EP0212162A1 - Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstössel - Google Patents

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EP0212162A1
EP0212162A1 EP86108970A EP86108970A EP0212162A1 EP 0212162 A1 EP0212162 A1 EP 0212162A1 EP 86108970 A EP86108970 A EP 86108970A EP 86108970 A EP86108970 A EP 86108970A EP 0212162 A1 EP0212162 A1 EP 0212162A1
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guide sleeve
hollow cylindrical
bore
piston
cylindrical wall
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Walter Dipl.-Ing. Speil
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • 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
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245—Hydraulic tappets
    • F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem

Definitions

  • the invention relates to an automatically hydraulically adjusting valve tappet, which is arranged in a guide bore of a cylinder head of an internal combustion engine and against whose one end face a control cam runs, and which, on the other hand, rests with a second end face against the end of a valve stem, the valve tappet being made from a cup Housing consists, which comprises a hollow cylindrical wall, which is closed at one end by a bottom, against which the control cam runs from the outside and which has a cylindrical guide sleeve concentric to the hollow cylindrical wall, which extends from the bottom to the center of one Disc part extends, which merges with its outer circumference in the hollow cylindrical wall of the housing, whereby an annular oil reservoir is limited between the hollow cylindrical wall and the cylindrical guide sleeve, which supplies oil through an outwardly leading bore gt, wherein the actual hydraulic lash adjuster is guided in the guide sleeve, which is formed by an inner piston and an overlapping outer piston, which are guided in a longitudinally displaceable manner,
  • the invention has for its object to ensure by simple constructional measures that air settling at the upper end of the outer annular oil reservoir cannot be sucked into the central oil reservoir.
  • the guide sleeve has an inlet opening which opens into a channel extending towards the floor, which extends from the outer surface of the outer bulb on the one hand and the bore of the guide sleeve is limited on the other hand, and that an oil transfer opening is provided in the central oil reservoir at the end of the inner piston facing the bottom.
  • the through-hole should preferably be in the vicinity of the end of the guide sleeve facing away from the floor should mean that it should be arranged as far away from the bottom end of the guide sleeve as possible. It is understood that this does not mean that it has to be arranged at the opposite end of the guide sleeve. Rather, it already brings a significant improvement in the situation if this through hole is arranged, for example, in the middle of the longitudinal extension of the guide sleeve.
  • the plunger shown in Fig. 1 consists of the cup-shaped housing 1, which consists of the hollow cylindrical wall 2 and the bottom 3 integral therewith.
  • this housing an inner part 4 is arranged, which is formed from the disc part 5 and the cylindrical guide sleeve 6.
  • these two parts are firmly connected to one another by crimping.
  • additional welding, soldering or the like is possible at this point.
  • the disk part 5 lies against the circumferential groove 8 formed in the hollow cylindrical wall and, on the other hand, is covered by the bead 9 formed out of the hollow cylindrical wall.
  • the cylindrical guide sleeve 6 engages in a groove in the front Inner surface 10 of the bottom 3 a.
  • the guide sleeve 6 has an enlarged inner diameter 11 in order to provide space for a plate washer 12, with which the hydraulic play compensation element 13 is secured against slipping out of the bore of the guide sleeve 6.
  • the annular cavity which is delimited by the hollow cylindrical wall 2, the disk part 5, the cylindrical guide sleeve 6 and the inner surface 10 of the base 3, forms an annular oil reservoir 14 which supplies oil from the outside through the bore 15 arranged in the circumferential groove 8 can be.
  • the hydraulic lash adjuster 13 consists of the outer piston 16, which is slidably guided in the guide sleeve 6 and, on the other hand, slidably receives the inner piston 17 with tight play.
  • the latter has a central oil reservoir 18, which is in fluid communication with the annular space 20 between the inner piston 17 and the guide sleeve 6 by means of the recess 19 in the inner surface 10 of the base 3.
  • an inlet opening 26 is provided near the end of the guide sleeve 6 facing away from the bottom 3, which opens into a longitudinal groove 27 which is arranged in the bore wall of the guide sleeve 6 and itself extends towards the bottom 3.
  • the oil from the outer annular storage space 14 thus passes through the inlet opening 26 into the longitudinal groove 27, from there into the annular space 20 and via the recess 19 into the central oil storage space 18 any air that settles in the outer oil storage space 14 at the upper end can therefore not get into the central oil storage space 18.
  • the plunger design shown in FIG. 2 differs from that of FIG. 1 essentially by the different design of the outer cup-shaped housing 1.
