DE19942983A1

DE19942983A1 - Hydraulisches Spielausgleichselement

Info

Publication number: DE19942983A1
Application number: DE1999142983
Authority: DE
Inventors: Stephan Moeck
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-15
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: DE19942983B4

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Spielausgleichselement (1), insbesondere ein Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dessen Druckkolben (6) ist im Bereich eines diesen umschließenden Gehäuses (2) einteilig hergestellt. Er hat einen separaten Kopf (14) mit einem Durchmesser, welcher einen Durchmesser des Druckkolbens (6) übersteigt. Eine Trennfläche des Kopfes (14) zum Druckkolben (6) liegt axial außerhalb des Gehäuses (2). DOLLAR A Durch diese einteilige Ausbildung trägt der Druckkolben (6) über seine gesamte Länge im Gehäuse (2). Gleichzeitig bietet der Kopf (14) eine gute Aufstandsfläche für einen hebelartigen Nockenfolger.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spielausgleichselement, insbesondere ein Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse, einem Druckkolben und einem Rückschlagventil, welches Gehäuse in seiner Bohrung den längsbeweglich zu diesem angeordneten Druckkolben wenigstens abschnittsweise umfasst, der an seiner einem Boden des Gehäuses zugewandten ersten Stirnseite einen Steg mit dem Rückschlag ventil hat, zwischen welchem Steg und dem Boden ein Hochdruckraum für Hy draulikmittel eingeschlossen ist, wobei eine zweite Stirnseite des Druckkolbens durch einen separaten Kopf gebildet und der Druckkolben bis auf den Kopf einteilig ist und zwischen dem Kopf und dem Steg ein Vorratsraum für das Hy draulikmittel durch den Druckkolben begrenzt ist, welcher Vorratsraum ein trichterähnliches Umlenkelement für das Hydraulikmittel besitzt, das einerseits mit einem unteren Abschnitt an einem Innenmantel des Druckkolbens befestigt ist und andererseits einen kopfseitigen Einlass in den Vorratsraum aufweist und wobei zwischen der Bohrung des Gehäuses und einem Außenmantel des Druckkolbens ein Leckspalt für das Hydraulikmittel verläuft.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Spielausgleichselement ist aus der als gattungsbildend be trachteten US-PS 4,584,976 vorbekannt. Dieses ist gemäß Fig. 4 als Abstüt zelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine hergestellt. Dessen Druckkolben ist zwar im Bereich eines Steges für ein Rückschlagventil einteilig gefertigt, jedoch besitzt er einen stirnseitigen Kopf mit einer Trennfläche, die innerhalb einer Bohrung eines den Druckkolben umschließenden Gehäuses verläuft.

Nachteilig ist es bei dem eben genannten Stand der Technik, dass es, auf grund der Trennfläche zwischen dem Kopf und dem Druckkolben innerhalb der Bohrung des Gehäuses, beim Betrieb des Spielausgleichselements zu einem unerwünscht hohen Verschleiß kommt. Dies rührt u. a. vom durch die Trennflä che unterbrochenen Kraftfluß und von Planlauffehlern der angrenzenden Stirn seiten her.

Des weiteren trägt der Druckkolben nicht über eine gesamte Bohrungslänge des Gehäuses. Somit erfolgt eine Abstützung der in das Element eingeleiteten Querkräfte nur unter unerwünscht hoher Flächenpressung. Dies wirkt sich wie derum negativ auf den Verschleiß aus. Zudem kann sich der Fachmann der vorgenannten Figur entnehmen, dass der separate Kopf, auf welchem bei spielsweise ein Schlepphebel endseitig gelagert werden kann, einen geringe ren Durchmesser besitzt als der Druckkolben. Insbesondere bei großen Ventil triebskräften, wie sie beispielsweise bei hochaufgeladenen Dieselmotoren auf treten können, erfährt dieser Kopf eine unerwünscht hohe Flächenpressung.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Spielausgleichselement der vorge nannten Art zu schaffen, bei dem die aufgeführten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Druckkolben mit dem separatem Kopf derartig ausgebildet ist, dass seine zweite Stirnseite bei dessen maximaler Relativverlagerung zum Gehäuses außerhalb der Boh rung des Gehäuses verläuft, wobei der Kopf ballig bzw. zylindrisch ist und ei nen größten Durchmesser hat, welcher den Durchmesser des Druckkolbens deutlich übersteigt.

