DE4124184A1

DE4124184A1 - Hydraulischer tassenstoessel

Info

Publication number: DE4124184A1
Application number: DE19914124184
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Tenberge
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1991-07-20
Filing date: 1991-07-20
Publication date: 1993-01-21

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Tassenstößel, insbesondere für die Verwendung als Spielausgleichselement in Steuertrieben von Verbrennungsmotoren, mit einer axial in einer Führungsbohrung bewegbar geführten Tasse, an deren nach außen weisender Bodenfläche ein Betätigungsele ment anliegt, einem zentral in der Tasse angeordneten inneren Kolben, der sich axial an der Innenfläche des Bodens abstützt, einem zum Kolben axial verstellbar ge führten Plunger, dessen Boden ein Reaktionselement beauf schlagt sowie einer Feder, die zwischen Plunger und Kolben abgestützt ist, wobei der Plunger und der Kolben einen Druckraum bilden, der mit einem Vorratsbereich verbindbar ist.

Zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches und der Schad stoffemissionen sowie zur Leistungssteigerung von Ver brennungsmotoren ist es vorteilhaft, daß die Steuerzeiten der Ventile veränderbar sind. Hierdurch wird einerseits erforderliche Pumparbeit verringert und andererseits ein Zurückströmen des Kraftstoff-Luftgemisches in den Ansaug kanal oder ein Entweichen des unverbrannten Kraftstoff- Luftgemisches in den Auslaßkanal bei hohen Drehzahlen verhindert. Bekannte Ausführungen einstellbarer Ventil triebe arbeiten beispielsweise mit einer hydraulischen Ventilbetätigung und Verstellung oder mit einer Änderung der Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle des Ventiltriebes.

Bei einer hydraulischen Ventilbetätigung über einen Tassenstößel findet eine automatische Nachstellung des Spiels zwischen Nocken und Tassenstößel statt, so daß über eine längere Nutzungszeit keine manuelle Nachstellung erforderlich ist. Hydraulische Tassenstößel sind bei spielsweise aus der DE 35 42 192 A1 bekannt und bestehen aus einem hohlzylindrischen Gehäuse, daß in einer Gleit führung des Zylinderkopfes angeordnet ist. Gegen die Außenfläche des Tassenstößels läuft ein Nocken an, während die von der Außenfläche abgewandte Stirnseite des Tassen stößels durch einen längs verschieblich angeordneten Plun ger gebildet wird und mit dem Ende eines Ventilschaftes zusammenwirkt. Eine Feder gewährleistet die kraftschlüssi ge Anlage von Gehäuse und Nocken sowie Plunger und Ventil schaft, so daß ein Ausgleich eines eventuellen Spiels entsteht.

Zwischen dem Gehäuse und dem Plunger sitzt ein Kolben, der mit dem Plunger einen Druckraum bildet. In diesen Druck raum kann über ein Rückschlagventil Motoröl nachströmen, welches bei einer Betätigung des Tassenstößels einen Druck aufbaut und eine Betätigung des Ventils bewirkt. Mit der Entlastung des Tassenstößels wird der Druckraum durch Kanäle mit nachströmenden Öl aufgefüllt. Mit solchen Tassenstößeln lassen sich die Ventilöffnungszeiten sehr genau konstant halten. Eine betriebspunktabhängige Ein stellung der Ventilöffnungszeit ist damit jedoch nicht möglich.

Ferner ist aus der DE-OS 40 00 531 eine Verstellvorrich tung zur Veränderung von Ventilsteuerzeiten und Ventilhub bekannt, die eine zusammenschiebbare Zylinder-Kolben- Anordnung mit einer Ölfüllung aufweist. Die Vorrichtung ist beispielsweise als Auflager eines Schlepphebels ausge bildet und kann bei einer Änderung des Drehwinkels des Kolbens der Zylinder-Kolben-Anordnung mehr oder weniger weit zusammengeschoben werden. Hierdurch werden die Öffnungszeiten des Ventils verkürzt und der Ventilhub reduziert.

Diese Bauanordnung läßt sich nicht auf Zylinderkopfkon struktionen übertragen, bei denen die Nockenwelle direkt über Tassenstößel auf die Ventile wirken soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrau lischen Tassenstößel zu schaffen, der eine von außen steuerbare Ventilöffnungszeit bei einem kleinstmöglichen Bauvolumen aufweist.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß der Plunger und die Tasse in einer zu ihnen koaxialen, axial verstellbaren Einstellhülse geführt sind, welche mit einer oder mehreren Bohrungen ausgestattet ist, die den Druckraum mit dem Vorratsbereich verbinden und die durch die Tasse bei Bewegung innerhalb der Einstellhülse ver schließbar sind.

