DE4023885A1 - Rollenstoessel mit hydraulischem ventilspiel-ausgleich - Google Patents
Rollenstoessel mit hydraulischem ventilspiel-ausgleichInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel mit hydrauli
schem Ventilspiel-Ausgleich, wobei ein über einen Rollen
bolzen eine Rolle tragender Rollen-Kolben gemeinsam mit
einem Stößel-Kolben einen hydraulischen Hochdruckraum be
grenzt, der über eine Rückschlagventil-Vorrichtung mit
einem Hydraulik-Vorratsraum in Verbindung steht. Ein der
artiger Stößel ist beispielsweise aus der europäischen
Patentanmeldung 03 18 151 bekannt.
Gegenüber herkömmlichen Tassenstößeln zur Betätigung der
Gaswechselventile von Brennkraftmaschinen bieten Rollen
stößel den Vorteil verminderter Reibleistung. Dabei sol
len auch Rollenstößel den bewährten, hydraulischen Ven
tilspielausgleich ermöglichen. Da jedoch die bislang be
kannt gewordenen Rollenstößel mit hydraulischem Ventil
spielausgleich relativ großvolumig bauen und insbesondere
eine gegenüber herkömmlichen Tassenstößeln ge
steigerte Bauhöhe aufweisen, hat sich die Erfindung die
Aufgabe gestellt, Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer
die Abmessungen von Rollenstößeln mit hydraulischem Ven
tilspielausgleich verringert werden können.
Zur Lösung der Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale
der Patentansprüche 1 oder 2 vorgesehen; vorteilhafte
Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die
Unteransprüche.
So beansprucht der Hydraulik-Vorratsraum kein zusätzli
ches Volumen innerhalb des Rollenstößels, wenn der Vor
ratsraum erfindungsgemäß im Inneren des hohl ausgeführten
Rollenbolzens angeordnet ist. Über geeignet angebrachte
Bohrungen und Kanäle kann dann der Vorratsraum ohne
Schwierigkeiten mit dem Hochdruckraum und auch mit einem
Hydraulik-Kreislauf, so üblicherweise dem Schmiermittel
kreislauf einer Brennkraftmaschine, verbunden werden. Es
ist aber auch möglich, den üblicherweise relativ großvo
lumig bauenden, zusammenhängenden Vorratsraum in mehrere
Teilräume zu unterteilen, die dann im Sinne einer bau
raumoptimierenden Bauweise an geeigneten Freiräumen im
Rollenstößel angeordnet werden können. Insbesondere bie
ten sich hierfür Bereiche seitlich des Rollenbolzens
und/oder seitlich der Rolle an. Kommunizierenden Gefäßen
gleich sind die Teilräume über Kanäle miteinander verbun
den.
Die zumeist in Form einer federbelasteten Kugel ausgebil
dete Rückschlagventil-Vorrichtung beansprucht weniger
Bauhöhe, wenn mehrere Rückschlagventil-Vorrichtungen ne
beneinander angeordnet sind - dies bietet sich insbeson
dere bei einer Aufteilung des Vorratsraumes in mehrere
Teilräume an - oder wenn die Rückschlagventil-Vorrich
tung als Zungenventil oder Flatterventil ausgebildet ist.
Auch hier ist es im Sinne eines verringerten Bauaufwandes
möglich, mit Hilfe einer einzigen zungenventilartigen
Rückschlagventil-Vorrichtung den Durchfluß durch mehrere
Kanäle zu steuern.
Weitere Möglichkeiten zur Verringerung des Bauraumes ei
nes Rollenstößels mit hydraulischem Ventilspiel-Ausgleich
sind in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben, sowie aus den
im folgenden erläuterten, bevorzugten Ausführungsbeispie
len der Erfindung ersichtlich. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Rollenstößel mit im
Rollenbolzen vorgesehenen Hydraulik-Vorratsraum
im Schnitt,
Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1,
Fig. 3 einen weiteren Schnitt des Stößels aus Fig. 1,
Fig. 4 einen Rollenstößel mit mehreren Vorrats-Teil
räumen im Schnitt,
Fig. 5 den Schnitt B-B aus Fig. 4,
Fig. 6 einen Stößel ähnlich Fig. 1 mit einem Zungen-
Rückschlagventil,
Fig. 7 den Schnitt A-A aus Fig. 6,
Fig. 8 eine Aufsicht auf das Zungen-Rückschlagventil
des Stößels aus Fig. 6,
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Rollenstößels,
Fig. 10 den Schnitt A-A aus Fig. 9, sowie
Fig. 11 einen weiteren Schnitt des Stößels aus Fig. 9.
