DE2517370A1 - Hydraulische spielausgleichsvorrichtung - Google Patents

Description

Aktiengesellschaft

318 Wolfsburg

unsere Zeichen: K I948
1702-pt-ve-hr

18. 4. 75 Hydraulisehe Spie!ausgleichsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Spielausgleichs-

insbesondere

vorrichtung Jjfür die Steuerung der Motorventile von Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Zylinder längs verschiebbar geführten Kolben und mit einem von dem Kolben in dem Zylinder eingeschlossenen Druckraum, der über ein von einem Rückschlagventil gesteuerten Yerbindungskanal sowie über einen zwischen dem Kolben und dem Zylinder verbleibenden Singspalt mit einem in dem Kolben angeordneten, nach außen abgeschlossenen Vorraum in Verbindung steht.

Derartige hydraulische Spielausgleiehsvorrichtungen mit einem nach außen abgeschlossenen Kreislauf des in dem Druckraum und dem Vorraum vorhandenen hydraulischen Arbeitsmittels sind bereits bekannt. Dadurch soll gegenüber einem offenen Ölkreislauf verhindert werden, daß mit dem Öl auch Schmutz in die Spielausgleichsvorrichtung gerät und dort zu Störungen des Betriebs führt. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Bauart ist nun der Vorraum nicht vollständig mit dem als Arbeitsmittel verwendeten Öl gefüllt, sondern

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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung soll die elastische Membrane durch einen elastischen Schlauch gebildet sein, dessen Enden in Eingnuten an einander zugewandten Stirnflächen des Zylinders und des Kolbens gehalten sind. Dabei kann der Kolben stufenförmig ausgebildet sein und die fiingnut zur Aufnahme des einen Endes des Schlauches kann an der Stufen-Stirnfläche des Kolbens angeordnet sein. Das andere Ende des Schlauches kann dann in einer Hingnut an einer gegenüber dem Zylinderende zurückgesetzten Stirnfläche gehalten sein, wobei der Schlauch den zwischen der Stirnfläche und dem Zylinderende liegenden Zylinderabschnitt eng umgibt. Dabei wäre es vorteilhaft, wenn an der äußeren Hantelfläche des von dem Schlauch umgebenden Zylinderabschnittes längsnuten oder dergleichen zur Arbeitsmittelrückführung vorgesehen sind.

Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Besdireibung enthalten, die das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

In der einzigen Figur der Zeichnung, die in schematischer Darstellungsweise im wesentlichen einen Längsschnitt durch die Motorventilsteuerungsteile zeigt, ist mit 1 ein Stößel bezeichnet, der die beim Ablauf auf einer Nockenwelle 2 erzwungenen Bewegungen über ein von dem Stößel 1 aufgenommenes hydraulisches Spielausgleichselement 3 auf eine Stößelstange 31 und von dieser auf hier nicht dargestellte, an sich bekannte Weise über eäasx Kipphebel auf ein Motorventil überträgt.

Das hydraulische Spielausgleicheelement 3 besteht im wesentlichen aus einem Elementzylinder 4, in dem ein Elementkolben 5 gleitend geführt ist. Zwischen beiden iet ein Druckraum 6 eingeschlossen,in dem eine den Elementkolben 5 beaufschlagende fiückstellfeder 7 angeordnet ist. Der Druckraum 6 ist einerseits über den zwischen dem Elementkolben 5 und dem Elementzylinder 4 verbleibenden Eingspalt und andererseits über Terbindungskanäle 9 und 10 mit einem Vorraum 11 verbindbar, wobei die Verbindung des Vorraums 11 mit dem Druck-:

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über dem Ölspiegel befindet sich ein kompressibles Luftpolster, das bei Veränderungen des Ölvolumens in dem Torraum, beispielsweise durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Druckraums elastisch nachgibt. Der Nachteil bei dieser Ausführung besteht jedoch darin, daß insbesondere bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine mit dem öl aus dem Vorraum über den Verbindungskanal und das offene Rückschlagventil gleichzeitig auch Luft in den Druckraum gefördert wird. Das Eindringen von Luft, die im Gegensatz zu dem inkompressiblen öl kompressibel ist, bewirkt eine we sentline Vergrößerung des Einsinkwertes des hydraulischen Spielausgleichselementes, wodurch neben einer Veränderung der Ventilöffnungszeiten insbesondere auch die Abheb- und Aufsetzgeschwindigkeiten des Motorventiles vergrößert werden. Die Vergrößerung der Aufsetzgeschwindigkeiten der Ventile hat aber eine Erhöhung der mechanischen Beanspruchungen zur folge, die nicht selten zu einer mechanischen Zerstörung der Spielausgleichsvorrichtung und anderer Motorventilsteuerungsteile führt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die bei Aufrechterhaltung.eines geschlossenen Kreislaufes für das hydraulische Arbeitsmittel den geschilderten Kachteil nicht aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der vollständig mit dem hydraulischen Arbeitsmittel gefüllte Vorraum nach außen durch eine zwischen dem Zylinder und dem Kolben gehaltene elastische Membrane abgeschlossen ist. Die Erfindung sieht also vor, das bei den bisher bekannten Ausführungen vorhandene Luftpolster wegzulassen, den Druckraum und den Vorraum also mit luftfreiem Öl zu füllen, und eine Volumenveränderung des Vorraums zur Aufnahme einer größeren Ölmenge aus dem Druckraum durch elastisches Nachgeben der den Vorraum abschließenden Membrane zu ermöglichen. Die Gefahr der Förderung von Luft in den Druckraum ist damit absolut ausgeschlossen, während andererseits durch die Elastizität der Membrane das gesamte Ölvolumen aus dem Druckraum in dem Vorraum abspeicherbar ist.

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raum 6 über die Kanäle 9 und 10 durch ein Bückschlagventil gesteuert wird, das aus einer von einer Feder 13 beaufschlagten Ventilkugel 12 besteht. Mit I4 ist ein die Ventilfeder 13 haltender Ventilteller bezeichnet, der von der !Rückstellfeder 7 gegen den Elementkolben 5 gedruckt wird und Durchgangsbohrungen 15 zur Verbindung des Druckraumes 6 mit einem Ventilraum 16 aufweist. Der ringförmige Vorraum 11, der im wesentlichen zwischen dem stufenförmig abgesetzten Elementkolben 5 und der Stirnfläche des Elementzylinders 4 gebildetdst, wird nach außen durch eine elastische Membrane 17 abgeschlossen, die durch einen kälte- und wärme- sowie öl-benzin-beständigen, flexiblen Schlauch gebildet ist. Die Enden dieses Schlauches 17 sind einerseits in einer Ringnut 18 an der Stufenstirnfläche 19 des Elementzylinders 5 und andererseits in einer Hingnut 20 an einer gegenüber der Endstirnfläche 22 des Elementzylinders 4 zurückgesetzten Stirnfläche 21 befestigt. Dabei umgibt der Schlauch I7 einen mit 23 bezeichneten Abschnitt des Elementzylinders 4» der zwischen der zurückgesetzten Stirnfläche 21 und der Endstirnfläche 22 liegt. Zum Zwecke der Verbesserung der Ölrückführung sind an der äußeren Mantelfläche dieses Abschnittes 23 des Elementzylinders 4 eine oder mehrere Längsnuten oder angeschliffene Flächen 24 vorgesehen.

Der das hydraulische Spielausgleichselement 3 aufnehmende Stößel 1 weist nun einen solchen Innendurchmesser auf, daß zwischen diesem und dem elastischen Schlauch I7 ein genügend großer ringförmiger Raum 25 verbleibt, in den sich der elastische Schlauch I7 bei einer durch Absinken des hydraulischen Spielausgleichelementes 3 notwendigen Vergrößerung des Volumens des Vorraums 11 hinein ausdehnt. Dieser Raum 25 ist so bemessen, daß sich der Schlauch I7 zur Aufnahme des gesamten in dem Druckraum 6 vorhandenen ÖlVolumens in dem Vorraum 11 ausdehnen kann. Dies ist deshalb erforderlich, da beim Stillstand der Brennkraftmaschine immer wenigstens ein Motorventil offensteht, wobei das zugehörige hydraulische Spielausgleichselement durch die Motorventilfeder belastet ist und dadurch das Öl aus dem Druckraum 6 über den Ringspalt θ zwischen dem Elementzylinder 4 und dem Elementkolben 5 in den Vorraum 11 gedruckt wird.

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Mit 26 ist in der Zeichnung ein Teil des Motorgehäuses bezeichnet, in dem der Stößel 1 geführt ist und das Ölzuführungskanäle 27 zur Ölversorgung der Lagerstellen der Stößelstange 4/des hier nicht dargestellten Kipphebelβ aufweist. Diese Ölversorgung erfolgt dabei über wenigstens eine Querbohrung 28 in dem Stößel 1, die in den Ringraum 23 führt, der über eine Querbohrung 29 mit einer zu der Lagerstelle der Stößelstange 4 führenden Längsbohrung 30 verbunden ist.

Das in der Zeichnung gezeigte Spielausgleichselement gemäß der Erfindung zeigt einen äußerst einfachen Aufbau und eine montagefreundliche Konstruktion. Das wesentliche Merkmal dieses Spielausgleichselementes besteht jedoch darin, daß der nach außen abgeschlossene Kreislauf des hydraulischen Arbeitsmittels völlig luftfrei ist, also vollständig mit dem als Arbeitsmittel dienende Öl gefüllt ist, während eine Verkleinerung bzw. Vergrößerung des mit dem Druckraum verbundenen Vorraumes durch Ausdehnen bzw. Zusammenziehen des den Vorraum abschließenden elastischen Schlauches erreicht wird. Das Problem des Eindringens von Luft in den Druckraum ist damit von vornherein ausgeschlossen, ohne die Punktions- und Wirkungsweise des hydraulischen Spielausgleichselementes zu beeinträchtigen. Der gemäß der Erfindung vorgesehene, einerseits an dem Elementzylinder und andererseits an dem Elementkolben befestigte elastische Schlauch der das beim Zusammendrücken des hydraulischen Spielausgleichselementes aus dem Druckraum 6 verdrängte Öl durch elastische Aufweitung gegenüber dem Außenmantel des Endabschnittes 23 des Elementzylinders 4 aufnimmt, begrenzt zugleich die Auseinanderbewegung des Elementzylinders 4 und

die
des Elementkolbens 3» weshalb/bei den bisher bekannten Ausführungen dazu erforderlichaiSicherungsringe entbehrlich sind.

Ein weiterer Vorteil des vorzugsweise aus einem Silikon-Material bestehenden, elastischen Schlauches ist darin zu sehen, daß sich der Außenmantel des Schlauches bei einer Vergrößerung des Vorraums und Ausbauchung des Schlauches an den radial äußeren Kanten der Ringnuten 18 bzw. 20 abstützt, wodurch eich eine sichere Abdichtung gegen das Austreten von hydraulisches Arbeitsmittel ergibt.

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Das erfindungsgemäße Spielausgleichselement kann übrigens, da in dem nach außen geschlossenen Arbeitsmittelkreislauf kein Luftpolster vorhanden ist, ohne Schwierigkeiten auch in horizontaler Einbaulage verwendet werden, was sich bei den bisher bekannten Ausführungen wegen der dann besonders großen Gefahr des Ansaugens von Luft in den Druckraum verbot.

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Claims (3)

1. ANSPRÜCHE

   , .insbesondere

   [1. Hydraulische Spielausgleichsvorrichtungy für die Steuerung der Motorventile von Brennkraftmaschinen,mit einem in einem Zylinder längs verschiebbar geführten Kolben und mit einem von dem Kolben in dem Zylinder eingeschlossenen Druckraum, der über ein von einem Bückschlagventil gesteuerten Terbindungskanal sowie über einen zwischen dem Kolben und dem Zylinder verbleibenden Ringspalt mit einem in dem Kolben angeordneten, nach außen abgeschlossenen Torraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der vollständig mit dem hydraulischen Arbeitsmittel gefüllte Vorraum (11) nach außen durch eine zwischen dem Zylinder (4) und dem Kolben (5) gehaltene elastische Membrane (I7) abgeschlossen ist.
2. 2. Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Membrane durch einen elastischen Schlauch (17) gebildet ist, dessen Enden in Hingnuten (18, 20) an einander zugewandten Stirnflächen (19» 21) des Kolbens (5) und des Zylinders (4) gehalten sind.
3. 3. Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) stufenförmig ausgebildet ist und daß an der Stufen-Stirnfläche (19) die Eingnut (18) zur Aufnahme des einen Endes des Schlauches (I7) angeordnet ist.

   4· Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Schlauches (I7) iⁿ einer Eingnut (20) an einer gegenüber dem Zylinderende (22) zurückgesetzten Stirnfläche (21) gehalten ist, wobei der Schlauch den zwischen der Stirnfläche und dem Zylinderende liegenden Zylinderabschnitt (23) umgibt.

   5· Spiejausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Mantelfläche des von dem Schlauch (I7) umgebenen Zylinderabschnittes (23) Längsnuten (24) oder dgl. zur Arbeitßmittelrückführung vorgesehen sind.

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