DE7740150U1 - Hydraulischer tassenstoessel - Google Patents

Description

---3 λ

· _{β m m} OP.-ING. DIPL.-ING.M. SC. *. J iJlPL.-PHVS. OR· . _#* DIPL-PHVS.

HÖGER - STELLRECHT'-"GRIESfeBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 42 681 b Anmelder: j. Wizemann GmbH & Co.

^b ~ ¹⁵⁴ _J Quellenstraße 7

28. Dezember 1977

7000 Stuttgart 5O

Hydraulischer Tassenstössel |

pie Erfinduna betrifft einen hydraulischen Tassenstössel mit I einem Gehäuse und einem in diesem verschiebbar geführten Kolben,1 bei dem im Gehäuse ein ringförmiger Ölvorratsraum vorgesehen ψ ist, der eine zylindrische Führungswand für den Kolben umgibt, | in radialer Richtung durch eine Gehäuseumfangswand und in Aus- | fahrrichtung des Kolbens durch eine Ringscheibanwand begrenzt } ist, sowie mit einer den ölvorratsraum mit dem von der Führungs- | wand umschlossenen Raum verbindenden Ölzufuhrbohrung in der ^ί Führungwand.. ]_Λ

Bei den heute geforderten langen Wartungsintervallen für Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren ist es wichtig, ein im Laufe der
Zeit in der Ventilsteuerung auftretendes Spiel zu beseitigen, :

d.h. in den Ventiltrieb ein Spielausgleichselement einzubauen, '■ Es haben sich hier hydraulische Spielausgleichselemente besonders bewährt, und die Erfindung befaßt sich mit einem besonderen . derartigen hydraulischen Spielausgleichselement, welches den
Hub der Nockenwelle ohne Zwischenschaltung eines Kipphebels oder^ dergleichen auf ein Ventil überträgt.

Es ist schon ein hydraulischer Tassenstössel der eingangs erwähnten Art bekannt geworden, dessen Gehäuse im Bereich des
ölvorratsraums zweiteilig ausgebildet ist und aus einem Haupt—
teil mit im Bereich des ölvorratsraums timgekehrt U-förmigem i Querschnitt und einer kreisringförmigen Tellerfeder besteht, die..

auf "'

den ölvorratsraum/der dem Ventil zugekehrten Seite verschließt. \ Zum Halten der Tellerfeder besitzt die Gehäuseumfangswand an j. ihrer Innenseite eine Schulter, auf die die Tellerfeder aufge- | legt wird, worauf aus dem Material der Gehäuseumfangswand durch j Walzen ein Wulst gebildet wirdj. der zusammen mit der erwähnten j

A 42 681 b I

b - 154 - 4-

28. Dezember 1977 «

Schulter eine aen Rand der Tellerfeder aufnehmende, umlaufende f Nut bildet. Auch die dem ölvorratsraum zugekehrte Seite der Führungswand ist mit einer Schulter versehen, auf der sich ein Ring mit L-förmigem Querschnitt abstützt, zwischen welchem und der Teilerfeder ein gummielastischer Dichtring eingespannt ist. |

stössels zunächst mit der Innenseite der Führungswand bündig ab, nach dem Einsetzen des Kolbens wird der innere Rand der Tellerfeder jedoch so verformt, daß er nach innen über die Führungswand übersteht und so den Kolben im Gehäuse sichert.

Dieser bekannte Tassenstössel hat verschiedene Nachteile: Das Gehäuse besteht aus einem Einsatzstahl, da es wegen des später vorzunehmenden Einbaus der Tellerfeder nicht durchgehärtet werden kann; Einsatzstahl führt aber nicht zu optimalen Laufeigen-

in

^schäften bei/Zusammenwirken mit der Nockenwelle. Die Endbearbeitung des Gehäuses kann erst nach dem Einbau der Tellerfeder erfolgen, da sonst wegen der Notwendigkeit, im Hinblick auf geringe Massen im Ventiltrieb geringe Wandstärken vorsehen zu müssen, und der Verformung der Gehäuseumfangswand zur Sicherung der Tellerfeder die Unifan^sf lächs des T^ss^p^ö???^. ? nicht "ohr £ streng kreiszylindrisch wäre. Vor allem infolge der Verwendung |

¹C^lZCa 2^-^Λ*3Λ^·^> JL£f^0 Ct*nK0 »j ^ τ W-, ■—m τ ■ τ -—π ..χ ιι. ■ ■' ] ~ ■ Χ*-ΈΤ*^**Γ±Κ3 £2νν<ΛΛ«»Ι.Λ««Ζ^-^

am inneren Rand der Tellerfeder können Ölverluste an dieser Stell nicht verhindert werden, weil dieser Dichtring im heißen Öl be- | sonders schnell altert, und öle Praxis hat gezeigt, daß besonders; bei Kaltstart Ölverluste am inneren Rand der Tellerfeder auftreten. Schließlich können Lage und Größe der ölzufuhrbohrung in der Fühxungswanä nicht beliebig gewählt werden, da wegen der Gehäuseumfangswand die ölzufuhrbohrung schräg von unten gebohrt werden muß; dies führt dazu, daß gerade dann keine optimalen Querschnitte für die Ölzufuhr vom ölvorratsraum in den Baum zwischen Kolben und Stirnwand des Gehäuses zur Verfügung stehen, wenn dies erforderlich wäre, nämlich beim Anlassen des üotors,

1111 ·

• « I

A 42 681 b - 5 -

b - 154

28. Dezember 1977

wenn der Kolben des Tassenstössels am weitesten in das Gehäuse hineingedrückt wird.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Tassenstössel zu schaffen, der sich besser herstellen läßt und der außerdem bessere Laufeigenschaften aufweist als der vorstehend beschriebene bekannte Tassenstössel. Ausgehend von einem Stössei der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringscheibenwand mit der Führungwand und der Gehäuseumfangsv/and einstückig ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist und daß mindestens ein der ölζufuhrbohrung benachbartes Teilstück der Gehäuseumfangswand als separates und mit den angrenzenden Gehäuseteilen stoffschlüssig verbundenes Teil ausgebildet ist. Zum stoffschlüssiger Verbinden kommt Löten oder Schweißen, z.B. auch Schweißen mit Hilfe eines Lasers, infrage, bevorzugt wird jedoch eine Verbindung durch Elektronenstrahlschweißen, da es sich gezeigt hat, daß sich auf diese Weise eine besonders homogene Schweißnaht erzielen läßt. Aus dem vorstehenden wird auch ersichtlich, daß das separate Teil nur die Dmfangswand für den Ölvorrstsrau™ ganz oder teilweise bilden kann, wobei dann die den letzteren ±n Richtung auf das zu be-tstigesde Ventil abschließende Ring— scheibenwand mit der den Kolben haltenden Führungswand aus einem Teil gefertigt wird, es ist aber auch möglich, ein Teil zu verwenden, das die Gehäuseumfangswand und die Ringscheibenwand bildet und mit der Stirnwand sowie der Führungswand des Gehäuses durch Löten, Schweißen oder dergleichen verbunden wird. Schließlich wäre es auch möglich, die Gehäuseumfangswand und die Stirnwand zu einem Teil zusammenzufassen und dieses mit einem Teil stoffschlüssig zu verladen, -welches aus der Ringscheüenwand und der Führungswand besteht.

Das Gehäuse des erfindungsgemaßen Tassenstössels kann_f da es bei der Montage nicht verfonnt werden muß, aus ^-i-nem Werkstoff gefertigt -werden, der sich durchhärten läßt, so äaß optimale Lauf-

A 42 681 b - 6 -

eigenschaften zwischen Nockenwelle und Stösselstirnfläche erzielbar sind; ferner läßt sich ein auch bei hohen Drücken absolu dichter Ölvorratsraura erzielen, und diese Eigenschaft bleibt auch bei langen Laufzeiten erhalten, da keine alternden Dichtelemente verwendet werden. Da auch die den ölvorratsraum in Richtung auf das Ventil verschließende Ringscheibenwand als tragendes Element wirkt, was bei der Tellerfeder des bekannten Stössels nicht der Fall ist, weist der erfindungsgemäße Stössel bei geringeren Wanddicken eine höhere Steifigkeit auf, was dem Wunsch nach möglichst geringen Massen im Ventiltrieb entgegenkommt und sich auch bei der Endbearbeitung, insbesondere beim Schleifen der Gehäuseumfangswand, günstig auswirkt. Schließlich ist man bei der Wahl der Lage des Querschnitts der Ölzufuhrbohrung in der Führungswand völlig frei, wenn diese Bohrung vor dem Einsetzen des separaten Teils der Gehäuseumfangswand gefertigt wird, so daß sich für den Anlaßzustand des Motors optimale Ölflußquerschnitte erzielen lassen. Schließlich weist der erfindungsgemäße Stössel weniger Teile als der vorstehend beschriebene bekannte Tassenstössel auf.

