DE19745907A1 - Valve plunger for combustion engine for hole in cylinder head - Google Patents
Valve plunger for combustion engine for hole in cylinder headInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Stößel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschi ne, der mit seinem Hemd in einer Bohrung eines Zylinderkopfes oszilliert und an einer Oberseite seines Bodens von einem oder mehreren Nocken einer Nockenwelle beaufschlagt ist.The invention relates to a tappet for a valve train of an internal combustion engine ne who oscillates with his shirt in a hole in a cylinder head and on one top of its bottom by one or more cams one Is applied to the camshaft.
Ein derartiger Stößel ist in der DE-OS 41 11 610 offenbart. Ein Boden des Stößels ist von einem Stellglied durchdrungen, welches einenends auf einen Schließkörper eines Rückschlagventils eines Spielausgleichselements einwirkt und anderenends mit einer Nut am Außenmantel eines beaufschlagenden Nockens kommuniziert. Diese Nut ist nur über einen geringen Teilbereich des Außenmantels des Nockens angeordnet und erstreckt sich beidseitig der Nockenspitze im Bereich einer huberzeugenden An- bzw. Ablaufflanke. Durch Öffnen des Schließkörpers außerhalb des Bereiches der Nut sollen beliebige Steuerzeiten erzielt werden. Insbesondere ist angestrebt, eine selbsttätige dreh zahlabhängige Verlagerung des Schließzeitpunktes des beaufschlagten Gaswech selventils zu erzielen. Such a plunger is disclosed in DE-OS 41 11 610. A bottom of the Tappet is penetrated by an actuator which ends at one end Closing body of a check valve of a play compensation element acts and at the other end with a groove on the outer jacket of an impinging Nockens communicates. This groove is only over a small area of the outer jacket of the cam and extends on both sides of the Cam tip in the area of a stroke-producing start and end flank. By Any opening of the closing body outside the area of the groove should be possible Tax times can be achieved. In particular, the goal is to make an automatic spin number-dependent shift of the closing time of the charged gas exchange to achieve valve.
Jedoch bekommt der Fachmann aus der gattungsbildenden Druckschrift keiner lei Anregungen darüber, wie er mit den aufgezeigten Mitteln im Nockengrund kreis einen Hochdruckraum des Spielausgleichselements entlasten kann, um Nockenwellenverlagerungen, Transversalschwingungen der Nockenwelle und weitere Einflüsse wie Unrundheiten im Nockengrundkreis vom Gaswechselven til fernzuhalten, welche ungünstigstenfalls zum Öffnen des betreffenden Gas wechselventils im Grundkreis führen könnten.However, the specialist does not get any from the generic publication lei suggestions about how he uses the indicated means in the cam base circle can relieve a high pressure space of the play compensation element Camshaft misalignments, transverse vibrations of the camshaft and other influences such as non-roundness in the cam base circle from the gas exchange valve til to keep away, which is worst case for opening the gas in question change valve could lead in the base circle.
Gleichzeitig ist der Schließkörper des hier betrachteten Stößels mehrteilig ausgebildet und dessen Rückstellmittel besteht in aufwendiger Art und Weise aus einer Haltekappe, auf welcher sich eine Feder abstützt. Diese Ausgestaltung erweist sich hinsichtlich Teilevielfalt und Bauaufwand als ungünstig.At the same time, the closing body of the plunger considered here is in several parts trained and the restoring means exists in a complex manner from a retaining cap on which a spring is supported. This configuration proves to be unfavorable with regard to the variety of parts and construction costs.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die beschreibungseinleitend zitierten Nach teile zu beseitigen. Insbesondere soll ein Stößel geschaffen werden, bei dem mit technisch geringem Aufwand ein zwangsweises Öffnen dessen Schließkörpers zum Hochdruckraum während einer Grundkreisphase des beaufschlagenden Nockens realisiert ist.It is therefore an object of the invention to describe the description cited in the introduction eliminate parts. In particular, a plunger is to be created in which technically little effort a forced opening of its closing body to the high pressure room during a base circle phase of the loading Cam is realized.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, wobei zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung aus den nachfol genden Unteransprüchen hervorgehen.According to the invention, this object is achieved by the features of the main claim solved, expedient concretizations of the invention from the following subordinate claims.
