DE4442057B4 - Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für Ventiltriebe von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Abstützelemente und Rollenstößel, nach den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Eine derartige Spielausgleichsvorrichtung geht aus der DE-A 42 34 868 A1 hervor. Deren Kolben ist zweigeteilt ausgebildet, wobei ein oberer mit einem unteren Abschnitt durch eine relativ aufwändige Fügeverbindung gekoppelt ist. Zudem ist festzustellen, dass der obere Abschnitt massiv hergestellt ist und insbesondere im Kopfbereich eine zu große Wandstärke hat. Gleichzeitig ist ein Außenmantel des Kolbens sowie ein Außenmantel des den Kolben umschließenden Gehäuses in einem für eine Querkrafteinleitung wichtigen oberen Abschnitt nicht glattflächig hergestellt. Der Kolben hat beispielsweise beim Eintauchen in das Gehäuse durch dessen abgesetzten Kopf eine verkürzte Führungslänge. Ähnliches gilt für das Gehäuse bei dessen Einbau in eine Aufnahme der Brennkraftmaschine.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spielausgleichsvorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher die zitierten Nachteile beseitigt sind, die insbesondere einfach und billig herstellbar ist und gut die eingeleiteten Querkräfte aufnehmen kann:
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. - Somit liegt eine Spielausgleichsvorrichtung vor, der nicht mehr die aufgezeigten Nachteile immanent sind. Das Gehäuse und der Kolben haben eine erhöhte Führungslänge. Dies führt dazu, dass die eingeleiteten Querkräfte gut von diesen aufgenommen werden können, wobei sich der obere Abschnitt des jeweiligen Kolbens sehr leicht fertigen lässt. Gleichzeitig kann der gesamte Kolben kostengünstig gefertigt werden. Die glattflächige Ausgestaltung des oberen Abschnitts des Kolbens gestattet zudem eine Erhöhung dessen Ölaufnahmevolumens. Gleichzeitig sind die auftretenden Spannungen minimiert.
- Zur zusätzlichen Reduzierung der Gesamtmasse des hier beschriebenen Elements ist es weiterhin vorgeschlagen, den unteren Abschnitt des Kolbens mit einer Wanddicke auszugestalten, die in etwa der des oberen Abschnitts entspricht.
- Durch das vorgeschlagene einfache Aufeinanderstellen der Abschnitte ist ein weiterer Beitrag zur Senkung der Fertigungskosten geleistet. Es kann auf die ansonsten praktizierten Schweiß- oder ähnlichen Verbindungsarten, auch Fügen, verzichtet werden.
- Wegen der erfindungsgemäß glattflächigen Ausbildung des Gehäuses, wie oben genannt, kann dieses bis zu seiner Stirnfläche vollständig in einer Bohrung eines Zylinderkopfes integriert werden, wodurch ebenfalls dessen Führungslänge erhöht ist. Der untere Abschnitt des Kolbens wird vorteilhaft in einem Fließpressverfahren gefertigt, jedoch ist es auch denkbar, beide Kolbenteile einteilig herzustellen.
- Mit in den Schutzumfang dieser Erfindung einbezogen ist auch eine Lösung, bei der anstatt des tiefgezogenen Stahlblechs für den oberen Abschnitt ein fließgepresster Rohrabschnitt verwendet wird. Dieser bzw. der tiefgezogene Abschnitt können dann auch zumindest im Bereich des Endes (Kopfes) mit ansteigender Wandstärke vorliegen bzw. rolliert sein. Wichtig in diesem Zusammenhang ist auf jeden Fall die Spanlosherstellung des oberen Abschnittes.
- Die rollierten Umfangsnuten im oberen Abschnitt gemäß Anspruch 3 wirken sich zusätzlich versteifend aus und gestatten es, dessen Festigkeit zu erhöhen. Gleichzeitig gelingt es durch diese Maßnahme besonders gut, die Wandstärke, zumindest des oberen Abschnitts, bis auf den Bereich ≤ 1,2 mm wie in Anspruch 2 aufgeführt abzusenken. Ggf. können auch Sicken angewendet werden.
- Nicht näher beschriebene Ölrücklaufsicken aus dem Hochdruckraum in den zentrischen Ölvorratsraum können wahlweise in der Kolben- bzw. Gehäusewandung appliziert werden, wobei diese vorteilhaft in einem spanlosen Verfahren wie Prägen gefertigt werden.
- Nach Anspruch 4 ist es vorgesehen, im oberen Abschnitt des Kolbens zumindest eine Entlüftungsbohrung anzuordnen. Durch diese wird mit einfachen Mitteln ein Entweichen der evtl. in der Versorgungsgalerie sowie im Element befindlichen Luftmenge gestattet und somit ein unnötiges Verschäumen von Hydrauliköl mit Luft vermieden.
- Die Ansprüche 5 und 6 betreffen einfache Maßnahmen einer Ölzuführung zum Hydraulikelement. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Ansaugung von Hydraulikmittel in den zentrischen Ölvorratsraum möglichst tiefliegend, so wie in Anspruch 6 unmittelbar beschrieben, realisiert wird.
- Ein evtl. Auseinanderfallen der Kolbenteile, insbesondere während deren Transports, kann durch die in Anspruch 7 beschriebene Maßnahme verhindert werden.
- Denkbar ist es auch, zumindest einige der Elementbauteile aus einem Kunststoff bzw. Leichtbauwerkstoff herzustellen. Gegebenenfalls können geeignete Einlagerungen, beispielsweise glasfaserartige, zur Erhöhung der Festigkeit herangezogen werden.
- Die erfindungsgemäße Spielausgleichsvorrichtung kann auch bei Flachstößeln sowie bei den an sich bekannten Kipphebeleinsteckelementen bzw. bei allen Elementen, über die es gelingt, im Ventiltrieb ein auftretendes Spiel hydraulisch auszugleichen, angewendet werden.
- Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch ein Abstützelement mit hydraulischer Spielausgleichsvorrichtung und -
2 einen Längsschnitt durch einen Rollenstößel mit hydraulischer Spielausgleichsvorrichtung. - Aus
1 geht ein Abstützelement1 für einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine hervor. Das Abstützelement1 weist ein hülsenförmiges Gehäuse2 auf. Mit einem Außenmantel3 des Gehäuses2 ist das Abstützelement1 ortsfest in einer nicht dargestellten Bohrung eines Zylinderkopfes angeordnet. In einer Bohrung4 des Gehäuses2 verläuft axial beweglich ein zweigeteilter Kolben5 . Dieser Kolben5 besteht aus einem unteren und einem oberen Abschnitt5a und5b . Der untere Abschnitt5a ist mit seinem einen Ende6 über eine Druckfeder7 gegenüber einem Boden8 des Gehäuses2 abgestützt. Zwischen dem Ende6 des unteren Abschnitts5a und dem Boden8 verläuft ein Hochdruckraum9 . Dieser Hochdruckraum9 ist integraler Bestandteil einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung des Kolbens5 . Gleichzeitig verläuft im Inneren des Kolbens5 ein zentrischer Ölvorratsraum10 , der über ein Rückschlagventil11 in an sich bekannter Weise mit dem Hochdruckraum9 kommuniziert. Ein weiteres Ende12 des Kolbens5 , welches am oberen Abschnitt5b dieses angeordnet ist, ist von einem Ende eines nicht dargestellten Schlepphebels beaufschlagt. Das Ende12 kann ebenfalls als Kugelkopf ausgebildet sein, der in einer nicht dargestellten Pfanne des hier erwähnten Schlepphebels eine Aufnahme findet. - Im oberen Abschnitt
5b sowie im Gehäuse2 sind Radialbohrungen13 ,14 für einen Öldurchtritt zum zentrischen Ölvorratsraum10 angeordnet. Gleichzeitig weist der obere Abschnitt5b im Bereich seiner Radialbohrung13 eine Umfangs nut15 auf, welche sich vom Außenmantel16 des Kolbens5 radial nach innen erstreckt. Diese Umfangsnut15 garantiert eine sichere Ölversorgung des zentrischen Ölvorratsraumes10 bei allen Hubsituationen des Kolbens5 sowie Verdreh- bzw. Einbaulagen. - Der obere Abschnitt
5b ist zumindest in dem Bereich seines Außenmantels16 glattflächig ausgebildet, der von der Stirnfläche17 des Gehäuses2 während seiner Hubbewegung geschnitten wird. Hierdurch ist, wie eingangs dargelegt, die Führungslänge des Kolbens5 im Gehäuse2 verbessert. Gleichzeitig ist es vorgesehen, zumindest den oberen Abschnitt5b des Kolbens5 in einem Tiefziehverfahren aus Stahlblech mit gleichbleibender Wandstärke zu fertigen. Auch ist das Gehäuse2 in seinem oberen Bereich glattflächig gestaltet, da auf die beim Stand der Technik ansonsten allgemein verwendete Haltekappe verzichtet werden kann. Somit ist über den relativ glattflächigen Außenmantel3 des Gehäuses2 ebenfalls eine gegenüber dem Stand der Technik erheblich verlängerte Führungslänge geschaffen. - Beide Kolbenabschnitte
