DE1451940C - Hydraulisches Spielausgleichselement im Steuerungsantrieb für Teller Ventile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Spielausgleichselement in einem Steuerungsantrieb für Tellerventile von Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit einem von einem Nocken beeinflußten, in einem Steuergehäuse angeordneten Schwinghebel, der mit seinem einen Ende auf dem Ventilschaft und mit seinem anderen Ende auf einem Kolben gelenkig abgestützt ist, wobei der Kolben auf einer von ihm in einem Zylinderraum eingeschlossenen Schmierölmenge aufsitzt und der Zylinderraum eine erste stets offene Verbindung geringen Querschnitts zum Steuergehäuse und über ein eine Strömung zum Zylinderraum hin zulassendes Rückschlagventil eine zweite Verbindung zu einem drucklosen Schmierölsammeiraum aufweist, der seinerseits über einen Rücklauf in Verbindung mit einer im Steuergehäuse befindlichen Schmieröl-Auffangeinrichtung für das aus der ersten Verbindung austretende Schmieröl steht.

Bei einem derartigen hydraulischen Spielausgleichselement wird der Kraftschluß zwischen Ventilschaftende und Nocken durch den Schwinghebel, der auf einem federbelasteten Kolben gelagert ist, ohne Spiel hergestellt. Der Kolben wird in einem Zylinder geführt und schließt einen ölgefüllten, mit einem Rückschlag-Bodenventil versehenen Druckraum ab. Beim öffnen des Motorzylinderventils wird der Kolben belastet und der dadurch entstehende Öldruck verschließt das Rückschlagventil im Druckraum, so daß das öl aus diesem Raum nur über den Ringspalt zwischen dem hydraulischen Kolben und seinem Zylinder entweichen kann. Durch eine entsprechende Spielbemessung ist auch bei heißem öl die Bewegung des hydraulischen Kolbens nur sehr klein. Sobald das Motorzylinderventil wieder geschlossen hat, wird das aus dem Druckraum entwichene öl über das Rückschlagventil wieder angesaugt, weil die Feder unterhalb des Hydraulik-Kolbens diesen so lange nach oben drückt, bis das Spiel in den Zwischengliedern wieder aufgehoben ist.

Nun ist das Spritzöl aus dem Motorschmierölkreislauf stets lufthaltig. Durch die dauernde Druckbelastung und -entlastung im Druckraum der hydraulischen Vorrichtung kann es zum Ausscheiden der Luft kommen, die sich oben im Druckraum unter dem hydraulischen Kolben ansammelt. Mit dem Anwachsen des Luftpolsters wird durch dessen Elastizität der hydraulische Kolbenstößel immer weicher, bis im Grenzfall überhaupt kein öl mehr nachgesaugt wird, da nicht mehr genügend Unterdruck im Hydraulik-Zylinder entsteht, der das Rückschlagventil anheben könnte. Das Spielausgleichselement wird dadurch wirkungslos oder kann zumindest seine Aufgabe nur noch unvollkommen erfüllen.

Das bekannte Spielausa;leichselement hat noch den zusätzlichen Mangel, daß der schmale und verhältnismäßig großflächige Ringspalt zwischen dem Zylinder und dem Kolben den Abfluß von Schmieröl, besonders wenn dieses kalt und daher zähflüssig ist, verhindert. Dies kann dazu führen, daß das unter Federkraft stehende Ventil beim Schließen den Kolben über das Steuergestänge nicht weit genug zurückdrängen kann, so daß das Ventil nicht mehr schließt. Es ist auch möglich, daß bei einer abgeschalteten Brennkraftmaschine das Ventil wieder vom Sitz abhebt, da sich der beispielsweise aus Aluminium gebaute Zylinderkopf beim Abkühlen stärker zusammenzieht als das Ventil. Aus dem eben erwähnten Grunde bleibt dann das Ventil geöffnet mit der Folge, daß ein Wiederanlassen der Maschine wegen Fehlens einer ausreichenden Verdichtung unmöglich sein kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beheben und ein bei allen Betriebsbedingungen zuverlässig arbeitendes, von einer ständigen Schmierölzufuhr unabhängiges hydraulisches Spielausgleichselement zu schaffen. Dies geschieht bei einem .Spielausgleichselement eingangs angegebener

ίο Gattung erfindungsgemäß dadurch, daß der Kolben gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet ist und entweder die Wand des den Kolben umgebenden Zylinders oder der Kolben im höchsten Bereich mit einer axialen vom Zylinderraum bis ins Steuergehäuse reichenden Nut versehen ist, welche eine nahe dem dem Steuergehäuse zugewandten Ende des Kolbens vorgesehene zwischen Kolben und Zylinder gebildete, mit dem Rücklauf verbundene ölfangringnut kreuzt und daß die Schmieröl-Auffangeinrichtung aus einem Fangblech besteht, das an dem Zylinder in einigem Abstand von dem Austrittsende der axialen Nut quer zu deren Verlängerung angebracht ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen- verhindern durch die Anordnung einer Nut nicht nur die Bildung schädlicher Luftpolster im Zylinderraum des Spielausgleichselementes, sondern ermöglichen gleichzeitig auch einen ausreichenden Austritt von Schmieröl sowie durch eine ölfangringnut und ein Fangblech dessen vollständige Rückführung zur Wiederverwendung im Zylinderraum.

