DE4209245A1

DE4209245A1 - Sich selbsttaetig hydraulisch einstellender ventilstoessel

Info

Publication number: DE4209245A1
Application number: DE19924209245
Authority: DE
Inventors: Gerald Fischer; Michael Dipl Ing Haas
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-03-21
Filing date: 1992-03-21
Publication date: 1993-09-23

Description

Die Erfindung betrifft einen sich selbsttätig hydraulisch einstellen den Ventilstößel für Brennkraftmaschinen mit einem zylindrischen, an seiner Stirnseite durch einen Boden verschlossenen Gehäuse, in welchem konzentrisch ein mit zumindest einem Flüssigkeitsvorratsraum verbunde nes Spielausgleichselement angeordnet ist, wobei der Flüssigkeitsvor ratsraum nach außen völlig abgeschlossen und für den Volumenausgleich von wenigstens einem Federspeicherelement beaufschlagt ist, das durch einen im Gehäuse ausgebildeten Zylinderraum und einen federbeauf schlagten Druckkolben gebildet wird.

Ein derartiger Ventilstößel geht aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 41 25 568.2 hervor.

Bei dem dort beschriebenen Ventilstößel befindet sich in einem zylin drischen Hohlraum des zylindrischen Flüssigkeitsvorratsraumes wenig stens ein Federspeicherelement. Dieses wirkt mit seiner einen axialen Endfläche auf einen Topf. Dieser Topf ist in dem Gehäuse über O-Ringe dichtend geführt. Für einen O-Ring ist eine radial sich erstreckende Nut in der Wandfläche des kreisförmigen Hohlraumes vorgesehen.

Von Nachteil bei dem obengenannten gattungsbildenden Ventilstößel ist es, daß zum Abdichten des kreisförmigen Hohlraumes ein relativ großer Fertigungsaufwand notwendig ist und Abdichtprobleme auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ventilstößel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die beschriebenen Nachteile beseitigt sind, dessen kreisförmiger Hohlraum im Flüssig keitsvorratsraum demnach über die Lebensdauer des Ventilstößels gegen austretende Hydraulikflüssigkeit mit geringem fertigungstechnischen Aufwand und wenigen Bauteilen abgedichtet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Druckkolben durch eine an ihrer dem Flüssigkeitsvorratsraum zugewandten Endfläche abgedeckte Druckfe der, die an ihrer hülsenförmigen Kontur durch ein form- oder werk stoffelastisches Material ummantelt ist, gebildet ist. Durch dieses Material wird eine hervorragende Abdichtung des Zylinderraumes gegen austretende Hydraulikflüssigkeit erzielt. Auf die bisher verwendeten O-Ringe, sowie auf den Fertigungsaufwand für die Nut für den O-Ring kann somit verzichtet werden.

Aus Anspruch 2 geht hervor, daß ein elastomeres Material zur Ummante lung der Druckfeder vorgesehen ist. Dieses Material läßt sich einfach mit der Druckfeder verbinden und ist leicht und billig verfügbar.

Wie in Anspruch 3 beschrieben, ist es vorgesehen, daß das die Druckfe der ummantelnde Material sich nur über einen Teilbereich der Baulänge der Druckfeder erstreckt. Diese Lösung erweist sich hinsichtlich des Materialaufwandes als besonders günstig.

In Anspruch 4 ist aufgeführt, daß die Druckfeder eine zylindrische oder kegelförmige Außenkontur aufweist. Die zylindrische Ausführung wäre die im Normalfall zu verwendende. Ist es jedoch aus Gründen geringer Bauhöhe erforderlich, die Federlänge zu minimieren, bietet sich an, eine kegelförmige Ausführung zu verwenden. Dabei ist es möglich, die Feder bei Druckbeaufschlagung soweit zusammenzudrücken, daß das Blockmaß dieser fast ihrer Federdrahtdicke entspricht.

Der Anspruch 5 bezieht sich auf an wenigstens einer der axialen End flächen der Druckfeder befindliche Versteifungselemente. Diese bewir ken eine Versteifung der jeweiligen axialen Endfläche der Druckfeder und bilden so gleichzeitig eine Kolbenfläche für den Volumenaus gleichsvorgang über die Hydraulikflüssigkeit.