Durch diese vorgenannten Maßnahmen sind mit einfachen Mitteln die eingangs zitierten Nachteile eliminiert. Der Druckkolben trägt somit über seine gesamte Länge innerhalb der Bohrung des Gehäuses. Durch die Anordnung einer Trennfläche zwischen Druckkolben und Kopf außerhalb des Gehäuses kann auf eine Feinbearbeitung der kontaktierenden Stirnflächen verzichtet werden. Anders gesagt ist nicht mehr mit dem im Stand der Technik zu verzeichnenden nachteiligen Bohrungsverschleiß zu rechnen.

Gleichzeitig ist festzuhalten, dass der Kopf durch seine über einen Durchmes ser des Druckkolbens hinausgehende größte Breite eine gute Aufstandsfläche für ein anliegendes Bauteil wie einen hebelartigen Nockenfolger besitzt. Das Spielausgleichselement könnte günstigstenfalls miniaturisiert werden, was ge rade bei engen Bauräumen im Zylinderkopf, beispielsweise bei Mehrventiltech nik, oftmals erforderlich ist. Der Kopf kann jedoch auch einen maximalen Durchmesser besitzen, der gleich dem Durchmesser des Druckkolbens ist.

Eine einfache Maßnahme einer Befestigung des Kopfes im Bereich der zweiten Stirnseite des Druckkolbens geht aus einem weiteren Unteranspruch hervor. Demnach ist es vorgeschlagen, den Kopf mit einem zylindrischen Ansatz zu versehen, und den Kopf über diesen Ansatz in die Bohrung des Druckkolbens zu stecken. Somit kann der Kopf über eine Presspassung in der Bohrung befe stigt sein.

Dadurch, dass die zweite Stirnseite des Druckkolbens plan ausgebildet ist, lässt sich dieser zum einen kostengünstig herstellen, zum anderen bietet sich eine hervorragende Auflage für eine plane Unterseite des Kopfes. Somit ist ein einfacher Anschlag in Einschieberichtung für den Kopf realisiert, der beim be schreibungseinleitend zitierten Stand der Technik deutlich komplizierter aufge baut ist.

In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, am Außenmantel des Druckkolbens zwei Walznuten anzubringen. Diese sind billig herzustellen und dienen einerseits einem Rücklauf für das Hydraulikmittel in den Vorratsraum (untere Walznut) und andererseits einer Überleitung des Hydraulikmittels, aus gehend von einem Zulauf im Gehäuse, zum Vorratsraum (obere Walznut).

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Umlenkelement, welches beispielsweise aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff hergestellt sein kann, mit seinem unteren Abschnitt zwischen die Walznuten geklemmt ist. Um beim Überfahren dieses Umlenkelements während einer Montage über die Walznuten unnötige Spannungen in diesem zu vermeiden, ist es vorgeschlagen, dieses im unteren Bereich zu schlitzen.

Die Erfindung ist zwar insbesondere auf ein hydraulisches Spielausgleichsele ment bezogen, das als Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraft maschine ausgebildet ist, denkbar ist jedoch auch eine Anwendung in weiteren Gebieten der Technik, bei denen es gilt, ein thermisch-, verschleiß- oder be triebsbedingtes Spiel (positiv oder negativ) auszugleichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Teillängsschnitt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Spielausgleichselements und

Fig. 2 in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten Darstellung einen Kopf bereich des vorgenannten Spielausgleichselements.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 offenbart ein hydraulisches Spielausgleichselement 1. Dieses ist hier als Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine ausgebildet. Es besteht aus einem topfartigen Gehäuse 2, welches mit seinem Außenmantel 3 in eine nicht dargestellte Bohrung eines Zylinderkopfes der Brennkraftma schine einbaubar ist. Das Gehäuse 3 besitzt eine Bohrung 4 und ist an einer Stirnseite durch einen Boden 5 verschlossen ausgebildet. Innerhalb der Boh rung 4 verläuft axialbeweglich zum Gehäuse 2 ein Druckkolben 6. Der Druck kolben 6 schließt einen zentrischen Vorratsraum 7 ein. Der Vorratsraum 7 ist in Richtung zum Boden 5 durch einen an einer ersten Stirnseite 8 des Druckkol bens 6 verlaufenden Steg 9 begrenzt. An dem Steg 9 befindet sich ein Rück schlagventil 10 an sich bekannter Bauart.

