DE4334505A1

DE4334505A1 - Roller cup tappet for lift valve - has play adjustment mechanism wholly contained within hollow axis with pressure fluid feed channel

Info

Publication number: DE4334505A1
Application number: DE4334505A
Authority: DE
Inventors: Hermann Prof Dr Krueger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1993-10-09
Publication date: 1994-04-21

Abstract

The tappet body (5) has a transverse support surface (8). All the elements of a hydraulic valve play adjustment mechanism (12) are held in a hollow axis (10) having a pressure fluid feed channel (13). The roller (9) is translatorily movable relative to the hollow axis and a positioning piston (16) is coupled to the roller to give rise to changes between the support surface at the tappet body on the one had and a contact zone of the roller with the cam (2) on the other. USE/ADVANTAGE - For use in a combustion engine. Has a small constructional volume in the axial direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1. Rollenstößel werden zur Bewe gungsübertragung zwischen dem Nocken und dem freien Ende des Ventilschafts des durch eine Schließfeder in Richtung Nocken kraftbeaufschlagten Ventils eingeschaltet und können eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung enthalten, die - neben Druck räumen und einem Rückschlagventil - einen in dem Stößelkörper axial verschiebbar gelagerten zusätzlichen Kolben enthalten, auf dem sich der Schaft des zu steuernden Ventils abstützt.The invention relates to a roller tappet according to the Oberbe handle of claim 1. Roller tappets are used to move transmission between the cam and the free end of the Valve stem of the by a closing spring towards the cam powered valve turned on and can be a hydraulic valve lash adjuster included, which - in addition to clearing pressure and a check valve - one in the Tappet body axially displaceably mounted additional pistons included, on which the stem of the valve to be controlled supports.

Auch die in der EP 0 468 201, F01L 1/24, wiedergegebene Rol lenstößel-Konstruktion ist im Prinzip so aufgebaut, auch wenn einer der Druckräume der Ventilspielausgleichsvorrichtung in einem Hohlraum der demgemäß als Hohlachse ausgebildeten Achse für die Rolle untergebracht ist. Dieser Konstruktion liegt zwar die Aufgabe zugrunde, einen Rollenstößel zu schaffen, der trotz Unterbringung einer hydraulischen Ventilspielausgleichs vorrichtung nicht größer als ein üblicher Tassenstößel baut, jedoch sind diesem Bestreben sowie der Verringerung der oszil lierenden Nassen des Rollenstößels dadurch Grenzen gesetzt, daß nach wie vor zur Bildung eines Druckraums der Ventilspiel ausgleichsvorrichtung ein zusätzlicher, in Richtung der Achse des Rollenstößels druckabhängig bewegbarer Kolben vorgesehen ist.The Rol shown in EP 0 468 201, F01L 1/24 The principle of lenstößel is structured in this way, even if one of the pressure spaces of the valve lash adjuster in a cavity of the axis designed accordingly as a hollow axis is housed for the role. This construction lies the task is to create a roller tappet that despite accommodating a hydraulic valve lash adjuster device does not build larger than a conventional tappet, however, this endeavor as well as the reduction of the oszil limited wetness of the roller tappet that the valve clearance remains to form a pressure chamber compensation device an additional, in the direction of the axis of the roller tappet provided depending on the pressure movable piston is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemä ßen Rollenstößel unter Wahrung seiner Vorteile zu schaffen, der gegenüber dem Stand der Technik insbesondere in axialer Richtung klein baut.The invention has for its object a generic creating roller tappets while preserving their benefits, compared to the prior art, especially in axial Direction builds small.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The inventive solution to this problem consists in the characterizing features of claim 1, advantageous Developments of the invention describe the subclaims.

In Abweichung von dem diskutierten Stand der Technik verzich tet die Erfindung also bewußt auf einen von dem Stößelkörper aufgenommenen, in axialer Richtung bewegbaren Kolben, sondern sieht die Integration der gesamten Ventilspielausgleichsvor richtung in die die Rolle tragende Hohlachse vor, wobei wäh rend der Grundkreisphase des Nockens zur Einstellung des Ven tilspiels dienende translatorische Bewegungen des, wie gesagt, ebenfalls von dem Hohlraum der Hohlachse aufgenommenen Kolbens in translatorische Bewegungen der Rolle umgesetzt werden, die eine Änderung des axialen Abstands zwischen der am Stößelkör per vorgesehenen Stützfläche einerseits und der wirksamen Auf lagezone des Umfangs der Rolle am Nocken andererseits hervor rufen.In deviation from the discussed prior art, waive tet the invention consciously on one of the tappet body recorded, axially movable piston, but provides for the integration of the entire valve clearance compensation direction in the hollow axis carrying the role, while wäh rend the base circle phase of the cam for setting the Ven tilspiels serving translatory movements of, as I said, also received by the cavity of the hollow axis piston are translated into translatory movements of the role that a change in the axial distance between that on the tappet body on the one hand with the provided support surface and the effective on position zone of the circumference of the roller on the cam on the other hand call.

Mehrere Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren Axialschnitte darstellen. Während die Fig. 1 und 2 eine Umsetzung der translatorischen Bewegungen des Kolbens der Ventilspielausgleichsvorrichtung gleichsam nach dem Prinzip der schiefen Ebene betreffen, zeigt Fig. 3 eine besonders einfach aufgebaute Lösung mit in Rich tung der Längsachse des Rollenstößels bewegbarem Kolben der Ventilspielausgleichsvorrichtung. Several exemplary embodiments are explained below with reference to the drawing, the figures of which represent axial sections. While FIGS. 1 and 2, a conversion of translatory movements affecting the piston of the valve clearance compensating device as it according to the principle of the inclined plane, Fig. 3 shows a particularly simple design solution in Rich tung the longitudinal axis of the roller tappet movable piston of the valve play compensating device.

In Fig. 1 ist von dem Hubventil lediglich der Ventilschaft 1 angedeutet. Dieses Ventil soll also aus seiner durch eine nicht dargestellte Sehließfeder definierten Sehließstellung durch den Nocken 2 auf der Nockenwelle 3 unter Zwischenschal tung des allgemein mit 4 bezeichneten Rollenstößels bewegt werden, dessen Stößelkörper 5 zur axialen Verschiebung in der Führung 6 im Zylinderkopf 7 der mit dem Ventil ausgerüsteten Brennkraftmaschine eingerichtet ist. Der Stößelkörper 5 weist die quer verlaufende Stützfläche 8 für den Ventilschaft 1 auf; die Einleitung der vom rotierenden Nocken 2 ausgeübten Axial kräfte in den Rollenstößel 4 erfolgt über die allgemein mit 9 bezeichnete Rolle und die diese tragende Hohlachse 10. Der Hohlraum 11 dieser Hohlachse dient zur Unterbringung der all gemein mit 12 bezeichneten Ventilspielausgleichsvorrichtung, die über den Zuführkanal 13 im Zylinderkopf 7 zumindest wäh rend der - in Fig. 1 gerade angenommenen - Grundkreisphase des Nockens 2 ein hydraulisches Druckmittel, beispielsweise ent nommen dem schmierölkreislauf der Maschine, zugeführt wird.In Fig. 1, only the valve stem 1 is indicated by the lift valve. This valve is thus to be moved from its defined closing position by a cam spring, not shown, by the cam 2 on the camshaft 3 with the interposition of the roller tappet, generally designated 4, whose tappet body 5 for axial displacement in the guide 6 in the cylinder head 7 or with the valve equipped internal combustion engine is set up. The tappet body 5 has the transverse support surface 8 for the valve stem 1 ; The initiation of the axial forces exerted by the rotating cam 2 in the roller tappet 4 takes place via the roller, generally designated 9, and the hollow axle 10 carrying it. The cavity 11 of this hollow axis is used to accommodate the valve lash adjuster, generally designated 12, which, via the feed channel 13 in the cylinder head 7, at least during the - in FIG. 1 just assumed - the basic circular phase of the cam 2 a hydraulic pressure medium, for example, removed from the lubricating oil circuit Machine that is fed.

Die wesentlichen Bestandteile der Ventilspielausgleichsvor richtung sind das federbelastete Rückschlagventil 14, das den Druckraum 15 in Richtung nach links begrenzt, und der von dem Hohlraum 11 in Richtung seiner Achse längsverschiebbar aufge nommene Kolben 16. Im übrigen braucht auf Aufbau und Funktion einer derartigen hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung nicht eingegangen zu werden, da derartige Vorrichtungen in großer Anzahl im Einsatz und aus der Patentliteratur be kannt sind. Luft im Druckraum 15 kann durch das Spiel zwischen Kolben 19 und Hohlachse 10 nahe oben entweichen.The essential components of the Ventilspielausgleichsvor direction are the spring-loaded check valve 14 , which limits the pressure chamber 15 in the direction to the left, and the piston 16 which is longitudinally displaceably taken up by the cavity 11 in the direction of its axis. Moreover, the structure and function of such a hydraulic valve lash adjuster need not be dealt with, since such devices are in large numbers in use and are known from the patent literature. Air in the pressure chamber 15 can escape close to the top through the play between the piston 19 and the hollow shaft 10 .

Wie ersichtlich, kommuniziert während der Grundkreisphasen des Nockens 2 das in der Figur linke offene Ende des Hohlraums 11 mit dem Zuführkanal 13, so daß bei entsprechend niedrigem Druck im Druckraum 15 über das Rückschlagventil 14 Druckmedium nachgesaugt werden kann. As can be seen, during the base circle phases of the cam 2, the left end of the cavity 11 in the figure communicates with the feed channel 13 , so that pressure medium 14 can be sucked in via the check valve 14 at a correspondingly low pressure in the pressure chamber 15 .

Noch nicht beschrieben wurde der Aufbau der Rolle 9. Sie ent hält den Außenring 17, der sich über Nadeln 18 auf dem Innen ring 19 abstützt. Dieser Innenring besitzt eine Durchtritts öffnung 20 für die Hohlachse 10, die denselben, von 900 ab weichenden Neigungswinkel gegen die Längsachse 21 aufweist wie die Hohlachse 10. Diese Schrägstellung der Hohlachse 10 ist ein wesentliches Merkmal der Konstruktion nach Fig. 1. In dem dadurch definierten unteren Bereich des Hohlraums 11 sind alle Elemente der Ventilspielausgleichsvorrichtung 12 unterge bracht. Das bedeutet, daß bei einer Vergrößerung des Ventil spiels während der Nockengrundkreisphasen der Kolben 16 schräg nach rechts oben bewegt wird. Über den zumindest einen Mitneh mer 22, der eine in Fig. 1 nicht erkennbare Durchtrittsöffnung in der Hohlachse 10 durchsetzt und eine Kopplung mit dem In nenring 19 der Rolle 9 herstellt, wird demgemäß bei derartigen translatorischen Bewegungen des Kolbens 16 der Innenring 19 und damit auch der Außenring 17 der Rolle 9 mitgenommen. Vor aussetzung dafür ist die Existenz einer in Fig. 1 durch den Stift 23 und die Nut 24 im Innenring 19 angedeuteten drehfe sten Verbindung zwischen Innenring 19 und Hohlachse 10.The structure of role 9 has not yet been described. It ent holds the outer ring 17 , which is supported by needles 18 on the inner ring 19 . This inner ring has a passage opening 20 for the hollow axis 10 , which has the same inclination angle from 900 with respect to the longitudinal axis 21 as the hollow axis 10 . This inclination of the hollow axis 10 is an essential feature of the construction according to FIG. 1. In the lower region of the cavity 11 defined thereby, all elements of the valve lash adjuster 12 are brought under. This means that when the valve is enlarged, the piston 16 is moved obliquely to the top right during the cam base circle phases. Via the at least one Mitneh mer 22 which passes through a not visible in Fig. 1 the passage opening in the hollow shaft 10 and a coupling with the In nenring 19 of the roller 9 produces, accordingly, in such translational movements of the piston 16, the inner ring 19 and thus also the outer ring 17 of the roller 9 entrained. Before this is the existence of an indicated in Fig. 1 by the pin 23 and the groove 24 in the inner ring 19 drefe most connection between the inner ring 19 and the hollow axis 10th

Wie Fig. 1 unmittelbar erkennen läßt, bilden die zusammenwir kenden Flächen von Rollenachse 10 und Durchtrittsöffnung 20 für diese eine Anordnung nach Art einer schiefen Ebene, so daß der Außenring 17, der in üblicher Weise einen Zylindermantel mit quer zur Längsachse 21 verlaufender Achse darstellt, bei den Translationsbewegungen des Kolbens 16 Translationsbewegun gen in Richtung der Längsachse 21 ausführt. Das bedeutet aber, daß der axiale Abstand zwischen der Stützfläche 8 für das Ven til 1 einerseits und der jeweils den Nocken 2 berührenden Um fangszone des Außenrings 17 der Rolle 9 andererseits entspre chend geändert wird, also der gewünschte ventilspielausgleich auftritt.As can be seen directly from FIG. 1, the surfaces of the roller axis 10 and passage opening 20 which work together form an arrangement in the manner of an inclined plane, so that the outer ring 17 , which in the usual manner represents a cylinder jacket with an axis extending transversely to the longitudinal axis 21 , with the translational movements of the piston 16 translational movements in the direction of the longitudinal axis 21 . However, this means that the axial distance between the support surface 8 for the Ven valve 1 on the one hand and the respective cam 2 touching To catch zone of the outer ring 17 of the roller 9 on the other hand accordingly changed, so the desired valve clearance compensation occurs.

Auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Effekt der schiefen Ebene ausgenutzt. Der Stößelkörper 30, der wie derum die quer zur Längsachse verlaufende Stützfläche 31 für das Ventil 32 bildet, trägt hier die Hohlachse 33 der Rolle 34 in Querausrichtung, d. h. senkrecht zur Längsachse 35. Wie derum dient der Hohlraum 36 der Hohlachse 33 zur Unterbringung aller Elemente der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrich tung 37, die nicht nochmals erläutert werden soll. Wiederum ist Grundkreisphase des Nockens 38 angenommen, d. h. das in Fig. 2 linke Ende des Hohlraums 36 kommuniziert mit dem Zu führkanal 39. In diesem Ausführungsbeispiel sind deutlich die Ausnehmungen 40 in der Hohlachse 33 für den Mitnehmerstift 41 erkennbar, der mit dem Kolben der Ventilspielausgleichsvor richtung fest verbunden ist und in den Innenring 42 der ferner die Nadeln 43 und den Außenring 44 aufweisenden Rolle 34 ein greift. Hier verursacht eine Translationsbewegung des Kolbens der Ventilspielausgleichsvorrichtung 37 also eine translatori sche Querbewegung der Rolle 34. Der Mantel des Außenrings 44 bildet einen Kegelabschnitt, wobei die Spitze des Kegels auf der der Ventilspielausgleichsvorrichtung 37 abgewandten Seite liegt. Mit dieser Umfangsfläche 45 wirkt die komplementär ge formte Umfangsfläche 46 des Nockens 38 zusammen, der in übli cher Weise in Richtung seiner Achse unverschiebbar gelagert ist. Bewegungen der Rolle 34 in Fig. 2 nach rechts, letztlich verursacht durch eine Vergrößerung des auszugleichenden Ven tilspiels, haben demgemäß eine Änderung der wirksamen Auflage zone der Umfangsfläche 45 für den Nocken 38 in der Figur in Richtung nach oben zur Folge, und umgekehrt.The effect of the inclined plane is also used in the exemplary embodiment according to FIG. 2. The tappet body 30 , which in turn forms the support surface 31 for the valve 32 running transversely to the longitudinal axis, carries the hollow axis 33 of the roller 34 in the transverse orientation, ie perpendicular to the longitudinal axis 35 . As derum the cavity 33 is 36 the hollow shaft for the accommodation of all the elements of the hydraulic Ventilspielausgleichsvorrich processing 37, which will not be explained again. The base circle phase of the cam 38 is again assumed, ie the left end of the cavity 36 in FIG. 2 communicates with the guide channel 39 . In this embodiment, the recesses 40 in the hollow axis 33 for the driver pin 41 can be seen , which is firmly connected to the piston of the valve lash compensation device and in the inner ring 42 which also has the needles 43 and the outer ring 44 having a roller 34 . Here, a translational movement of the piston of the valve lash adjuster 37 thus causes a translatory cal transverse movement of the roller 34 . The jacket of the outer ring 44 forms a cone section, the tip of the cone being on the side facing away from the valve lash adjuster 37 . With this circumferential surface 45, the complementary ge-shaped circumferential surface 46 of the cam 38 cooperates, which is mounted immovably in the usual direction in the direction of its axis. Movements of the roller 34 in Fig. 2 to the right, ultimately caused by an increase in the Ven tilspiels to be compensated, accordingly have a change in the effective support zone of the peripheral surface 45 for the cam 38 in the figure in the upward direction, and vice versa.

Die Innen- und Außenringe nebst Nadeln bilden kombinierte Axial- und Radiallager.The inner and outer rings together with needles form combined Axial and radial bearings.