Durch die Einstellhülse besteht die Möglichkeit die Steuerzeiten des Ventiles von außen zu beeinflussen, indem durch eine axiale Verschiebung der Einstellhülse eine Verlagerung der Bohrungen relativ gegenüber dem Tassen stößel erfolgt und somit der Druckaufbau im Druckraum zu einem späteren oder früheren Zeitpunkt erfolgen kann. Dabei wird eine kompakte ineinandergeschachtelte Bauweise erreicht, weil die Tasse selber die Schaltfunktion über nimmt.

Bei Übertragung auf den Ventiltrieb eines Verbrennungs motors kann das Betätigungselement durch einen Nocken und das Reaktionselement durch einen Ventilschaft dargestellt sein. Der erfindungsgemäße Tassenstößel ist bei allen Steuertrieben einsetzbar, bei denen eine axiale Bewegung auf ein Reaktionsglied spielfrei und der Größe nach veränderbar übertragen werden soll.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß zwischen dem Druckraum und dem Vorratsbereich ein Zusatzraum vorhanden ist, der mit beiden verbindbar ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Druckraum über mindestens eine erste verschließbare Bohrung des Plungers zeitweise mit einem Zusatzraum ver bindbar ist, welcher über die verschließbare(n) Bohrung(en) der Einstellhülse mit dem Vorratsbereich ver bindbar ist.

Durch die Bohrungen zwischen Zusatzraum, Druckraum und Vorratsbereich kann ein Druckausgleich stattfinden, so daß die Ventilfeder über den Ventilschaft den Plunger in seiner Stellung hält, solange über die Bohrungen Öl aus dem Druckraum in den Vorratsbereich austreten kann. Durch die Einstellhülse besteht hierbei die Möglichkeit, den Leerhub der Tasse relativ gegenüber dem Plunger zu ändern, so daß das Ventil zu einem späteren Zeitpunkt geöffnet wird. Mit dem Verschließen der zweiten Bohrung durch die Tasse, erfolgt der Aufbau eines Druckes im Druckraum und im Zusatzraum mit einer axialen Verschiebung des Plungers und einer Betätigung des Ventiles. Hierdurch wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß ein Ansprechen des Ventils erst nach einer einstellbaren Verzögerungszeit erfolgt. Durch die zweite verschließbare Bohrung besteht die Möglichkeit den Zusatzraum vom eigentlichen Druckraum zu trennen, wobei vor dem Schließvorgang eine reduzierte Stößelsteifigkeit und während des Verschließens aufgrund des sich verkleinernden Druckraumes eine zunehmende Stößelsteifigkeit erzielt wird. Nach dem Schließvorgang wird eine gleichbleibende Stößelsteifigkeit erreicht. Die axial verschiebliche Einstellhülse mit der/den Bohrung(en) ermöglicht hierbei eine direkte Einstellung des Leerhubes.

Damit das Ventil gebremst auf den Ventilsitz aufsetzt, ist vorgesehen, daß die einstellbare Einstellhülse koaxial in einer ebenfalls axial verstellbaren Zwischenhülse geführt ist, die mit dem Plunger zusammen einen Dämpfungsraum bildet.

Ferner ist vorgeschlagen, daß der Plunger und die Zwischenhülse zwischen sich einen Dämpfungsraum bilden.

Dabei kann die Zwischenhülse mit einer oder mehreren Bohrungen und mittels Rückschlagventilen verschließbaren Verbindungskanälen ausgestattet sein, wobei die Bohrungen durch den Plunger verschließbar sind. Bei Verschluß der Bohrungen durch den Plunger wird die Plungerbewegung hydraulisch gebremst. Bei Bewegung in anderer Richtung öffnet das Rückschlagventil und läßt somit eine leichte Bewegung des Plungers aus dieser Dämpfungsposition zu. Die axiale Einstellbarkeit der Zwischenhülse erlaubt den Aus gleich von Verschleiß im Ventilsitz.

Um eine gedrosselte Entlastung des Druckraumes zu er reichen und den Ventilhub zu beenden, ist vorgesehen, daß der Druckraum über die ersten Plungerbohrungen des Plungers zeitweise mit dem Dämpfungsraum verbindbar ist.

Um Druckstöße abzufangen, ist vorgesehen, daß die die Bohrungen von Einstellhülse und/oder Zwischenhülse ver schließenden Flächen schräg verlaufende Drosselkerben aufweisen oder kurvenförmig ausgebildet sind.

Zur Verstellung der Einstellhülse und/oder der Zwischen hülse ist ein Verstellantrieb vorgesehen.