5b und5a sind unter Verzicht auf eine Schweißverbindung mit ihren Stirnflächen18 ,19 im Gehäuse2 einfach aufeinander gestellt. Dies beeinträchtigt in keiner Art und Weise die Abstützfunktion des gesamten Elements1 , da durch die Druckfeder7 sowie durch den nicht dargestellten und nockenbeaufschlagten Schlepphebel beide Abschnitte5a und5b in ständiger Anlage zueinander gehalten sind. - Zur Versteifung des ansonsten relativ dünnwandig gegenüber dem Stand der Technik ausgebildeten Kolbens
5 können in diesem auch nicht näher dargestellte weitere Versteifungssicken appliziert werden. - Am oberen Ende
12 des oberen Abschnitts5b ist eine Entlüftungsöffnung20 vorgesehen. Durch diese kann sich evtl. im zentrischen Ölvorratsraum10 befindende Luft ins Freie geleitet werden. - Für evtl. Schrägeinbauten kann auch an diesem Abstützelement
1 für seinen Kolben5 bzw. das Gehäuse2 eine nicht näher beschriebene Verdrehsicherung geschaffen werden. - Aus
2 kann der Fachmann sich einen Rollenstößel21 entnehmen. Dieser Rollenstößel21 besteht aus einem hülsenförmigen Gehäuse22 . In dem Gehäuse22 verläuft, wie zu vorheriger Figur beschrieben, ein axial beweglicher Kolben23 . Dieser Kolben23 besteht wiederum aus einem unteren und einem oberen Abschnitt23a und23b . Der Kolben23 stellt einen integralen Bestandteil einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung dar. Ein unteres Ende24 des unteren Abschnitts23a ist von einer Druckfeder25 beaufschlagt, die sich anderenends gegen einen Boden26 des Gehäuses22 abstützt. Axial zwischen diesem Ende24 und dem Boden26 verläuft ein an sich bekannter Hochdruckraum27 für Hydraulikmittel. Gleichzeitig schließt der Kolben23 einen zentrischen Ölvorratsraum28 ein, welcher über eine Radialbohrung29 und eine Radialbohrung30 im Gehäuse22 mit Hydraulikmittel versorgt wird. Ein Ende31 des Gehäuses22 ist mit einer Rolle32 versehen, die einem unmittelbaren Nockenkontakt dient. Ein weiteres Ende33 des Rollenstößels21 kommuniziert dabei mit einem Ende eines nicht dargestellten Kipphebels. - Die Räume
28 und27 sind wiederum über ein Rückschlagventil34 hydraulisch verbunden. Das Gehäuse22 ist von einem weiteren Ölvorratsraum35 partiell umschlossen. Der Ölvorratsraum35 wird dabei nach außen durch ein dünnwandiges Blechteil36 begrenzt. Um ein unnötiges Ansaugen von Luft in den zentrischen Ölvorratsraum28 zu vermeiden, ist das Gehäuse22 im Bereich des ringförmigen Ölvorratsraums35 von einem Ringteil37 begrenzt. Im Ringteil37 verläuft in Axialrichtung wenigstens ein Kanal38 zur Ölzufuhr zum zentrischen Ölvorratsraum28 . Der Kanal38 weist dabei einen Einlas39 in der Nähe des Bodens26 auf. - Als Verliersicherung bzw. als Wegbegrenzung für den oberen Abschnitt
23b des Kolbens23 ist zwischen diesem und dem Gehäuse22 ein ringförmiges Element40 , beispielsweise ein metallischer Sicherungsring, positioniert. - Der Kolben
23 nach2 ist in Übereinstimmung mit dem Kolben5 der1 an seinem Außenmantel41 zumindest im oberen Bereich glattflächig ausgebildet. Somit verfügt der Kolben23 in seinem oberen Abschnitt23b über eine gegenüber dem Stand der Technik erheblich verbesserte Führungslänge. Gleichzeitig finden die weiteren erfindungsgemäßen Maßnahmen, so wie zur1 beschrieben, Anwendung. - Über ein einen Außenmantel
42 des Blechteils36 überragendes Sicherungselement43 ist der Rollenstößel21 verdrehgesichert in seiner nicht dargestellten Aufnahmebohrung angeordnet. -
- 1
- Abstützelement
- 2
- Gehäuse
- 3
- Außenmantel
- 4
- Bohrung
- 5
- Kolben
- 5a
- unterer Abschnitt
- 5b
- oberer Abschnitt
- 6
- Ende
- 7
- Druckfeder
- 8
- Boden
- 9
- Hochdruckraum
- 10
- zentrischer Ölvorratsraum
- 11
- Rückschlagventil
- 12
- Ende
- 13
- Radialbohrung
- 14
- Radialbohrung
- 15
- Umfangsnut
- 16
- Außenmantel