Dadurch, daß die Nut des Nockens sich über dessen gesamten Außenmantel mit Ausnahme des Grundkreisbereiches erstreckt, wird das Rückschlagventil des Spielausgleichselements definiert und zwangsweise geöffnet. Durch dieses "Öffnen" sind der Hochdruckraum und ein Vorratsraum des Spielausgleichs elements hydraulisch miteinander verbunden. Mögliche Nockenwellenver lagerungen bzw. Transversalschwingungen der Nockenwelle oder Unrundheiten im Nockengrundkreis führen nicht mehr, wie dem Fachmann an sich bekannt, zum unerwünschten Verhärten des Hochdruckraumes und eventuellen Entlasten des in Schließrichtung beaufschlagten Gaswechselventils bzw. sogar dessen Öffnen.The fact that the groove of the cam extends over its entire outer jacket with the exception of the base circle area, the check valve of the Game compensation elements defined and forcibly opened. Because of this "Open" are the high-pressure room and a storage room for game compensation elements hydraulically connected. Possible camshaft ver Bearings or transverse vibrations of the camshaft or out of roundness no longer lead in the cam base circle, as is known per se to the person skilled in the art, for undesirable hardening of the high pressure chamber and possible relief of the gas exchange valve acted upon in the closing direction or even its To open.
Im Laufe der soeben genannten Zwangsöffnung ist es somit möglich, während der Hubphase des Gaswechselventils entstandenes Spiel durch Mengenaus gleich an Hydraulikmittel sehr schnell auszugleichen. Gleichzeitig wird eine unerwünschte Ausbildung eines Hochdruckes im Hochdruckraum während der Grundkreisphase verhindert. Rückkopplungen von Zusatznocken wie Nocken von Einspritzpumpen auf den hydraulischen Ventilspielausgleich werden eben falls ausgeschlossen. Ebenso ist es bekannt, daß es insbesondere im Transient betrieb zu relativ großen Dilatationen am Gaswechselventil relativ zur Umge bung kommt. Diese Längenänderungen können im ungünstigsten Fall dazu führen, daß das Spielausgleichselement über seine Leckfunktion nicht mehr diese Längenänderung ausgleichen kann und das Gaswechselventil um einen Teilbetrag im Grundkreis der Nocken offenbleibt. Auch dieser Nachteil kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel auf einfache Art und Weise beseitigt werden. Selbstverständlich ist mit vom Schutzumfang dieser Erfindung eine Lösung eingeschlossen, bei der kein Ringabsatz vorhanden ist bzw. bei welcher der Schließkörper nicht durch den Ringabsatz ragt. Der Ringabsatz kann beispielsweise auch als direkter Boden der Hülse hergestellt sein.In the course of the positive opening just mentioned, it is thus possible during the stroke of the gas exchange valve caused by quantity equalize hydraulic fluid very quickly. At the same time undesirable formation of a high pressure in the high pressure room during the Base circle phase prevented. Feedback of additional cams such as cams from injection pumps to hydraulic valve lash compensation if excluded. It is also known that it is particularly in the transient Operation to relatively large dilatations on the gas exchange valve relative to the reverse exercise is coming. In the worst case, these changes in length can do this cause the game compensation element no longer about its leakage function can compensate for this change in length and the gas exchange valve by one Partial amount remains open in the base circle of the cams. This disadvantage can also by the means proposed according to the invention in a simple manner be eliminated. Of course, is within the scope of this invention included a solution where there is no ring heel or at which the closing body does not protrude through the ring shoulder. The ring heel can for example also be made as a direct bottom of the sleeve.