Durch die Unabhängigkeit von einer Schmiermittelquelle unterscheidet sich das Spielausgleichselement vorteilhaft von einer bekannten Ausführung, der ständig Schmieröl unter Druck zugeleitet werden muß, von dem ein Teil durch eine Längsbohrung im Kolben geführt ist und in einer Drosselstelle in dem äußerst schmalen Spalt zwischen dem am Kolben angeordneten Kugelzapfen und der gegenüberliegenden Kugelpfanne eines Schwinghebels mündet. Dieses Spielausgleichselement weist damit auch die gleichen Mängel wie das erstgenannte auf, da bei dieser Ausführung ein ausreichendes Austreten von Luft bzw. Schmieröl nicht möglich ist.

Es ist auch ein hydraulisches Spielausgleichselement bekannt, das in einem Kipphebel untergebracht ist und in dessen im Gegensatz vom Erfindungsgegenstand mit Drucköl versorgten Zylinder ein Kolben angeordnet ist, der über Keilstücke auf die Stoßstange des Steuerungsantriebes einwirkt. An der Manteloberseite des Kolbens ist ein Kanal angeordnet, der der Entlüftung dient, jedoch keinerlei Rückführungen für gegebenenfalls austretendes Schmieröl aufweist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bei einem hydraulischen Spielausgleichselement für zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Tellerventile, deren Hydraulikzylinder in einem gemeinsamen Lagerbock angeordnet sind, bilden die Fangbleche einen gemeinsamen Bauteil und der Lagerbock ist mit einem gemeinschaftlichen Rücklaufraum versehen, in welchen die einzelnen Rückläufe beider Zylinder einmünden. Diese Maßnahmen erlauben gegenüber einzelnen angeordneten hydraulischen Spielausgleichselementen eine wirtschaftlichere Herstellung.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt

Ein weiterer Vorteil der Entlüftungsnuten 16 ist, daß die Kolben 7 selbstansaugend wirken, d. h. ohne vorherige Entlüftung sofort öl ansaugen, weil infolge der fehlenden Luftpolster keinerlei Überdruck im 5 Raum 15 entsteht. Durch die Entlüftungsnuten 16 wird außerdem erreicht, daß auch bei kaltem Motoröl dieses über die Nuten ausfließen kann und somit die Kolben 7 bis zum Schließen der Motorventile absinken können. Zwar wird durch die Nuten 16 die

Fi g. 1 ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement in Einzeldarstellung bzw. im Schnitt nach der Linie I-I von F i g. 2,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das hydraulische Ventilspielausgleichselement für zwei nebeneinander angeordnete Kipphebel, als gemeinsamer Steuerbock ausgebildet, und die

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Steuerbock nach der Linie III-III von F i g. 2.

In Fig. 2 sind Schwinghebel und Nockenwelle io hydraulische Härte des Ausgleichselements verändert, der Übersichtlichkeit halber weggelassen. da das öl bei warmem Motor nicht nur über das

In F i g. 1 ist mit 1 ein unter dem Einfluß einer Spiel zwischen den Kolben 7 und Zylindern 9, son-Ventilfeder 2 stehender Tellerventilschaft bezeichnet. dem auch durch die Nuten 16 entweichen kann. Dieser wird von einem Nocken 3 her über einen Durch eine entsprechende Verkleinerung des Kolben-Schwinghebel 4 beeinflußt, dessen dem Ventil abgele- 15 spiels in den Zylindern 9 kann man die gewünschte genes Ende 5 sich auf dem Kugelzapfen 6 eines KoI- hydraulische Härte wieder herstellen. Die Ringnuten bens 7 abstützt Dieser gleitet in einem auf dem Zy- 17 in den Kolben 7 sammeln das zwischen Kolben linderkopf 8 befestigten Zylinder 9, der über ein nach und Zylinder entweichende öl, von wo es durch die außen sperrendes Rückschlag-Kugelventil 10 mit Rücklaufkanäle 18, 21 und 22 wieder zum ölvoreinem Vorratsraum 11 im Motorzylinder in Verbin- 20 ratsraum 11 zurückfließt. Die gleiche Wirkung hat dung steht. Der Vorratsraum wird über eine Verbin- auch das Fangblech 19', welches das durch die Nuten

dung 22 und einen Raum 21 mit Motorspritzöl versorgt. Das Kugelventil 10 steht unter der Einwirkung einer Schließfeder 12 und der Kolben 7 unter der Einwirkung einer Rückführfeder 13. Ein die Ventilkugel 10 mit Spiel umgebender Käfig 14 dient als Widerlager für die Schließfeder 12 und zugleich auch für die Rückführfeder 13. Die stärkere Rückführfeder 13 hält zugleich den Käfig 14 in seiner Arbeitslage fest. Die bisher beschriebene Anordnung ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Der Hydraulik-Zylinder 9 weist an der höchsten Stelle seiner Lauffläche eine vom Zylinderdruckraum