  • the guide sleeve 28 is formed here in one piece with the bottom 3 and the outer oil storage space 14 is on its side facing away from the bottom 3 Ended by a separate disc part 29, which is caulked at its outer edge to the bore of the hollow cylindrical wall 2, and which is sealed against the end of the guide sleeve 28 by an O-ring 30 inserted therein.
  • the oil is transferred from the annular oil storage space 14 into the central oil storage space 18 through an inlet opening 31 provided in the guide sleeve 28 at its end facing away from the floor, which opens into the longitudinal groove 32 provided in the bore of the guide sleeve 28.
  • the oil reaches the annular space 33 between the inner piston 17 and the guide sleeve 28, and from there through a recess 34 provided at the front end of the inner piston 17 finally into the central oil storage space 18.
  • the plunger design shown in FIG. 3 differs from that of FIG. 1 in that the area of the guide sleeve 6, which has the enlarged inner diameter 11, is extended and the inlet opening 35 is located at the end of this area facing away from the floor.
  • the arrangement of an additional longitudinal groove in the bore of the guide sleeve 6 is thereby unnecessary.
  • the inlet opening 35 is not as far away from the floor 3 as in the embodiments according to FIGS. 1 and 2, it will nevertheless be able to fully fulfill its task in the majority of cases because the outer oil storage space 14 generally does not contain as much air is that this extends into the area of the inlet opening 35.
  • suitable measures e.g. soldering, gluing or the like
  • soldering e.g. soldering, gluing or the like

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Abstract

Bei einem sich selbsttätig hydraulisch einstellenden Ventilstößel, der un­mittelbar zwischen einem Steuernocken und einem Ventilschaft ange­ordnet ist, und der aus einem tassenförmigen Gehäuse (1) besteht, welches eine hohlzylindrische Wandung (2) umfaßt, die am einen Ende durch einen Boden (3) verschlossen ist, und welcher eine zu der hohl­zylindrischen Wandung konzentrische zylindrische Führungshülse (6) auf­weist, zwischen der und der hohlzylindrischen Wandung (2) ein ring­förmiger Ölvorratsraum (14) gebildet ist, der an seinem dem Boden (3) abgewandten Ende durch eine Scheibenteil (5) abgeschlossen ist, und wobei in der Führungshülse (6) das eigentliche hydraulische Spielausgleichsele­ment (13) längsverschieblich geführt ist, welches durch einen Innenkolben (17) und einen diesen übergreifenden Außenkolben (16) gebildet ist, die miteinander einen Öldruckraum (23) begrenzen, und wobei der Innen­kolben (17) mit seinem dem Boden (3) zugewandten Ende einen zentrischen Ölvorratsraum (18) begrenzt, wird, um den Übertritt von Luft aus dem äußeren ringförmigen Vorratsraum (14) in den zentrischen Vor­ratsraum (18) zu vermeiden, an einer vom Boden (3) entfernten Stelle der Führungshülse (6) eine Eintrittsöffnung (26) vorgesehen, die in einen sich zum Boden (3) hin erstreckenden Kanal (27) in der Bohrung der Führungs­hülse (6) mündet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen sich selbsttätig hydraulisch einstellenden Ventilstößel, der in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, und gegen dessen eine Stirnfläche ein Steuernocken anläuft, und der andererseits mit einer zweiten Stirnfläche gegen das Ende eines Ventilschaftes anliegt, wobei der Ventilstößel aus einem tassenförmigen Gehäuse besteht, welches eine hohlzylindrische Wandung umfaßt, die am einen Ende durch einen Boden verschlossen ist, gegen welchen von außen der Steuernocken anläuft und welches eine zu der hohlzylindrischen Wandung konzentrische zylindrische Führungshülse aufweist, die sich, ausgehend vom Boden, bis in das Zentrum eines Scheibenteiles erstreckt, welches mit seinem Außenumfang in die hohl­zylindrische Wandung des Gehäuses übergeht, wodurch zwischen der hohl­zylindrischen Wandung und der zylindrischen Führungshülse ein ring­förmiger Ölvorratsraum begrenzt ist, der durch eine nach außen führende Bohrung mit Öl versorgt ist, wobei in der Führungshülse das eigentliche hydraulische Spielausgleichselement längsverschieblich geführt ist, welches durch einen Innenkolben und einen diesen übergreifenden Außen­kolben gebildet ist, die längsverschieblich ineinander geführt sind, und die miteinander einen Ölhochdruckraum begrenzen, der durch eine durch ein Rückschlagventil verschlossene Bohrung im Innenkolben mit einem zentrischen Ölvorratsraum verbunden ist, der im Innenkolben angeordnet und einerseits durch die Wandung des Innenkolbens und andererseits durch die Innenfläche des Bodens des Gehäuses begrenzt ist, gegen welche der Innenkolben stirnseitig anliegt, während der Außenkolben längsverschieb­lich in der zylindrischen Führungshülse gelagert ist, und mit seinem ge­schlossenen Ende gegen das Ende des Ventilschaftes anliegt.
