DE3713751A1 - Hydraulisches spielausgleichselement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Spiel­ ausgleichselement für die Ventilsteuerung von Brennkraft­ maschinen, welches einen mit einer Stirnwand gegen einen Steuernocken anlegbaren, äußeren Zylinderkörper hat, in dem ein mit seiner Stirnseite nach unten weisender erster Topfkolben axial verschieblich angeordnet ist, in dem ein innenseitig gegen eine Stirnfläche der Stirnwand des Zylinderkörpers unter Bildung von Durchlässen anlie­ gender, zweiter Topfkolben mit der Stirnseite zum Ventil­ schaft hin axial verschieblich eingesetzt ist, wobei zwischen den beiden Topfkolben ein Hochdruckraum gebil­ det ist, welcher über ein in ihn hinein öffnendes Rück­ schlagventil mit dem Raum im ersten Topfkolben Verbin­ dung hat und in dem eine die Topfkolben auseinander­ drückende Druckfeder angeordnet ist. Eine solche Spiel­ ausgleichseinrichtung ist Gegenstand der DE-OS 31 50 083.

Bei hydraulischen Spielausgleichselementen der vorge­ nannten Art kann es vorkommen, daß sich nach längerer Standzeit der Brennkraftmaschine Luft im gegen den äußeren Zylinderkörper anliegenden zweiten Topfkolben sammelt. Diese Luft kann nach dem Start der Brennkraft­ maschine zu Fehlfunktionen führen, wenn bei Entlastung des Spielausgleichselementes in den bei vorheriger Belastung leergelaufenen Hochdruckraum übermäßig viel Luft angesaugt wird.

Bei dem Spielausgleichselement gemäß der genannten DE-OS 31 50 083 kann Luft zwar durch die Durchlässe des zwei­ ten Topfkolbens in den Ringraum des äußeren Zylinderkör­ pers gelangen. In der Praxis wird sie jedoch in unmittel­ barer Nähe der Durchlässe verbleiben, zumal die Stirn­ fläche, gegen die der zweite Topfkolben anliegt, im mittleren Bereich ausgenommen ist, so daß ihr Rand tiefer liegt als der mittlere Bereich. Dadurch besteht die Gefahr, daß die aus dem zweiten Topfkolben ausge­ schiedene Luft beim Auseinanderfahren der Topfkolben wieder angesaugt wird.

Die japanische Patentveröffentlichung 59-2 01 906 zeigt auch schon ein Spielausgleichselement, bei dem der Ring­ raum im äußeren Zylinderkörper an seiner höchsten Stelle einen nach außen führenden Durchlaß aufweist. Dadurch kann Luft über diesen Durchlaß nach außen gelangen. Vor­ aussetzung hierfür ist jedoch, daß die Luft zunächst einmal vom Inneren des gegen den Zylinderkörper anliegen­ den Topfkolbens bis zu dem Durchlaß gelangt. Das wird in der Praxis jedoch nur unvollkommen der Fall sein, weil die Luft zum größten Teil an der inneren Stirnseite des äußeren Zylinderkörpers hängenbleiben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spielaus­ gleichselement der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß eine besonders gründliche Entlüftung möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere Stirnfläche des äußeren Zylinderkörpers zum Rand des Zylinderkörpers hin ansteigt.

Durch diese Gestaltung strömt die Luft nach dem Austre­ ten aus den Durchlässen des gegen den äußeren Zylinder­ körper anliegenden Topfkolbens entlang einer nach außen hin ansteigenden Fläche nach außen und sammelt sich im äußeren Bereich weit genug entfernt von den Durchlässen. Dadurch wird die Luft bei einem Lastwechsel nicht wieder angesaugt, so daß es nicht infolge der Luft zu Fehlfunk­ tionen kommen kann. Weiterhin werden durch die erfin­ dungsgemäße Gestaltung des Spielausgleichselements das Geräuschniveau der Brennkraftmaschine und ihr Verschleiß reduziert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht da­ rin, daß am Rand des Zylinderkörpers in seinem höchsten Bereich zumindest eine Entlüftungsbohrung vorgesehen ist. Durch diese Entlüftungsbohrung kann die sich im Inneren des Zylinderkörpers sammelnde Luft nach außen entweichen, so daß sie auf keinen Fall mehr angesaugt werden kann.

Eine besonders wirkungsvolle Entlüftung wird erreicht, wenn die Entlüftungsbohrung zwischen der Stirnwand und der Mantelfläche des Zylinderkörpers schräg nach außen verläuft. Um die Ölverluste so gering wie möglich zu hal­ ten, kann man die Bohrung so anordnen, daß sie während des größten Teils des Arbeitshubes von der Führungs­ buchse überdeckt wird.

Der gegen den äußeren Zylinderkörper anliegende Topfkol­ ben kann gegen eine plane Fläche anliegen, wenn die innere Stirnfläche ausschließlich im Ringraumbereich außerhalb des zweiten Topfkolbens ansteigt.

Die Luft vermag besonders gut auch dann aus dem gegen den äußeren Zylinderkörper anliegenden Topfkolben zu gelangen, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Durchlässe vom zweiten Topfkolben zum äußeren Zylinderkörper durch Ausnehmungen in der gegen die Stirnfläche anliegenden Mantelfläche des zweiten Topfkolbens gebildet sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zu ihrer weiteren Verdeutlichung ist in der Zeichnung ein Längsschnitt durch das Spielausgleichselement zusammen mit den angrenzenden Bauteilen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Teilbereich eines Zylinder­ kopfes 1 in den von oben her eine Führungsbuchse 2 eingesetzt ist, in welcher das erfindungsgemäße Spiel­ ausgleichselement 3 höhenverschieblich geführt ist. Gegen das Spielausgleichselement 3 liegt von oben her ein Nocken 4 einer obenliegenden Nockenwelle 5 an. Nach unten hin ist das Spielausgleichselement 3 auf einen Ventilschaft 6 abgestützt, der durch Ventilfedern 7, 8 zum Spielausgleichselement 3 hin vorgespannt ist.

Das Spielausgleichselement 3 ist mit einem äußeren Zylinderkörper 9 in der Führungsbuchse 2 geführt. Dieser Zylinderkörper 9 ist topfförmig ausgebildet und liegt mit der Außenseite seiner Stirnwand 10 gegen den Nocken 4 an. Die Stirnwand 10 hat eine innere Stirnfläche 11, welche im mittleren Bereich plan ist und quer zur Füh­ rungsbuchse 2 verläuft, im äußeren Bereich jedoch nach oben hin ansteigt, also konisch ausgeformt ist. Eine Entlüftungsbohrung 12 verläuft am Rand des Zylinderkör­ pers 9 durch die Stirnwand 10 hindurch nach außen.

Im Inneren des Zylinderkörpers 9 ist ein erster Topf­ kolben 13 angeordnet, der mit seiner Stirnseite 14 nach unten weist und auf dem Ventilschaft 6 aufsitzt. Dieser erste Topfkolben 13 ist dichtend in einer inneren Füh­ rung 15 des Zylinderkörpers 9 geführt. Ein zweiter Topf­ kolben 16 greift von oben her mit seiner Stirnseite nach unten weisend axial verschieblich in den ersten Topf­ kolben 13. Dadurch entsteht unterhalb der Stirnfläche des zweiten Topfkolbens 16 im Inneren des ersten Topf­ kolbens 13 ein Hochdruckraum 17, in dem eine Druckfeder 18 angeordnet ist, die die Topfkolben 13, 16 auseinander­ drückt, so daß der zweite Topfkolben 16 stets gegen die Stirnfläche 11 und der erste Topfkolben 13 stets gegen den Ventilschaft 6 anliegt. Durchlässe 19, 20 im gegen die Stirnfläche 11 anliegenden Rand der Mantelfläche des zweiten Topfkolbens 13 ermöglichen eine Flüssigkeitsver­ bindung von einem Ringraum 21 im Zylinderkörper 9 in das Innere des ersten Topfkolbens 13. Von dort vermag die Flüssigkeit über ein zum Hochdruckraum 17 hin öffnendes Rückschlagventil 22 in den Hochdruckraum 17 zu gelangen. Die das Rückschlagventil 22 bildende Ventilkugel ist mittels einer Feder 27 in Schließstellung vorgespannt. Hierzu stützt sich die Feder 27 innenseitig in einem geschlitzten Kugelkäfig 28 ab, der von der Druckfeder 18 gegen die untere Stirnfläche des zweiten Topfkolbens 16 gehalten wird.

Die Ölversorgung des Spielausgleichselementes 3 erfolgt auf übliche Weise durch eine Ölversorgungsgalerie 23, von der aus Öl über eine Übergangsbohrung 24 bei entspre­ chender Stellung des Zylinderkörpers 9 in einen außen­ seitig in seiner Mantelfläche vorgesehenen Ringkanal 25 zu gelangen vermag, von dem aus eine Übergangsbohrung 26 in den Ringraum 21 führt.

Das erfindungsgemäße Spielausgleichselement unterschei­ det sich hinsichtlich der Art des Spielausgleichs nicht von den bekannten Spielausgleichselementen. Der wesent­ liche Unterschied des beschriebenen Spielausgleichsele­ mentes zu den bisherigen Spielausgleichselementen be­ steht darin, daß aus den Durchlässen 19, 20 austretende Luft entlang der nach außen hin ansteigenden Stirnfläche 11 nach außen abfließen und von dort über die Entlüf­ tungsbohrung 12 entweichen kann.

Claims (5)

1. Hydraulisches Spielausgleichselement für die Ventil­ steuerung von Brennkraftmaschinen, welches einen mit einer Stirnwand gegen einen Steuernocken anlegbaren, äußeren Zylinderkörper hat, in dem ein mit seiner Stirn­ seite nach unten weisender erster Topfkolben axial ver­ schieblich angeordnet ist, in dem ein innenseitig gegen eine Stirnfläche der Stirnwand des Zylinderkörpers unter Bildung von Durchlässen anliegender, zweiter Topfkolben mit der Stirnseite zum Ventilschaft hin axial verschieb­ lich eingesetzt ist, wobei zwischen den beiden Topfkol­ ben ein Hochdruckraum gebildet ist, welcher über ein in ihn hinein öffnendes Rückschlagventil mit dem Raum im ersten Topfkolben Verbindung hat und in dem eine die Topfkolben auseinanderdrückende Druckfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche (11) des äußeren Zylinderkörpers (9) zum Rand des Zylin­ derkörpers (9) hin ansteigt.

2. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand des Zylinderkörpers (9) in seinem höchsten Bereich zumindest eine Entlüf­ tungsbohrung (12) vorgesehen ist.

3. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsbohrung (12) zwischen der Stirnwand (10) und der Mantelfläche des Zylinderkörpers (9) schräg nach außen verläuft.

4. Hydraulisches Spielausgleichselement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Stirnfläche (11) ausschließlich im Ringraumbereich außerhalb des zweiten Topfkolbens (16) ansteigt.

5. Hydrauliches Spielausgleichselement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchlässe (19, 20) vom zweiten Topfkolben (16) zum äußeren Zylinderkörper (9) durch Ausnehmungen in der gegen die Stirnfläche (11) anliegen­ den Mantelfläche des zweiten Topfkolbens (16) gebildet sind.