Gemäß Anspruch 6 sind die Versteifungselemente scheibenförmig ausge bildet und wenigstens teilweise von ummantelndem Material umschlossen. Dieser Anspruch beinhaltet eine zweckmäßige Ausgestaltung des Ver steifungselementes nach Anspruch 4. Dadurch, daß das scheibenförmige Versteifungselement von dem ummantelnden Material umschlossen ist, ist eine einfache Möglichkeit der Integration des scheibenförmigen Elemen tes in das bevorzugt elastomere Material gegeben. Die Baueinheit ist kompakt und hinsichtlich der Zahl ihrer Einzelteile minimiert.

Wie in Anspruch 7 beschrieben, ist es vorgesehen, daß die Druckfeder an einer vom Boden des Gehäuses abgewandten Seite an einem in einer Nut des Gehäuses angeordneten Sicherungsring anliegt. Dieser Anspruch beschreibt eine hinsichtlich des Aufwandes an Material besonders vorteilhafte Ausgestaltung. Durch lediglich einen als Massenartikel erhältlichen Sicherungsring pro Federspeicherelement ist dieses axial fixiert.

Der Anspruch 8 beschreibt die Möglichkeit der wenigstens teilweisen Integration des Sicherungsringes in das ummantelnde Material. Dadurch gelingt es, den Montageaufwand zu senken, da ein nachträgliches Ein setzen des Sicherungsringes entfällt.

Der Schutzumfang dieser Erfindung soll sich nicht nur auf Ventilstößel für Brennkraftmaschinen beschränken. Denkbar sind alle Anwendungs bereiche, in denen es infolge von Wärmedehnung oder Verschleiß erfor derlich ist, ein Spiel auszugleichen, so beispielsweise bei Riemen spannsystemen. Desweiteren bezieht sich der Schutzumfang dieser Erfin dung auch auf Ventilstößel mit einem Gehäuse aus einem Leichtbauwerk stoff wie Aluminium und/oder einem eingelegten verschleißfesten Boden, beispielsweise aus Stahl.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Merkmale der Ansprüche beschränkt.

Es ergeben sich aus Kombinationsmöglichkeiten einzelner Anspruchs merkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.

Ein Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen vergrößert dargestellten Ventilstößel mit der erfindungsgemäßen zylindrischen Druckfeder und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine vergrößert dargestellte keglige Druckfeder.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Ventilstößel 1 mit zwei Druckfedern 2 als Federspeicherelemente. Der Ventilstößel 1 besteht aus einem Gehäuse 3, welches an seiner Stirnseite 4 von einem Boden 5 verschlossen ist. Das Gehäuse 3 wird mittels einer nicht dargestellten Gleitführung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine geführt. Das eigentliche Spielausgleichselement 6 ist längsverschieblich in einer Bohrung 7 eines hohlzylindrischen Ansatzes 8 integriert.

Auf den Aufbau und die Funktion des Spielausgleichselementes 6 wird an dieser Stelle nicht eingegangen, da dies hinlänglich bekannt ist.

Der obengenannte Ansatz 8 ist konzentrisch in einer Innenseite 9 des Ventilstößels 1 angeordnet und erstreckt sich von einer Unterseite 10 des Bodens 5 in eine vom Boden 5 abgewandte Richtung.

Die Druckfedern 2 sind in einem Zylinderraum 11 des Flüssigkeitsvor ratsraumes 11b zwischen einer Innenseite 12 des Gehäuses 3 und der Außenfläche 13 des Ansatzes 8 untergebracht. Die Druckfeder 2 ist an ihrer gesamten Mantelfläche 14 von einem formelastischen oder werk stoffelastischen Material 15 umschlossen. Dieses Material 15 übt nun eine Dichtfunktion gegenüber der aus dem Zylinderraum 11 austretenden Hydraulikflüssigkeit aus. In dem hier gezeigten Beispiel besitzt die Druckfeder 2 eine zylindrische Ausbildung.

Die Druckfeder 2 ist an ihrer dem Boden 5 zugewandten einen axialen Endfläche 16 von einem scheibenförmigen Versteifungselement 17 ver stärkt. Dieses ist wenigstens teilweise von dem elastomeren Material 15 umgeben und bildet so mit der Druckfeder 2 eine kompakte Bauein heit.

An ihrer vom Boden 5 des Gehäuses 3 abgewandten weiteren axialen Endfläche 18 liegt die Druckfeder 2 an einem einfachen Sicherungsring 19 an. Dieser kann auch wenigstens teilweise in das elastomere Materi al 15 integriert sein.

Je ein Zylinderraum 11 ist mit einer Bohrung 20 versehen. Diese dient dem einmaligen Befüllen des Flüssigkeitsvorratsraumes 11b mit Hydrau likflüssigkeit vor dem Einbau des Ventilstößels 1 in den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Nach dem Befüllen wird die Bohrung 20 durch nicht dargestellte Kugeln zum Zwecke einer Auslaufsicherung verschlos sen.