Daß die Sicherung des Kolbens in der von der Führungswand des Gehäuses gebildeten Führung mit Hilfe einer Verformung des inneren Rands der Tellerfeder keine befriedigende Losung ist, liegt auf der Hand. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen stösseis wird nun der den Kolben in der Führungswand sichernde Vorsprung durch einen in eine Innennut der Führungswand eingesetzten Ring gebildet, was auch noch den Vorteil mit sich bringt, daß der erfindungsgemäße Stössel leicht.

un "wieder demontiert werden kann. Er läßt sich also gut reparieren nachbearbeiten, was bei dem bekannten Stössel schon wegen der Verwendung eines EinsatzStahls für das Gehäuse nicht möglich ist denn die Dmfangsflache des Stössels kann ja nicht mehr überschliffen werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aas der

A 42 6Sl b - 7 -

b - 154 I

28. Dezember 1977 i

nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen ; Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen Spielausgleichselements; es zeigen:

Figur 1 einen Teilschnitt durch den Zylinderkopf eines Motors, in dessen Ventiltrieb der erfindungsgemäße Tassenstössel verwendet wird, und

Figur 2 einen Schnitt durch diesen Tassenstössel in größerem Maßstab.

Die Figur 1 zeigt Teile eines Zylinderblocks 10 sowie eines Zylinderkopfs 12, in dem eine Ventilführung 14 für ein Einlaßoder Auslaßventil 16 befestigt ist. Außerdem weist er eine Führungsbohrung 18 für einoihydraulischen Tassenstössel auf, der zwischen einen Nocken 22, einer Nockenwelle 24 und dem Ventil 16 angeordnet ist. In der in Figur 1 gezeigten Stellung der Nockenwelle ist das Ventil 16 entgegen der Wirkung einer Ventilfeder 26 geöffnet.

Der Tassenstössel 20 soll nun iia Detail anhand der Figur 2 erläutert werden. Er besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse ,;

30 und einem Kolben 32, über den sich der Tassenstössel auf dem ., Ventil 16 abstützt. Das Gehäuse besitzt eine Stirnwand 34, auf . der der Nocken 22 der Nockenwelle läuft, eine kreiszylindrische Führungswand 36 mit e-.iner Führungsbohrung 38 für den Kolben, eine ringscheibenförmigen Wand 40 und eine ümfangswand 42, die; auch eine über die Ringscheibenwand 40 nach unten überstehende Schürze 42a bildet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet ein einsiges Teil die Stirnwand 34, die Führungswand 36 und die Ringscheibenwand 40, während die Ümfangswand 42 samt Schürze 42a als separates Teil gefertigt und dann bei 50 und 52 durch Elektronenstrahlschweißen mit der Stirnwand 34 bzw. der Ringscheibenwand 40 verbunden wird, so daß sich ein

•>ll Uli

A 42 681 b

b - 154

28. Dezember 1977

geschlossener Ölvorratsraum 54 ergibt, der ringförmig um den Kolben herum verläuft. Das Gehäuse wird zweckmäßigerweise aus einem Werkstoff gefertigt, der so viel Kohlenstoff enthält, daß er durchgehärtet werden kann.

Vor dem Anschweißen der Dmfangswand 42 wird in die Führungswand 36 eine ölzufuhrbohrung 56 gebohrt, deren Zweck später noch erläutert wird. Die ümfangswand 42 weist ebenfalls eine ölzufuhrbohrung 58 auf, die bei geschlossenem Ventil 16 mit einem an den Motorölkreislauf angeschlossenen ölkanal 60 des Zylinderkopfs 12 kommuniziert. ' Der Kolben 32 besitzt eine Ringnut 62, eine abgestufte innere Bohrung mit einem weiten und einem engen Bohrungsteil 64 bzw. 66 und eine die Ringnut 62 mit dem engen Bohrungsteil 66 verbindende ölzufuhrbohrung 68. Das obere Ende des engen Bohrungs-j teils 66 bildet einen Ventilsitz für eine Ventilkugel 70, die j von einer Ventilfeder 72 gegen den Ventilsitz gedrückt wird. ! Die Ventilfeder stützt sich auf einer Kappe 74 ab, die ihrer- ]

seits von einer Druckfeder 76 gegen die Schulter 78 im Inneren j des Kolbens 32 gehalten wird. Die Ventilkugel 70, die Ventilfeder 72 und der enge Bohrungsteil 66 des Kolbens 32 bilden zusammen also ein Rückschlagventil. Schließlich steht der Raum über der Kappe 74 mit den). Raum über der Ventilkugel 70 über

80
Schlitze/in der Kappe in Verbindung.

Der Sicherung des Kolbens 32 in der Führungsbohrung 38 des Gehäuses dient ein Seegerring 82, der in eine Ringnut 84 der Führungswand 36 eingesetzt ist.

Sämtliche Räume des Tassenstössels sind ölgefüllt, d.h. der ölvorratsraum 54, sämtliche Bohrungen 68, 66 und 64 des Kolbens 32 sowie die Führungsbohrung 33 des Gehäuses 30. Wenn in Stillstandszeiten Öl aus dem Raum über dem Kolben 32 zwischen diesem und der Innenfläche der Führungwand 36 entweicht, wird der Kolben 32 beim Anlassen des Motors in das Innere des Gehäuses 30

A 42 681 b

b - 154 - 9 -

28, Dezember 1977

hineingedrückt, und zwar maximal so weit, daß die Ringnut und die ölzufuhrbohrung 68 die in Figur 2 strichpunktiert dargestellte Stellung einnehmen, in der sich ein optimaler Ölflußguerschnitt ergibt. Bei laufendem Motor drückt die ölpumpe des Motors Motoröl über den ölkanal 60 im Zylinderkopf, die Ölzufuhrbohrung 58 in deü ölvorratsraum 54. Oa bei entlastetem Ventiltrieb die Druckfeder 76 den Kolben 32 nach unten schiebt, öffnet der dabei im Raum über der Ventilkugel 7O entstehende Unterdruck das Rückschlagventil, so dai3 über dieses und die ölzufuhrbohrungen 68 und 56 öl aus dem ölvorratsrauia angesaugt » wird. Die Druckfeder 76 beseitigt dabei jegliches Spiel im

Ventiltrieb. Wenn dann der Tassenstössel beim öffnen des Ventils 16 belastet wird, verhindert die Ventilkugel 70 einen Rückfluß des Motoröls, so daß der Tassenstössel steif wird. Έτ kann also so lange ein zunehmendes Spiel im Ventiltrieb ausgleichen, bis der Kolben 32 so weit aus der Führungsbohrung j heraustritt, daß er am Seegerring 82 anliegt.

Claims (1)

1. HÖGER - STELLRECHT-^RiESSBACH - fiAECKER

   PATENTANWÄLTE JN STUTTSAHT

   A 42 681 b -Anmelder: ^J* Wizemann GmbH & Co.

   iC -"i54 Quellenstraße 7

   28. Dezember 1977 70OO Stuttgart 5O

   Ansprüche :

   1. Hydraulischer Tassenstössel mit einem Gehäuse und einem in

   ^- diesem verschiebbar geführten Kolben, bei dem im Gehäuse ein ringförmiger ölvorratsraum vorgesehen ist, der eine zylindrische Führungswand für den Kolben umgibt, in radialer Richtung durch eine Gehauseumfangswand und in Ausfahrrichtung des Kolbens durch eine Ringscheibenwand begrenzt ist, sowie mit einer den Ölvorratsraum mit dem von der Führungswand umschlossenen Raum verbindenden Ölzufuhrbohrung in der Führungswand, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibenwand (40) mit der Führungswand (36) und der Gehauseumfangswand (42) einstückig ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist und daß mindestens ein der ölzufuhrbohrung (56) benachbartes Teilstück der Gehauseumfangswand (42) als separates und mit den angrenzenden Gehäuseteilen stoffschlüssig verbun- £f% denes Teil ausgebildet ist.

   2. Stössel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das den ölvorratsraum (54) umgebende Teilstück der Gehäuseum-

   » fangswand (42) als separates Teil ausgebildet ist.

   3. Stössel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als separates Teil ausgebildete Gehauseumfangswand (42) auch eine in axialer Richtung über den Ölvorratsraum (54) hinausragenden Schürze 42a bildet.

   4. Stössel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

   A 42 681 b

   b - 154 - 2 -

   28. Dezember 1977

   dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens ein Teilstück der Gehäuseuinfangswand (42) bildende separate Teil durch Elektronenstrahlscnweißnähte (50,52) lait den angrenzenden Gehäuseteilen (34_?4O) verbunden ist.

   Stössel nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche_? mit einem den Kolben in der Führungswand sichernden Vorsprung, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung von einem in eine Innennui (84J der Führungswand (36) eingesetzten Ring{82} gebildet ist.