Die Ausbildung des Stellgliedes einteilig mit dem Schließkörper als Nadel erweist sich hinsichtlich der Fertigungs- und Montagekosten als besonders günstig. Vorteilhaft ist es, wenn der Schließkörper in seinem Schließbereich die Form eines Ventiltellers oder eine sphärische Krümmung besitzt. Es können auch andere für eine Dichtwirkung sinnvolle Sitzformen wie prinzipiell kegelige und ähnliche gewählt werden. Wichtig ist in diesem Fall lediglich die Dicht wirkung des Schließkörpers während der Hubphasen des beaufschlagenden Nockens. The design of the actuator in one piece with the closing body as a needle proves to be special in terms of manufacturing and assembly costs Cheap. It is advantageous if the closing body in its closing area Shape of a valve disc or a spherical curvature. It can also other seat shapes that are useful for a sealing effect, such as conical ones in principle and the like can be chosen. In this case, the only thing that is important is the sealing effect of the closing body during the lifting phases of the loading Cam.
Auch soll in zweckmäßiger Fortbildung der Erfindung die Umlaufnut derartig tief hergestellt sein, daß das einenends in ihr verlaufende Stellglied in dessen Schließstellung beabstandet zu ihrem Grund verläuft. Durch diese Maßnahme ist über alle Betriebs- und Temperaturbedingungen des Stößels hinweg ein sicheres Schließen des Stellgliedes während der Hubphase des Nockens garan tiert.In an expedient development of the invention, the circulation groove is also intended to be such be deeply made that the actuator running in one end in it Closed position runs at a distance from its base. By this measure is a across all operating and temperature conditions of the ram safe closing of the actuator during the cam lifting phase animals.
Nach der Erfindung ist für den Schließkörper ein Federmittel wie eine Tellerfe der oder eine Haltekappe zur Rückstellung vorgeschlagen. Dabei ist dieses Federmittel so ausgebildet, daß es eine schnelle Rückstellung bei beginnendem Nockenhub in dessen Umlaufnut gewährleistet. Somit ist im Hochdruckraum neben dem Schließkörper lediglich noch das Federmittel angeordnet. Weitere Bauteile sind nicht mehr erforderlich.According to the invention, a spring means such as a plate spring is for the closing body the or proposed a retaining cap for resetting. Here is this Spring means designed so that there is a quick reset at the beginning Cam stroke guaranteed in its circumferential groove. So is in the high pressure room only the spring means are arranged next to the closing body. Further Components are no longer required.
Denkbar ist es jedoch auch, auf das Federmittel vollständig zu verzichten und den Schließkörper im Hochdruckraum mit einer derartig hydraulisch wirksamen Fläche in Nockenrichtung zu versehen, daß bei Nockenhub und sich im Hoch druckraum ausbildendem Hochdruck der Schließkörper durch diesen in seine Schließposition gebracht wird. Denkbar kann auch ein magnetisches Feder mittel, eine Spiralfeder, eine Schraubenfeder oder ein ähnliches Mittel sein.However, it is also conceivable to completely dispense with the spring means and the closing body in the high pressure room with such a hydraulically effective To provide surface in the cam direction that during cam lift and up pressure chamber forming high pressure of the closing body through this in his Is brought into the closed position. A magnetic spring can also be used medium, a coil spring, a coil spring or a similar medium.
Die Federkraft des Federmittels ist so gewählt, daß mit beginnendem Nocken hub mit einem zügigen Verschließen des Hochdruckraumes zu rechnen ist. Dessen Hub ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung fast beliebig einstell bar. Das heißt, es sind keine engen Tolerierungen dessen Länge und der an grenzenden Teile erforderlich.The spring force of the spring means is selected so that when the cam begins stroke can be expected to quickly close the high-pressure chamber. Whose stroke can be set almost arbitrarily by the configuration according to the invention bar. That is, there are no tight tolerances on its length and length bordering parts required.
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Fig. 1 und 2 näher erläu tert. Diese zeigen in einem Längsschnitt ein in einen Stößel eingebautes Spiel ausgleichselement; Fig. 1 dabei mit angreifendem Nocken. The invention is expedient tert tert with reference to FIGS . 1 and 2. These show in a longitudinal section a built-in compensation element in a tappet; Fig. 1 with attacking cam.