Wird nun durch eine Spielausgleichsbewegung des Spielausgleichselemen tes 6 dieses axial in der Bohrung 7 des Ansatzes 8 bewegt, kommt es zum Verdrängen der in einem zweiten Flüssigkeitsvorratsraum 21 befind lichen Hydraulikflüssigkeit in den ersten Flüssigkeitsvorratsraum 11b. Das Volumen an Hydraulikflüssigkeit, was aus dem zweiten Flüssigkeits vorratsraum 21 verdrängt wird, gelangt in den ersten Flüssigkeitsvor ratsraum 11b. Durch die axiale Verschieblichkeit der Druckfeder 2 ist der erste Flüssigkeitsvorratsraum 11b in der Lage, einen Volumenaus gleich vorzunehmen. Gleichzeitig ist eine ständige Vorspannung der im ersten Flüssigkeitsvorratsraum 11b befindlichen Hydraulikflüssigkeit gewährleistet. Dadurch gelingt es auch, die durch Temperatureinflüsse während des Betriebes der Brennkraftmaschine auftretenden Volumen änderungen zu kompensieren.

Fig. 2 zeigt in einem Längsschnitt eine vergrößert dargestellte keglige Druckfeder 22. Der Einsatz dieser soll sich nicht nur auf Ventilstößel beschränken, denkbar wäre er beispielsweise auch bei Riemenspannsystemen.

Die Druckfeder 22 ist vollständig von elastomerem Material 15 umman telt. Eine axiale Endfläche 23 ist wiederum durch ein scheibenförmiges Versteifungselement 17 verstärkt. Die keglige Ausbildung des Verstei fungselementes 17 hat den Vorteil, daß dieses bis annähernd auf die Federdrahtdicke der Druckfeder 22 zusammendrückbar ist.

Bezugszahlenliste

1 Ventilstößel
2 Druckfeder
3 Gehäuse
4 Stirnseite
5 Boden
6 Spielausgleichselement
7 Bohrung
8 Ansatz
9 Innenseite
10 Unterseite
11 Zylinderraum
11b Flüssigkeitsvorratsraum
12 Innenseite
13 Außenfläche
14 Mantelfläche
15 Material
16 Endfläche
17 Versteifungselement
18 Endfläche
19 Sicherungsring
20 Bohrung
21 Flüssigkeitsvorratsraum
22 Druckfeder
23 Endfläche
24 Druckkolben
25 Kontur
26 Nut

Claims

1. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel (1) für Brennkraftmaschinen mit einem zylindrischen, an seiner Stirnseite (4) durch einen Boden (5) verschlossenen Gehäuse (3), in welchem konzen trisch ein mit zumindest einem Flüssigkeitsvorratsraum (11b) verbunde nes Spielausgleichselement (6) angeordnet ist, wobei der Flüssigkeits vorratsraum (11b) nach außen völlig abgeschlossen und für den Volumen ausgleich von wenigstens einem Federspeicherelement beaufschlagt ist, das durch einen im Gehäuse (3) ausgebildeten Zylinderraum (11) und einen federbeaufschlagten Druckkolben (24) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (24) durch eine an ihrer dem Flüs sigkeitsvorratsraum (11b) zugewandten Endfläche (16) abgedeckte Druck feder (2), die an ihrer hülsenförmigen Kontur (25) durch ein form- oder werkstoffelastisches Material (15) ummantelt ist, gebildet ist.

2. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastomeres Material zur Ummantelung der Druckfeder (2) vorgesehen ist.

3. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel nach An spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Druckfeder (2) ummantelnde Material (15) sich nur über einen Teilbereich der Baulänge der Druckfeder (2) erstreckt.

4. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (2) eine zylin drische oder kegelförmige Außenkontur aufweist.

5. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (2) an wenigstens einer ihrer axialen Endflächen (16) mit einem Versteifungselement (17) versehen ist.

6. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel nach An spruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungselement (17) scheibenförmig ausgebildet und wenigstens teilweise von umman telndem Material (15) umschlossen ist.

7. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (2) an einer vom Boden (5) des Gehäuses (3) abgewandten Seite an einem in einer Nut (26) des Gehäuses (3) angeordneten Sicherungsring (19) anliegt.

8. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel nach An spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (19) wenig stens teilweise in das ummantelnde Material (15) integriert ist.