DE2758957A1

DE2758957A1 - Hydraulischer tassenstoessel

Info

Publication number: DE2758957A1
Application number: DE19772758957
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Seiberth; Kurt Wizemann
Original assignee: Wizemann U Co J GmbH
Current assignee: Wizemann U Co J GmbH
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1979-07-05

Description

DR.-ING. OIPL.-ING, M. i*C. OIPL.-PH r S. OF«. DIPL.-PHYS-

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

PATeNTANWALTElNSTUTTSART Λ ft Γ Λ Q ζ" I* A 42 681 b Anmelder: j. Wizemann GmbH & Co.

b - 154 Quellenstraße 7

28. Dezember 1977

7000 Stuttgart 50

Hydraulischer Tassenstössel

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Tassenstössel mit einem Gehäuse und einem in diesem verschiebbar geführten Kolben, bei dem im Gehäuse ein ringförmiger ölvorratsraum vorgesehen ist, der eine zylindrische Führungswand für den Kolben umgibt, in radialer Richtung durch eine Gehäuseumfangswand und in Ausfahrrichtung des Kolbens durch eine Ringscheibenwand begrenzt ist, sowie mit einer den ölvorratsraum mit dem von der Führungswand umschlossenen Raum verbindenden ölzufuhrbohrung in der Führungwand.

Bei den heute geforderten langen Wartungsintervallen für Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren ist es wichtig, ein im Laufe der Zeit in der Ventilsteuerung auftretendes Spiel zu beseitigen, d.h. in den Ventiltrieb ein Spielausgleichselement einzubauen. Es haben sich hier hydraulische Spielausgleichselemente besonders bewährt, und die Erfindung befaßt sich mit einem besonderen derartigen hydraulischen Spielausgleichselement, welches den Hub der Nockenwelle ohne Zwischenschaltung eines Kipphebels oder dergleichen auf ein Ventil überträgt.

Es ist schon ein hydraulischer Tassenstössel der eingangs erwähnten Art bekannt geworden, dessen Gehäuse im Bereich des ölvorratsraums zweiteilig ausgebildet 1st und aus einem Hauptteil mit im Bereich des ölvorratsraums umgekehrt ü-förmigem Querschnitt und einer kreisringförmigen Tellerfeder besteht, die den ölvorratsraum/der dem Ventil zugekehrten Seite verschließt. Zum Halten der Tellerfeder besitzt die Gehäuseumfangswand an ihrer Innenseite eine Schulter, auf die die Tellerfeder aufgelegt wird, worauf aus dem Material der Gehäuseumfangswand durch Walzen ein Wulst gebildet wird, der zusammen mit der erwähnten

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Schulter eine den Rand der Tellerfeder aufnehmende, umlaufende Nut bildet. Auch die dem Ölvorratsraum zugekehrte Seite der Führungswand ist mit einer Schulter versehen, auf der sich ein Ring mit L-förmigem Querschnitt abstützt, zwischen welchem und der Tellerfeder ein gummielastischer Dichtring eingespannt ist. Die Tellerfeder schließt bei der Hontage des bekannten Tassenstössels zunächst mit der Innenseite der Führungswand bündig ab, nach dem Einsetzen des Kolbens wird der innere Rand der Tellerfeder jedoch so verformt, daß er nach innen über die Führungswand übersteht und so den Kolben im Gehäuse sichert.

Dieser bekannte Tassenstössel hat verschiedene Nachteile: Das Gehäuse besteht aus einem Einsatzstahl, da es wegen des später vorzunehmenden Einbaus der Tellerfeder nicht durchgehärtet werden kann; Einsatzstahl führt aber nicht zu optimalen Laufeigen-