Die gezeigten Rollenstößel bestehen im wesentlichen aus
einem Rollen-Kolben 1 sowie einem Stößel-Kolben 2. Wäh
rend am Stößel-Kolben 2 der Schaft eines Gaswechselventi
les einer Brennkraftmaschine direkt - oder über eine Stö
ßelstange mit einem Kipphebel indirekt - anliegt, trägt
der Rollen-Kolben 1 über einen Rollenbolzen 3 eine Rolle
4, die mit einem Nocken zur Betätigung des Brennkraftma
schinen-Gaswechselventiles zusammenwirkt.
Der Rollenbolzen 3 ist in eine Bohrung 5 im Rollen-Kolben
1 eingepaßt. Auf dem Rollenbolzen 3 ist die Rolle 4 unter
Zwischenschaltung von Wälzkörpern 6 gelagert.
Der Rollen-Kolben 1 und der Stößel-Kolben 2 sind gemäß
Pfeilrichtung 7 gegeneinander verschiebbar und begrenzen
gemeinsam einen hydraulischen Hochdruckraum 8. Ferner
wirkt zwischen den beiden Kolben eine Druckfeder 9.
Zur Versorgung des Hochdruckraumes 8 mit Hydraulikmedium
ist im Rollenstößel ein Hydraulik-Vorratsraum 10 vorgese
hen. Dieser steht über zumindest einen Kanal 11 mit dem
Hochdruckraum 8 in Verbindung, wobei im Kanal 11 eine in
Richtung des Vorratsraumes 10 sperrende Rückschlagventil-
Vorrichtung 12 angeordnet ist. Da die Funktion des
hydraulischen Ventilspielausgleichs dem Fachmann geläufig
ist, soll diese hier nicht weiter erläutert werden. Zur
Befüllung des Vorratsraumes 10 mit einem geeigneten
Hydraulikmedium sind ferner zwei Überströmkanäle 13 vor
gesehen, die mit auf der Stößelaußenseite mündenden Zu
fuhrkanälen 16 in Verbindung stehen.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 liegt der
Hydraulik-Vorratsraum 10 im wesentlichen im Inneren des
hohl ausgebildeten Rollenbolzens 3. Dazu sind die Stirn
seiten des Rollenbolzens 3 mit Deckplatten 14 verschlos
sen. Die Verbindung mit den beiden das Hydraulikmedium
zum Hochdruckraum 8 leitenden Kanälen 11 stellen Bohrun
gen 15 im Rollenbolzen 3 her. In gleicher Weise verbinden
die Bohrungen 15 den Vorratsraum 10 mit zwei Über
strömkanälen 13. Da beim gezeigten Ausführungsbeispiel
zwei Kanäle 11 vorgesehen sind, finden sich selbstver
ständlich auch zwei Rückschlagventil-Vorrichtungen 12,
die in üblicher Weise als federbelastete Kugeln ausgebil
det sind.
Indem der Vorratsraum 10 im Inneren des Rollenbolzens 3
angeordnet ist, wird für den Vorratsraum kein zusätzli
cher Bauraum benötigt. Hierdurch ergibt sich ein äußerst
kompakt bauender Rollenstößel. Weiter gefördert wird die
kompakte Bauweise durch Vorsehen zweier Rückschlagventil-
Vorrichtungen 12, da diese jeweils für sich kleiner und
daher niedriger bauend ausgebildet werden können.
Schließlich kann aufgrund der außerhalb des Hochdruckrau
mes und dabei konzentrisch zu diesem angeordneten Druck
feder 9 auch der Hochdruckraum 8 in seinen Abmessungen
optimiert bzw. minimiert werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5 ist der Vor
ratsraum 10 in fünf Teilräume unterteilt, von denen auf
grund der Schnittführung nur die Teilräume 10a, 10b, 10c
dargestellt sind. Jeder Teilraum kann über einen Kanal 11
mit dem Hochdruckraum 8 in Verbindung stehen. Ferner sind
die einzelnen Teilräume über Kanäle 17 miteinander sowie
mit dem Überströmkanal 13 verbunden. Indem jeder einzelne
Teilraum für sich ein relativ geringes Volumen aufweist,
können die Teilräume in zur Verfügung stehende Freiräume
verlegt werden, ohne dabei den gesamten Bauraum des
Stößels wesentlich zu vergrößern. Beim gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel sind die Teilräume 10a, 10b im wesentlichen
seitlich des Rollenbolzens 3 sowie der Rolle 4 angeord
net, während der Teilraum 10c durch den hohl ausgeführten
Rollenbolzen 3 gebildet wird.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 hat analog dem Stö
ßel nach den Fig. 1, 2 den Hydraulik-Vorratsraum 10 im
wesentlichen im Inneren des Rollenbolzens 3, wobei
selbstverständlich auch die die Bohrungen 15 umgebenden
Freiräume 10a, 10b die Funktion von Teil-Vorratsräumen
übernehmen. Zur weiteren Verringerung der Bauhöhe ist bei
diesem Stößel die Rückschlagventil-Vorrichtung 12 als ein
aus einer Scheibe herausgearbeitetes Zungenventil ausge
bildet. Vorteilhafterweise bilden dabei - wie die Auf
sicht gemäß Fig. 8 zeigt - die beiden Zungenventile für
die beiden Kanäle 11 ein einziges Bauteil.