  • Bei bekannten derartigen Ventilstößeln erfolgt der Ölübertritt aus dem äußeren ringförmigen Ölvorratsraum in den im Innenkolben angeordneten zentrischen Ölvorratsraum an einer Stelle, die dem Boden des Stößels be­nachbart ist. Es ist bekannt, daß es Betriebszustände gibt, in welchen der äußere ringförmige Ölvorratsraum nur teilweise mit Öl gefüllt ist, oder doch wenigstens einen - wenn auch geringen - Anteil an Luft enthält. Wird nun beim Ingangsetzen des Motors das im zentrischen Ölvorratsraum vorhandene Öl zur Auffüllung des Hochdruckraumes benötigt, so wird da­durch in den zentrischen Ölvorratsraum zunächst die im äußeren ring­förmigen Ölvorratsraum sich am oberen Ende befindliche Luft nachge­saugt werden. Das kann dazu führen, daß dann diese, sich jetzt im zentrischen Ölvarratsraum befindliche Luft nicht schnell genug wieder aus diesem abgeführt werden kann, sondern daß sie im Verlauf der nächsten Betriebsspiele auch in den Ölhochdruckraum gelangt, was zu den bekannten nachteiligen Folgen führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einfache konstruktive Maßnahmen sicherzustellen, daß sich am oberen Ende des äußeren ring­förmigen Ölvorratsraumes absetzende Luft nicht in den zentrischen Öl­vorratsraum gesaugt werden kann.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß an einer vom Boden ent­fernten Stelle, vorzugsweise in der Nähe des dem Boden abgewandten Endes der Führungshülse diese eine Eintrittsöffnung aufweist, die in einen sich zum Boden hin erstreckenden Kanal mündet, der von der Mantel­fläche des Außenkolbens einerseits und der Bohrung der Führungshülse andererseits begrenzt ist, sowie daß an dem dem Boden zugewandeten Ende des Innenkolbens eine Ölübertrittsöffnung in den zentrischen Ölvor­ratsraum vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme erfolgt der Ölübertritt aus dem äußeren ringförmigen Ölvorratsraum in den zentrischen Vorrats­raum nicht mehr an einer dem Boden zugewandten Stelle, an einer Stelle also, an der sich im äußeren Ölvorratsraum befindliche Luft absetzen würde, sondern vielmehr an einer vom Boden entfernten Stelle. Auf diese Weise wird mit großer Sicherheit gewährleistet, daß Luft, die sich im äußeren ringförmigen Ölvorratsraum befindet, nicht in den zentrischen Ölvorratsraum gesaugt werden kann. Die Maßgabe, daß sich die Durch­gangsbohrung vorzugsweise in der Nähe des dem Boden abgewandten Endes der Führungshülse befinden soll, soll besagen, daß sie möglichst entfernt vom bodenseitigen Ende der Führungshülse angeordnet werden soll. Es ist verständlich, daß dies nicht bedeutet, daß sie am entgegenge­setzten Ende der Führungshülse angeordnet sein muß. Es bringt vielmehr schon eine deutliche Verbesserung der Verhältnisse, wenn diese Durchgangsbohrung beispielsweise in der Mitte der Längserstreckung der Führungshülse angeordnet wird.
  • Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteran­sprüchen beschrieben.
  • In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von drei Längsschnitten durch unterschiedliche Stößelausführungen beispielhaft dargestellt.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Stößel besteht aus dem tassenförmigen Ge­häuse 1, welches aus der hohlzylindrischen Wandung 2 und dem damit einstückigen Boden 3 besteht. In diesem Gehäuse ist ein Innenteil 4 ange­ordnet, welches aus dem Scheibenteil 5 und der zylindrischen Führungs­hülse 6 gebildet ist. An der Kontaktstelle 7 zwischen dem Außenumfang des Scheibenteiles 5 und der hohlzylindrischen Wandung 2 sind diese beiden Teile durch Einbördeln fest miteinander verbunden. Um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu erzielen, ist an dieser Stelle eine zusätz­liche Schweißung, Lötung oder dergleichen möglich. Das Scheibenteil 5 legt sich zum Zwecke der Verbindung gegen die in die hohlzylindrische Wandung eingeformte Umfangsrille 8 und wird andererseits von der aus der hohlzylindrischen Wandung herausgeformten Wulst 9 überdeckt.
