EP0010768A1 - Hydraulic backlash adjuster - Google Patents
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- EP0010768A1 EP0010768A1 EP79104279A EP79104279A EP0010768A1 EP 0010768 A1 EP0010768 A1 EP 0010768A1 EP 79104279 A EP79104279 A EP 79104279A EP 79104279 A EP79104279 A EP 79104279A EP 0010768 A1 EP0010768 A1 EP 0010768A1
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- hydraulic fluid
- storage space
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Classifications
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
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- F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
- F01L1/245—Hydraulic tappets
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- F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem
Definitions
- the invention relates to a hydraulic lash adjuster, in particular for the control of the valves of internal combustion engines, with a piston displaceably guided in a cylinder and a working space formed between the piston and the cylinder and a largely liquid-tight storage space for hydraulic fluid arranged in the piston and / or in the cylinder , wherein the storage space is connected to the working space via a channel in which a check valve is arranged and wherein the working space is connected to the storage space via a throttle gap.
- Such a hydraulic lash adjuster is known from DE-OS 25 17 370, namely in the training as an element supporting a plunger.
- the hydraulic fluid should be filled into the work area and the storage room completely free of air.
- the storage space is designed to be largely liquid-tight to the outside, ie sealed by a hose section made of rubber-like material against the escape of liquid.
- the atmosphere or the oil pressure of the lubricating oil circuit acts on the outside of the hose section.
- the bellows-like hose section is designed and installed between the piston and cylinder of the compensating element in such a way that it is able to additionally absorb hydraulic fluid in the reservoir by bulging.
- the hose section effectively prevents air from penetrating into the hydraulic fluid of the compensating element; on the other hand, only the atmospheric pressure or the pressure of the lubricating oil supply acts reliably in the reservoir.
- the leakage amount in the throttle gap very precisely so that this element can work satisfactorily in a speed range. If the element is aligned at low speeds, it will fail at high speeds or vice versa. Both inflation and deflation can occur, both of which are harmful. Inflation can lead to the violent destruction of the valve train. When pumping empty, the required valve clearance is no longer maintained.
- DE-OS 28 09 055 also shows a hydraulic lash adjuster of the type in question, an elastic compensating element being arranged in the storage space, the inside of which is connected to the atmospheric pressure, so that atmospheric pressure is always present in the storage space in this way.
- the compensating element serves at the same time for the liquid-tight design of the storage space to the outside. It can consist of a tube section, one end of which is closed. In this element, too, the working space and the storage space are filled with hydraulic fluid in an air-free manner, atmospheric air being located within the rubber-like compensating element. Since the basic structure of this game compensation element is the same as that of DE-OS 25 17 370, there are also the identical disadvantages here.
- hydraulic fluid can only be refilled from the storage room into the working area with the check valve open if there is a negative pressure in the working area compared to the atmospheric pressure, so that there is a corresponding pressure drop for the liquid supply.
- the mode of operation of this play compensation element is also unsatisfactory over a wide speed range. In particular at high speeds, the pressure drop required to refill the hydraulic fluid in the work area occurs only for a short time so that the required amount can no longer be added.
- DE-PS 12 35 658 also shows a self-sufficient element with a specially designed check valve between the work space and the storage space.
- the back of the storage room is also connected to the atmosphere and is acted upon by the pressure of a spring via an auxiliary piston.
- Check valve and throttle gap are structurally combined here by the check valve being designed as a plate valve.
- the invention has for its object to form a self-sufficient Spielas Dermaselement, which is therefore independent of the foaming of the engine oil, so that neither an inflation nor an empty pumping of the work space occurs under operating conditions, especially at high speeds.
- an air cushion that is to say a pointer element, which is suitable for absorbing pressure peaks.
- this in turn creates the risk of the hydraulic fluid foaming due to the mixing of the air cushion with the hydraulic fluid.
- the penetration of the hydraulic fluid mixed with air into the work space must be prevented, ie the fluid entering the work space must be largely free of air, ie air may only contain up to a certain limit. It is also necessary to ensure, especially at high speeds Pay that there is a sufficient pressure drop to add the amount of leakage between the work area and the storage area in the short time available.
- the storage space is sealed from the atmosphere in a pressure-tight manner and is only partially filled with hydraulic fluid and partially with a gas cushion, and in the storage space an element preventing the foaming of the hydraulic fluid or the entry of air-mixed hydraulic fluid into the working space is provided is.
- the air cushion is arranged within the pressure-tight storage space and does not limit the storage space itself from the atmosphere. It is only with this training that the possibility is created that the air or gas cushion can absorb pressure peaks and also release it in the direction of the working area if, after each valve actuation, the leakage quantity which has escaped through the throttle gap between the working area and the storage area must be replenished.
- the pressure peaks that occur are used favorably as a positive pressure drop. This pressure drop is much greater and is available at a comparatively earlier point in time.
- the element which prevents the foaming of the hydraulic fluid can be, for example, a seal in the storage space that separates the air from the hydraulic fluid.