Anhand der Zeichnung sind in der Beschreibung zwei Aus führungsbeispiele des Tassenstößels näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Tassenstößel in einer Einbausituation in einem Zylinderkopf,

Fig. 2 einen Tassenstößel in einer Schnittdarstel lung mit einer Einstellhülse im unbeauf schlagten Zustand durch den Nocken in der "Ventil-Ruhephase",

Fig. 3 den Tassenstößel gemäß Fig. 2 in einer teil weise beaufschlagten Stellung mit einem ver schlossenen Druck- und Zusatzraum in der "Ventil-Bewegungsphase",

Fig. 4 den Tassenstößel gemäß Fig. 2 bei maximalem Ventilhub in der "Ventil-Haltephase",

Fig. 5 einen Tassenstößel gemäß Fig. 2 mit axial verschobener Einstellhülse am Ende der "Ventil-Ruhephase",

Fig. 6 den Tassenstößel gemäß Fig. 5 in einer teil weise beaufschlagten Stellung mit einem ver schlossenen Druck- und Zusatzraum der "Ven til-Bewegungsphase",

Fig. 7 den Tassenstößel gem. Fig. 5 bei maximalem Ventilhub in der "Ventil-Haltephase",

Fig. 8 eine zweite Ausführungsform des Tassenstößels mit einer zylindrischen Einstellhülse,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Einstell- und Zwischenhülse mit Verstellvorrichtung,

Fig. 10 eine Draufsicht der Einstell- und Zwischen hülse mit Verstellvorrichtung und

Fig. 11 ein Ventilhub-Zeitdiagramm des Ventils mit verschiedenen einstellbaren Ventilerhebungs kurven.

Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung einen hydrau lischen Tassenstößel 1 in einer Betätigungsposition bei maximalem Ventilhub. Der Tassenstößel 1 besteht aus einem hohlzylindrischen tassenförmigen Gehäuse, welches auch als Tasse 2 bezeichnet wird und mit Öl gefüllt sein kann, wobei das Öl aus einem Vorratsbereich nachströmen kann, der von einer Versorgungspumpe unter Systemdruck gehalten ist. Die Tasse 2 weist einen in Richtung eines Nockens 9 als Betätigungselement nach außen weisenden Boden 3 mit einer Bodenfläche 8 auf, welcher die Tasse 2 abschließt. Nach unten ist die Tasse 2 durch einen Plunger 4 teilweise verschlossen, der mit seiner Stirnseite 5 unmittelbar am Ende 6 eines Ventilschaftes 7 als Reaktionselement an liegt. An die Bodenfläche 8 läuft der Hocken 9 an, welcher den Tassenstößel 1 gegen die Federkraft der Ventilfeder 10 betätigt. Zwischen dem Boden 3 der Tasse 2 und dem Plunger 4 ist ein federbelasteter innerer Kolben 12 angeordnet, welcher zentral in der Tasse 2 angeordnet ist und sich an der Innenfläche des Bodens 3 abstützt. Der Plunger 4 über greift den Kolben 12 zur Axialführung und bildet mit diesem einen zylindrischen Druckraum 13, wobei der Kolben 12 und der Plunger 4 gemeinsam, aber relativ zueinander beweglich in der Tasse 2 angeordnet sind. Die Tasse 2 ist hierbei axial beweglich in einer koaxial angeordneten Einstellhülse 14 aufgenommen, welche wiederum in einer koaxial angeordneten Zwischenhülse 15 axial beweglich gelagert ist. Die Zwischenhülse 15 verschließt den durch den Plunger 4 nicht verschlossenen Bereich und sitzt in einer Führungsbohrung 16 eines Zylinderkopfes 17. Die Einstellhülse 14 und die Zwischenhülse 15 können gegenein ander und gegenüber dem Zylinderkopf 17 durch eine in Fig. 9, 10 dargestellte Betätigungsvorrichtung in Um fangsrichtung bewegt werden, wobei die Umfangsbewegung aufgrund von Schraubenflächen in eine axiale Bewegung umgesetzt wird.

Aus den Fig. 2 bis 4 ist die Form der Einstellhülse 14 und der Zwischenhülse 15 entnehmbar. Die Zwischenhülse 15 besteht aus zwei konzentrisch angeordneten Wandungen 18, 19 die über eine Stirnwand 53 miteinander verbunden sind, wobei die äußere Wandung 18 mit ihrer Wandungsfläche 20 in der Führungsbohrung 16 des Zylinderkopfes 17 sitzt und einen Flansch 21 am äußeren Ende aufweist. Die innere Wandung 19 besitzt ein zweimal abgewinkeltes Ende 22, welches zur Führung des Plungers 4 vorgesehen ist. Die Einstellhülse 14 besteht ebenfalls aus zwei konzentrisch angeordneten Wandungen 23, 24, die über eine Stirnwand 33 miteinander verbunden sind und eine Gleitführung für die Tasse 2 des Tassenstößels 1 bilden, welche koaxial zwischen den Wandungen 23, 24 geführt ist. Die äußere Wandung 23 der Einstellhülse 14 weist einen Flansch 25 auf, der radial nach außen gerichtet ist und die axiale Bewegung der Einstellhülse 14 nach unten begrenzt. Die beiden Flansche 21, 25 können zur Bewegung der Einstellhül se 14 bzw. Zwischenhülse 15 genutzt werden. Die innere Wandung 24 der Einstellhülse 14 ist an ihrem Ende 26 eben falls zweimal abgewinkelt und dient ebenfalls zur Führung des Plungers 4. Zwischen dem inneren Kolben 12 und dem Plunger 4 ist ein zylindrischer Hohlraum ausgebildet, welcher als Druckraum 13 dient und eine Feder 27 aufnimmt, welche zwischen dem Kolben 12 und dem Plunger 4 eine axiale Druckkraft ausübt.