- 17
- Stirnfläche
- 18
- Stirnfläche
- 19
- Stirnfläche
- 20
- Entlüftungsöffnung
- 21
- Rollenstößel
- 22
- Gehäuse
- 23
- Kolben
- 23a
- unterer Abschnitt
- 23b
- oberer Abschnitt
- 24
- Ende
- 25
- Druckfeder
- 26
- Boden
- 27
- Hochdruckraum
- 28
- Ölvorratsraum
- 29
- Radialbohrung
- 30
- Radialbohrung
- 31
- Ende
- 32
- Rolle
- 33
- Ende
- 34
- Rückschlagventil
- 35
- Ölvorratsraum
- 36
- Blechteil
- 37
- Ringteil
- 38
- Kanal
- 39
- Einlas
- 40
- Element
- 41
- Außenmantel
- 42
- Außenmantel
- 43
- Sicherungselement
- 44
- Bohrung
- 45
- Stirnfläche
- 46
- Außenmantel
- 47
- Umfangsnut
Claims (7)
- Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für Ventiltriebe von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Abstützelemente (
1 ) und Rollenstößel (21 ), bestehend aus einem in einer Bohrung (4 ,44 ) eines hülsenförmigen Gehäuses (2 ,22 ) axial beweglichen sowie entlang einer Querebene in einen oberen und unteren Abschnitt (5b ,23b ;5a ,23a ) geteilten Kolben (5 ,23 ), welcher untere Abschnitt (5a ,23a ) mit seinem einen Ende (6 ,24 ) über die Kraft wenigstens einer Druckfeder (7 ,25 ) gegen einen Boden (8 ,26 ) des Gehäuses (2 ,22 ) abgestützt ist, wobei zwischen dem einen Ende (6 ,24 ) und dem Boden (8 ,26 ) ein Hochdruckraum (9 ,27 ) verläuft, der mit einem im Kolben (5 ,23 ) eingeschlossenen zentrischen Ölvorratsraum (10 ,28 ) über ein Rückschlagventil (11 ,34 ) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der obere Abschnitt (5b ,23b ) aus dünnwandigem, tiefgezogenen Stahlblech mit einer gleichbleibenden Wandstärke hergestellt ist, wobei beide Abschnitte (5b ,23b ;5a ,23a ) in etwa die gleiche Wandstärke haben und der untere Abschnitt (5a ,23a ) ungekuppelt auf den oberen Abschnitt (5b ,23b ) gestellt ist, wobei ein Außenmantel (16 ,41 ) des oberen Abschnitts (5b ,23b ), der zwischen einem Minimal- und einem Maximalhub aus dem Gehäuse (2 ,22 ) austritt, glattflächig und unmittelbar vom Durchmesser der Bohrung (4 ,44 ) umschlossen sowie ein Außenmantel (3 ,46 ) des Gehäuses (2 ,22 ), zumindest nahe einer dem Boden (8 ,26 ) abgewandten Stirnfläche (17 ,45 ), ebenfalls glattflächig ist. - Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (
5b ,23b ;5a ,23a ) eine Wandstärke von ≤ 1,2 mm besitzen. - Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (
2 ,22 ) und oberen Abschnitt (5b ,23b ) des Kolbens (5 ,23 ) zumindest eine Radialbohrung (14 ,30 ;13 ,29 ) für einen Ölübertritt in den zentrischen Ölvorratsraum (10 ,28 ) vorgesehen ist, welche im oberen Abschnitt (5b ,23b ) in einer rollierten Umfangsnut (15 ,47 ) dessen Außenmantels (16 ,41 ) verläuft. - Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (
5b ) des Kolbens (5 ) wenigstens eine Entlüftungsöffnung (20 ) hat. - Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
22 ) im Bereich des Kolbens (23 ) von einem weiteren Ölvorratsraum (35 ) ringförmig umfasst ist, der nach außen von einem dünnwandigen Blechteil (36 ) begrenzt ist, dass mit dem Gehäuse (22 ) verbunden ist. - Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Ölvorratsraum (
35 ) radial nach innen durch ein unmittelbar am Gehäuse (22 ) anliegendes Ringteil (37 ) begrenzt ist, in welchem wenigstens ein Kanal (38 ) mit einem Einlass (39 ) nahe dem Boden (26 ) des Gehäuses (22 ) für einen Ölübertritt zu dem zentrischen Ölvorratsraum (28 ) geschaffen ist. - Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem oberen Abschnitt (
23b ) und dem Gehäuse (22 ) wenigstens ein ringförmiges Element (40 ) als Anschlagelement appliziert ist.
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DE4442057A DE4442057B4 (de) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung |
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