- the air can also be enclosed in an airtight balloon, ring or the like, which is inserted into the storage space, which is itself again pressure-tight.
- the air can also be separated in the storage space by a sealing plate lying against the cylinder wall, so that on the one hand in this way the foaming of the hydraulic fluid is hindered, but on the other hand pressure peaks can be effectively transferred back.
- the element which prevents the foaming of the hydraulic fluid can be an erectile tissue filling in the storage space.
- the erectile tissue can either have an airtight or liquid-tight surface or consist of a sponge-like material that is impregnated with hydraulic fluid with a predetermined proportion of air. It is essential here to hold the air finely distributed in the spaces or in the interior of the erectile tissue through the erectile tissue, where it forms an air cushion overall, but on the other hand there is no possibility of foaming to any significant extent within the hydraulic fluid.
- a throttle cross section for air separation is provided in the storage room in the vicinity of the check valve leading to the work area. This throttle cross section can be made from a sieve or filter. It is essential here that air is separated on the one hand, that is to say it is prevented from entering the work space.
- the throttle cross-section must not have such a throttling effect that the pressure drop between the air cushion and the working area in the throttle cross-section is built up in such a way that it can no longer have a beneficial effect on refilling the leakage quantity.
- the valve lash adjuster shown in Fig. 1 is used as a tappet with the camshaft below. It essentially consists of two parts which can be displaced relative to one another, namely a piston 1 and an associated cylinder 2.
- the cylinder 2 itself is also sliding again in an ent speaking housing part, which is not shown here, stored.
- a reservoir 3 is provided in the piston 1 and is filled with hydraulic fluid.
- the storage space 3 is designed to be pressure-tight via the seal 4.
- a working space 5 is also provided, which is also filled with hydraulic fluid.
- a check valve 7 is switched into the connecting bore 6 between the storage space 3 and the working space 5.
- the piston 1 is supported with respect to the cylinder 2 by the spring 8, which can also be provided elsewhere, but with the same effect.
- the connection from the working space 5 to the storage space 3 results via the throttling gap 9 between the cylinder 2 and the piston 1, which is designed as an annular gap.
- the circuit of the hydraulic fluid is thus clearly determined with the help of the check valve 7. Hydraulic fluid can only reach the working space 5 from the storage space 3 via the connecting bore 6. On the other hand, hydraulic fluids displaced from the working space 5 can only reach the storage space 3 via the throttle gap 9.
- the throttle gap 9 ends at an annular groove 10 with a bore 11 which connects to the storage space.
- a balloon 12 is accommodated in the storage space 3 as an enclosed air cushion, which therefore accommodates an air or gas pistol inside and is otherwise designed to be impermeable to liquids.
- This balloon 12 is suitable for absorbing, storing and briefly acting pressure peaks, such as those which occur in particular in the case of high expansion numbers in internal combustion engines, and to emit or let them act in the subsequent cycle period as a positive pressure difference with respect to the working space 5, in such a way that the previously through the throttle gap 9 recirculated amount of liquid into the work space while opening the check valve 7 is refilled.
- the balloon 12 receives the air cushion 13 in its interior, so that the air has no possibility of foaming with the hydraulic fluid 14.
- the air or gas is therefore present, but effectively separated.
- the corresponding pressure can build up briefly in the balloon 12 or on the air cushion 13, because the air, in contrast to the hydraulic fluid 14, is compressible.
- Fig. 2 shows a similarly designed play compensation element, but here no balloon is provided, but a floating seal 15, which separates the air cushion 13 from the hydraulic fluid 14.
- the seal 4 is decisive for the corresponding pressure in the air cushion 13 can build up briefly, This air cushion 13 also compensates for pressure peaks due to its presence, ie keeps them away from the other mechanical parts of the valve train.
- FIG. 3 shows a floating body 16 which separates the air cushion 13 from the hydraulic fluid 14.
- the floating body can be made relatively thick-walled and have a microporous structure.
- Guides 18 are provided to hold and guide the rubber buffer 17 with the enclosed air cushion 13 on its stem.
- a channel 19 is provided, which is closed with a plug 20 after the corresponding venting of the storage space 3.
- FIG. 5 and 6 show the application of the invention to a hydraulic bucket tappet, such as is used with an overhead camshaft.
- an indented annular plate 21 is provided here, both of which ensure a pressure-tight design of the storage space 3.
- cavernous bodies 22 are provided either coherently or as a loose bed, which receive the air cushion 13 finely distributed between them, so that this air cannot detach itself from the cavernous bodies 22 even at high acceleration forces and therefore does not foam up.
- the air cushion 13 is sufficient to absorb and release pressure peaks and thus to act as has already been described.
- an air ring 23 which accommodates the air cushion 13 in its interior, is stored in the reservoir 3 with the hydraulic fluid 14.
- FIG. 7 in turn shows a hydraulic tappet, the storage space 3 of which is provided with a filling of swelling bodies 22 that completely occupies it, as has already been explained with reference to the tappet according to FIG. 5.