Der Druckraum 13 ist über eine oder mehrere radiale Plungerbohrungen 28 im Plunger 4 mit einem Zusatzraum 29 verbunden, der in Radialrichtung durch den Plunger 4 und die Einstellhülse 14 und in Axialrichtung durch die abgewinkelten Enden 22, 26 der Zwischenhülse 15 und der Einstellhülse 14 umschlossen wird. Der Zusatzraum 29 ist über eine oder mehrere radiale Bohrungen 30, welche in der inneren Wandung 24 der Einstellhülse 14 angeordnet sind und über eine oder mehrere Bohrungen 31 der äußeren Wandung 23 mit dem Vorratsbereich über eine Bohrung 52 in der äußeren Wandung 18 der Zwischenhülse 15 verbunden. Die Bohrung 30 kann durch den Mantel 2a der nach unten gleitende Tasse 2 verschlossen werden. Zur Vermeidung eines Druckaufbaus zwischen den beiden Wandungen 23, 24 der Einstellhülse 14 befindet sich eine Bohrung 32 in der radial verlaufenden Stirnwand 33 der Einstellhülse 14, welche über den Zwischenraum 54 der beiden Hülsen 14, 15 mit dem Vorratsbereich verbunden ist.

Zwischen Plunger 4 und dem abgewinkelten Ende 22 der Zwischenhülse 15 ist ein Dämpfungsraum 34 ausgebildet, der über einen Verbindungskanal 35 und ein Rückschlagventil 36 mit dem Vorratsbereich verbindbar ist. Ferner ist eine radial verlaufende Bohrung 37 in der Wandung 19 der Zwischenhülse 15 angeordnet, welche durch den Plunger 4 in der Ausgangsstellung in der "Ventil-Ruhephase" zunächst verschlossen ist.

In der "Ventil-Ruhephase" des Tassenstößels 1 ist der Druckraum 13 mit dem Zusatzraum 29 über die Bohrung 28 sowie über die Bohrung 30 mit dem Vorratsbereich verbun den, so daß ein Druckausgleich stattfinden kann. Die Tasse 2 ist stets über eine Bohrung 55 und eine Ausnehmung 56 mit dem Vorratsbereich verbunden.

Bei einer "Öffnungs-Drehung" des Nockens 9 in der "Ventil-Ruhephase" wird die Tasse 2 nach unten bewegt, wobei über die Plungerbohrungen 28 und die Bohrungen 28, 30 und 55 Öl aus den verschiedenen Kammern des Tassenstößels zurück in den Vorratsbereich fließt. Die Ventilfeder 10 hält dabei den Plunger 4 in seiner Position.

Am Ende der "Ventil-Ruhephase" während der "Öffnungs- Drehung" des Nockens erfolgt gemäß Fig. 3 ein Verschließen der Bohrung 30 durch den Tassenmantel 2a, so daß der Druckraum 13 und der Zusatzraum 29 von dem Vorratsbereich getrennt werden.

In der folgenden "Ventil-Bewegungsphase" erfolgt bei weiterer Abwärtsbewegung der Tasse 2 durch Drehung des Nockens 9 ein Druckaufbau im Druckraum 13 und im Zusatz raum 29, so daß die Bewegung auf den Plunger 4 übertragen und das Ventil 11 im Öffnungssinne gegen die Federkraft der Ventilfeder 10 nach unten bewegt wird. Mit dem Ver schließen der Plungerbohrung 28 durch das Ende 22 der Zwischenhülse 15 erfolgt eine Trennung des Druckraumes 13 vom Zusatzraum 29, wobei während des Schließvorganges eine zunehmende Stößelsteifigkeit eintritt und nach dem Ver schließen der Bohrung 28 eine konstante Stößelsteifigkeit erreicht wird (Fig. 4). Vor dem Verschließen der Verbindung zwischen Druckraum 13 und Zusatzraum 29 liegt aufgrund des größeren Druckvolumens eine reduzierte Stößelsteifigkeit vor.