Die Figur zeigt einen Stößel 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, so wie er dem Fachmann an sich bekannt ist. Der Stößel 1 oszilliert mit seinem Hemd 2 (links angedeutet) in einer nicht dargestellten Bohrung eines Zylin derkopfes. Er weist einen Boden 3 auf, der an seiner Oberseite 4 hier von einem Nocken 5 beaufschlagt ist. - Sofern der Stößel 1 auf unterschiedliche Hübe für ein oder mehrere Gaswechselventile ausgebildet sein soll, ist auch eine Beaufschlagung dessen Bodens von mehreren Nocken unterschiedlichen Hubes denkbar -.The figure shows a tappet 1 for a valve train of an internal combustion engine, as is known per se to the person skilled in the art. The plunger 1 oscillates with his shirt 2 (indicated on the left) in a bore, not shown, of a cylinder head. It has a base 3 which is acted upon by a cam 5 on its upper side 4 . - If the plunger 1 is to be designed on different strokes for one or more gas exchange valves, it is also conceivable that several cams of different strokes act on the bottom thereof.
Gegen eine Unterseite 6 des Bodens 3 ist eine hohlzylindrische Hülse 8 ange legt. Diese Hülse 8 schließt einen Vorratsraum 14 für Hydraulikmittel ein. An ihrer Mantelfläche 9 ist die Hülse 8 von einem Druckkolben 10 umschlossen. Axial zwischen einem Ringabsatz 12 der Hülse 8 und einem Boden 11 des Druckkolbens 10 verläuft ein Hochdruckraum 13 für das Hydraulikmittel. Dieser Hochdruckraum 13 ist in Richtung zum Vorratsraum 14 durch einen Schließkörper 16 während der gesamten Hubphase des beaufschlagenden Nockens verschlossen. Der Schließkörper 16 wird in seine Schließrichtung durch ein Federmittel 24 (hier haltekappenähnlich ausgebildet) beaufschlagt. Das Federmittel 24 ist in einer Vertiefung 25 axial unterhalb des Ringabsatzes 12 der Hülse 8 fixiert. Gleichzeitig stützt sich am Federmittel 24 ein Ende einer Druckfeder 27 ab, die anderenends gegen den Boden 11 wirkt.A hollow cylindrical sleeve 8 is placed against an underside 6 of the base 3 . This sleeve 8 includes a reservoir 14 for hydraulic fluid. On its lateral surface 9 , the sleeve 8 is enclosed by a pressure piston 10 . A high-pressure chamber 13 for the hydraulic medium runs axially between a ring shoulder 12 of the sleeve 8 and a base 11 of the pressure piston 10 . This high-pressure space 13 is closed in the direction of the storage space 14 by a closing body 16 during the entire lifting phase of the acting cam. The closing body 16 is acted upon in its closing direction by a spring means 24 (here designed like a retaining cap). The spring means 24 is fixed axially below the ring shoulder 12 of the sleeve 8 in a recess 25 . At the same time, one end is supported on the spring means 24 a compression spring 27 which acts at the other end against the ground. 11
Der Schließkörper 16 ist einteilig mit einem als Nadel ausgebildeten Stellglied 21 verbunden. Dieses Stellglied 21 führt entlang der Stößelachse durch den Vorratsraum 14 und durchstößt eine Öffnung 20 im Boden 3. Dabei ragt es in eine Umlaufnut 22 des Nockens 5. Wie der Figur entnehmbar ist, berührt das Stellglied 21 während dessen Schließstellung einen Grund 26 der Nut 22 nicht.The closing body 16 is connected in one piece to an actuator 21 designed as a needle. This actuator 21 leads along the ram axis through the storage space 14 and pierces an opening 20 in the bottom 3 . It projects into a circumferential groove 22 of the cam 5 . As can be seen from the figure, the actuator 21 does not touch a base 26 of the groove 22 during its closed position.