Die Fig. 9, 10, 11 zeigen eine weitere Variante. Hier
sind Stößelkolben 2 und Rollenkolben 1 in ihrem unteren
Bereich konisch ausgebildet und der Kontur eines Ventil
federtellers 21 angepaßt, um weiter Bauhöhe einzusparen.
Zu gleichem Zweck ist die Druckfeder 9 als Tellerfeder
ausgebildet. Die neben dem Vorrats-Teilraum 10c
(Innenraum des Rollenbolzens 3) vorgesehenen Vorrats-
Teilräume 10a, 10b, sowie die dazu spiegelbildlichen
weiteren Teilräume sind an die Kontur bzw. den Umfang des
Rollenkolbens 1 angepaßt.
Die Fig. 2, 5, 7, 10 zeigen darüber hinaus eine an der
Außenseite eines der beiden Kolben (Rollen-Kolben 1 oder
Stößel-Kolben 2) vorgesehene, in Stößelbewegungsrichtung
(Pfeilrichtung 7) verlaufende Längsnut 18. Diese Längsnut
bildet gemeinsam mit einem Vorsprung 19, der als Ein
steckteil in der Wandung 20 einer den Rollenstößel füh
renden Bohrung ausgebildet ist, eine Stößel-Verdrehsi
cherung. Auch diese relativ einfache Ausbildung einer
Stößel-Verdrehsicherung erhöht die kompakte Bauweise ei
nes erfindungsgemäßen Rollenstößels. Die beschriebenen
wesentlichen Merkmale gestatten es somit, einen Rollen
stößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich äußerst
niedrig und kompakt bauend zu gestalten. Dabei können
konstruktive Ausführungsformen durchaus von den gezeigten
Ausführungsbeispielen abweichen, ohne den Inhalt der Pa
tentansprüche zu verlassen.
Claims (7)
1. Rollenstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich,
wobei ein über einen Rollenbolzen (3) eine Rolle (4)
tragender Rollen-Kolben (1) gemeinsam mit einem Stö
ßel-Kolben (2) einen hydraulischen Hochdruckraum (8)
begrenzt, der über eine Rückschlagventil-Vorrichtung
(12) mit einem Hydraulik-Vorratsraum (10) in Verbin
dung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Vorrats
raum (10) zumindest teilweise durch den hohl ausge
führten Rollenbolzen (3) gebildet wird.
2. Rollenstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich,
wobei ein über einen Rollenbolzen (3) eine Rolle (4)
tragender Rollen-Kolben (1) gemeinsam mit einem Stö
ßel-Kolben (2) einen hydraulischen Hochdruckraum (8)
begrenzt, der über eine Rückschlagventil-Vorrichtung
(12) mit einem Hydraulik-Vorratsraum (10) in Verbin
dung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Vorrats
raum (10) in mehrere durch einen Kanal (17) mitein
ander verbundene, im wesentlichen seitlich des
Rollenbolzens (3) angeordnete Teilräume (10a, 10b)
unterteilt ist.
3. Rollenstößel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckraum (8)
mit dem Vorratsraum (10) oder den Teilräumen (10a,
10b) über mehrere Rückschlagventil-Vorrichtungen
(12) verbunden ist.
4. Rollenstößel nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückschlagventile
(12) im wesentlichen unterhalb des Rollenbolzens (3)
beidseitig der Rolle (4) vorgesehen sind.
5. Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventil-
Vorrichtung (12) als ein einen oder mehrere Kanäle
(11) verschließendes Zungenventil ausgebildet ist.
6. Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Rol
len-Kolben (1) und dem Stößel-Kolben (2) wirkende
Druckfeder (9) im wesentlichen konzentrisch außer
halb des Hochdruckraumes (8) angeordnet ist.
7. Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite des
Rollen-Kolbens (1) oder des Stößel-Kolbens (2) eine
in Stößelbewegungsrichtung (7) verlaufende Längsnut
(18) vorgesehen ist, die gemeinsam mit einem Vor
sprung (19) in einer den Stößel führenden Bohrung
eine Stößel-Verdrehsicherung bildet.
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