Die Konstruktion nach Fig. 3 sieht nun von der Umsetzung einer zumindest im wesentlichen quergerichteten Translationsbewegung in eine axialgerichtete dadurch ab, daß in dem Stößelgehäuse 50, und zwar in einem eine Achse 51 für die Rolle 52 darstel lenden Bereich, ein Ventilspielausgleichselement 53 so ange ordnet ist, daß sein Kolben translatorische Bewegungen in Richtung der Längsachse 57 des Rollenstößels (oder parallel dazu) ausführt, die infolge Abstützung der Rolle 52 an dem Element 53 zu diagonalen Translationsbewegungen der Rolle 52 führen. Die Rolle kann hier in üblicher Weise zylinderringför mige Innen- und Außenringe 54 und 55 aufweisen, zwischen denen wiederum Rollkörper, hier Nadeln 56, angeordnet sind. Der Auf bau des Elements 53 weicht vom üblichen nicht ab.The construction according to FIG. 3 now provides for the implementation of an at least substantially transverse translation movement into an axial direction in that in the tappet housing 50 , namely in an axis 51 for the roller 52 representing area, a valve clearance compensation element 53 is arranged in this way is that its piston carries out translatory movements in the direction of the longitudinal axis 57 of the roller tappet (or parallel thereto) which, as a result of the roller 52 being supported on the element 53, lead to diagonal translatory movements of the roller 52 . The roller can have zylinderringför shaped inner and outer rings 54 and 55 in the usual way, between which in turn rolling elements, here needles 56 , are arranged. The construction of the element 53 does not deviate from the usual.

Verständlicherweise sind Abweichungen, insbesondere konstruk tiver Art, von den im einzelnen beschriebenen Ausführungsbei spielen möglich. So kann man daran denken, in der Ausführungs form nach Fig. 2 die Hohlachse 33 gleichsam als Innenring der Rolle 34 zu verwenden, um den herum die Rollkörper angeordnet sind, die dann wiederum einen eine kegelförmige Außenfläche besitzenden Außenring abstützen.Understandably, deviations, in particular of a constructive nature, are possible from the exemplary embodiments described in detail. So you can think of using the hollow shaft 33 as an inner ring of the roller 34 in the embodiment according to FIG. 2, around which the rolling elements are arranged, which in turn support an outer ring having a conical outer surface.

Gemeinsam ist allen Konstruktionen die Vermeidung von bewegten Teilen der Ventilspielausgleichsvorrichtung außerhalb des Hohlraums der Hohlachse für die Rolle.What all designs have in common is the avoidance of moving ones Share the valve lash adjuster outside of Cavity of the hollow axis for the role.

Claims

1. Roller plunger for the cam valve train of a globe valve with a plunger body designed for carrying out axial movements in a guide, to which a hollow shaft carrying the roller is attached, the cavity of which forms a component of a hydraulic valve lash compensation device, characterized in that the Tappet body ( 5 ) has a transverse valve-side support surface ( 8 ), all elements of the Ventilspielausgleichsvor direction ( 12 ) in the cavity ( 11 ) of the hollow shaft ( 10 ) are housed, one of which has an open end during at least basic circle phases of the cam ( 2 ) an outer feed channel ( 13 ) for a pressure fluid communicates that the roller ( 9 ) relative to the hollow axis ( 10 ) is translationally movable and that a pressure chamber ( 15 ) of the valve lash adjuster ( 12 ) delimiting adjusting piston ( 16 ) with the Role ( 9 ) coupled in the sense of generating the translation movements t is, the changes in the axial distance between the valve-side support surface ( 8 ) on the tappet body ( 5 ) on the one hand and a zone of contact of the roller ( 9 ) with the cam ( 2 ) on the other hand.

2. Roller tappet according to claim 1, characterized in that the hollow axis ( 10 ) arranged obliquely in a longitudinal section under a win angle and the Ventilspielausgleichsvor direction ( 12 ) in a lower region of the same, and that the roller ( 9 ) a one Equal angle recess ( 20 ) for the passage of the hollow shaft ( 10 ), on this non-rotatable, but in the direction of its axis by the piston ( 16 ) of the valve lash adjuster ( 12 ) has translationally movable inner ring ( 19 ).

3. Roller tappet according to claim 1, characterized in that the hollow axis ( 33 ) extends transversely to the longitudinal axis ( 35 ) of the Stößelkör pers ( 30 ), the valve clearance compensation device ( 37 ) is accommodated on one side in the hollow shaft ( 33 ), the roller ( 34 ) in the direction of the same axis by the piston of the valve lash adjuster ( 37 ) is translationally movable and a longitudinal section in the shape of a cone-shaped circumferential surface ( 45 ) for resting on a complementary circumferential surface ( 46 ) of the cam ( 38 ).

4. Roller tappet according to claim 2 or 3, characterized in that the hollow axis ( 33 ) in the region of the piston at least at least one passage opening ( 40 ) for at least one with participants ( 41 ) on the piston.

5. Roller tappet according to claim 1, characterized in that the roller ( 32 ) on the transverse to the longitudinal axis ( 57 ) of the tappet body ( 50 ) extending hollow axis ( 51 ) parallel to the longitudinal axis of the same by the piston of the valve lash adjustment device ( 53 ) movable in translation is arranged.