Die Umlaufnut 22 erstreckt sich über einen Bereich einer gesamten Hubphase des Nockens 5 mit Ausnahme dessen Grundkreises. Kommt nun mit Ende der Nockenablaufflanke der Grundkreis des Nockens 5 in Kontakt mit dem Boden 4, so beginnt der nicht ausgesparte Bereich der Umlaufnut 22. Somit verläuft das Stellglied 21 unmittelbar auf einem Außenmantel 23 des Nockens 5. Hier durch erfährt es eine Hubbewegung in nockenferne Richtung. Diese Hubbewe gung bewirkt eine Freigabe eines vom Schließkörper 16 bis dato begrenzten Durchlasses 19 am Ringabsatz 12 entgegen der Kraft des Federmittels 24. Durch dieses zwangsweise Öffnen des Durchlasses 19 während der Grundkreisphase ist zum einen mit einer hervorragenden und über alle Betriebsbedingungen des Stößels 1 hinweg sicheren Spielausgleichsfunktion des Spielausgleichselements 7 zu rechnen. Andererseits kann es nicht mehr zu einem unerwünschten Ver härten des Hochdruckraumes 1 3 während der Grundkreisphase des Nockens 5 kommen. Dieses Verhärten rührt, wie dargelegt, beispielsweise von Unrundhei ten des Nockengrundkreises, Transversalschwingungen der Nockenwelle bzw. unerwünschten Dilatationen des beaufschlagten Gaswechselventils insbesondere im Transientbetrieb der Brennkraftmaschine her.The circulation groove 22 extends over an area of an entire stroke phase of the cam 5 with the exception of its base circle. If the base circle of the cam 5 comes into contact with the bottom 4 at the end of the cam outlet flank, the area of the circumferential groove 22 which has not been left open begins. The actuator 21 thus runs directly on an outer jacket 23 of the cam 5 . Here it experiences a stroke in the direction away from the cam. This Hubbewe movement causes a release from the closing body 16 to date limited passage 19 on the ring shoulder 12 against the force of the spring means 24th This forced opening of the passage 19 during the base circle phase means, on the one hand, that an excellent play compensation function of the play compensation element 7 is to be expected, which is reliable over all operating conditions of the tappet 1 . On the other hand, there can no longer be an undesirable hardening of the high-pressure chamber 1 3 during the base circle phase of the cam 5 . This hardening stems, as explained, for example from non-roundness of the cam base circle, transverse vibrations of the camshaft or undesired dilatations of the acted gas exchange valve, particularly in the transient mode of the internal combustion engine.
Kommt es bei einem Stößel 1 nach der Erfindung zu den unerwünschten Zuständen wie genannt, so kann eine während der Grundkreisphase des Noc kens 5 im Hochdruckraum verdrängte Hydraulikmittelmenge auf einfache Art und Weise in den Vorratsraum 14 ausweichen. Mit Grundkreisende des Noc kens 5 beginnt wiederum dessen Umlaufnut 22. Das Stellglied 21 wird über die Kraft seines Federmittels 24 und den sich im Hochdruckraum 1 3 ausbildenden Überdruck äußerst schnell in seine Schließposition am Durchlaß 19 gebracht. Der Stößel 1 kann in gewöhnlicher Art und Weise den Nockenhub 5 über tragen. If a tappet 1 according to the invention comes to the undesirable conditions as mentioned, a quantity of hydraulic fluid displaced in the high-pressure chamber during the base circle phase of the Noc kens 5 can easily escape into the storage chamber 14 . With the base circle end of the Noc kens 5 , its circumferential groove 22 begins again. The actuator 21 is brought extremely quickly into its closed position at the passage 19 via the force of its spring means 24 and the excess pressure which forms in the high-pressure chamber 1 3. The plunger 1 can carry the cam stroke 5 in a conventional manner.
Fig. 2 offenbart einen ähnlichen Stößel 1 wie Fig. 1. Jedoch ist hier der Schließkörper 16 durch ein als Schraubenfeder ausgebildetes Federmittel 24 beaufschlagt. Gleichzeitig wirkt die Druckfeder 27 gegen den Ringabsatz 12. Auf die Haltekappe als Federmittel 24 und die Vertiefung 25 wird verzichtet. Somit ist der Ringabsatz 12 als unmittelbarer Boden für die Hülse 8 ausgebildet. Gleichzeitig kann der Fachmann sich Fig. 2 entnehmen, daß der Druckkolben 10 gegenüber der vorherigen Ausgestaltung deutlich vereinfacht ist, da der von ihm eingeschlossene Hochdruckraum 13 ungestuft hergestellt ist. Durch den Wegfall der Vertiefung 25 sowie die letztgenannte Maßnahme ist für das Spiel ausgleichselement 7 nach Fig. 2 mit geringerem Fertigungsaufwand gegenüber dem in Fig. 1 beschriebenen Spielausgleichselement 7 zu rechnen. Das Feder mittel 24 kann an einem Ringabsatz 28 des Schließkörpers 1 6 einenends anlie gen. Fig. 2 discloses a plunger 1 similar to Fig. 1. However, here the closing body 16 is acted upon by a spring means 24 designed as a helical spring. At the same time, the compression spring 27 acts against the ring shoulder 12 . The retaining cap as the spring means 24 and the recess 25 are dispensed with. Thus, the ring shoulder 12 is formed as an immediate bottom for the sleeve 8 . At the same time, the person skilled in the art can see in FIG. 2 that the pressure piston 10 is significantly simplified compared to the previous embodiment, since the high-pressure space 13 enclosed by it is manufactured without steps. By eliminating the recess 25, and the latter measure is for the play compensation element 7 of FIG. 2 with a lower manufacturing cost over that described in Fig. 1 play compensation element 7 to be expected. The spring means 24 can on one end of a ring shoulder 28 of the closing body 1 6 conditions.
11
Stößel
Pestle
22nd
Hemd
shirt
33rd
Boden
ground
44th
Oberseite
Top
55
Nocken
cam
66
Unterseite
bottom
77
Spielausgleichselement
Game compensation element
88th
Hülse
Sleeve
99
Mantelfläche
Lateral surface
1010th
Druckkolben
Pressure piston
1111
Boden
ground
1212th
Ringabsatz
Ring heel
1313
Hochdruckraum
High pressure room
1414
Vorratsraum
Pantry
1515
nicht vergeben
not forgiven
1616
Schließkörper
Closing body
1717th
Federmittel
Spring means
1818th
nicht vergeben
not forgiven
1919th
Durchlaß
Passage
2020th
Öffnung
opening
2121
Stellglied
Actuator
2222
Umlaufnut
Circulation groove
2323
Außenmantel
Outer jacket
2424th
Federmittel
Spring means
2525th
Vertiefung
deepening
2626
Grund
reason
2727
Druckfeder
Compression spring
2828
Ringabsatz
Ring heel
2929
Ölübertritt
Oil spill
Claims (4)
- - daß sich die Umlaufnut (22) über einen gesamten Hubbereich des Nockens (5) erstreckt, wobei sie über dessen Grundkreis bzw. über Teilbereiche dessen Grundkreises hinweg unausgespart hergestellt ist;
- - daß die Umlaufnut (22) im Hubbereich des Nockens (5) eine derartige Tiefe aufweist, daß das in ihr verlaufende Stellglied (21) den Schließkörper (16) soweit frei gibt, daß er am Durchlaß (19) anliegen kann und
- - daß das Stellglied (21) als Nadel hergestellt ist, welche einteilig mit dem Schließkörper (16) ausgebildet ist.
- - That the circumferential groove ( 22 ) extends over an entire stroke range of the cam ( 5 ), wherein it is made without recess over its base circle or over partial areas of its base circle;
- - That the circumferential groove ( 22 ) in the stroke area of the cam ( 5 ) has such a depth that the actuator ( 21 ) extending in it releases the closing body ( 16 ) to the extent that it can rest against the passage ( 19 ) and
- - That the actuator ( 21 ) is made as a needle, which is integrally formed with the closing body ( 16 ).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INA-SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |