DE3621402A1

DE3621402A1 - Hydraulically actuated tappet

Info

Publication number: DE3621402A1
Application number: DE19863621402
Authority: DE
Inventors: Dieter Hilker; Albert Dipl Ing Nolte
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-01-14

Abstract

Hydraulically actuated tappets, especially those used on exhaust and refill valves in internal combustion engines, have the disadvantage that due to the arrangement of the camshaft above the exhaust and refill valves, the overall height of the cylinder head and hence of the whole internal combustion engine is significantly increased. The invention presents a hydraulic tappet actuation which, compared to mechanical drives, also functions without maintenance and with reduced noise. In addition, a significant reduction of the overall height required is achieved due to the axially and positionally offset arrangement of camshaft (1) and exhaust and refill valve (8) and the pick-up element (21) fitted between the two components. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulisch betätig ten Stößel, insbesondere zur Steuerung der Gaswechselven tile von Brennkraftmaschinen mit im Zylinderkopf angeord neter Nockenwelle, die mit je einem Nocken für jedes Gas wechselventil versehen ist, wobei jeder Nocken ein Geber organ betätigt, das hydraulisch über eine Steuerflüssig keit mit einem Betätigungsorgan verbunden ist, welches auf einen Tassenstößel wirkt.The invention relates to a hydraulically operated tappet, especially for controlling the gas exchange valves Tile of internal combustion engines with arranged in the cylinder head neter camshaft, with one cam for each gas shuttle valve is provided, with each cam being an encoder organ operated, the hydraulically via a control fluid speed is connected to an actuator which a pestle works.

Die Forderungen, die an heutige Brennkraftmaschinen ge stellt werden, wie Veringerung des Wartungsaufwandes und Reduzierung der Geräuschemission werden durch eine hydrau lische Stößelbetätigung weitestgehend erfüllt.The demands placed on today's internal combustion engines poses, such as reduction in maintenance and Reduction of noise emissions are achieved by a hydrau tappet actuation largely fulfilled.

Es ist bekannt (DE-OS 28 40 445), die Gaswechselventile für Brennkraftmaschinen hydraulisch zu betätigen, indem jedem Gaswechselventil ein Betätigungskolben zugeordnet ist und dieser durch eine Steuerleitung mit einem Geber kolben in Verbindung steht. Durch eine Nockenwelle erfährt der Geberkolben eine oszillierende Hubbewegung. Der im Ge berkolben erzeugte Druck wird durch eine Verbindungslei tung auf den Betätigungskolben übertragen, der unmittelbar auf das Gaswechselventil wirkt. Die Rückstellung des Gas wechselventils erfolgt durch eine das Gaswechselventil be aufschlagende Druckfeder. Die hydraulische Betätigung ist mit regelbaren Entlüftungsdrosseln verbunden. Der Aufbau und die Funktion eines hydraulischen Tassenstößels wird in der Zeitschrift MTZ 41 (1980) 12 auf den Seiten 539 ff. vorgestellt und im einzelnen näher erläutert. Das Bauteil ist zwischen Gaswechselventil und Nockenwelle im Oberteil des Tassenstößels angebracht. Beim hydraulischen Tassen stößel wirkt ein Kolben mit zwischengeschaltetem veränder lichem Ölvolumen auf das Ventilschaftende und legt mit der Gegenkraft die Tasse kontinuierlich und spielfrei an den Grundkreis des Nockens der Nockenwelle.It is known (DE-OS 28 40 445), the gas exchange valves to operate hydraulically for internal combustion engines by an actuating piston is assigned to each gas exchange valve and this is through a control line with an encoder piston is connected. Learned through a camshaft the master piston has an oscillating stroke. The one in Ge Piston pressure is generated by a connecting line tion transferred to the actuating piston, which immediately acts on the gas exchange valve. The provision of the gas changeover valve is carried out by a gas exchange valve impact spring. The hydraulic actuation is connected with adjustable vent throttles. The structure and the function of a hydraulic tappet is in the magazine MTZ 41 (1980) 12 on pages 539 ff. presented and explained in more detail. The component is between the gas exchange valve and the camshaft in the upper part the tappet attached. With hydraulic cups The plunger acts as a piston with an intermediate change oil volume on the valve stem end and attaches with the Drag the cup continuously and without play to the Base circle of the cam of the camshaft.

Beiden Lösungen ist gemeinsam, daß der Betätigungszylinder wie auch der Spielausgleich oberhalb des Gaswechselventils auf gleicher Achse mit den Gaswechselventilen angebracht sind. Damit haben diese Einrichtungen Einfluß auf die Bau höhe des Zylinderkopfes und damit auch auf die Bauhöhe der Brennkraftmaschine. Die hydraulische Betätigung der Gas wechselventile entsprechend der DE-OS 28 40 445 mit einer Verbindungsleitung zwischen Geber- und Betätigungskolben ist insbesondere geeignet für zylinderkopffern, im Kurbel gehäuse angeordnete Nockenwellen. Eine Verbindungsleitung besitzt dazu den Nachteil, daß das System elastisch und damit schwingungsanfällig wird durch die periodisch auf tretenden Druckstöße zur Betätigung der Gaswechselventile. Damit ist eine solche Lösung nur anwendbar für langsam laufende Brennkraftmaschinen.Both solutions have in common that the actuating cylinder as well as the clearance compensation above the gas exchange valve mounted on the same axis with the gas exchange valves are. So these facilities have an influence on the construction height of the cylinder head and thus also to the overall height of the Internal combustion engine. Hydraulic actuation of the gas shuttle valves according to DE-OS 28 40 445 with a Connection line between master and actuator pistons is particularly suitable for remote from the cylinder head, in the crank camshafts arranged in the housing. A connecting line has the disadvantage that the system is elastic and thus being susceptible to vibration due to the periodic on occurring pressure surges to actuate the gas exchange valves. So such a solution is only applicable for slow running internal combustion engines.

Der hydraulische Spielausgleich, wie in der Zeitschrift MTZ vorgestellt ist nur in Kombination mit Tassenstößel und einer direkt auf den Tassenstößel wirkenden Nockenwelle darstellbar, die oberhalb des Tassenstößels auf einer Achse mit dem Gaswechselventil anliegend angeordnet ist und den erforderlichen Bauraum, insbesondere Bauhöhe, er heblich vergrößert.The hydraulic backlash compensation, as in the magazine MTZ is presented only in combination with tappet and a camshaft acting directly on the tappet representable, the above the tappet on a Axis with the gas exchange valve is arranged adjacent and the required space, in particular height, he considerably enlarged.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungs gemäße hydraulische Stößelbetätigung der eingangs genann ten Art dahingehend zu verbessern, daß die Bauhöhe des Zy linderkopfes verringert werden kann und für eine schwin gungsfreie und steife Stößelbetätigung zu sorgen.It is an object of the present invention, a genus appropriate hydraulic tappet actuation of the beginning ten way to improve that the overall height of the Zy linderkopfes can be reduced and for a schwin to ensure smooth and stiff tappet actuation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, daß Geber- wie auch Betätigungsorgan im Zylinderkopf ange ordnet sind.According to the invention, this object is characterized by the solved the features of claim 1. It is provided that the encoder as well as the actuator in the cylinder head are arranged.

Die gemeinsame Anordnung im Zylinderkopf bewirkt vorteil haft eine kurze Verbindung zwischen beiden Bauteilen und stellt eine schwingungsfreie und steife Übertragung der Hubbewegung des Geberorgans auf das Betätigungsorgan dar. Damit wird eine drehzahlfeste und für alle mit Gaswechsel ventilen versehenen Brennkraftmaschinen einsetzbare hy draulische Stößelbetätigung vorgestellt, die auch für ei nen Spielausgleich sorgt.The common arrangement in the cylinder head has an advantageous effect a short connection between the two components and provides a vibration-free and rigid transmission of the Stroke movement of the encoder on the actuator. This makes it a speed-proof and for everyone with gas changes valve-provided internal combustion engines can be used hy drastic tappet actuation also presented for egg balances the game.

Die Ausbildung der Erfindung sieht weiter vor, daß das Ge berorgan zwischen Nockenwelle und dem Gaswechselventil den Abstand überbrückend eingesetzt ist. Das Geberorgan stützt sich dabei über eine Laufrolle auf der Nockenwelle ab. Der Druckraum des Geberorgans geht unmittelbar über in die kreisringförmige Druckzone, die um den Tassenstößel ge führt ist. Dieses Konstruktionsprinzip bewirkt eine direk te Druckbeaufschlagung des Tassenstößels mit dem Vorteil einer Verminderung der Bauhöhe des Zylinderkopfes, da oberhalb des Tassenstößels lediglich der in diesem Bereich als Abdeckung dienende Führungszylinder angebracht ist. Diese Zylinderkopfausbildung wirkt sich weiter nicht nach teilig auf heute übliche Gestaltungsformen der Gaswechsel ventilkanäle aus. Außerdem kann auf eine separate Ventil haube verzichtet werden.The design of the invention further provides that the Ge between the camshaft and the gas exchange valve Distance is used bridging. The donor body supports a roller on the camshaft. The Pressure chamber of the donor element goes directly into the circular pressure zone ge around the tappet leads is. This design principle leads to a direct pressure on the tappet with the advantage a reduction in the overall height of the cylinder head, because only the one in this area above the tappet serving as a cover guide cylinder is attached. This cylinder head design has no further effect partly on today's customary forms of gas exchange valve channels. It can also have a separate valve hood can be dispensed with.

Der Achs- und Lageversatz zwischen dem Gaswechselventil und der Nockenwelle bewirkt die vorteilhafte flache Zylin derkopfgestaltung und damit die Verringerung der Bauhöhe der Brennkraftmaschine. Dieser Vorteil wirkt sich insbe sondere auf Nockenwellenantriebe positiv aus, die mittels Zahnriemen oder Ketten angetrieben werden und relativ große Antriebsräder an der Nockenwelle aufweisen. Durch die seitliche erfindungsgemäße Anordnung der Nockenwelle kann vielfach erreicht werden, daß das Nockenwellenan triebsrad einschließlich der Abdeckung der Kontur der Zy linderkopfoberkante, die sich durch die Nockenwellenkammer bzw. den Führungszylinder um den Tassenstößel ergibt, nicht überschritten wird. Insbesondere im Vergleich zu ei ner Nockenwellenanordnung oberhalb der Gaswechselventile ergibt eine vorteilhafte Verringerung der Bauhöhe.The axis and position offset between the gas exchange valve and the camshaft brings about the advantageous flat cylinder the head design and thus the reduction in overall height the internal combustion engine. This advantage is particularly noticeable especially positive on camshaft drives, which means Timing belts or chains are driven and relative have large drive wheels on the camshaft. By the lateral arrangement of the camshaft according to the invention can often be achieved that the camshaft drive wheel including the cover of the contour of the Zy upper edge of the head, which extends through the camshaft chamber or the guide cylinder around the tappet, is not exceeded. Especially compared to egg ner camshaft arrangement above the gas exchange valves results in an advantageous reduction in overall height.

Das Betätigungsorgan ist nach Anspruch 4 mit einer Druck mittelquelle verbunden, die einen nahezu konstanten Druck für den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine fördert. Vorteilhaft kommt insbesondere die Druckumlauf schmierung der Brennkraftmaschine zur Anwendung, die über eine Druckversorgungsleitung mit dem Betätigungsorgan ver bunden ist. Bei der hydraulischen Umsetzung des Hubes kann vorteilhaft durch Variationen zwischen dem Druck der Steuerflüssigkeit und den Druckflächen im Druckraum sowie der Druckzone erreicht werden, daß nicht unbedingt die Nockenerhebungskurve das alleinige Maß für den Hub des Gaswechselventils darstellt.The actuator is according to claim 4 with a pressure medium source connected, which has an almost constant pressure for the entire speed range of the internal combustion engine promotes. The pressure circulation is particularly advantageous Lubrication of the internal combustion engine to be applied over ver a pressure supply line with the actuator is bound. In the hydraulic implementation of the stroke can advantageous by variations between the pressure of the Control fluid and the pressure areas in the pressure chamber as well the pressure zone can be reached that not necessarily Cam lift curve the only measure of the stroke of the Gas exchange valve represents.

In Ausgestaltung der Erfindung ist eine permanente Entlüf tung der Druckversorgungsleitung vorgesehen. Die durch ei ne Drosselbohrung ständig abgeleitete Teilmenge bewirkt vorteilhaft, daß Gaseinschlüsse in der Steuerflüssigkeit nicht in den Druckraum des Geberorgans gelangen. Gasein schlüsse, z.B. hoher Luftanteil im Öl, macht die Steuer flüssigkeit kompressibel und ist für die hydraulische Stößelbetätigung unzulässig, da hierdurch eine einwand freie Betätigung der Gaswechselventile nicht mehr gewähr leistet ist. Um auch den Druckraum periodisch zu entlüf ten, ist vorgesehen, daß der Plunger in der Ausgangslage, d.h. die Laufrolle des Plungers liegt am Nockengrundkreis des Nockens an, der Plunger im Druckraumbereich während dieser Stellung eine Verbindung zu einem Stichkanal frei gibt, durch den ebenfalls Steuerflüssigkeit abfließen kann und so falls vorhanden Gaseinschlüsse entweichen können. Außerdem dient die Absteuerung dazu, daß ein kontinuierli cher Austausch der Steuerflüssigkeit aus Druckraum und Druckzone erreicht wird. Diese Möglichkeit bietet den Vor teil, daß die Bauteile in der Druckzone durch die sich austauschende Steuerflüssigkeit gezielt gekühlt werden.In one embodiment of the invention there is a permanent vent device provided for the pressure supply line. The through egg ne throttle bore causes continuously derived partial quantity advantageous that gas inclusions in the control liquid do not get into the pressure chamber of the encoder element. Gasein conclusions, e.g. high air content in the oil makes the tax liquid compressible and is for hydraulic Tappet actuation not permitted, as no longer guarantee free actuation of the gas exchange valves is accomplished. To periodically bleed the pressure chamber ten, it is envisaged that the plunger in the starting position, i.e. the roller of the plunger lies on the cam base circle of the cam on, the plunger in the pressure chamber area during this position a connection to a branch channel free there, through which control fluid can also drain and so gas inclusions can escape if present. In addition, the control serves to ensure that a continuous Exchange of the control fluid from the pressure chamber and Pressure zone is reached. This possibility offers the advantages part that the components in the pressure zone through the Exchanging control fluid can be specifically cooled.

Der Anspruch 6 sieht vor, daß die Druckzone über einen Drosselspalt mit einer Rücklaufbohrung und der Druckraum mit einer Sammelbohrung in Verbindung steht. Der Drossel spalt wird gebildet durch das Spiel zwischen dem Ansatz am Tassenstößel und der entsprechenden Bohrung im Zylinder kopf. Dagegen wird der Druckraum mit der Sammelbohrung periodisch in Verbindung gebracht. Auftretende Leckagen bei Betrieb wie auch bei Stillstand der Brennkraftmaschine können damit in einen drucklosen Bereich abgeführt werden. Und weiter wird eine gewollte, kontinuierliche Entlüftung des Druckkreises erreicht.The claim 6 provides that the pressure zone over a Throttle gap with a return bore and the pressure chamber communicates with a collecting hole. The thrush gap is formed by the game between the approach at Cup tappet and the corresponding hole in the cylinder head. In contrast, the pressure chamber with the collecting hole periodically associated. Leakages occurring during operation as well as when the internal combustion engine is at a standstill can be discharged into an unpressurized area. And there is a deliberate, continuous ventilation of the pressure circuit reached.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Druckversorgungleitung und dem Druckraum im Plunger ein Rückschlagventil angeord net. Mit Hilfe dieses Ventils wird ein Nachströmen von Steuerflüssigkeit in den Druckraum und die Druckzone er möglicht, die aufgrund von Leckagen entweichen konnte oder gewollt als Spül- oder Kühlmenge durch die Stichleitung in eine Sammelleitung abgesteuert wird. Das Druckventil kann dabei sowohl in der Stichleitung zwischen Druckversor gungsleitung und Plunger als auch direkt im Plunger ange ordnet werden.According to the invention is between the pressure supply line and a check valve is arranged in the pressure chamber in the plunger net. With the help of this valve, an afterflow of Control fluid in the pressure chamber and the pressure zone possible that could escape due to leakage or wanted as flushing or cooling quantity through the stub in a manifold is shut down. The pressure valve can both in the branch line between the pressure supplier cable and plunger as well as directly in the plunger be classified.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Führungszylinder oberhalb des Tassenstößels und damt auch oberhalb des Betätigungsorgans angeordnet ist und den Abschluß des Zylinderkopfes bildet. Damit wird ein erheblicher Gewinn an Bauhöhe erzielt, da sich ober halb des Schaftendes vom Gaswechselventil lediglich das Betätigungsorgan sowie daran anschließend der Führungszy linder für den Tassenstößel befindet. Die der hydrauli schen Stößelbetätigung eigenen Vorteile, wie Geräuschver minderung und Wartungsfreiheit, werden auch von der er findunggemäßen Konstruktion erfüllt. Diese Konstruktion bietet weiter den Vorteil, daß auf eine gesonderte Ventil haube verzichtet werden kann. Bei bisher bekannten Gas wechselventilbetätigungen an Brennkraftmaschinen war eine solche Ventilhaube notwendig, um die auf dem Zylinderkopf angeordnete Nockenwelle bzw. Kipphebelwelle vor Schmutz zu schützen bzw. Spritzöl zur Schmierung der Gaswechselven tilbetätigung wieder in das Kurbelgehäuse der Brennkraft maschine zu leiten.The particular advantage of the present invention is in that the guide cylinder above the tappet and damt also arranged above the actuator is and forms the end of the cylinder head. So that will achieved a considerable gain in overall height because half of the shaft end of the gas exchange valve only that Actuator and then the management cylinder linder for the tappet. The hydrauli tappet actuation own advantages, such as noise reduction reduction and freedom from maintenance, are also of the he construction according to the invention. This construction also offers the advantage of having a separate valve hood can be dispensed with. With previously known gas shuttle valve actuation on internal combustion engines was one such valve cover necessary to the on the cylinder head arranged camshaft or rocker arm shaft from dirt protect or spray oil to lubricate the gas exchange valves actuation again in the crankcase of the internal combustion engine machine.

In einer Weiterbildung der Erfindung (Anspruch 9) ist vor gesehen, daß mit der vorgestellten hydraulischen Stößelbe tätigung auch Einfluß auf die Steuerzeiten und den Hub des Gaswechselventile genommen wird. Durch eine beispielsweise veränderlich ausgebildete Nockenform der Nockenwelle oder mit Hilfe eines elektrischen ansteuerbaren Magnetventils, welches zwischen den beiden Stichleitungen eingesetzt ist, können eine in Grenzen variable Steuerzeit sowie eine Hub änderung der Gaswechselventile erreicht werden. Auch ist gedacht an eine Beeinflussung der Steuerzeiten und des Hu bes der Gaswechselventile durch mechanische Komponenten. Hier bieten sich z.B. Zylinder für den Plunger und für den Tassenstößel an, die mit Absteuerbohrungen versehen sind und jeweils an ihren Umfangsflächen Steuerkanten aufwei sen. Durch Verdrehen des Zylinders können die Bohrungen früher oder später den Druckraum bzw. die Druckzone öffnen oder schließen und damit den Druckaufbau bzw. Druckabbau in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel Einfluß auf die Steuer zeiten und den Hub der Gaswechselventile nehmen. Verdrehen der Zylinder kann durch in Längsrichtung der Brennkraft maschine verlaufende Zahnstangen unabhängig voneinander erfolgen.In a further development of the invention (claim 9) is before seen that with the presented hydraulic ram also influences the tax times and the stroke of the Gas exchange valves is taken. For example variably designed cam shape of the camshaft or with the help of an electrically controllable solenoid valve, which is inserted between the two stub lines, can have a variable control time and a stroke change in the gas exchange valves can be achieved. Is too thought of influencing tax times and Hu bes of the gas exchange valves by mechanical components. Here are e.g. Cylinder for the plunger and for the Bucket tappets, which are provided with pilot bores and each have control edges on their peripheral surfaces sen. The bores can be turned by turning the cylinder Open the pressure chamber or the pressure zone sooner or later or close and thus the pressure build-up or pressure reduction depending on the crank angle influence on the tax times and take the stroke of the gas exchange valves. Twisting the cylinder can by in the longitudinal direction of the internal combustion machine-running racks independently of each other respectively.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß die Beeinflussung der Steuerzeiten und des Hubes auch vorteilhaft genutzt werden kann, um eine bedarfsgesteuerte Bremswirkung der Brenn kraftmaschine zu erreichen, wie dies insbesondere für Fahrzeugeinsätze benötigt wird, und damit weitestgehend auf den Einsatz einer Betätigungsklappe in der Abgaslei tung (Auspuffbremse) verzichten zu können..The invention further provides that influencing the Tax times and the stroke can also be used advantageously can to a demand-controlled braking effect of the burning to achieve the engine, especially for Vehicle operations are required, and therefore largely on the use of an operating flap in the exhaust duct to be able to do without exhaust brake ..

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeich nungsbeschreibung, in der ein dargestelltes Ausführungs beispiel der Erfindung beschrieben ist. Es zeigt:Further features of the invention emerge from the drawing nation description in which an illustrated execution example of the invention is described. It shows:

Fig. 1 in einem Axialschnitt eine erfindungsgemäße hydrau lische Stößelbetätigung für Gaswechselventile im Zy linderkopf einer Brennkraftmaschine, Fig. 1 in an axial section a metallic hydrau invention tappet actuating gas exchange valves in Zy linder head of an internal combustion engine,

Fig. 2 in einer Gegenüberstellung verschiedene Betätigungen von Gaswechselventilen. Fig. 2 in a comparison of various actuations of gas exchange valves.

Das Gaswechselventil 8 wird von der Nockenwelle 1 ge steuert und mit Hilfe hydraulischer Zwischenglieder, dem Geber 21 und dem Betätigungsorgan 22 betätigt. Alle Bau teile sind im oberen Bereich des Zylinderkopfs 20 über dem Gaswechselkanel 19 angeordnet. Die wesentliche Aufgabe der Erfindung, Verringerung der Bauhöhe des Zylinderkopfes 20, wurde durch eine stark achsversetzte Anordnung von Nocken welle 1 zum Gaswechselventil 8 erreicht. Das Schaftende des Gaswechselventils 8 befindet sich dabei nahezu auf gleichem Niveau mit dem Kopfkreisdurchmesser der Nocken welle 1. Die hydraulische Stößelbetätigung ist in einem flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf 20 dargestellt, jedoch auch übertragbar auf luftgekühlte Zylinderköpfe. An die Unterseite 29 schließt sich der Zylinder einer Brennkraft maschine an, der in der Fig. 1 nicht dargestellt ist. Durch das Gaswechselventil 8 in Verbindung mit einem wei teren Gaswechselventil, das in der Schnittdarstellung nicht sichtbar ist, wird ein zum Betrieb der Brennkraft maschine notwendiger Gaswechsel erreicht. Durch den Gas wechselkanal 19 erfolgt die Gasführung für das Gaswechsel ventil 8. Die Steuerung der Gaswechselventile erfolgt aus gehend von der Nockenwelle 1, die in der Nockenwellen kammer 26 angeordnet ist. Die Erhebungskurve des Nockens 30 wird von der anliegenden Laufrolle 25 auf das Geberor gan 21 übertragen und in eine axiale Hubbewegung umge setzt. Die Verschiebung des Geberorgans 21 - hervorgerufen durch das Anlaufen der Laufrolle 25 auf die Nockenflanke des Nockens 30 - bewirkt eine Druckerhöhung, die sich auf das Betätigungsorgan 22 überträgt und das Gaswechselventil 8 öffnet.The gas exchange valve 8 is controlled by the camshaft 1 and actuated with the aid of hydraulic intermediate elements, the transmitter 21 and the actuator 22 . All construction parts are arranged in the upper region of the cylinder head 20 above the gas exchange channel 19 . The main object of the invention, reducing the overall height of the cylinder head 20 , was achieved by a strongly axially offset arrangement of cam shaft 1 to the gas exchange valve 8 . The shaft end of the gas exchange valve 8 is almost at the same level with the tip diameter of the cam shaft 1 . The hydraulic tappet actuation is shown in a liquid-cooled cylinder head 20 , but can also be transferred to air-cooled cylinder heads. At the bottom 29 , the cylinder of an internal combustion engine connects, which is not shown in FIG. 1. Through the gas exchange valve 8 in conjunction with a white direct gas exchange valve, which is not visible in the sectional view, a gas exchange necessary for operating the internal combustion engine is achieved. Through the gas exchange channel 19 , the gas is routed for the gas exchange valve 8 . The control of the gas exchange valves takes place starting from the camshaft 1 , which is arranged in the camshaft chamber 26 . The elevation curve of the cam 30 is transmitted from the adjacent roller 25 to the Geberor gan 21 and is converted into an axial stroke movement. The displacement of the transmitter member 21 - caused by the running of the roller 25 on the cam flank of the cam 30 - causes an increase in pressure, which is transmitted to the actuating member 22 and opens the gas exchange valve 8 .

Funktionsbeschreibung der hydraulischen Stößelbetätigung.Functional description of the hydraulic ram actuation.

In der in Fig. 1 dargestellten Lage der Bauteile ergeben sich folgende Zusammenhänge. Die Stellung der Nockenwelle 1 mit einer Stellung des Nockens 30, der den Anlagepunkt der Laufrolle 25 am Übergang vom Nockengrundkreis zur an laufenden Nockenflanke zeigt, entspricht der Grundstellung des Geberorgans 21. In dieser Lage kommt es zu einer Über einstimmung des Stichkanals 12 mit dem Zulauf 31 im Plun ger 2 befindlich sowie zwischen dem Druckraum 24 mit der Stichleitung 14. lm Plunger 2, der zylindrisch ausgeführt ist, befindet sich am Ende zur Nockenwelle 1 gerichtet die Laufrolle 25. Der Laufrolle gegenüberliegend 25 ist der Plunger 2 hohlzylindrisch ausgeführt, bildet teilweise den Druckraum 24 des Geberorgans 21 und stellt darüber hinaus eine Führung der Druckfeder 3 dar. Zwischen dem Zulauf 31 und dem Druckraum 24 ist ein Rückschlagventil 6 einge setzt. Der Federdruck des Rückschlagventils 6 ist kleiner als der in der Stichleitung 12 anstehende Druck der Steuerflüssigkeit. Somit ist sichergestellt, daß bei Neu tralstellung des Plungers Steuerflüssigkeit ungehindert das Geberorgan 21 durchströmen kann. Bei Drehung des Nockens 30 wird der Plunger 2 axial in Richtung des Gas wechselventils 8 verschoben. Durch die Verlagerung des Plungers 2 werden die Übergänge zu den Stichleitungen 12, 14 gesperrt. Auf die im Druckraum 24 eingeflossene, in kompressible Steuerflüssigkeit wird ein Druck ausgeübt, der sich ebenfalls auf die Druckzone 7 überträgt, die mit dem Druckraum 24 in Verbindung steht und den Tassenstößel 4 kreisringförmig umschließt. Entsprechend der Nockener hebungskurve wird das Gaswechselventil 8 geöffnet, unter stützt durch die hydraulische Übertragung durch das Geber organ 21 und das Betätigungsorgan 22. Bei Erreichen der ablaufenden Nockenflanke und dem damit verbundenen Druck abbau wird der Plunger 2 entgegengesetzt in Richtung Nockenwelle 1 verschoben.The following relationships result in the position of the components shown in FIG. 1. The position of the camshaft 1 with a position of the cam 30 , which shows the contact point of the roller 25 at the transition from the cam base circle to the running cam flank, corresponds to the basic position of the transmitter element 21 . In this position there is an agreement between the branch duct 12 and the inlet 31 in the plunger 2 and between the pressure chamber 24 with the branch line 14 . In the plunger 2 , which is cylindrical, the roller 25 is located at the end facing the camshaft 1 . The roller 25 opposite the plunger 2 is hollow cylindrical, partially forms the pressure chamber 24 of the transmitter member 21 and also represents a guide for the compression spring 3. Between the inlet 31 and the pressure chamber 24 , a check valve 6 is inserted. The spring pressure of the check valve 6 is less than the pressure of the control fluid present in the branch line 12 . This ensures that when the plunger is in the tral position, control fluid can flow freely through the transmitter element 21 . When the cam 30 rotates, the plunger 2 is axially displaced in the direction of the gas exchange valve 8 . By moving the plunger 2 , the transitions to the branch lines 12 , 14 are blocked. A pressure is exerted on the compressible control liquid which has flowed into the pressure chamber 24 and which is also transferred to the pressure zone 7 , which is connected to the pressure chamber 24 and surrounds the cup tappet 4 in a ring shape. According to the cam cam curve, the gas exchange valve 8 is opened, supported by the hydraulic transmission by the transmitter organ 21 and the actuator 22nd Upon reaching the descending cam flank and the associated reduction in pressure, the plunger 2 is shifted in the opposite direction towards camshaft 1 .

Diese Verschiebung wird durch die Druckfeder 9 erreicht, die unmittelbar auf den Tassenstößel 4 und damit auf das Gaswechselventil 8 wirkt und in Richtung Schließung des Gaswechselventils 8 eingesetzt ist.This shift is achieved by the compression spring 9 , which acts directly on the tappet 4 and thus on the gas exchange valve 8 and is used in the direction of closing the gas exchange valve 8 .

Die Federkraft wird durch eine das Geberorgan 21 mit dem Betätigungsorgan 22 verbundene Hydraulikflüssigkeit, ins besondere Öl auf den im Geberorgan 21 befindlichen Plunger 2 übertragen, der folglich die mit dem Plunger 2 verbun dene Laufrolle 25 auf den Nocken 30 drückt.The spring force is transmitted through a the donor organ 21 connected to the actuator 22 hydraulic fluid in particular oil to the located in the donor organ 21 plunger 2, which consequently pushes the plunger 2 verbun dene roller 25 on the cam 30th

Die Druckfeder 3 ist im Vergleich zur Druckfeder 9 relativ schwach und hat lediglich die Aufgabe, den Plunger 2 auf den Nocken 30 zu drücken, wenn der Druckraum 24 bzw. die Druckzone 7 nicht mit der Hydraulikflüssigkeit aufgefüllt sind. Diese Einrichtung ist notwendig, um auszuschließen, daß nach Stop und Stillstand der Brennkraftmaschine bei geöffnetem Gaswechselventil der Plunger 2 mit der Lauf rolle 25 bei erneut gestarteter Brennkraftmaschine immer der Nockenbahn des Nockens 30 folgen kann, auch wenn ein Druckabfall der Hydraulikflüssigkeit bei stillstehender Brennkraftmaschine erfolgte und so keine Rückstellung des Plungers 2 durch die Druckfeder 9 erfolgen kann.The compression spring 3 is relatively weak in comparison to the compression spring 9 and only has the task of pressing the plunger 2 onto the cam 30 when the pressure chamber 24 or the pressure zone 7 are not filled with the hydraulic fluid. This device is necessary in order to rule out that after the engine has stopped and stopped with the gas exchange valve open, the plunger 2 with the roller 25 can always follow the cam path of the cam 30 when the engine is restarted, even if there is a pressure drop in the hydraulic fluid when the engine is stopped and so the plunger 2 cannot be reset by the compression spring 9 .

Das Gaswechselventil 8 geführt in der Führung 18, wird am Schaftende von dem Tassenstößel 4 umgeben. Der Tassen stößel 4 ist an dem zum Gaswechselkanal 19 zeigenden Ende mit einem Ansatz 32 versehen, der einmal als Führung im Zylinderkopf 20 dient und weiter eine Kolbenfläche für die kreisringförmige Druckzone 7 bildet. Der Tassenstößel 4 mit dem gleichbleibenden Außendurchmesser oberhalb des An satzes 32 wird über die Druckzone 7 im Führungszylinder 10 geführt, der wiederum im Zylinderkopf 20 eingesetzt ist und durch die Dichtung 23 den Stößelraum abdichtend bildet gleichzeitig zusammen mit einer Wandung, die sich über der Nockenwellenkammer 26 befindet, der Oberseite 28 des Zy linderkopfes 20. Die Ausbildung hat den Vorteil, daß sich oberhalb des Schaftendes vom Gaswechselventil 8 lediglich der Tassenstößel 4 und der Führungszylinder 10 befinden und damit ein großer Bauraumgewinn ermöglicht wird im Ver gleich zu den bisher bekannten mechanischen Gasventil steuerungen wie auch den vorbekannten hydraulischen Steue rungen. Zur Bauraumeinsparung ist mittig in den Führungs zylinder 10 ein Innensechskant 27 eingebracht, in den ein geeignetes Werkzeug greift, mit Hilfe dessen der Führungs zylinder 10 in den Zylinder 20 eingedreht werden kann.The gas exchange valve 8 guided in the guide 18 is surrounded by the tappet 4 at the shaft end. The cup tappet 4 is provided at the end facing the gas exchange duct 19 with a shoulder 32 which once serves as a guide in the cylinder head 20 and further forms a piston surface for the annular pressure zone 7 . The tappet 4 with the constant outside diameter above the set 32 is guided over the pressure zone 7 in the guide cylinder 10 , which in turn is inserted in the cylinder head 20 and seals the tappet space by sealing 23 together with a wall that is above the camshaft chamber 26th located, the top 28 of the cylinder head 20 Zy The training has the advantage that above the shaft end of the gas exchange valve 8 only the tappet 4 and the guide cylinder 10 are located and thus a large gain in space is possible in comparison with the previously known mechanical gas valve controls as well as the previously known hydraulic controls. To save installation space, a hexagon socket 27 is inserted centrally in the guide cylinder 10 , into which a suitable tool engages, with the aid of which the guide cylinder 10 can be screwed into the cylinder 20 .

Um Gaseinschlüsse, die in der Steuerflüssigkeit enthalten sein können, abzusteuern, ist an der höchsten Stelle der Stichleitung 12 liegend eine Drosselbohrung 16 angebracht, die permanent eine Teilmenge der durch die Druckversor gungsleitung 5 zugeführten Steuerflüssigkeit drucklos in die Nockenwellenkammer 26 absteuert. Darüber hinaus können Gaseinschlüsse, die in die Druckzone 7 bzw. in den Druck raum 24 gelangt sind, über die Drosselnut 13 bei Freigabe der Stichleitung 14 durch den Plunger 2 entweichen. Diese Plungerstellung bewirkt weiter einen gewollten Austausch der Steuerflüssigkeit aus dem Geber- und Betätigungsorgan 21, 22, die eine Bauteilkühlung bewirken. Die Stichleitung 14 ist verbunden mit der Sammelleitung 15, die wie die Druckversorgungsleitung 5 längsseits durch alle Zylinder köpfe der Brennkraftmaschine geführt ist. Auch auftretende Leckagen an der Druckzone 7, die durch die Führung zwi schen Ansatz 32 des Tassenstößels 4 und dem Zylinderkopf 20 auftreten können, sammeln sich auf dem Boden 33 der Tassenstößelbohrung im Zylinderkopf 20. Steuerflüssigkeit, die von der Druckzone 7 zwischen Tassenstößel 4 und Füh rungszylinder 10 austritt, wird durch die Rücklaufbohrung 17 ebenfalls auf den Boden 33 geleitet. Auf dem Boden 33 angesammelte Steuerflüssigkeit kann drucklos durch die Rücklaufbohrung 11 in die Nockenwellenkammer 26 abfließen.By gas inclusions, which can be contained in the control liquid abzusteuern is, lying in a throttle hole 16 mounted at the highest point of the stub 12, the permanent absteuert a subset by the Druckversor supply line 5 supplied control fluid depressurized in the camshaft chamber 26th In addition, gas inclusions that have entered the pressure zone 7 or the pressure chamber 24 can escape through the throttle groove 13 when the stub 14 is released by the plunger 2 . This plunging also causes an intentional exchange of the control liquid from the transmitter and actuator 21 , 22 , which cause component cooling. The stub 14 is connected to the manifold 15 which, like the pressure supply line 5 , is guided lengthwise through all the cylinder heads of the internal combustion engine. Leakages that occur at the pressure zone 7 , which can occur due to the guidance between the shoulder 32 of the tappet 4 and the cylinder head 20 , collect on the bottom 33 of the tappet bore in the cylinder head 20 . Control liquid, which comes from the pressure zone 7 between the tappet 4 and Füh approximately cylinder 10 , is also passed through the return bore 17 to the bottom 33 . Control liquid accumulated on the bottom 33 can flow without pressure through the return bore 11 into the camshaft chamber 26 .