15 bis zur Kolbenoberseite reichende Entlüftungsnut

16 auf. Weiterhin ist nahe der äußeren Kolbenstirnfläche im Kolben 7 eine Ringnut 17 vorgesehen. Diese steht mit einem ölrücklaufkanal 18 des Zylinders 9

in Verbindung. Außerdem liegt in geringer Entfer-. nung über und vor dem oberen Ende der Entlüftungsnut 16 ein z. B. am Zylinder 9 befestigtes Fangblech 19.

Beim Vorliegen von zwei in einem geringen Abstand nebeneinander angeordneten Ventilen nach dem Ausführungsbeispiel von F i g. 2, z. B. einem Ein^ und Auslaßventil des Motorzylinders, sind in einem dem Schwinghebelstand entsprechenden Abstand zwei hydraulische Einrichtungen nach F i g. 1 in einem gemeinschaftlichen, vorzugsweise aus Guß hergestellten, Lagerbock 20 nebeneinander angeordnet. Die Rücklaufkanäle 18 der beiden Hydraulik-Zylinder führen als zwei in einer Flucht liegende Querkanäle zu dem gemeinschaftlichen, senkrecht dazu liegenden Raum 21, der über die Bodenausnehmüng22 (Fig.3) mit dem Vorratsraum 11 in Verbindung steht. Die Löcher 23 dienen zur Befestigung des Bockes 20 auf dem Zylinderkopf.

Im Fall der Doppelanordnung kann außerdem für die Fangbleche 19 beider Hydraulik-Vorrichtungen ein gemeinschaftlidherBauteil 19' (Fig. 2) verwendet werden. Dieser kann durch die zwischen den Zylindem 9 liegende Befestigungsschraube mit festgehalten werden.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Durch die Entlüftungsnuten 16 kann die unter den Kolbenunterseiten in den Druckräumen 15 sich ansammelnde Luft ständig entweichen. Damit ist verhindert, daß sich unter dem Kolben 7 ein elastisches Luftpolster bildet und die Stößel weich werden.

ausströmende öl wieder in die Zylinder 9 über die Kolben 7 ablaufen läßt, von wo es ebenfalls durch die Rückführkanäle 18 abfließt.

Durch diesen ölkreislauf erreicht man, daß die hydraulische^v Ventilnachstellung praktisch ohne Ölverlust arbeitet und nicht auf die ständige Zufuhr frischen Öles angewiesen, also nicht unmittelbar vom Motorölkreislauf abhängig ist.

Man kann sinngemäß die Entlüftungsnut auch am Kolben 7 anbringen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Spielausgleichselement in einem Steuerungsantrieb für Tellerventile von Kolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit einem von einem Nocken beeinflußten, in einem Steuergehäuse angeordneten Schwinghebel, der mit seinem einen Ende auf dem Ventilschaft und mit seinem anderen Ende auf einem Kolben gelenkig abgestützt ist, wobei der Kolben auf einer von ihm in einem Zylinderraum eingeschlossenen Schmierölmenge aufsitzt und der Zylinderraum eine erste stets offene Verbindung geringen Querschnitts zum Steuergehäuse und über ein eine Strömung zum Zylinderraum - hin zulassendes Rückschlagventil eine zweite Verbindung zu einem drucklosen Schmierölsammelraum aufweist, der seinerseits über einen Rücklauf in Verbindung mit einer im Steuergehäuse befindlichen Schmieröl-Auffangeinrichtung für das aus der ersten Verbindung austretende Schmieröl steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7) gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet ist und entweder die Wand des den Kolben (7) umgebenden Zylinders (9) oder der Kolben (7) im höchsten Bereich mit einer axialen vom Zylinderraum (15) bis ins Steuergehäuse reichenden Nut (16) versehen ist, welche eine nahe dem dem Steuergehäuse zugewandten. Ende des Kolbens (7) vorgesehene zwischen Kolben (7) und Zylinder (9) gebildete, mit dem Rücklauf (18) verbundene ölfangringnut (17) kreuzt und daß die Schmieröl-Auffangeinrichtung aus einem Fangblech (19) besteht, das an dem Zylinder (9) in einigem Abstand von dem Austrittsende der axialen Nut (16) quer zu deren Verlängerung angebracht ist.

2. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 1 in einem Steuerungsantrieb für zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Tellerventile, deren Hydraulikzylinder in einem gemeinsamen Lagerbock angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangbleche einen gemeinsamen Bauteil (19') bilden und der Lagerbock

(20) mit einem gemeinschaftlichen Rücklaufraum

(21) versehen ist, in welchen die einzelnen Rückläufe (18) beider Zylinder (9) einmünden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen