DE19502500A1

DE19502500A1 - Hydraulisch wirkendes Einsteckelement für einen Kipphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19502500A1
Application number: DE1995102500
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Speil
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-01

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch wirkendes Einsteckelement für einen Kipphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, das mit seinem Außenmantel in einer endsei tigen Aufnahmebohrung des Kipphebels eingebaut und mit seinem Boden einem Ende eines Ventilschafts zugewandt ist, wobei in einer nocken seitig offenen Bohrung des Gehäuses ein Kolben mit einem zentrischen Ölvorratsraum geführt ist, dessen eine Stirnfläche von wenigstens einer Druckfeder beaufschlagt ist, die sich anderenends an einer Innenseite des Bodens des Gehäuses abstützt und in einem von der Stirnfläche und der Innenseite des Bodens in Axialrichtung begrenzten Hochdruckraum verläuft, und wobei der Kolben sich mit seiner weiteren Stirnfläche an einem Grund der Aufnahmebohrung des Kipphebels ab stützt.

Derartige hydraulisch wirkende Einsteckelemente für Kipphebel sind der Fachwelt beispielsweise aus der DE-A 26 52 154 allgemein bekannt. Bei diesen ist die Bohrung des Gehäuses zur Aufnahme des Kolbens über die gesamte Länge mit gleichem Durchmesser und geschliffen ausgeführt. Um diese Bohrung in ihrer gesamten Länge zu schleifen, ist ein relativ hoher Fertigungsaufwand für die geforderte Genauigkeit einer Spielpas sung zwischen Gehäuse und Kolben erforderlich. Gleichzeitig gehen die Bestrebungen der Fachwelt dahin, eine in einem Ölvorratsraum des Kolbens eingeschlossene Hydraulikmittelmenge zu vergrößern, um die Betriebssicherheit des vorbeschriebenen hydraulisch wirkenden Ein steckelements zu verbessern. Diese Vergrößerung des Vorratsraumes bewirkt ebenfalls eine Verlängerung der Kolbenlänge im Gehäuse. Diese Verlängerung bedeutet wiederum eine relativ lang geschliffene Bohrung. Des weiteren ist es erforderlich, zur Aufnahme der auf das Element einwirkenden Radialkräfte, den Außenmantel des Gehäuses ebenfalls relativ lang auszubilden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Einsteckelement der vorbeschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß gleichzei tig eine verkürzte Führungslänge für den Kolben in seiner Bohrung am Gehäuse unter Verringerung des Fertigungsaufwandes geschaffen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Bohrung des Gehäuses, ausgehend von ihrem Rand, eine Durchmessererweiterung aufweist, die sich zu mindest über ein Drittel der den Kolben umschließenden Fläche der Bohrung erstreckt. Diese Durchmessererweiterung kann in Ausgestaltung der Erfindung wahlweise spanlos in einem Zieh- oder Fließpreßverfahren bzw. in einem spangebenden Fertigungsverfahren gefertigt werden. Durch diese Durchmessererweiterung ist mit einfachen Mitteln die Führungs länge des Kolbens im Gehäuse verkürzt. Somit verringert sich ebenfalls erheblich der Fertigungsaufwand zur Herstellung der Spielpassung im eben beschriebenen Bereich durch Schleifen. Die Führungslänge des Gehäuses in seiner Aufnahmebohrung zum Kipphebel ist durch die Maßnah me nach Anspruch 1 nicht verkürzt bzw. nur unwesentlich verkürzt, so daß die dort auftretenden Radialkräfte sehr gut vom Element bewältigt werden können. Durch die spanlose Fertigung der Durchmessererweiterung tritt eine zusätzliche Versteifung des gesamten Gehäuses unter Beibe haltung der ursprünglichen Wanddicke ein.

In Konkretisierung der Erfindung beschreibt der Anspruch 5, in weichem Verhältnis die Dicke des Gehäuses im Bereich dessen Randes sich zu einem Spalt zwischen der Bohrung des Gehäuses und einem Außenmantel des Kolbens verhält. Bei Einhaltung des hier beschriebenen Verhältnis ses ist mit nur einer geringfügigen Einbuße an Festigkeit im beschrie benen Bereich zu rechnen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß ein unmittel barer Randbereich des Gehäuses annähernd einen Durchmesser aufweist, der dem seiner den Kolben umschließenden weiteren Fläche entspricht. Diese Ausbildung garantiert vorteilhaft eine Abdichtung des während einer Hubphase des vom Einsteckelement beaufschlagten Gaswechselven tils aus dem Hochdruckraum des Gehäuses gequetschten Hydrauliköls. Zur Schaffung einer einfachen Ölumkehr in den Ölvorratsraum des Kolbens weist dieser daher vorteilhaft im Bereich der Durchmessererweiterung eine Durchgangsbohrung auf, welche sich nach einer weiteren bevorzug ten Ausführungsform in einer Ringnut des Kolbens befindet. Vorgesehen ist es auch, mehrere am Umfang der Ringnut angeordnete Durchgangs bohrungen herzustellen.

Die zylindrische Ausbildung des Bodens des Gehäuses garantiert einen ständigen Kontakt dieses bei seiner Schwenkbewegung auf einem Ende des Ventilschaftes des Gaswechselventils. Durch die immer weiter fort schreitende Miniaturisierung im Ventiltriebsbau mit dem Hintergrund der Bauraumeinsparung und der Minimierung der oszillierenden Massen sowie Reibungseinsparung ist die für den Boden des Gehäuses auf dem Ende des Ventilschaftes zur Verfügung stehende Aufstandsfläche sehr begrenzt. Durch diese zylindrische Gestaltung ist bei einem Auswandern des Kontaktpunktes des Bodens des Gehäuses am Ende des Ventilschaftes ein stetiger Kontakt garantiert. Gleichzeitig erweist sich diese zylindrische Ausbildung hinsichtlich der auftretenden Flächenpressung als günstig.

Da dieses nun zylindrisch ausgebildete Gehäuseteil verdrehgesichert in der Aufnahmebohrung des Kipphebels angeordnet werden muß, ist in Anspruch 10 beschrieben, den Außenmantel des Gehäuses im Bereich der Aufnahmebohrung des Kipphebels mit zumindest einer Anflachung zu versehen, welche mit einer entsprechenden Gegenfläche der Aufnahmeboh rung des Kipphebels zusammenwirkt. Denkbar sind in diesem Zusammenhang auch weitere Maßnahmen einer Verdrehsicherung, wie beispielsweise derartige über Stifte, Nutverbindungen bzw. auch kraftschlüssige. Diese zylindrische Ausbildung ist auch bei weiteren Gehäuseteilen von Einsteckelementen denkbar, bei denen nicht der Erfindungsgedanke nach dem Hauptanspruch verwirklicht ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die eben beschriebene Anflachung im Bodenbereich beispielsweise durch Prägen hergestellt ist. Hierdurch wird es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung möglich, im Inneren des Gehäuses somit einen Axialanschlag zur Begrenzung der Axialbewe gung des Kolbens in der Bohrung des Gehäuses zu schaffen.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale ihrer Ansprüche be schränkt. Denkbar und vorgesehen sind auch Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale und Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestal tungsbeispiel Offenbarten.

Zweckmäßigerweise ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ein steckelement für einen Kipphebel;

Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Unteransicht zu Fig. 2.

Aus Fig. 1 geht ein hydraulisch wirkendes Einsteckelement 1 für einen nicht dargestellten Kipphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftma schine hervor. Dieses Einsteckelement 1 besteht aus einem hohlzylin drischen Gehäuse 2, welches mit seinem Außenmantel 3 in eine an einem Ende des Kipphebels angeordnete Aufnahmebohrung eingesteckt ist. Mit einem Boden 4 wirkt das Gehäuse 2 auf ein Ende eines Ventilschaftes im Hubsinne ein. In einer nockenseitig offenen Bohrung 5 des Gehäuses 2 ist ein Kolben 6 angeordnet. Das Gehäuse 2 ist gegenüber dem im Kipp hebel ortsfest angeordneten Kolben 6 axial beweglich ausgebildet. Der Kolben 6 schließt einen zentrischen Ölvorratsraum 7 in seinem Inneren ein.

An einer Innenseite 8 des Bodens 4 des Gehäuses 2 ist einenends eine Druckfeder 9 abgestützt. Diese wirkt anderenends auf eine nockenferne Stirnfläche 10 des Kolbens 6 ein. Die Druckfeder 9 verläuft somit in einem durch die Stirnfläche 10 und die Innenseite 8 des Gehäuses 2 in Axialrichtung begrenzten Hochdruckraum 11. An der Stirnfläche 10 ist ebenfalls ein Teil eines nicht näher beschriebenen Rückschlagventils 12 angedeutet. Jedoch soll an dieser Stelle auf die Wirkungsweise und den näheren Aufbau des Einsteckelements 1 nicht weiter eingegangen werden, weil dies der Fachwelt hinreichend bekannt ist.

Zur Verkürzung der zu schleifenden Führungslänge der Bohrung 5 des Gehäuses 2 weist diese Bohrung 5, ausgehend von ihrem Rand 13, eine Durchmessererweiterung 14 im erfindungsgemäßen Sinne auf. Diese Durch messererweiterung 14 erstreckt sich über einen beträchtlichen Teil der Länge der Bohrung 5, zumindest jedoch über etwa ein Drittel der den Kolben 6 umschließenden Fläche der Bohrung 5.

Zur Vermeidung eines unerwünschten Austretens von Hydraulikmittel aus dem Einsteckelement 1 an seinem Randbereich 13 kann dieser Randbereich 13, wie im rechten Teil der Fig. 1 ersichtlich, einen Durchmesser aufweisen, der dem seiner den Kolben 6 umschließenden weiteren Fläche 5 am unteren Teil entspricht. Gleichzeitig kann eine Ölumlenkung aus dem Quetschspalt zwischen Kolben 6 und Gehäuse 2 in den Ölvorratsraum 7 über zumindest eine Durchgangsbohrung 15 im Bereich der Durchmesse rerweiterung 14 geschaffen werden, welche vorteilhaft innerhalb einer Ringnut 16 des Kolbens 6 verläuft.

Wie in den Vorteilsangaben zu den Ansprüchen und in den Ansprüchen selbst näher beschrieben, ist es vorgesehen, den Boden 4 des Gehäuses 2 zylindrisch auszubilden, wobei eine gedachte Zylinderachse parallel zur Drehachse des Kipphebels verläuft. Hierzu ist es erforderlich, wie der Fig. 2 näher zu entnehmen ist, eine Verdrehsicherung für das Gehäuse 2 in seiner Aufnahmebohrung im Kipphebel vorzusehen. Hier bietet sich eine einfache Anflachung 17 im Bodenbereich des Gehäuses 2 an, die mit einer entsprechenden Gegenfläche der endseitigen Auf nahmebohrung des Kipphebels zusammenwirkt. Selbstverständlich kann diese Anflachung 17 auch an einem anderen Gehäuseabschnitt als dem hier dargestellten appliziert werden.

Vorteilhaft wird diese Anflachung 17 durch Prägen hergestellt, wobei jedoch auch an weitere Herstellungsverfahren gedacht ist. Durch eine Oberkante 18 einer durch das Prägen geschaffenen Innenfläche 19 im Gehäuse 2 wird ein einfacher Axialanschlag für den Kolben 6 geschaf fen. Wie der Fig. 2 ebenfalls zu entnehmen ist, kann die Durchmesse rerweiterung 14 spanlos hergestellt werden, indem ein mittlerer Be reich des Gehäuses 2, beispielsweise während einer Zieh- oder Fließ preßfertigung, eingeformt wird und somit in diesem Bohrungsbereich die Führungsfläche für den Kolben 6 geschaffen ist. Durch diese spanlosen Fertigungsverfahren ist im gesamten den Kolben 6 umschließenden Be reich des Gehäuses 2 Wanddickengleichheit garantiert, welche sich insbesondere günstig auf die Festigkeit des gesamten Gehäuses 2 aus wirkt, wobei die durch das spanlose Fertigungsverfahren geschaffene Einformung zusätzlich versteifend wirken kann.

Der Kolben 6 des Gehäuses 2 liegt somit mit seiner weiteren Stirn fläche 22 an einem nicht dargestellten Grund der Aufnahmebohrung des Kipphebels für das Gehäuse 2 ortsfest an. Dabei ist das Gehäuse 2 axial beweglich gegenüber seiner Aufnahmebohrung im Kipphebel und gegenüber dem Kolben 6 zum Zwecke eines Spielausgleichs gehalten.

Eine Anwendung des hier als Spielausgleichselement ausgebildeten Einsteckelements bezieht sich nicht nur auf Kipphebel von Ventiltrie ben von Verbrennungskraftmaschinen. Denkbar ist sein Einsatz überall dort, wo es erforderlich ist, ein thermisch- bzw. verschleißbedingtes Spiel auszugleichen.

Schließlich zeigt Fig. 3 zur näheren Erläuterung eine Unteransicht auf das Gehäuse 2. Sichtbar sind hier insbesondere die Anflachungen 17.

Bezugszeichenliste

1 Einsteckelement
2 Gehäuse
3 Außenmantel
4 Boden
5 Bohrung, Fläche
6 Kolben
7 Ölvorratsraum
8 Innenseite
9 Druckfeder
10 Stirnfläche
11 Hochdruckraum
12 Rückschlagventil
13 Rand
14 Durchmessererweiterung
15 Durchgangsbohrung
16 Ringnut
17 Anflachung
18 Oberkante
19 Innenfläche
20 Außenmantel
21 Einformung
22 Stirnfläche
D Gehäusedicke
S Spalt

Claims

1. Hydraulisch wirkendes Einsteckelement (1) für einen Kipphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse (2), das mit seinem Außenmantel (3) in einer endseitigen Aufnahmebohrung des Kipphebels eingebaut und mit seinem Boden (4) einem Ende eines Ventilschafts zugewandt ist, wobei in einer nocken seitig offenen Bohrung (5) des Gehäuses (2) ein Kolben (6) mit einem zentrischen Ölvorratsraum (7) geführt ist, dessen eine Stirnfläche (10) von wenigstens einer Druckfeder (9) beaufschlagt ist, die sich anderenends an einer Innenseite (8) des Bodens (4) des Gehäuses (2) abstützt und in einem von der Stirnfläche (10) und der Innenseite (8) des Bodens (4) in Axialrichtung begrenzten Hochdruckraum (11) ver läuft, und wobei der Kolben (6) sich mit seiner weiteren Stirnfläche (22) an einem Grund der Aufnahmebohrung des Kipphebels abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (5) des Gehäuses (2), ausge hend von ihrem Rand (13), eine Durchmessererweiterung (14) aufweist, die sich zumindest über ein Drittel der den Kolben (6) umschließenden Fläche der Bohrung (5) erstreckt.

2. Einsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmessererweiterung (14) während einer Zieh- oder Fließpreßferti gung des Gehäuses (2) hergestellt wird.

3. Einsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmessererweiterung (14) in einem spangebenden Fertigungsverfahren am Gehäuse (2) appliziert wird.

4. Einsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolben (6) umschließende Fläche durch eine von seinem Außenmantel (20) ausgehende Einformung (21) definiert ist, wobei am Gehäuse (2) im Bereich zwischen der Einformung (21) und der Durchmessererweiterung (14) Wanddickengleichheit besteht.

5. Einsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dicke D des Gehäuses (2) im Bereich dessen Randes (13) sich zu einem Spalt S, zwischen der Bohrung (5) des Gehäuses (2) und einem Außen mantel (20) des Kolbens (6), verhält wie D / S < 3.

6. Einsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein unmittelbarer Randbereich (13) des Gehäuses (2) annähernd einen Durch messer aufweist, der dem seiner den Kolben (6) umschließenden weiteren Fläche (5) entspricht.

7. Einsteckelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kolben (6) im Bereich der Durchmessererweiterung (14) zumindest eine Durchgangsbohrung (15) in seinen Ölvorratsraum (7) geschaffen ist.

8. Einsteckelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (15) in einer Ringnut (16) des Kolbens (6) positio niert ist.

9. Einsteckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (4) des Gehäuses (2) zylindrisch ausgebildet ist, wobei eine gedachte Zylinderachse parallel zur Drehachse des Kipphebels verläuft und wobei das Gehäuse (2) in der Aufnahmebohrung des Kipphebels ver drehgesichert angeordnet ist.

10. Einsteckelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (3) des Gehäuses (2) zumindest eine Anflachung (17) in Interaktion mit einer entsprechenden Gegenfläche der Aufnahmebohrung des Kipphebels aufweist.

11. Einsteckelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anflachung (17) im Bodenbereich (4) des Gehäuses (2) angeordnet ist.

12. Einsteckelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anflachung (17) durch Prägen hergestellt ist.

13. Einsteckelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maximalhub das Gehäuses (2) relativ zum Kolben (6) durch eine Oberkan te (18) einer durch das Prägen geschaffenen Innenfläche (19) im Gehäu se (2) begrenzt ist.