DE7239880U - Ausgleichselement für das Ventilspiel an Kolbenmaschinen - Google Patents

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Rudolf Kellermami- Fabrik für Gewindeteile Osterode/Harz, Petershütter Allee 33

Ausgleichseleraent für das Ventilspiel an Kolbenmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Ausgleichselement für das ■Ventilspiel an Kolbenmaschinen, insbesondere an Brennkraftmaschinen, mit einer Kolben-Zylinder-Einheit, in deren Arbeitsraum ein über ein Rückschlagventil eingesperrtes Flüssigkeitsvolumen vorgesehen ist und deren Kolben über eine Feder in Richtung der Erweiterung des Volumens des Arbeitsraumes abgestützt ist. .Derartige Ausgleichs elemente, auch hydraulische Ventilspielausgleichselemente genannt, dienen dazu, Abrnessungsanderungen infolge Temperatarschwankungen und Verschleiß im Ventiltrieb zu kompensieren und somit das bei mechanischen Stößeln notwendige Ventilspiel nicht auftreten zu lassen. Das bei mechanischen Einstelleinrichtungen erforderliche Nachstellen des Ventilspieles ist bei Verwendung von Ausgleichselementen nicht mehr erforderlich.

Ausgleichselemente der genannten Art ε-ind bekannt. Der Teil der Kolben-Zylinder-Einheit, der den Ventilsitz bildet, wird bisher aus gehärtetem Schnellstahl oder aus einem Einsatzstahl hergestellt. Das Schließelement

-fides Rückschlagventils ist eine In dör ÜöiXöhen federbelastete Stahlkugel, Im Arheitarauin der Kolben-Zylinder-Einheit herrscht boi maximaler Beanspruchung in einer Brennkraftmaschine etwa oin Druck von 600 abü und eine. Temperatur von etwa 120⁰C, Durch don hohon Druck und die öffnungsfrequenz des RUokseillagvontila. die der halben Drehzahl 'entspricht, findet eine OrUböhonbildung (pitting) und damit ©ine Zerstörung d©o Vontilsit zes statt. Es wird die Dichtheit doa RUoksohlagVätttiles beeinträchtigt. Die Abstützung doo Vontiltrlebos auf dem eingeschlossenen FlUsslgkeltavolumen wird naeh- < giebiger bzw. schlechter. Dies führt dasii, ds0 die Von= tiltaktzeiten nicht mehr exakt eingehalten worden Könners, woraus die verschiedensten Nachteile und Problems r^sul« tieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik, insbesondere» dlo Grübchenbildung, zu vermeiden und ein Ausgleichselement der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, welches sich kostengünstig herstellen und betriebssicher verwenden läßt.

Das erfindungsgemäße Ausgleichselement kennzeichnet sich dadurch, daß das Schließglied und/oder der Ventilsitz des Rückschlagventils aus hochtemperatur- und druckbeständigem Kunststoff, insbesondere aus Polyimid, Polyesterimid oder Poly-p-xylylen, besteht. Der hochtemperatur- und druckbeständige Kunststoff kann zusätzlich noch mit Pasern aus Glas, Kohle od.dgl. verstärkt sein.

Die Erfindung zeigt sich insbesondere in der Verwendung von hochtemperatur- und druckbeständigem Kunststoff, insbesondere Polyimid, Polyesterimid oder Poly-p-xylylen, für die Herstellung des Schließgliedes und/oder des Ventilsitzes des Rückschlagventils an Ausgleichselementen