in

schäften bei/Zusammenwirken mit der Nockenwelle. Die Endbearbeitung des Gehäuses kann erst nach dem Einbau der Tellerfeder erfolgen, da sonst wegen der Notwendigkeit, im Hinblick auf geringe Massen im Ventiltrieb geringe Wandstärken vorsehen zu müssen, und der Verformung der Gehäuseumfangswand zur Sicherung der Tellerfeder die Umfangsflache des Tassenstössels nicht mehr streng kreiszylindrisch wäre. Vor allem infolge der Verwendung eines Dichtrings aus gummielastischem Material zwecks Abdichtung am inneren Rand der Tellerfeder können Ölverluste an dieser Stelle nicht verhindert werden, weil dieser Dichtring im heißen Öl besonders schnell altert, und dLe Praxis hat gezeigt, daß besonders bei Kaltstart Ölverluste am inneren Rand der Tellerfeder auftreten. Schließlich können Lage und Größe der ölzufuhrbohrung in der Führungswand nicht beliebig gewählt werden, da wegen der Gehäuseumfangswand die ölzufuhrbohrung schräg von unten gebohrt werden muß; dies führt dazu, daß gerade dann keine optimalen Querschnitte für die ölzufuhr vom ölvorratsraum in den Raum zwischen Kolben und Stirnwand des Gehäuses zur Verfügung stehen, wenn dies erforderlich wäre, nämlich beim Anlassen des Motors,

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wenn der Kolben des Tassenstössels am weitesten in das Gehäuse hineingedrückt wird.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde/ einen hydraulischen Tassenstössel zu schaffen, der sich besser herstellen läßt und der außerdem bessere Laufeigenschaften aufweist als der vorstehend beschriebene bekannte Tassenstössel. Ausgehend von einem Stössel der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringscheibenwand mit der Führungwand und der Gehauseumfangswand einstückig ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist und daß mindestens ein der ölzufuhrbohrung benachbartes Teilstück der Gehauseumfangswand als separates und mit den angrenzenden Gehäuseteilen stoffschlüssig verbundenes Teil ausgebildet ist. Zum stoffschlüssigen Verbinden kommt Löten oder Schweißen, z.B. auch Schweißen mit Hilfe eines Lasers, infrage, bevorzugt wird jedoch eine Verbindung durch Elektronenstrahlschweißen, da es sich gezeigt hat, daß sich auf diese Weise eine besonders homogene Schweißnaht erzielen läßt. Aus dem vorstehenden wird auch ersichtlich, daß das separate Teil nur die ümfangswand für den ölVorratsraum ganz oder teilweise bilden kann, wobei dann die den letzteren in Richtung auf das zu betätigende Ventil abschließende Ringscheibenwand mit der den Kolben haltenden Führungswand aus einem Teil gefertigt wird, es ist aber auch möglich, ein Teil zu verwenden, das die Gehauseumfangswand und die Ringscheibenwand bildet und mit der Stirnwand sowie der Führungswand des Gehäuses durch Löten, Schweißen oder dergleichen verbunden wird. Schließlich wäre es auch möglich, die Gehauseumfangswand und die Stirnwand zu einem Teil zusammenzufassen und dieses mit einem Teil stoffschlüssig zu verbinden, welches aus der Ringscheibenwand und der Führungswand besteht.

Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Tassenstössels kann, da es bei der Montage nicht verformt werden muß, aus einem Werkstoff gefertigt werden, der sich durchhärten läßt, so daß optimale Lauf-

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eigenschaften zv/ischen Nockenwelle und Stösselstirnflache erzielbar sind; ferner läßt sich ein auch bei hohen Drücken absolut dichter Ölvorratsraum erzielen, und diese Eigenschaft bleibt auch bei langen Laufzeiten erhalten, da keine alternden Dichtelemente verwendet werden. Da auch die den ölvorratsraum in Richtung auf das Ventil verschließende Ringscheibenwand als tragendes Element wirkt, was bei der Tellerfeder des bekannten Stössels nicht der Fall ist, weist der erfindungsgemäße Stössel bei geringeren Wanddicken eine höhere Steifigkeit auf, was dem Wunsch nach möglichst geringen Massen im Ventiltrieb entgegenkommt und sich auch bei der Endbearbeitung, insbesondere beim Schleifen der Gehäuseumfangswand, günstig auswirkt. Schließlich ist man bei der Wahl der Lage des Querschnitts der ölzufuhrbohrung in der Führungswand völlig frei, wenn diese Bohrung vor dem Einsetzen des separaten Teils der Gehäuseumfangswand gefertigt wird, so daß sich für den Anlaßzustand des Motors optimale Ölflußquerschnitte erzielen lassen. Schließlich weist der erfindungsgemäße Stössel weniger Teile als der vorstehend beschriebene bekannte Tassenstössel auf.