  • Die zylindrische Führungshülse 6 greift stirnseitig in eine Nut in der Innenfläche 10 des Bodens 3 ein. In diesem Endbereich weist die Füh­rungshülse 6 einen vergrößerten Innendurchmesser 11 auf, um dort einer Tellerscheibe 12 Platz zu geben, mit welcher das hydraulische Spielaus­gleichselement 13 gegen Herausrutschen aus der Bohrung der Führungs­hülse 6 gesichert ist.
  • Der ringförmige Hohraum, der begrenzt is von der hohlzylindrischen Wandung 2, dem Scheibenteil 5, der zylindrischen Führungshülse 6 und der Innenfläche 10 des Bodens 3, bildet einen ringförmigen Ölvorratsraum 14, der durch die in der Umfangsrille 8 angeordnete Bohrung 15 von außen mit Öl versorgt werden kann. Das hydraulische Spielausgleichs­element 13 besteht aus dem Außenkolben 16, der gleitend in der Füh­rungshülse 6 geführt ist, und der andererseits wiederum gleitend und mit engem Spiel den Innenkolben 17 aufnimmt. Dieser weist an seinem dem Boden 3 zugewandten Ende einen zentrischen Ölvorratsraum 18 auf, welcher mittels der Ausnehmung 19 in der Innenfläche 10 des Bodens 3 in Flüssigkeitsverbindung mit dem Ringraum 20 zwischen Innenkolben 17 und Führungshülse 6 steht. Aus dem zentrischen Ölvorratsraum 18 kann das Öl über die Bohrung 21, die durch das Rückschlagventil 22 verschließbar ist, in den Ölhochdruckraum 23 gelangen, der von den beiden Kolben 16 und 17 begrenzt ist. Unter Wirkung der Feder 24 werden diese beiden Kolben auseinandergedrückt. Die untere Stirnfläche 25 des Außenkolbens 16 seht im eingebauten Zustand in Kontakt mit der Stirnfläche des Schaftes eines Motorventils, während von außen gegen den Boden 3 ein Steuernocken anläuft.
  • Zur Überführung des Öles aus dem äußeren Ölvorratsraum 14 in den zentrischen Ölvorratsraum 18 ist in der Nähe des dem Boden 3 ab­gewandten Endes der Führungshülse 6 eine Eintrittsöffnung 26 vorge­sehen, die in eine Längsnut 27 mündet, die in der Bohrungswandung der Führungshülse 6 angeordnet ist und sich in Richtung auf den Boden 3 er­streckt.
  • Das Öl aus dem äußeren ringförmigen Vorratsraum 14 gelangt somit über die Eintrittsöffnung 26 in die Längsnut 27, von dort in den Ringraum 20 und über die Ausnehmung 19 in den zentrischen Ölvorratsraum 18. Sich eventuell im äußeren Ölvorratsraum 14 am oberen Ende absetzende Luft kann somit nicht in den zentrischen Ölvorratsraum 18 gelangen.
  • Die in Fig. 2 dargestellte Stößelausführung unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen durch die andersartige Gestaltung des äußeren tassenförmigen Gehäuses 1. Die Führungshülse 28 ist hier ein­stückig mit dem Boden 3 ausgebildet und der äußere Ölvorratsraum 14 ist an seinem dem Boden 3 abgewandten Ende durch ein separates Scheiben­teil 29 abgeschlossen, welches an seinem Außenrand mit der Bohrung der hohlzylindrischen Wandung 2 verstemmt ist, und welches gegenüber dem Ende der Führungshülse 28 durch einen in diese eingesetzten O-Ring 30 abgedichtet ist.
  • Auch hier erfolgt der Ölübertritt aus dem ringförmigen Ölvorratsraum 14 in den zentrischen Ölvorratsraum 18 durch eine in der Führungshülse 28 an deren dem Boden abgewandten Ende vorgesehene Eintrittsöffnung 31, welche in die in der Bohrung der Führungshülse 28 vorgesehene Längsnut 32 mündet. Durch diese Längsnut gelangt das Öl in den Ringraum 33 zwischen dem Innenkolben 17 und der Führungshülse 28, und von dort durch eine am stirnseitigen Ende des Innenkolbens 17 vorgesehene Ausnehmung 34 schließlich in den zentrischen Ölvorratsraum 18.