für das Ventilspiel an Kolbenmaschine!!*

Die erfinderischen Maßnahmen sind in vieifaohef Hinsicht vorteilhaft. Durch die Verwendung des speziellen Kunststoffes für die Herstellung des Schließgliedes des Rückschlagventils wird dessen Masse ganz erheblich verringert, so daß die Auftreffenergie auf den Ventilsitz entsprechend verkleinert wird. Eine Grübchenbildung wird damit vermieden, Saher können bei der Herstellung der Kolben-Zylinder-Elnheit und beispielsweise bei der Herstellung des Sitzes des Rückschlagventiles kaltverformbare Materialien, z.B. Cq 45, AlCuMg-Legierungen od.dgl. eingesetzt werden* Bei Verwendung von Leichtmetallegierungen erniedrigt sich die Masse des gesamten Ausgleichselementes wesentlich, was dann von besonderem Vorteil 1st, wenn es sich um ein bewegtes Ausgleichselement handelt, z.B. im Stößel oder im Schwinghebel des Ventiltriebes. Die Verwendung der genannten Kunststoffe führt zu einer Geräuschminderung des Motors, Die Verwendung des Kunststoffes erschließt die Anwendung des Ausgleichselementes in der Großserie im Automobilbau. Die Herstellung der Ausgleichselemente ist nur noch so aufwendig, wie etwa die Herstellung mechanischer Verstellelemente. Das aufgezeigte Ausgleichselement führt schließlich dazu, die Ventilsteuerzeiten genauer und exakter einhalten zu können, was sich beispielsweise auch in reineren Abgasen der Brennkraftmaschine bemerkbar macht.

Der Erfindungsgedanke läßt mehrere konstruktive Ausbildungs- und Anordnungsmöglichkeiten des Ausgleichselementes zu. Er ist nicht auf die Verwendung bei fremdversorgten Ausgleiehselementen beschränkt. Der £.rfindungsgedanke ist anhand dreier Ausführungsboispiele in den beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht und im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ventiltrieb mit Ausgleichselement als Lagerbock,

Fig. 2 einen Ventiltrieb mit dem Ausgleichselement in der Stößelstange und

Pig„ J) einen Ventiltrieb mit Ausgleichselement im Kipphebel.

In lüg. 1 ist der Ventiltrieb eines Verbrennungskraftmotors mit obenliegender Nockenwelle 1 dargestellt. Das Ausgleichselement 2 dient als Lagerbock für den Schwinghebel ;>, der andererseits das in den Federn 4, 5 aufgehängte Ventil 6 betätigt.

Das Ausgleichselement 2 besteht im einzelnen aus einem Zylinder 7 und einem Kolben 8. Im Zylinder 7 ist ein Arbeitsraum 9 vorgesehen, der mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Motorenöl, gefüllt ist. Der Arbeitsraum 9 wird einerseits durch den Kolben 8 und andererseits durch das Rückschlagventil 10 begrenzt. Das Rückschlagventil 10 besitzt ein Schließelement 11, vorzugsweise in Form einer Kugel, Halbkugel, Kegel od„dgl., und einen Ventilsitz 12 in der Wandung des Zylinders 7. Das Schließglied 11 ist von der Feder 13 beaufschlagt. Am unteren Ende des Zylinders 7 ist eine zu dem Schließglied 11 führende Bohrung 14 für den Durchtritt der Flüssigkeit vorgesehen.

Der Kolben 8 ist am Zylinder 7 über die Feder 15 abgestützt, deren Kraft in Richtung auf eine Vergrößerung des Volumens des Arbeitsraumes 9 gerichtet ist. Im Zylinder 7 ist ein Anschlag, beispielsweise in Form eines Sicherungsringes 16, vorgesehen, der die maximale Entfernung des Kolbens 8 aus dem Zylinder 7 begrenzt .

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Auf der Außenseite des Zylinders 7 ist ein Gewinde vorgesehen, mit welchem das Ausgleichselement 2 in eine entsprechende mit Gegengewinde versehene Bohrung

18 eingesetzt ist. In die Bohrung 18 mUndet ein Kanal

19 für die Zufuhr der Flüssigkeit für den Arbeitsraum 9· Der Kanal 19 1st beispielsweise an die Ölversorgung des Motors angeschlossen.

Die Wirkungsweise des Ausgleichselementes 2 ist folgende: Beirrt Starten des Motors gelangt raotöfoi unter Druck über¹ den Kanal 19 in die Bohrung 18 und von dort durch das Rückschlagventil 10 in den Arbeitsraum 9. Betätigt der Nocken der Nockenwelle 1 den Schwinghebel 2, so vilrd von diesem sowohl auf das Ventil 6 als auch auf den Kolben 8 der Kolben-Zylinder-Einheit 2 ein Druck ausgeübt. Der Kolben 8 wird sich im Zylinder 7 unter Schließen des Rückschlagventiles so weit verschieben, bis sich der Kolben 8 auf dem eingesperrten Flüssigkeitsvolumen in dem Arbeitsraum 9 abstützt. Verläßt der Nocken der Nockenwelle 1 den Schwinghebel 3, so wird dieser entlastet und die Feder 15 hat Gelegenheit, den Kolben so weit aus dem Zylinder 7 herauszudrücken, bis das Ventilspiel kompensiert ist. Während dieses Herausdrückens des Kolbens 8 wird das Rückschlagventil 10 <& geöffnet, so daß sich das im Arbeitsraum 9 eingesperrte Volumen entsprechend dem kompensierten Ventilspiel vergrößern kann. Diese Pumpwirkung geschieht in rascher Folge, so daß das Ausgleichselement 2 das Spiel im Ventiltrieb kompensiert* Da zwischen Kolben 8 und Zylinder 7 immer ein gewisser Leckstrom an Motoröl auftritt, ist das Ausgleichselement 2 auch in der Lage, die Entfernung zwischen Kolben 8 und Zylinder 7 zu verkleinern. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn sich der Motor im Laufe der Betriebszeit erwärmt und sichteispielsweise das Ventil 6 durch die Erwärmung verlängert.

- ·6 - ■ ■:

Bei jedem Puiiipvorgaxig wird das Rückschlagventil 10 geöfftet und geschlossen. Im Arbeitsraum 9 herrschen dabei Drücke von etwa 600 atü. Durch die Verwendung der angeführten speziellen Kunststoffe für die Herstellung des Schließgliedes 11 und/oder des Ventilsitzes 12 wird auf jeden EaIl eine Grübchenbildung verhindert.

In Fig. 2 ist das Ausgleichselement in einer anderen Anordnung dargestellt, wie es beispielsweise bei V- bzw. Boxer-Motoren Anwendung findet. Das Ausgleichselement 2 ist hier in eie Stößelstange 20 eingeschaltet« Die Nockenwelle 1 beaufschlagt den Stößel 21, an dem die Stößelstange 20 vorgesehen ist. Stößel 21 und stößelstange 20 sind in der gezeigten Weise hohl ausgebildet, damit der AnschluB an das ölsystem ά**ε Motors über den Kanal 19 erfolgen kann. Die Stößelstange 20 beaufschlagt an inrcra anderen Ende den Kipphebel 22, der mit dem Ventil 6

Die AusfUhrungsform dös Auogleiehselementes 2 in der Stößelstange 20 ist nur geringfügig abgeändert. Das Ausglolchselernünt 2 tat hier jedoch als bewegtes Teil eingesetzt. Die Mnacon derartiger bewegter Teile solion immer be co nc! ore klein gehalten werden, was dadurch fflögliQh ist, OaB für die Herstellung des AursRlolchüOlemontoe 2 beispielsweise eine Leichtmetallegierung ei!igeiiatftt werden kann, wenn die Teile doc HUoksehlaßVonfciles «rfindungsgemäß aus hoohtomnorütur- unö (iruoKbostilndigom Kunststoff bestehen. Die zwlaohon Kolben 8 und Zylinder 7 auftretenden Leckverlust« in der Ölversorgung werden hier noch da:;u bonutzt, um die· Kipphebel lagerung mit öl zu versorgen.

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Pig. J> zeigt die Anordnung des Ausgleichselementes 2 ira Kipphebel 22 bei einer obenliegenden Nockenwelle 1,

Die Wirkungsweise der Ausgleichselemente 2 bei den Anordnungen der Eig. 2 und 3 ist grundsätzlich die gleiche wie sie anhand der Pig. I beschrieben wurde.

Claims (1)

1. Schutzanspruch:

   Ausgleichselement für das Ventilspiel an Kolbenmasehinen, insbesondere an Brennkraftmaschinen, mit einer Kolben-Zylinder-Einheit, in deren Arbeitsraum ein über ein Rückschlagventil eingesperrtes Flüssigkeitsvolumen vorgesehen ist und deren Kolben über eine Feder in Richtung der Erweiterung des Volumens des Arbeitsraumes abgestützt ist, wobei das Schließglied und/oder der Ventilsitz des Rückschlagventiles aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyimid, Polyesterimid oder Poly-p-xylylen ist, der mit Fasern aus Glas, Kohle od.dgl. verstärkt ist-