Wenn bei weiterer Abwährtsbewegung des Plungers 4 in Fig. 4 die Plungerbohrungen 28 den Dämpfungsraum 34 erreicht, findet ein über die Ventilkanten gedrosselter Druckausgleich über den Dämpfungsraum 34 und über die Bohrung 37 zum Vorratsbereich statt, so daß der Ventilhub endet, auch wenn die Tasse 2 und der Kolben 12 während der "Ventil-Haltephase" weiter abwärts bewegt werden.

In dieser Position erreicht der Dämpfungsraum 34 seine größtmögliche Ausdehnung und wird anschließend mit einer Aufwärtsbewegung des Plungers 4 durch die Ventilfeder 10 verkleinert, wenn die Beaufschlagung des Tassenstößels 1 durch den Nocken 9 abnimmt. Hierbei kann zunächst das Öl durch die Bohrung 37 entweichen. Wenn die Bohrung 37 je doch durch die Außenfläche des Plungers 4 wieder ver schlossen wird, wird ein Bremsdruck in dem Dämpfungsraum 34 aufgebaut, der dazu führt, daß die Aufwärtsbewegung des Ventils 11 verzögert wird und ein gedämpftes Aufsetzen auf den Ventilsitz erfolgt. Das Rückschlagventil 36 verhindert ein Ausströmen des Öles durch den Verbindungskanal 35 und ermöglicht gleichzeitig bei einer Abwärtsbewegung eine sofortige Befüllung des Dämpfungsraumes 34 aus dem Vorratsbereich.

Während der Aufwärtsbewegung des Tassenstößels 1 in die Ausgangsposition kann das Öl aus dem Vorratsbereich über die Bohrung 52 in der äußeren Wandung 18 der Zwischenhülse 15, die Bohrung 31 in der äußeren Wandung 23 der Einstell hülse 14 und einer Ausnehmung 56 im Tassenmantel 2a sowie der Bohrung 55 in der Tasse 2 in den Hohlraum zwischen Tasse 2 und Plunger 4 eintreten. Der Boden 3 der Tasse 2 weist eine Durchtrittsvertiefung 57 auf, damit Öl in den Innenraum des Kolbens 12 gelangen kann. Von hieraus kann das Öl über ein Rückschlagventil 78 in den Druckraum 13 und in den Zusatzraum 29 gelangen.

Dieses Rückschlagventil 78 wird von einer Kugel 80 und einer Feder 79 gebildet, die über ein Kalottenblech 77 die Kugel in einen Sitz am Kolben 12 drückt (siehe Fig. 2).

Das Rückschlagventil 73 ist deshalb erforderlich, da auf grund der Ölverluste durch die einzelnen Spalte des Tassenstößels während der "Ventil-Bewegungsphase" die Tasse 2 die Bohrung 30 nicht im Moment des Ventilauf setzens öffnet, sondern etwas später. Ohne Rückschlagven til 78 käme es zu einem Unterdruck im Druckraum 13 und zu einem Kontaktverlust zwischen Tasse 2 und Nocken 9.

Die Einstellhülse 14 ermöglicht bei diesem hydraulischen Tassenstößel 1 eine Verlagerung der Bohrung 30, wie in den Fig. 5-7 dargestellt, die dazu führt, daß der Leerweg der Tasse 2 während der "Ventil-Ruhephase" verkleinert wird. Dies wird durch ein vorzeitiges Verschließen der Bohrung 30 erreicht. In der Einstellung der Hülse 14 nach diesen Figuren ist der maximale Ventilhub bereits in der Nockenposition nach Fig. 6 erreicht, wenn die Plungerbohrungen 28 zum Dämpfungsraum 34 hin öffnet(n). Auch eine weitere Nockendrehung bewirkt keinen weiteren Ventilhub.