  • Die in Fig. 3 dargestellte Stößelausführung unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß der Bereich der Führungshülse 6, die den ver­größerten Innendurchmesser 11 aufweist, verlängert ist und sich am dem Boden abgewandten Ende dieses Bereiches die Eintrittsöffnung 35 be­findet. Dadurch wird die Anordnung einer zusätzlichen Längsnut in der Bohrung der Führungshülse 6 entbehrlich. Obwohl die Eintrittsöffnung 35 nicht so weit vom Boden 3 entfernt ist wie bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 2, wird sie trotzdem in der Mehrzahl der Fälle ihre Auf­gabe voll erfüllen können, weil der äußere Ölvorratsraum 14 in aller Regel nicht soviel Luft enthalten wird, daß diese bis in den Bereich der Eintrittsöffnung 35 reicht.
  • Bei den Ausführungen nach den Fig. 1 und 3 muß durch geeignete Maß­nahmen (z. B. Löten, Kleben oder dergleichen) dafür gesorgt werden, daß ein Luftübertritt aus dem Ölvorratsraum14 in den Ringraum 20 mit Sicherheit vermieden wird.

Claims (5)

1. Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstößel, der in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine ange­ordnet ist, und gegen dessen eine Stirnfläche ein Steuernocken anläuft und der andererseits mit einer zweiten Stirnfläche gegen das Ende eines Ventilschaftes anliegt, wobei der Ventilstößel aus einem tassenförmigen Gehäuse (1) besteht, welches eine hohlzylindrische Wandung (2) umfaßt, die am einen Ende durch einen Boden (3) verschlossen ist, gegen welchen von außen der Steuernocken anläuft, und welches eine zu der hohl­zylindrischen Wandung konzentrische zylindrische Führungshülse (6, 28) aufweist, die sich, ausgehend vom Boden (3), bis in das Zentrum eines Scheibenteiles (5, 29) erstreckt, welches mit seinem Außenumfang in die hohlzylindrische Wandung (2) des Gehäuses (1) übergeht, wodurch zwischen der hohlzylindrischen Wandung (2) und der zylindrischen Füh­rungshülse (6, 28) ein ringförmiger Ölvorratsraum (14) begrenzt ist, der durch eine nach außen führende Bohrung (15) mit Öl versorgt ist, wobei in der Führungshülse das eigentliche hydraulische Spielausgleichselement (13) längsverschieblich geführt ist, welches durch einen Innenkolben (17) und einen diesen übergreifenden Außenkolben (16) gebildet ist, die längs­verschieblich ineinander geführt sind, und die miteinander einen Öldruck­raum (23) begrenzen, der durch eine, durch ein Rückschlagventil (22) ver­schlossene Bohrung (21) im Innenkolben (17) mit einem zentrischen Ölvor­ ratsraum (18) verbunden ist, der im Innenkolben (17) angeordnet und einerseits durch die Wandung des Innenkolbens (17) und andererseits durch die Innenfläche (10) des Bodens (3) des Gehäuses (1) begrenzt ist, gegen welche der Innenkolben (17) stirnseitig anliegt, während der Außenkolben (16) längsverschieblich in der zylindrischen Führungshülse (6, 28) gelagert ist, und mit seinem geschlossenen Ende gegen das Ende des Ventil­schaftes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß an einer vom Boden (3) entfernten Stelle, vorzugsweise in der Nähe des dem Boden (3) abgewandten Endes der Führungshülse (6, 28) diese eine Eintrittsöffnung (26, 31, 35) aufweist, die in einen sich zum Boden (3) hin erstreckenden Kanal mündet, der von der Mantelfläche des Außenkolbens (16) einerseits und der Bohrung der Führungshülse (6) andererseits begrenzt ist, sowie daß an dem dem Boden (3) zugewandten Ende des Innenkolbens (17) eine Ölübertrittsöffnung (19, 34) in den zentrischen Ölvorratsraum (18) vorgesehen ist.
2. Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal durch eine in der Bohrungswandung der Führungshülse (6, 28) vorgesehene Längsnut (27, 32) gebildet ist.
3. Ventilstößel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal durch eine Vergrößerung des Innendurchmessers (11) der Führungshülse (6) gebildet ist.
4. Ventilstößel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölübertrittsöffnung in den zentrischen Ölvorratsraum (18) durch eine die Kontaktfläche zwischen Innenkolben (17) und Innenfläche (10) des Bodens (3) übergreifende Ausnehmung (19) im Boden (3) gebildet ist.
5. Ventilstößel nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölübertrittsöffnung in den zentrischen Ölvorratsraum (18) durch wenigstens eine Ausnehmung (34) am stirnseitigen Ende des Innenkolbens (17) gebildet ist.
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