- the swelling bodies 22 can be designed with a dense surface, that is to say represent airtight bodies, for example glass spheres, plastic beads or the like.
- FIGS. 9 and 10 show constructions in which the air or the air cushion 13 is introduced into the storage space 3 without separation from the hydraulic fluid 14. This does not hinder the foaming of the hydraulic fluid at high speeds.
- a throttle plate 24 with an opening 25 and an air separating screen 26 according to FIG. 10 are arranged in the vicinity of the check valve 7 in the area of the connecting bore 6, a throttle plate 24 with an opening 25 and an air separating screen 26 according to FIG. 10 are arranged. Both measures have the effect that the foamed air in the storage space 3 is separated on the throttle plate 24 or the air separating screen 26 when the work space 5 is refilled. to such an extent or percentage, the residual air still remaining, which then enters the working space 5, does not hinder the working or supporting of the piston 1 on the working space 5.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Spielausgleichselement, insbesondere für die Steuerung der Ventile von Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Zylinder verschiebbar geführten Kolben und einem zwischen Kolben und Zylinder gebildeten Arbeitsraum und einem im Kolben und/oder im Zylinder angeordneten weitgehend flüssigkeitsdicht gestalteten Vorratsraum für Hydraulikflüssigkeit, wobei der Vorratsraum mit dem Arbeitsraum über einen Kanal in Verbindung steht, in dem ein Rückschlagventil angeordnet ist und wobei der Arbeitsraum mit dem Vorratsraum über einen Drosselspalt verbunden ist.The invention relates to a hydraulic lash adjuster, in particular for the control of the valves of internal combustion engines, with a piston displaceably guided in a cylinder and a working space formed between the piston and the cylinder and a largely liquid-tight storage space for hydraulic fluid arranged in the piston and / or in the cylinder , wherein the storage space is connected to the working space via a channel in which a check valve is arranged and wherein the working space is connected to the storage space via a throttle gap.
Ein derartiges hydraulisches Spielausgleichselement ist aus der DE-OS 25 17 370 bekannt, und zwar in der Ausbildung als ein einen Stößel tragendes Element. Die Hydraulikflüssigkeit soll in den Arbeitsraum und in den Vorratsraum völlig luftfrei eingefüllt werden. Der Vorratsraum ist nach außen weitgehend flüssigkeitsdicht gestaltet, d.h. von einem Schlauchabschnitt aus gummiartigem Material gegen den Austritt von Flüssigkeit gedichtet. Auf die Außenseite des Schlauchabschnittes wirkt die Atmosphäre bzw. der öldruck des Schmierölkreislaufes ein. Der balgartige Schlauchabschnitt ist so gestaltet und zwischen Kolben und Zylinder des Ausgleichselementes eingebaut, daß er in der Lage ist, durch Ausbauchen Hydraulikflüssigkeit im Vorratsraum zusätzlich aufzunehmen. Durch den Schlauchabschnitt wird das Eindringen von Luft in die Hydraulikflüssigkeit des Ausgleichselementes wirksam verhindert; andererseits wirkt aber im Vorratsraum verläßlich auch nur der Atmosphärendruck bzw. der Druck der Schmierölversorgung. Bei derart gestalteten Elementen, bei denen sich keinerlei Luft im Arbeitsraum und im Vorratsraum befindet, ist es erforderlich, die Leckmenge im Drosselspalt sehr genau festzulegen, damit dieses Element in einem Drehzahlbereich zufriedenstellend arbeiten kann. Wird das Element auf niedere Drehzahlen ausgerichtet, dann versagt es bei hohen Drehzahlen oder umgekehrt. Es kann sowohl ein Aufpumpen als auch ein Leerpumpen eintreten, was beides schädlich ist. Ein Aufpumpen kann zur gewaltsamen Zerstörung des Ventiltriebes führen. Beim Leerpumpen wird das erforderliche Ventilspiel überhaupt nicht mehr eingehalten.Such a hydraulic lash adjuster is known from DE-OS 25 17 370, namely in the training as an element supporting a plunger. The hydraulic fluid should be filled into the work area and the storage room completely free of air. The storage space is designed to be largely liquid-tight to the outside, ie sealed by a hose section made of rubber-like material against the escape of liquid. The atmosphere or the oil pressure of the lubricating oil circuit acts on the outside of the hose section. The bellows-like hose section is designed and installed between the piston and cylinder of the compensating element in such a way that it is able to additionally absorb hydraulic fluid in the reservoir by bulging. The hose section effectively prevents air from penetrating into the hydraulic fluid of the compensating element; on the other hand, only the atmospheric pressure or the pressure of the lubricating oil supply acts reliably in the reservoir. In the case of elements designed in this way, in which there is no air in the work area and in the storage room is located, it is necessary to determine the leakage amount in the throttle gap very precisely so that this element can work satisfactorily in a speed range. If the element is aligned at low speeds, it will fail at high speeds or vice versa. Both inflation and deflation can occur, both of which are harmful. Inflation can lead to the violent destruction of the valve train. When pumping empty, the required valve clearance is no longer maintained.
Auch die DE-OS 28 09 055 zeigt ein hydraulisches Spielausgleichselement der in Rede stehenden Art, Dabei ist ein elastisches Ausgleichselement in dem Vorratsraum angeordnet, dessen Innenseite an den atmosphärischen Druck angeschlossen ist, so daß auf diese Weise im Vorratsraum immer Atmosphärendruck herrscht. Das Ausgleichselement dient gleichzeitig zur flüssigkeitsdichten Gestaltung des Vorratsraumes nach außen. Es kann aus einem Schlauchabschnitt bestehen, dessen eine Stirnseite verschlossen ist. Auch bei diesem Element wird der Arbeitsraum und der Vorratsraum luftfrei mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, wobei sich innerhalb des gummiartigen Ausgleichselementes atmosphärische Luft befindet. Da der grundsätzliche Aufbau dieses Spielausgleichselementes demjenigen der DE-OS 25 17 370 gleich ist, liegen auch die identischen Nachteile hier vor. Da im Vorratsraum immer atmosphärischer Druck herrscht, kann vom Vorratsraum in den Arbeitsraum bei geöffnetem Rückschlagventil nur dann Hydraulikflüssigkeit nachgefüllt werden, wenn im Arbeitsraum gegenüber dem atmosphärischen Druck ein Unterdruck herrscht, so daß ein entsprechendes Druckgefälle für die Flüssigkeitsnachförderung gegeben ist. Die Wirkungsweise dieses Spielausgleichselementes ist über einen breiten Drehzahlbereich ebenfalls nicht befriedigend. Insbesondere bei hohen Drehzahlen tritt das erforderliche Druckgefälle zum Nachfüllen der Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum nur so kurzzeitig auf, daß die erforderliche Menge nicht mehr nachgebracht werden kann.DE-OS 28 09 055 also shows a hydraulic lash adjuster of the type in question, an elastic compensating element being arranged in the storage space, the inside of which is connected to the atmospheric pressure, so that atmospheric pressure is always present in the storage space in this way. The compensating element serves at the same time for the liquid-tight design of the storage space to the outside. It can consist of a tube section, one end of which is closed. In this element, too, the working space and the storage space are filled with hydraulic fluid in an air-free manner, atmospheric air being located within the rubber-like compensating element. Since the basic structure of this game compensation element is the same as that of DE-OS 25 17 370, there are also the identical disadvantages here. As there is always atmospheric pressure in the storage room, hydraulic fluid can only be refilled from the storage room into the working area with the check valve open if there is a negative pressure in the working area compared to the atmospheric pressure, so that there is a corresponding pressure drop for the liquid supply. The mode of operation of this play compensation element is also unsatisfactory over a wide speed range. In particular at high speeds, the pressure drop required to refill the hydraulic fluid in the work area occurs only for a short time so that the required amount can no longer be added.
Auch die DE-PS 12 35 658 zeigt ein autarkes Element mit einem besonders ausgebildeten Rückschlagventil zwischen Arbeitsraum und Vorratsraum. Die Rückseite des Vorratsraumes ist auch hier an die Atmosphäre angeschlossen und wird im übrigen über einen Hilfskolben von dem Druck einer Feder beaufschlagt. Rückschlagventil und Drosselspalt sind hier konstruktiv miteinander vereint, indem das Rückschlagventil als Plattenventil ausgebildet ist. Wenn die Brennkraftmaschine in Ruhe gesetzt wird, findet über die den Vorratsraum beaufschlagende Feder eine Nachfüllung im Arbeitsraum statt.DE-PS 12 35 658 also shows a self-sufficient element with a specially designed check valve between the work space and the storage space. The back of the storage room is also connected to the atmosphere and is acted upon by the pressure of a spring via an auxiliary piston. Check valve and throttle gap are structurally combined here by the check valve being designed as a plate valve. When the internal combustion engine is stopped, the spring acting on the storage space is refilled in the work space.
Eine weitere Konstruktion eines Spielausgleichselementes zeigt die US-PS 2 098 115. Dabei ist der Vorratsraum in drei Teilräume unterteilt, die untereinander über Ringspalte, die mit Schlitzen versehen sind, in Verbindung stehen. Der Teil des Vorratsraumes, der am weitesten von dem Arbeitsraum entfernt ist, ist mit einem Luftpolster gefüllt und über eine Wellrohrfeder oder eine Membran flüssigkeitsdicht gestaltet. Ein wesentlicher Druck kann sich im Vorratsraum nicht aufbauen, da auf der Wellrohrfeder oder der Membran außen der Atmosphärendruck lastet und die Wellrohrfeder bzw. die Membran selbst nachgiebig ausgebildet sind. Die Schlitze im Bereich der Drosselspalte sollen die Wirkung haben, das Spritzen und Schütteln der Flüssigkeit zu verhindern und nur luftfreie Flüssigkeit in den Arbeitsraum übertreten zu lassen. Da jedoch der Vorratsraum dreigeteilt ist, wird es sich nicht vermeiden lassen, daß in allen diesen drei Räumen eine Luftaufschäumung stattfindet. Weiterhin ist der Ringspalt, durch dm die Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum in den Vorratsraum zurückgelangt, an den dritten Teil des Vorratsraumes, also an denjenigen, der ursprünglich mit Luft gefüllt ist, angeschlossen, so daß auf diese Weise ein Kreislauf entsteht, der in nachteiliger Weise Luft in verschäumter Form zum Arbeitsraum gelangen läßt. Im Bereich hoher Drehzahlen reicht der geringfügige Überdruck aufgrund der Wellrohrfeder oder der Membran nicht aus, um innerhalb der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit genügend Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum nachfüllen zu können, zumal durch die doppelte Schlitzanordnung eine zweifache Drosselwirkung vorhanden ist.Another construction of a play compensation element is shown in US Pat. No. 2,098,115. The storage space is subdivided into three subspaces which are connected to one another via annular gaps which are provided with slots. The part of the storage space which is furthest away from the work space is filled with an air cushion and is made liquid-tight via a corrugated tube spring or a membrane. A substantial pressure cannot build up in the storage space, since the atmospheric pressure is on the outside of the corrugated tube spring or the membrane and the corrugated tube spring or the membrane itself is designed to be flexible. The slots in the area of the throttle gap should have the effect of preventing the liquid from splashing and shaking and only allowing air-free liquid to pass into the working area. However, since the stock space is divided into three, it will not be avoided that air foaming takes place in all these three rooms. Furthermore, the annular gap through which the hydraulic fluid returns from the working space to the storage space is connected to the third part of the storage space, that is to say to that which was originally filled with air, so that a circuit is created which is disadvantageous Way air can reach the work area in a foamed form. In the high speed range, the slight overpressure due to the corrugated tube spring or the diaphragm is not sufficient to be able to refill enough hydraulic fluid in the work space within the short time available, especially since the double slot arrangement provides a double throttling effect.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein autarkes Spielasgleichselement, welches also von der Aufschäumung des Motoröls unabhängig ist, so auszubilden, daß weder ein Aufpumpen noch ein Leerpumpen des Arbeitsraumes unter Betriebsbedingungen, insbesondere bei hohen Drehzahlen, auftritt. Dabei ist es einerseits erforderlich, ein Luftpolster vorzusehen, also ein Pobterelement, welches geeignet ist, Druckspitzen aufzunehmen. Damit aber wiederum ist die Gefahr des Aufschäumens der Hydraulikflüssigkeit durch die Vermischung des Luftpolsters mit der Hydraulikflüssigkeit gegeben. Das Eindringen der mit Luft gemischten Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum muß verhindert werden, d.h. die in den Arbeitsraum gelangende Flüssigkeit muß weitgehend luftfrei sein, d.h. darf Luft nur bis zu einem gewissen Grenzwert enthalten. Weiterhin ist es erforderlich, sicherzustellen, insbesondere bei hohen Drehzahlen, daß ein ausreichendes Druckgefälle vorhanden ist, um in der krzen zur Verfügung stehenden Zeit jeweils die Leckmenge zwischen Arbeitsraum und Vorratsraum zu ergänzen.The invention has for its object to form a self-sufficient Spielasgleichselement, which is therefore independent of the foaming of the engine oil, so that neither an inflation nor an empty pumping of the work space occurs under operating conditions, especially at high speeds. On the one hand, it is necessary to provide an air cushion, that is to say a pointer element, which is suitable for absorbing pressure peaks. However, this in turn creates the risk of the hydraulic fluid foaming due to the mixing of the air cushion with the hydraulic fluid. The penetration of the hydraulic fluid mixed with air into the work space must be prevented, ie the fluid entering the work space must be largely free of air, ie air may only contain up to a certain limit. It is also necessary to ensure, especially at high speeds Pay that there is a sufficient pressure drop to add the amount of leakage between the work area and the storage area in the short time available.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Vorratsraum gegenüber der Atmosphäre druckdicht abgeschlossen und nur teilweise mit Hydraulikflüssigkeit und teilweise mit einem Gaspolster gefüllt ist und daß im Vorratsraum ein die Verschäumung der Hydraulikflüssigkeit bzw. den Eintritt von mit Luft vermischter Hydraulikflüssigkeit in den Arbeitsraum behinderndes Element vorgesehen ist. Dabei ist wesentlich, daß das Luftpolster innerhalb des druckdicht abgeschlossenen Vorratsraumes angeordnet ist und nicht den Vorratsraum selbst gegenüber der Atmosphäre begrenzt. Erst bei dieser Ausbildung wird die Möglichkeit geschaffen, daß das Luft- oder Gaspolster Druckspitzen aufnehmen und auch wieder in Richtung auf den Arbeitsraum abgeben kann, wenn nach jeder Ventilbetätigung die durch den Drosselspalt zwischen Arbeitsraum und Vorratsraum entwichene Leckmenge wieder ergänzt werden muß. Die auftretenden Druckspitzen werden dabei günstig als positives Druckgefälle benutzt. Dieses Druckgefälle ist wesentlich größer und in einem vergleichsweise früheren Zeitpunkt verfügbar.According to the invention, this is achieved in that the storage space is sealed from the atmosphere in a pressure-tight manner and is only partially filled with hydraulic fluid and partially with a gas cushion, and in the storage space an element preventing the foaming of the hydraulic fluid or the entry of air-mixed hydraulic fluid into the working space is provided is. It is essential that the air cushion is arranged within the pressure-tight storage space and does not limit the storage space itself from the atmosphere. It is only with this training that the possibility is created that the air or gas cushion can absorb pressure peaks and also release it in the direction of the working area if, after each valve actuation, the leakage quantity which has escaped through the throttle gap between the working area and the storage area must be replenished. The pressure peaks that occur are used favorably as a positive pressure drop. This pressure drop is much greater and is available at a comparatively earlier point in time.
Für die Ausbildung des die Verschäumung der Hydraiikflüssigkeit behindernden Elementes gibt es verschiedene Möglichkeiten. Das Element kann beispielsweise eine Dichtung im Vorratsraum sein, die die Luft von der Hydraulikflüssigkeit trennt. Die Luft kann auch in einem luftdichten Ballon, Ring od. dgl. eingeschlossen sein, der in den Vorratsraum der selbst wieder druckdicht gestaltet ist, eingelegt ist. Die Luft kann im Vorratsraum auch durch eine an der Zylinderwandung anliegende Dichtplatte abgetrennt sin, so daß auf diese Weise einerseits die Aufschäumung der Hydraulikflüssigkeit behindert ist, andererseits aber Druckspitzen wirksam zurückübertragen werden. Es ist aber auch möglich, daß das die Verschäumung der Hydraulikflüssigkeit behindernde Element eine Schwellkörperfüllung im Vorratsraum ist. Die Schwellkörper können dabei entweder eine luft- oder flüssigkeitsdichte Oberfläche aufweisen oder aus einem schwammartigen Material bestehen, welches mit Hydraulikflüssigkeit mit vorgegebenem Luftanteil getränkt ist. Wesentlich ist dabei, durch die Schwellkörper die Luft fein verteilt in den Zwischenräumen oder im Innern der Schwellkörper festzuhalten, wo sie insgesamt ein Luftpolster bildet, aber andererseits keine Möglichkeit besteht, zu einem nennenswerten Teil innerhalb der Hydraulikflüssigkeit aufzuschäumen. Eine weitere Möglichkeit ist dann gegeben, wenn im Vorratsraum in der Nähe des zum Arbeitsraum führenden Rückschlagventils ein Drosselquerschnitt zur Luftabscheidung vorgesehen ist. Dieser Drosselquerschnitt kann aus einem Sieb oder Filter betehen. Hierbei ist wesentlich, daß einerseits Luft abgeschieden wird, also am Eindringen in den Arbeitsraum gehindert wird. Andererseits darf aber der Drosselquerschnitt nicht eine derart stark drosselnde Wirkung besitzen, daß das Druckgefälle zwischen dem Luftpolster und dem Arbeitsraum im Drosselquerschnitt so aufgebaut wird, daß es sich nicht mehr für die Nachfüllung der Leckmenge förderlich auswirken kann.There are various possibilities for the formation of the element which prevents the foaming of the hydraulic fluid. The element can be, for example, a seal in the storage space that separates the air from the hydraulic fluid. The air can also be enclosed in an airtight balloon, ring or the like, which is inserted into the storage space, which is itself again pressure-tight. The air can also be separated in the storage space by a sealing plate lying against the cylinder wall, so that on the one hand in this way the foaming of the hydraulic fluid is hindered, but on the other hand pressure peaks can be effectively transferred back. However, it is also possible for the element which prevents the foaming of the hydraulic fluid to be an erectile tissue filling in the storage space. The erectile tissue can either have an airtight or liquid-tight surface or consist of a sponge-like material that is impregnated with hydraulic fluid with a predetermined proportion of air. It is essential here to hold the air finely distributed in the spaces or in the interior of the erectile tissue through the erectile tissue, where it forms an air cushion overall, but on the other hand there is no possibility of foaming to any significant extent within the hydraulic fluid. A further possibility is given if a throttle cross section for air separation is provided in the storage room in the vicinity of the check valve leading to the work area. This throttle cross section can be made from a sieve or filter. It is essential here that air is separated on the one hand, that is to say it is prevented from entering the work space. On the other hand, however, the throttle cross-section must not have such a throttling effect that the pressure drop between the air cushion and the working area in the throttle cross-section is built up in such a way that it can no longer have a beneficial effect on refilling the leakage quantity.
Die Erfindung wird anhand vershiedener Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Querschnitt durch das Spielausgleichselement als hydraulischer Stößel,
- Fig. 2 einen Querschnitt durch eine weitere Ausbildungsmöglichkeit eines hydraulischen Stößels,
- Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des hydraulischen Stößels,
- Fig. 4 eine vierte Ausbildungsmöglichkeit des hydraulischen Stößels,
- Fig. 5 einen Querschnitt durch das Spielausgleichselement als hydraulischer Tassenstößel,
- Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des Tassenstößels,
- Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Spielausgleichselementes,
- Fig. 8 einen Querschnitt durch einen hydraulischen Stößel,
- Fig. 9 einen Querschnitt durch eine weitere Ausbildungsform des hydraulischen Stößels und
- Fig. 10 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Spielausgleichselementes.
- 1 shows a cross section through the play compensation element as a hydraulic tappet,
- 2 shows a cross section through a further design option for a hydraulic tappet,
- 3 shows a further embodiment of the hydraulic tappet,
- 4 shows a fourth training option for the hydraulic tappet,
- 5 shows a cross section through the play compensation element as a hydraulic tappet,
- 6 shows a further embodiment of the tappet,
- 7 shows a cross section through a further embodiment of the play compensation element,
- 8 shows a cross section through a hydraulic tappet,
- Fig. 9 shows a cross section through a further embodiment of the hydraulic ram and
- Fig. 10 shows a cross section through a further embodiment of the play compensation element.
Das in Fig. 1 dargestellte Ventilspielausgleichselement wird als Stößel bei untenliegender Nockenwelle eingesetzt. Es besteht im wesentlichen aus zwei gegeneinander verschiebbaren Teilen, nämlich einem Kolben 1 und einem zugehörigen Zylinder 2. Der Zylinder 2 selbst ist auch wieder gleitend in einem entsprechenden Gehäuseteil, welches hier nicht dargestellt ist, gelagert. Im Kolben 1 ist ein Vorratsraum 3 vorgesehen, der mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Der Vorratsraum 3 ist über die Dichtung 4 druckdicht ausgebildet. Zwischen Kolben 1 und Zylinder 2 ist weiterhin ein Arbeitsraum 5 vorgesehen, der ebenfalls mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. In die Verbindungsbohrung 6 zwischen Vorratsraum 3 und Arbeitsraum 5 ist ein Rückschlagventil 7 eingeschaltet. Der Kolben 1 ist gegenüber dem Zylinder 2 über die Feder 8 abgestützt, die auch an anderer Stelle, jedoch gleichwirkend, vorgesehen sein kann. Die Verbindung von dem Arbeitsraum 5 zu dem Vorratsraum 3 ergibt sich über den als Ringspalt ausgebildeten Drosselspalt 9 zwischen Zylinder 2 und Kolben 1. Der Kreislauf der Hydraulikflüssigkeit ist also damit und mit Hilfe des Rückschlagventiles 7 eindeutig bestimmt. Hydraulikflüssigkeit kann vom Vorratsraum 3 nur über die Verbindungsbohrung 6 in den Arbeitsraum 5 gelangen. Andererseits kann aus dem Arbeitsraum 5 verdrängte Hydraulikflüssigkeiten nur über den Drosselspalt 9 in den Vorratsraum 3 gelangen. Zu diesem Zweck endet der Drosselspalt 9 an einer Ringnut 10 mit Bohrung 11, die an den Vorratsraum anschließt.The valve lash adjuster shown in Fig. 1 is used as a tappet with the camshaft below. It essentially consists of two parts which can be displaced relative to one another, namely a
Im Vorratsraum 3 ist als eingeschlossenes Luftpolster ein Ballon 12 untergebracht, der also im Innern ein Luft- oder Gaspister aufnimmt und ansonsten flüssigkeitsundurchlässig gestaltet ist. Dieser Ballon 12 ist geeignet, sehr kurzzeitig wirkende Druckspitzen, wie sie insbesondere bei hohen Dehzahlen bei Brennkraftmaschinen auftreten, aufzunehmen, zu speichern und in der nachfolgenden Taktperiode als positive Druckdifferenz gegenüber dem Arbeitsraum 5 derart abzugeben bzw. wirken zu lassen, daß hierdurch die zuvor durch den Drosselspalt 9 rückgeführte Flüssigkeitsmenge in den Arbeitsraum unter gleichzeitigem öffnen des Rückschlagventiles 7 nachgefüllt wird. Der Ballon 12 nimmt in seinem Innern das Luftpolster 13 auf, so daß die Luft keine Möglichkeit hat, mit der Hydraulikflüssigkeit 14 zu verschäumen. Die Luft bzw. das Gas ist also anwesend, aber wirksam getrennt. Infolge der Dichtung 4 kann sich der entsprechende Druck kurzzeitig in dem Ballon 12 bzw. an dem Luftpolster 13 aufbauen, weil die Luft ja im Gegensatz zu der Hydraulikflüssigkeit 14 kompressibel ist.A
Fig. 2 zeigt ein ähnlich aufgebautes Spielausgleichselement, jedoch ist hier kein Ballon vorgesehen, sondern eine schwimmende Dichtung 15, die das Luftpolster 13 von der Hydraulikflüssigkeit 14 trennt, Auch dabei ist wiederum die Dichtung 4 maßgebend dafür, daß sich ein entsprechender Druck im Luftpolster 13 kurzzeitig aufbauen kann, Dieses Luftpolster 13 gleicht durch seine Anwesenheit auch Druckspitzen aus, d.h. hält sie von den übrigen mechanischen Teilen des Ventiltriebes fern.Fig. 2 shows a similarly designed play compensation element, but here no balloon is provided, but a floating
Die Ausführungsform der Fig, 3 zeigt einen Schwimmkörper 16, der das Luftpolster 13 von der Hydraulikflüssigkeit 14 trennt. Der Schwimmkörper kann relativ dickwandig ausgebildet sein und eine microporöse Struktur aufweisen.The embodiment of FIG. 3 shows a floating
Gmäß Fig. 4 ist ein Gummipuffer 17, der allseits geschlossen ausgebildet ist, in den Vorratsraum 3 eingebracht. Es sind Führungen 18 vorgesehen, um den Gummipuffer 17 mit dem eingeschlossener Luftpolster 13 an seiner Stelb zu halten und zu führen. Zu Entlüfungszwecken beim Füllen des Elementes mit Hydraulikflüssigkeit 14 ist ein Kanal 19 vorgesehen, der nach der entsprechenden Entlüftung des Vorratsraumes 3 mit einem Stopfen 20 verschlossen wird.4, a
Die Fig. 5 und 6 zeigen die Anwendung der Erfindung auf einen hydraulischen Tassenstößel, wie er bei obenliegender Nockenwelle eingesetzt wird. Neben der Dichtung 4 ist hier eine eingedrückte Kreisringplatte 21 vorgesehen, die beide für eine druckdichte Ausbildung des Vorratsraumes 3 sorgen. Im Vorratsraum 3 sind Schwellkörper 22 entweder zusammenhängend oder als lose Schüttung vorgesehen, die zwischen sich fein verteilt das Luftpolster 13 aufnehmen, so daß diese Luft sich von den Schwellkörpern 22 auch bei hohen Beschleunigungskräften nicht lösen kann und daher auch nicht aufschäumt. Andererseits ist aber das Luftpolster 13 ausreichend, um Druckspitzen aufzunehmen und wieder abzugeben und damit so zu wirken, wie dies bereits beschrieben wurde.5 and 6 show the application of the invention to a hydraulic bucket tappet, such as is used with an overhead camshaft. In addition to the
Gemäß Fig. 6 ist in den Vorratsraum 3 mit der Hydraulikflüssigkeit 14 ein Luftring 23, der in seinem Innern das Luftpolster 13 aufnimmt, eingelagert.According to FIG. 6, an
Fig. 7 zeit wiederum einen hydraulischen Stößel, dessen Vorratsraum 3 mit einer diesen ganz einnehmenden Füllung aus Schwilkörpern 22 versehen ist, wie sie anhand des Tassenstößels gemäß Fig. 5 bereits erläutert wurden. Die Schwellkörper 22 können mit dichter Oberfläche ausgebildet sein, also luftdichte Körper darstellen, beispielsweise Glaskugeln, Kunststoffperlen od. dgl. Es ist aber auch möglich, gemäß Fig. 8 Schwellkörper 22 aus schwammartigem Material einzubringen, die zumindest teilweise in ihrem Innern die Luft bzw. insgesamt das Luftpolster 13 aufnehmen und binden.FIG. 7 in turn shows a hydraulic tappet, the
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 9 und 10 zeigen Konstruktionen, bei denen die Luft bzw. das Luftpolster 13 ohne Trennung gegenüber der Hydraulikflüssigkeit 14 in den Vorratsraum 3 eingebracht ist. Hierbei wird also die Aufschäumung der Hydraulikflüssigkeit bei hohen Drehzahlen nicht behindert. Jedoch ist in der Nähe des Rückschlagventiles 7 im Bereich der Verbindungsbohrung 6 eine Drosselplatte 24 mit einer öffnung 25 und gemäß Fig. 10 ein Luftabscheidesieb 26 angeordnet. Durch beide Maßnahmen wird bewirkt, daß die aufgeschäumte Luft im Vorratsraum 3 an der Drosselplatte 24 bzw. dem Luftabscheidesieb 26 beim Nachfüllen des Arbeitsraumes 5 abgeschieden wird. und zwar in einem solchen Maße bzw. Prozentsatz, baß die trotzdem noch verbleibende Restluft, die dann in den Arbeitsraum 5 gelangt, das Arbeiten bzw. Abstützen des Kolbens 1 auf dem Arbeitsraum 5 nicht behindert.The exemplary embodiments of FIGS. 9 and 10 show constructions in which the air or the
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