Zwischen dem Steg 9 und dem Boden 5 ist in Axialrichtung gesehen ein Hoch druckraum 11 für das Hydraulikmittel angeordnet. Gleichzeitig verläuft zwi schen der Bohrung 4 des Gehäuses 2 und einem Außenmantel 12 des Druck kolbens 6 ein Leckspalt für das Hydraulikmittel.

Der Druckkolben 6 ragt im Bereich seiner der ersten Stirnseite 8 abgewandten zweiten Stirnseite 13 mit einem Teil seines Außenmantels 12 über das Gehäu se 2 hinaus. Auf dieser zweiten Stirnseite 13 ist ein separat ausgebildeter Kopf 14 befestigt. Dieser besitzt einen sich in Richtung zum Boden 5 erstreckenden zylindrischen Ansatz 15. Dieser Ansatz 15 ist in einen Innenmantel 16 des Druckkolbens 6 beispielsweise eingepresst. Gleichzeitig ist der Fig. 1 ent nehmbar, dass die zweite Stirnseite 13 des Druckkolbens 6 plan ausgebildet ist und dass auf dieser Stirnseite 13 der Kopf 14 mit einer planen Unterseite 17 aufliegt (siehe auch Fig. 2). Somit ist durch diese plane Unterseite 17 ein einfach aufgebauter Anschlag für den Kopf 14 in Axialrichtung gebildet.

Des Weiteren sind am Außenmantel 12 des Druckkolbens 6 zwei axial beab standete Walznuten 18, 19 appliziert. Die untere Walznut 19 bildet eine Sicke für das durch den Leckspalt gepresste Hydraulikmittel und besitzt wenigstens einen Durchtritt 20 zur Rückführung dieses Hydraulikmittels in den Vorratsraum 7.

Die obere Walznut 18 dient einer Überleitung des Hydraulikmittels generell, ausgehend von einem Einlass 21 im Gehäuse 2, in den Vorratsraum 7 über wenigstens einen Durchlass 21a. Dieses Hydraulikmittel wird jedoch nicht di rekt in den Vorratsraum 7, sondern über ein Labyrinth geleitet. Hierfür ist am Innenmantel 16 des Druckkolbens 6 ein trichterartiges Umlenkelement 22 be festigt. Es verläuft im oberen Teil des Druckkolbens 6 beabstandet zu diesem und bildet somit einen Ringeinlass für das Hydraulikmittel, ausgehend vom Einlass 21. Das Umlenkelement 22 hat im Bereich des Kopfes 14 einen Einlass 23 für das Hydraulikmittel. Aufgrund der Applikation dieses Umlenkelements 22 ist das anmeldungsgemäße Spielausgleichselement 1 auch bei Einbau unter einem Winkel zur Lotrechten äußerst auslaufsicher.

Des Weiteren geht aus Fig. 1 hervor, dass das Umlenkelement 22 im Bereich seines unteren Abschnitts 24 mit Längsschlitzen 25 versehen ist. Diese Längs schlitze 25 verleihen dem unteren Abschnitt 24 eine gewisse Elastizität und gestatten dessen einfache Montage über die obere Walznut 18 hinweg. Dabei kann dieses Umlenkelement 22 durch einfaches Klemmen mit dem Abschnitt 24 zwischen den Walznuten 18, 19 fixiert sein. Optional ist es auch vorgese hen, das Umlenkelement 22 aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff zu fertigen. Es kann jedoch auch aus gewöhnlichem Stahlblech bestehen.

Der Druckkolben 6 ist im Bereich seiner gesamten Führungslänge innerhalb der Bohrung 4 einteilig hergestellt. Somit ist auch der Bereich des Steges 9 an der ersten Stirnseite 8 einteiliger Bestandteil dieses Druckkolbens 6. Dies hat fertigungstechnische und andere Vorteile, so wie in den Vorteilsangaben zu den Ansprüchen näher dargelegt. Die Stirnseite 13 des Druckkolbens 6 als Auflager für die Unterseite 17 des Kopfes 14 ist außerhalb der Bohrung 4 an geordnet.

Fig. 2 offenbart eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Demnach soll, in Verbindung mit der axial außen liegenden zweiten Stirnseite 13, der Kopf 14 ballig ausgebildet sein und einen größeren Durchmesser als der Druckkolben 6 haben. Somit ist bei beispielsweise aufliegendem Schlepp hebel eine deutlich reduzierte Flächenpressung in diesem Bereich im Vergleich zum älteren Stand der Technik festzustellen. Der Kopf 14 kann jedoch auch in Verschwenkrichtung eines Nockenfolgers zylindrisch gefertigt sein.

Bezugszahlen

1

Spielausgleichselement

2

Gehäuse

3

Außenmantel

4

Bohrung

5

Boden

6

Druckkolben

7

Vorratsraum

8

erste Stirnseite

9

Steg

10

Rückschlagventil

11

Hochdruckraum

12

Außenmantel

13

zweite Stirnseite

14

Kopf

15

Ansatz

16

Innenmantel

17

Unterseite

18

Walznut

19

Walznut

20

Durchtritt

21

Einlass

21

a Durchlass

22

Umlenkelement

23

Einlass

24

Abschnitt

25

Längsschlitz

26

Ringraum

27

Abschnitt

Claims

1. Hydraulisches Spielausgleichselement (1), insbesondere Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Ge häuse (2), einem Druckkolben (6) und einem Rückschlagventil (10), wel ches Gehäuse (2) in seiner Bohrung (4) den längsbeweglich zu diesem an geordneten Druckkolben (6) wenigstens abschnittsweise umfasst, der an seiner einem Boden (5) des Gehäuses (2) zugewandten ersten Stirnseite (8) einen Steg (9) mit dem Rückschlagventil (10) hat, zwischen welchem Steg (9) und dem Boden (5) ein Hochdruckraum (11) für Hydraulikmittel eingeschlossen ist, wobei eine zweite Stirnseite (13) des Druckkolbens (6) durch einen separaten Kopf (14) gebildet und der Druckkolben (6) bis auf den Kopf (14) einteilig ist und zwischen dem Kopf (14) und dem Steg (9) ein Vorratsraum (7) für das Hydraulikmittel durch den Druckkolben (6) begrenzt ist, welcher Vorratsraum (7) ein trichterähnliches Umlenkelement (22) für das Hydraulikmittel besitzt, das einerseits mit einem unteren Abschnitt (24) an einem Innenmantel (16) des Druckkolbens (6) befestigt ist und anderer seits einen kopfseitigen Einlass (23) in den Vorratsraum (7) aufweist und wobei zwischen der Bohrung (4) des Gehäuses (2) und einem Außenmantel (12) des Druckkolbens (6) ein Leckspalt für das Hydraulikmittel verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (6) mit dem separatem Kopf (14) derartig ausgebildet ist, dass seine zweite Stirnseite (13) bei des sen maximaler Relativverlagerung zum Gehäuse (2) außerhalb der Bohrung (4) des Gehäuses (2) verläuft, wobei der Kopf (14) ballig bzw. zylindrisch ausgebildet ist und einen größten Durchmesser hat, welcher den Durch messer des Druckkolbens (6) deutlich übersteigt.

2. Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (14) mit einem zylindrischen Ansatz (15) versehen ist, der am In nenmantel (16) des Druckkolbens (6) verläuft, wobei die zweite Stirnseite (13) des Druckkolbens (6) glattflächig ist und der Kopf (14) mit einer planen Unterseite (17) auf der zweiten Stirnseite (13) des Druckkolbens (6) abge stützt ist.

3. Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (12) des Druckkolbens (6) innerhalb der Bohrung (4) des Gehäuses (2) zwei Walznuten (18, 19) aufweist, wobei die stegseitige Walznut (19) zumindest einen Durchtritt (20) in den Vorratsraum (7) besitzt sowie axial unterhalb des Umlenkelements (22) verläuft und die kopfseitige Walznut (18) wenigstens einen Durchlass (21a) durch den Druckkolben (6) hat, der in einen Ringraum (26) zwischen dem Umlenkelement (22) und dem Innenmantel (16) des Druckkolbens (6) mündet.

4. Spielausgleichselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (24) des Umlenkelements (22) zwischen den Walznu ten (18, 19) befestigt ist.

5. Spielausgleichselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (24) des Umlenkelements (22) wenigstens einen Längsschlitz (25) aufweist und zwischen den Walznuten (18, 19) mit radia ler Vorspannung verläuft.

6. Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (22) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff be steht.

7. Spielausgleichselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Abschnitt (27) des Umlenkelements (22) zumindest abschnitts weise innerhalb einer Axialerstreckung des Ansatzes (15) des Kopfes (14) angeordnet ist.