Daß die Sicherung des Kolbens in der von der Führungswand des Gehäuses gebildeten Führung mit Hilfe einer Verformung des inneren Rands der Tellerfeder keine befriedigende Lösung ist, liegt auf der Hand. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stössels wird nun der den Kolben in der Führungswand sichernde Vorsprung durch einen in eine Innennut der Führungswand eingesetzten Ring gebildet, was auch noch den Vorteil mit sich bringt, daß der erfindungsgemäße Stössel leicht

und wieder demontiert werden kann. Er läßt sich also gut reparieren / nachbearbeiten, was bei dem bekannten Stössel schon wegen der Verwendung eines Einsatzstahls für das Gehäuse nicht möglich ist, denn die Umfangsflache des Stössels kann ja nicht mehr überschliffen werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der

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nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Spielausgleichselements; es zeigen:

Figur 1 einen Teilschnitt durch den Zylinderkopf eines Motors, in dessen Ventiltrieb der erfindungsgemäße Tassenstössel verwendet wird, und

Figur 2 einen Schnitt durch diesen Tassenstössel in größerem Maßstab.

Die Figur 1 zeigt Teile eines Zylinderblocks 10 sowie eines Zylinderkopfs 12, in dem eine Ventilführung 14 für ein Einlaßoder Auslaßventil 16 befestigt ist. Außerdem weist er eine Führungsbohrung 18 für einen hydraulischen Tassenstössel auf, der zwischen einem Nocken 22, einer Nockenwelle 24 und dem Ventil 16 angeordnet ist. In der in Figur 1 gezeigten Stellung der Nockenwelle ist das Ventil 16 entgegen der Wirkung einer Ventilfeder 26 geöffnet.

Der Tassenstössel 20 soll nun im Detail anhand der Figur 2 erläutert werden. Er besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 30 und einem Kolben 32, über den sich der Tassenstössel auf dem Ventil 16 abstützt. Das Gehäuse besitzt eine Stirnwand 34, auf der der Nocken 22 der Nockenwelle läuft, eine kreiszylindrische Führungswand 36 mit einer Führungsbohrung 38 für den Kolben, eine ringscheibenförmigen Wand 40 und eine Umfangswand 42, die auch eine über die Ringscheibenwand 40 nach unten überstehende Schürze 42a bildet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet ein einziges Teil die Stirnwand 34, die Führungswand 36 und die Ringscheibenwand 40, während die Umfangswand 42 samt Schürze 42a als separates Teil gefertigt und dann bei 50 und 52 durch Elektronenstrahlschv/eißen mit der Stirnwand 34 bzw. der Ringscheibenwand 40 verbunden wird, so daß sich ein

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geschlossener ölvorratsraum 54 ergibt, der ringförmig um den Kolben herum verläuft. Das Gehäuse wird zweckmäßigerweise aus einem Werkstoff gefertigt, der so viel Kohlenstoff enthält, daß er durchgehärtet werden kann.

Vor dem Anschweißen der Umfangswand 42 wird in die Führungswand 36 eine ölzufuhrbohrung 56 gebohrt, deren Zweck später noch erläutert wird. Die Umfangswand 42 weist ebenfalls eine ölzufuhrbohrung 58 auf, die bei geschlossenem Ventil 16 mit einem an den Motorölkreislauf angeschlossenen ölkanal 60 des Zylinderkopfs 12 kommuniziert.

Der Kolben 32 besitzt eine Ringnut 62, eine abgestufte innere Bohrung mit einem weiten und einem engen Bohrungsteil 64 bzw. 66 und eine die Ringnut 62 mit dem engen Bohrungsteil 66 verbindende ölzufuhrbohrung 68. Das obere Ende des engen Bohrungsteils 66 bildet einen Ventilsitz für eine Ventilkugel 70, die von einer Ventilfeder 72 gegen den Ventilsitz gedrückt wird. Die Ventilfeder stützt sich auf einer Kappe 74 ab, die ihrerseits von einer Druckfeder 76 gegen die Schulter 78 im Inneren des Kolbens 32 gehalten wird. Die Ventilkugel 70, die Ventilfeder 72 und der enge Bohrungsteil 66 des Kolbens 32 bilden zusammen also ein Rückschlagventil. Schließlich steht der Raum über der Kappe 74 mit dem Raum über der Ventilkugel 70 über Schlitze/in der Kappe in Verbindung.

