgemäßen Spielausgleichselement ist der Vorraum auch nach einem längeren Stillstand der Maschine noch mit Öl gefüllt, das sofort und primär zur Auffüllung des Druckraumes zur Verfügung steht, da der Vorraum außer den beiden genannten, in ihrem Zusammenwirken ein Abfließen des Öls beim Stillstand der Maschine verhindernden Öffnungen keine weiteren Öffnungen mehr hat und somit auch keine gedrosselte Leckage in ihn einmündet und trotzdem die Schmierung nachgeordneter Steuerungsteile sichergestellt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spielausgleichselementes dargestellt. Es wird im folgenden näher beschrieben.
In der Bohrung 1 des Gehäuses 2 einer Kolbenbrennkraftmaschine ist ein Ventilstößel 3 längsverschiebbar geführt. Durch den Nocken 4 wird eine Hubbewegung erzeugt, die vom Stößel 3 über die Stößelstange 5 und das Ausgleichselement 6 auf den Kipphebel ? übertragen wird, der seinerseits auf den Ventilschaft 8 einwirkt. Das Ausgleichselement 6 besteht aus einem äußeren Teil 9, das mit der Stößelstange 5 fest verbunden ist. Ein weiteres Teil 10 ist im Teil 9 längsverschiebbar geführt. Beide Teile schließen zwischen sich einen Druckraum 11 ein, der über ein Rückschlagventil 12 mit einem Vorraum 13 verbunden ist. Dieser Vorraum 13 wird praktisch durch die hohle Stößelstange 5 gebildet. Eine im Druckraum 11 angeordnete Feder 14 drückt die beiden Teile 9 und 10 des Ausgleichselementes auseinander, so daß jegliches Spiel im Ventilsteuerungsgestänge ausgeschlossen ist. Durch die im Gehäuse 2 angeordnete Bohrung 15 gelangt das Schmieröl durch die weitere Bohrung 16 in der Wandung des Stößels 3 und die Bohrung 17 in die hohle Stößelstange 5, von wo aus es am Rückschlagventil 12 vorbei in den Druckraum 11 des Ausgleichselementes 6 gelangen kann. Die Abmessungen der beiden Teile 9 und 10 sind so gehalten, daß sich zwischen ihnen eine Lekkage 18 ausbilden kann, durch die das Öl vom Druckraum durch die Bohrungen 19 und 20 zum Kipphebel ? gelangen kann, wo es zur Schmierung der übrigen gegeneinander beweglichen Teile im Bereich des Kipphebels dient. Der durch die hohle Stößelstange 5 gebildete Vorraum kann niemals leerlaufen, da an seinem oberen Ende das Rückschlagventil12 angeordnet ist und die Ölzuführungsöffnung 17 einen Querschnitt mit Kapillarwirkung aufweist. Die Kapillarwirkung .der ölzuführungsöffnung 17 verhindert ein Leerlaufen des Vorraumes auch dann, wenn während des Betriebes der Kolbenbrennkraftmaschine Luftblasen in die hohle Stößelstange eingetreten sind, die dann trotz Vorhandenseins des Rückschlagventils an deren oberem Ende ein Auslaufen des Vorraumes herbeiführen könnten.

Claims

Patentanspruch: Sich selbsttätig hydraulisch einstellendes Spielausgleichselement für die Ventilsteuerung von Kolbenbrennkraftmaschinen, das aus zwei längsverschiebbar ineinander geführten Teilen besteht, von denen das eine mit einer hohlen Stößelstange und das andere mit dem Kipphebel zusammenwirkt und die zwischen sich einen eine gedrosselte Leckage aufweisenden Druckraum einschließen, der über eine von einem Rückschlagventil beherrschte Bohrung mit einem der hohlen Stößelstange benachbarten und mindestens teilweise durch diese gebildeten Vorraum verbunden ist, der seinerseits mit außerdem ganz oder teilweise der Schmierung nachgeordneter Steuerungsteile dienendem Drucköl beaufschlagt ist, das von einer Ölzuführungsöffnung an dem dem Kipphebel abgekehrten Ende der hohlen Stößelstange durch diese hindurch zufließt, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß a) in an sich bekannter Weise der Vorraum (13) mit Ausnahme seiner Ölzuführungsöffnung (17) und seiner von einem Rückschlagventil (12) beherrschten übertrittsöffnung zum Druckraum allseitig luftdicht abgeschlossen ist, b) die ölzuführungsöffnung (17) einen im Zusammenwirken mit dem Rückschlagventil (12) das Auslaufen des Vorraumes verhindernden Querschnitt mit Kapillarwirkung aufweist und c) die aus dem Druckraum (11) führende gedrosselte Leckage in ebenfalls bekannter Weise eine Verbindung mit den Schmierölbohrungen der nachgeordneten Steuerungsteile hat.