In weiterer Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispiels besteht die Möglichkeit, die Zwischenhülse 15 ebenfalls in Axialrichtung bewegbar zu gestalten, so daß auch der Ver schleiß am Ventilsitz kompensiert werden kann.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Tassen stößels 1 mit Tasse 2, einem Plunger 4, einem inneren Kolben 12 und einem am Plunger 4 mit seinem Ventilschaft anliegenden Ventil 11. Zwischen Plunger 4 und Kolben 12 ist der Druckraum 13 ausgebildet, welcher über die Plungerbohrungen 28 mit dem Zusatzraum 29 und über die Bohrung 30 in der Einstellhülse 14 sowie die Bohrung 52 in der Zwischenhülse 15 mit dem Vorratsbereich verbindbar ist. Eine Feder 38 ist zum Ventilspielausgleich in diesem Fall koaxial zum inneren Kolben 12 angeordnet und liegt einerseits an einem Bund 39 des Kolbens 12 und andererseits an der Stirnfläche 40 des Plungers 4 an. Der Kolben 12 ist durch die Deckplatte 59 öldicht verschlossen. Die Einstellhülse 14 ist zylindrisch aufgebaut und besitzt einen Flansch 25, welcher die gleiche Funktion wie bei der Lösung nach den Fig. 2 bis 7 besitzt. Im zylindrischen Abschnitt der Einstellhülse 14 ist die Bohrung 30 angeordnet. Diese kann durch den Mantel der nach unten gleitenden Tasse 2 verschlossen werden, so daß der Druckraum 13 und der Zusatzraum 29 vom Vorratsbereich getrennt werden können. Damit in jeder Position der Einstellhülse 14 eine Verbindung der Bohrung 30 zum Vorratsbereich gewährleistet ist, weist die Einstellhülse 14 auf ihrer zylindrischen Außenfläche 41 eine Ausnehmung 42 auf. Der Zusatzraum 29 wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Stirnfläche 43 der Tasse 2, die Innenfläche 44 der Einstellhülse 14 und die Außenfläche 45 des Plungers 4 und dessen Verlängerung 47 gebildet. Diese ist axial fest, z. B. über einen Sicherungsring oder eine Tellerfeder 46 gehalten und hohlzylindrisch ausgebildet.

Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen sind die zylin drische Verlängerung 47 und der Plunger 4 radial zueinan der einstellbar. Die Verlängerung 47 ist mehrfach radial abgestuft und verschließt den Tassenstößel 1 im unteren Bereich. Die Bohrung 28 zwischen Zusatzraum 29 und Druck raum 13 ist im Plunger 4 angeordnet und kann ebenfalls durch die nach unten gleitende Tasse 2 verschlossen wer den. Die Stirnfläche 43 der Tasse 2 weist eine oder mehrere am Umfang angeordnete Drosselkerben 60 auf, um den Druckanstieg im Innenraum beispielsweise beim Verschließen der Bohrung 30 zu verringern.

Die Zwischenhülse 15 ist zylindrisch aufgebaut und weist einen Flansch 21 sowie zum Ventil 11 hin einen nach innen hervorstehenden Kragen 48 auf. Der Dämpfungsraum 34 wird durch die Verlängerung 47, den Kragen 48 und die Innen fläche 49 der Zwischenhülse 15 gebildet. Der Verbindungs kanal 35 zum Vorratsbereich und das Rückschlagventil 36 sind in den Kragen 48 integriert und übernehmen die gleiche Funktion, wie bei dem erstgenannten Ausführungs beispiel. Ein Druckausgleich zwischen Dämpfungsraum 34 und Vorratsbereich findet über die Bohrung 37 in der Zwischen hülse 15 statt, wobei die Bohrung 37 durch die Verlänge rung 47 des Plungers 4 verschließbar ist. Die Zwischenhül se 15 weist auf ihrer Außenfläche 50 eine Ausnehmung 51 auf, welche jederzeit eine Verbindung der Bohrung 37, 52 und des Verbindungskanals 35 mit dem Vorratsbereich ge währleistet. Über eine Bohrung der Tasse 2 ist der Raum zwischen Tasse 2 und Kolben 12 bzw. Plunger 4 jederzeit mit der Umgebung verbunden, so daß kein unerwünschter Druck aufgebaut werden kann. Die Funktion des Rückschlagventiles 78 der ersten Ausführungsform übernimmt bei der zweiten Ausführungsform das Rückschlagventil 81.

Es besteht aus einem Blechring 82 mit einer oder mehreren Federzungen 83, die entsprechend viele Ventilbohrungen 84 in der Einstellhülse 14 druckabhängig verschließen können. Der Blechring 82 sitzt in einer Ausnehmung 85 der Ein stellhülse 14. Wenn aufgrund des leckagebedingten Hubver lustes im Tassenstößel die Tasse 2 die Bohrung 30 noch verschlossen hält, obwohl das Ventil 11 bereits auf seinem Sitz aufsitzt, öffnet das Rückschlagventil 81 und läßt Öl in den Zusatzraum 29.

Die Gesamtfunktion der zweiten Ausführungsform ist analog zum ersten Ausführungsbeispiel mit einem wesentlichen Unterschied, und zwar, daß keine Entlastung des Druck raumes 13 zum Dämpfungsraum 34 stattfindet. Eine "Ventil-Haltephase" läßt sich in der vorbeschriebenen Form mit einem Tassenstößel nach diesem Ausführungsbeispiel nicht darstellen.