Der Sicherung des Kolbens 32 in der Führungsbohrung 38 des Gehäuses dient ein Seegerring 82, der in eine Ringnut 84 der Führungswand 36 eingesetzt ist.

Sämtliche Räume des Tassenstössels sind ölgefüllt, d.h. der Ölvorratsraum 54, sämtliche Bohrungen 68, 66 und 64 des Kolbens 32 sowie die Führungsbohrung 38 des Gehäuses 30. V7enn in Stillstandszeiten öl aus dem Raum über dem Kolben 32 zwischen diesem und der Innenfläche der Führungwand 36 entweicht, wird der Kolben 32 beim Anlassen des Motors in das Innere des Gehäuses 30

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hineingedrückt, und zwar maximal so weit, daß die Ringnut 62 und die ölzufuhrbohrung 68 die in Figur 2 strichpunktiert dargestellte Stellung einnehmen, in der sich ein optimaler ölflußguerschnitt ergibt. Bei laufendem Motor drückt die ölpumpe des Motors Motoröl über den ölkanal 60 im Zylinderkopf, die ölzufuhrbohrung 58 in den Ölvorratsraum 54. Da bei entlastetem Ventiltrieb die Druckfeder 76 den Kolben 32 nach unten schiebt, öffnet der dabei im Raum über der Ventilkugel 70 entstehende Unterdruck das Rückschlagventil, so daß über dieses und die ölzufuhrbohrungen 68 und 56 öl aus dem ölvorratsraum angesaugt wird. Die Druckfeder 76 beseitigt dabei jegliches Spiel im Ventiltrieb. Wenn dann der Tassenstössel beim öffnen des Ventils 16 belastet wird, verhindert die Ventilkugel 70 einen Rückfluß des Motoröls, so daß der Tassenstössel steif wird. Er kann also so lange ein zunehmendes Spiel Im Ventiltrieb ausgleichen, bis der Kolben 32 so weit aus der Führungsbohrung heraustritt, daß er am Seegerring 82 anliegt.

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Claims

OR.-ING. OIPL.-ING.k.. ;C. JIPL.-PH'S. Dr. OIPU.-PHVS.

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PATENTANWÄLTE IN STUTTGART ITC OQC¹)

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Ansprüche :

^] Hydraulischer Tassenstössel mit einem Gehäuse und einem in diesem verschiebbar geführten Kolben, bei dem im Gehäuse ein ringförmiger ölvorratsraum vorgesehen ist, der eine zylindrische Führungswand für den Kolben umgibt, in radialer Richtung durch eine Gehäuseumfangswand und in Ausfahrrichtung des Kolbens durch eine Ringscheibenwand begrenzt ist, sowie mit einer den ölvorratsraum mit dem von der Führungswand umschlossenen Raum verbindenden ölzufuhrbohrung in der Führungswand, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibenwand (40) mit der Führungswand (36) und der Gehäuseumfangswand (42) einstückig ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist und daß mindestens ein der Ölzufuhrbohrung (56) benachbartes Teilstück der Gehäuseumfangswand (42) als separates und mit den angrenzenden Gehäuseteilen stoffschlüssig verbundenes Teil ausgebildet ist.
2. Stössel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das den ölvorratsraum (54) umgebende Teilstück der Gehäuseumfangswand (42) als separates Teil ausgebildet ist.
3. Stössel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als separates Teil ausgebildete Gehäuseumfangswand (42) auch eine in axialer Richtung über den ölvorratsraum (54) hinausragenden Schürze 42a bildet.
4. Stössel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens ein Teilstück der Gehäuseumfangswand (42) bildende separate Teil durch Elektronenstrahlschweißnähte (50,52) mit den angrenzenden Gehäuseteilen (34,40) verbunden ist.
5. Stössel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit einem den Kolben in der Führungswand sichernden Vorsprung, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung von einem in eine Innennut (84) der Führungswand (36) eingesetzten Ring(82) gebildet ist.

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