Diese hydraulische Stößelbetätigung in Verbindung mit ge eigneten Komponenten, durch die der Druckabbau an dem Druckraum 24 unabhängig von der Stellung des Nockens 30 veränderlich ist, kann die Steuerzeit und der Hub des Gas wechselventils 8 beeinflußt werden.This hydraulic tappet actuation in conjunction with ge suitable components by which the pressure reduction at the pressure chamber 24 is variable regardless of the position of the cam 30 , the control time and the stroke of the gas exchange valve 8 can be influenced.

Die Fig. 2 zeigt bei gleicher Gasventilanordnung ver schiedenartige Gasventilbetätigungen und den dazu unter schiedlichen, erforderlichen Bauraum. Folgende Varianten sind in Fig. 2 dargestellt: Fig. 2 shows the same gas valve assembly ver different gas valve actuations and the different, required space. The following variants are shown in Fig. 2:

a) A camshaft arranged in the cylinder head, which lies on the same axis with the gas exchange valve and acts on a tappet, which is provided with a hydraulic valve lash adjuster. Between rule's actuation a ) and the control e ) according to the invention, the greatest installation space differences arise. The difference in installation space almost corresponds to that of the circular path circumscribed by the cam of the camshaft.
b) Also an overhead camshaft that acts on a rocker arm. The overall height gain for solution a ) corresponds to the difference between the hydraulic play compensation element and the drag lever.
The movable fixed bearing point of the rocker arm on Cylinder head can also be hydraulic Match compensation element provided, this has no ne effect on the overall height.
c) It acts directly on a tappet shown overhead camshaft. The required construction height largely corresponds to example b).
d) A gas valve actuation is shown with a underlying camshaft and rocker arm actuation. Significantly less installation space is required than with the Examples a) to c) above.
e) The illustration shows the hydrau according to the invention tappet actuation. The solution combines the Advantages of an overhead camshaft and the a hydraulic control. It is suitable for all speed ranges of an internal combustion engine, has a noise-reducing effect and is maintenance-free. There is also another advantage one, the required height can be essential be restricted.

Claims

1.Hydraulically actuated tappet, in particular for controlling the gas exchange valves of internal combustion engines with a camshaft arranged in the cylinder head, which is provided with one cam for each gas exchange valve, where a transmitter element ( 21 ) is actuated for each cam, which hydraulically via a control fluid with an actuator is connected ( 22 ), which acts on a tappet ( 4 ), characterized in that the transmitter member ( 21 ) and the actuating member ( 22 ) are arranged in the cylinder head ( 20 ) and both components are directly connected.

2. Hydraulically operated tappet according to claim 1, characterized in that the transmitter element ( 21 ) is supported by a roller ( 25 ) on the camshaft ( 1 ) and bridges the distance between the camshaft ( 1 ) and gas exchange valve ( 8 ) and a pressure chamber ( 24 ) on the transmitter element ( 21 ) are directly connected to the pressure zone ( 7 ) on the actuating element ( 22 ).

3. Hydraulically actuated tappet according to one of the preceding claims, characterized in that the camshaft ( 1 ) and the gas exchange valve ( 8 ) axially and positionally offset in the cylinder head ( 20 ) are introduced.

4. Hydraulically operated tappet according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure chamber ( 24 ) of the transmitter organ ( 21 ) is connected to a pressure medium source with an almost constant pressure.

5. Hydraulically operated tappet according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure supply line ( 5 ) has a permanent ventilation through a throttle bore ( 16 ) and the pressure chamber ( 24 ) is periodically vented.

6. Hydraulically operated tappet according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure zone ( 7 ) via a throttle gap with a return bore ( 11 ) and the pressure chamber ( 24 ) with a collecting bore ( 15 ) is in communication.

7. Hydraulically actuated tappet according to one of the preceding claims, characterized in that a check valve ( 6 ) is introduced between the pressure supply line ( 5 ) and the pressure chamber ( 24 ).

8. Hydraulically operated tappet according to one of the preceding claims, characterized in that a guide cylinder ( 10 ) is arranged above the bucket tappet ( 4 ).

9. Hydraulically actuated tappet according to one of the preceding claims, characterized in that by using a suitable camshaft ge ( 1 ) in conjunction with suitable control components which are in communication with the pressure zone ( 7 ) and the pressure chamber ( 24 ) Control times and the stroke of the gas exchange valve ( 8 ) can be influenced.