Fig. 9 und 10 zeigen eine Draufsicht und Seitenansicht der Zwischenhülse 14 und Einstellhülse 15 mit einem Ver stellantrieb. Die Zwischenhülse 15 weist an ihrem Kragen 21 eine innere Schraubenfläche 63 auf, welche auf einer Außenschraubenfläche 62 des Kragens 61 gelagert ist. Der Kragen 61 ist Bestandteil des Zylinderkopfes 17. Ferner weist die Zwischenhülse 15 eine äußere Schraubenfläche 65 auf, auf der die Einstellhülse 14 mit ihrer inneren Schraubenfläche 64 gelagert ist. Durch die Anordnung der Schraubenflächen erfolgt bei einer Verdrehung der Ein stellhülse 14 bzw. der Zwischenhülse 15 die Umsetzung der Drehbewegung in eine axiale Verschiebung. Zur Betätigung der Zwischenhülse 15 ist eine Schubstange 66 mit einer Ausnehmung 67 und für die Betätigung der Einstellhülse 14 ist eine Schubstange 68 mit einer Ausnehmung 69 vorge sehen. In die Ausnehmungen 67, 69 ragen jeweils radiale Verlängerungen 70, 71 der Zwischenhülse 15 und der Ein stellhülse 14 hinein. Am Ende der Verlängerung 70, 71 be findet sich ein Kopf 72, 73, der eine spielfreie Führung in der Schubstange 66, 68 ermöglicht.

Fig. 11 zeigt in einem Diagramm die zeitliche Abhängig keit des Ventilhubes vom Einstellweg der Hülse 14. Der typische zeitliche Verlauf der Ventilbewegung entspricht einer Glockenkurve, wie sie beispielsweise mit 74 be zeichnet ist. Der Scheitelpunkt dieser Ventilerhebungs kurve bestimmt hierbei den maximalen Hubweg des Ventils 11. Die Hubbewegung selbst beginnt erst nach einer Ver zögerungszeit t₀, die durch den Beginn des Druckaufbaues im Druckraum 13 vorgegeben ist. Die beiden Kurven 75, 76 verlaufen unterhalb der Kurve 74 und weisen beispielsweise eine Verzögerungszeit t₁ bzw. t₂ auf, die durch die Einstellhülse vorgegeben wird. Die Kurve 74 stellt hierbei den Ventilhub direkt proportional zum Nockenhub dar, während die Kurve 75 den Ventilhub bei einer mittleren Verzögerungszeit und die Kurve 76 den Ventilhub bei maxi maler Verzögerungszeit darstellt. Mit einer Vergrößerung der Verzögerungszeit t₁, t₂ tritt ein Hubverlust S₁, S₂ auf, weil die Breite der Ventilerhebungskurve durch die Kontur des Steuernockens 9 vorgegeben ist, so daß nur ein begrenzter Hubweg zur Verfügung steht.

Dieser Effekt ist bei niedrigen Drehzahlen jedoch er wünscht, um durch den kleineren Ventilhub höhere Gasge schwindigkeiten zu erzeugen und damit die Verwirbelung im Zylinder zu verbessern.

Soll der Ventilhub bei allen Drehzahlen oder Verzögerungs zeiten gleich sein, dann geht man von einem großen Hocken hub aus, den ein Tassenstößel nach dem ersten Ausführungs beispiel durch Verbindung der Bohrung 28 mit dem Dämpfungsraum 34 auf ein konstantes Maß h beschneidet.

Während die Kurve 74 eine optimale Ventilbeschleunigung nach der Nockenkontur ermöglicht, beginnen die Kurven 75 und 76 mit Steigungen größer Null bei Ventilhub Null. Dadurch würden Druckstöße im Druckraum 13 hervorgerufen, die die Drosselkerben 60 dämpfen sollen. Genauso dämpfen die Kerben 86 die Verzögerung beim Einfahren des Plungers 4 oder seiner Verlängerung 47 in den Dämpfungsraum 34 (siehe Fig. 8).

Bezugszeichenliste

1 Tassenstößel
2 Tasse
2a Tassenmantel
3 Boden
4 Plunger
5 Stirnseite des Plungers
6 Ende des Ventilschaftes
7 Ventilschaft/Reaktionselement
8 Bodenfläche
9 Nocken/Betätigungselement
10 Ventilfeder
11 Ventil
12 Kolben
13 Druckraum
14 Einstellhülse
15 Zwischenhülse
16 Führungsbohrung des Zylinderkopfes
17 Zylinderkopf
18, 19 Wandung der Zwischenhülse (außen, innen)
20 Wandungsfläche
21 Flansch
22 Ende der inneren Wandung der Zwischenhülse
23, 24 Wandung der Einstellhülse (außen, innen)
25 Flansch
26 Ende der inneren Wandung der Einstellhülse
27 Feder zwischen Plunger und Kolben, innenliegend
28 Bohrung des Plungers
29 Zusatzraum
30 Bohrung der Einstellhülse
31 zweite Bohrung der Einstellhülse
32 Bohrung der Stirnwand
33 Stirnwand der Einstellhülse
34 Dämpfungsraum
35 Verbindungskanal
36 Rückschlagventil im Dämpfungsraum
37 Bohrung der Zwischenhülse zum Dämpfungsraum
38 Feder zwischen Plunger und Kolben, außenliegend
39 Bund
40 Stirnfläche
41 Außenfläche der Einstellhülse
42 Ausnehmung der Einstellhülse
43 Stirnfläche der Tasse
44 Innenfläche der Einstellhülse
45 Außenfläche des Plungers
46 Tellerfeder
47 Verlängerung
48 Kragen
49 Innenfläche der Zwischenhülse
50 Außenfläche der Zwischenhülse
51 Ausnehmung der Zwischenhülse
52 Bohrung der Zwischenhülse
53 Stirnwand der Zwischenhülse
54 Zwischenraum
55 Bohrung der Tasse
56 Ausnehmung des Tassenmantels
57 Durchtrittsvertiefung
58 Bohrung der Tasse
59 Deckplatte
60 Drosselkerbe
61 Kragen des Zylinderkopfes
62 Außenschraubenfläche des Kragens
63 innere Schraubenfläche des Zwischenhülsenflansches
64 innere Schraubenfläche des Einstellhülsenflansches
65 äußere Schraubenfläche des Zwischenhülsenflansches
66 Schubstange
67 Ausnehmung der Schubstange
68 Schubstange
69 Ausnehmung der Schubstange
70 Verlängerung der Einstellhülse
71 Verlängerung der Zwischenhülse
72, 73 Kopf
74, 75, 76 Ventilerhebungskurve
77 Kalottenblech
78 Kalottenblech/Rückschlagventil
79 Feder
80 Kugel
81 Rückschlagventil
82 Blechring
83 Federzungen
84 Ventilbohrung
85 Ausnehmung
86 Dämpfungskerben
T₀, T₁, T₂ Verzögerungszeit
S₁, S₂ Hubverlust bzw. Einstellung der Hülse 14

Claims

1. Hydraulischer Tassenstößel (1), insbesondere für die Verwendung als Spielausgleichselement in Steuertrieben von Verbrennungsmotoren, mit einer axial in einer Führungsbohrung (16) bewegbar geführten Tasse (2), an deren nach außen weisender Bodenfläche (8) ein Betäti gungselement anliegt, einem zentral in der Tasse (2) angeordneten inneren Kolben (12), der sich axial an der Innenfläche des Bodens (3) abstützt, einem zum Kolben (12) axial verstellbar geführten Plunger (4), dessen Boden (5) ein Reaktionselement beaufschlagt sowie einer Feder (27), die zwischen Plunger (4) und Kolben (12) abgestützt ist, wobei der Plunger (4) und der Kolben (12) einen Druckraum (13) bilden, der mit einem Vorratsbereich verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (4) und die Tasse (2) in einer zu ihnen koaxialen, axial verstellbaren Einstellhülse (14) geführt sind, welche mit einer oder mehreren Bohrungen (30) ausgestattet ist, die den Druckraum (13) mit dem Vorratsbereich verbinden und die durch die Tasse (2) bei Bewegung innerhalb der Einstellhülse (14) verschließbar sind.

2. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckraum (13) und dem Vorratsbereich ein Zusatzraum (29) vorhanden ist, der mit beiden verbindbar ist.

3. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (13) über mindestens eine erste verschließbare Plungerbohrung (28) des Plungers (4) mit dem Zusatzraum (29) verbindbar ist, welcher über die verschließbare(n) Bohrung/en (30) der Einstellhülse (14) mit dem Vorratsbereich verbindbar ist.

4. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Einstellhülse (14) koaxial in einer ebenfalls axial verstellbaren Zwischenhülse (15) geführt ist.

5. Tassenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plunger (4) und die Zwischenhülse (15) zwischen sich einen Dämpfungsraum (34) bilden.

6. Tassenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (15) mit einer oder mehreren Bohrungen (37) und mittels Rückschlagventilen (36) verschließbaren Verbindungskanälen (35) ausgestattet ist, wobei die Bohrungen (37) durch den Plunger (4) verschließbar sind.

7. Tassenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (13) über die ersten Plungerbohrungen (28) zeitweise mit dem Dämpfungsraum (34) verbindbar ist.

8. Tassenstößel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bohrungen (37, 30) von Einstellhülse (14) und/oder Zwischenhülse (15) verschließenden Flächen schräg verlaufende Drosselkerben (86, 80) aufweisen oder kurvenförmig ausgebildet sind.

9. Tassenstößel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhülse (15) und/oder die Einstellhülse (14) mit einem Verstellantrieb zu ihrer axialen Ver stellung verbunden sind.