EP0224666B1

EP0224666B1 - Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstössel

Info

Publication number: EP0224666B1
Application number: EP86112735A
Authority: EP
Inventors: Dieter Goppelt; Dieter Schmidt
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1986-09-15
Publication date: 1990-04-11
Anticipated expiration: 2006-09-15
Also published as: EP0224666A1; DE3542192A1; DE3670338D1; JPH0647925B2; JPS62131906A; US4721076A

Description

Die Erfindung betrifft einen sich selbsttätig hydraulisch einstellenden Ventilstößel, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Ventilstößel ist bekannt geworden. Bei ihm umgibt die vom Boden ausgehende Hülse die Führungshülse mit allseitigem radialen Spiel, so daß sich zwischen diesen beiden Bauteilen ein Ölkanal mit ringförmigem Querschnitt ergibt. Diese Ausführung hat einerseits den Vorteil, daß das dem zentrischen Ölvorratsraum zugeführte Öl an einer unteren Stelle des äußeren ringförmigen Ölvorratsraumes angesaugt wird, womit sichergestellt ist, daß sich am oberen Ende des äußeren ringförmigen Ölvorratsraumes absetzende Luft nicht in den zentrischen Ölvorratsraum gesaugt werden kann. Diese bekannte Konstruktion weist jedoch gleichzeitig auch einen Nachteil auf, der in der ringförmigen Ausgestaltung des Ölkanales zwischen der vom Boden ausgehenden Hülse einerseits und der Führungshülse andererseits liegt. Wird z.B. ein Ventilstößel ohne Ölfüllung eingebaut, oder hat er sich unter ungünstigen Betriebsbedingungen entleert, dann dauert es sehr lange, bis sich dieser großvolumige Ölkanal vollständig aufgefüllt hat und erst dann in der Lage ist, den zentrischen Ölvorratsraum mit Öl zu versorgen. Während dieser relativ großen Zeitspanne tritt das bekannte unangenehme Klappergeräusch auf, welches als störend empfunden wird. Hinzu kommt, daß derartige Stößel in der überwiegenden Zahl der Anwendungsfälle in einer zur Senkrechten geneigten Lage eingebaut werden, was zur Folge hat, daß durch den ringförmigen Ölkanal erst dann Öl aus dem äußeren ringförmigen Ölvorratsraum angesaugt werden kann, wenn auch die höchste Stelle des geneigt liegenden unteren Randes der vom Boden ausgehenden Hülse von dem im äußeren ringförmigen Ölvorratsraum vorhandenen Öl überdeckt wird. Sollte dieser äußere Ölvorratsraum z.B. während einer Stillstandsphase teilweise leergelaufen sein, so kann es eine beträchtliche Zeit dauern, bis dieser wieder soweit mit Öl gefüllt ist, daß der ringförmige Ansaugquerschnitt des Ölkanales wieder vollständig von Öl bedeckt ist und damit nach Auffüllung dieses Ringkanales den zentrischen Ölvorratsraum ständig mit Öl versorgen kann. Eine Möglichkeit diese Probleme zu umgehen, besteht darin, ein Leerlaufen des Ölvorratsraumes generell zu verhindern, indem zwischen der Ölzulaufbohrung an der Wandung des Ventilstößels und dem Ölvorratsraum ein weiterer Ölvorratsraum vorgesehen wird, an dessen oberen Ende ein Überlauf zum eigentlichen Ölvorratsraum angeordnet ist. Damit ist zwar in der Regel eine Füllung des eigentlichen Ölvorratsraumes sichergestellt, bei zahlreichen Start-Stop-Zyklen, bei denen der zwischengeschaltete Ölvorratsraum gerade noch nicht bis zum Überlauf befüllt wird, kann dennoch der eigentliche Ölvorratsraum leergesaugt werden. Außerdem weist diese Lösung eine Verteuerung infolge der zusätzlichen Trennwand zwischen den Ölvorratsraumen auf (JP-A-59-65508).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine einfache bauliche Maßnahme diesen bekannten Stößel so zu verbessern, daß er seine Vorteile nicht einbüßt, andererseits aber die beschriebenen Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Dadurch, daß damit der Querschnitt des Längskanals auf einen kleinen Bruchteil des Querschnittes des ringförmigen Ölkanales bei dem bekannten Stößel reduziert wurde, wird einerseits erreicht, daß er sich auch im entleerten Zustand sehr rasch auffüllt. Andererseits wird er sich auch bei schräger Einbaulage des Stößels und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß sich der Stößel im Betrieb um seine Längsachse dreht, aus statistischen Gründen nur äußerst selten in der höchsten denkbaren Position befinden, in welcher er denselben Nachteil wie bei der bekannten Stößelausführung hätte. In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle wird sich dagegen dieser Längskanal während einer Stillstandphase in einer günstigeren Lage befinden.
Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von Längsschnitten durch unterschiedliche Stö- ßelausführungen 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 Kontaktfläche 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.
In der Bohrung der zylindrischen Führungshülse 6 ist das hydraulische Spielausgleichselement 10 gelagert, das aus dem Außenkolben 11 besteht, der gleitend in der Führungshülse 6 geführt ist, und der andererseits wiederum gleitend und mit engem Spiel den Innenkolben 12 aufnimmt. Dieser weist an seinem dem Boden 3 zugewandten Ende einen zentrischen Ölvorratsraum 13 auf, welcher mittels der Ausnehmung 14 in der Innenfläche 15 des Bodens 3 in Flüssigkeitsverbindung mit einem Ringraum 16 steht, der durch den Innenkolben 12 einerseits und eine Hülse 17 andererseits begrenzt ist, welche ausgehend vom Boden 3 sich über die zylindrische Führungshülse 6 bis in die Nähe des Scheibenteiles 5 erstreckt. Die Hülse 17 ist dabei so dimensioniert, daß sie mit ihrer Bohrung die Führungshülse 6 außen übergreift und an wenigstens einer Umfangsstelle eine sich in Längsrichtung erstrekkende rinnenförmige Ausformung 18 aufweist, die zusammen mit der Führungshülse 6 einen Längskanal 19 begrenzt, über welchen Öl aus dem äußeren ringförmigen Ölvorratsraum 20 in den Ringraum 16 und von dort schließlich in den zentrischen Ölvorratsraum 13 gelangen kann. Von dort aus wird über das Rückschlagventil 21 das Öl in bekannter Weise in den Ölhochdruckraum 22 geführt. Um zu gewährleisten, daß der Ringraum 16 gegenüber dem ringförmigen Ölvorratsraum 20 abgedichtet ist, kann die Hülse 17 durch die Schweißung 23 mit der Innenfläche 15 des Bodens 3 verbunden sein.
Die in Fig. 2 dargestellte Variante unterscheidet sich von der nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Hülse 17 an ihrem dem Boden 3 zugewandten Ende ebenfalls mit einem geschlossenen Boden 24 versehen ist. Dadurch erübrigt es sich, die Hülse 17 mittels zusätzlicher Maßnahmen, wie z.B. Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen gegenüber dem ringförmigen Ölvorratsraum 20 abzudichten. Die Hülse 17 mit ihrem geschlossenen Boden 24 kann vielmehr einfach lose eingelegt werden, denn im Betrieb wird sie durch den Innenkolben 12 gegen die Innenfläche 15 des Bodens 3 gedrückt.
Um den Öldurchtritt aus dem Ringraum 16 in den zentrischen Ölvorratsraum 13 zu gewährleisten, ist hier an wenigstens einer Umfangsstelle des Innenkolbens 12 an dessen Stirnseite eine Ausnehmung 25 vorgesehen.

Claims

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 in welchem eine zu der hohlzylindrischen Wandung (2) konzentrische Führungshülse (6) angeordnet ist, die an ihrem dem Boden (3) abgewandten Ende in das Zentrum eines Scheibenteiles (5) mündet, welches mit seinem Außenumfang in die hohlzylindrische Wandung (2) des Gehäuses (1) übergeht, und welche Führungshülse (6) sich mit ihrem anderen Ende in einem Abstand vom Boden (3) befindet, wobei in der Führungshülse (6) das eigentliche hydraulische Spielausgleichselement (10) längsverschieblich geführt ist, welches durch einen Innenkolben (12) und einen diesen übergreifenden Außenkolben (11) gebildet ist, die längsverschieblich ineinander geführt sind, und die miteinander einen Öldruckraum (22) begrenzen, der durch eine, durch ein Rückschlagventil (21) verschlossene Bohrung im Innenkolben (12) mit einem zentrischen Ölvorratsraum (13) verbunden ist, der im Innenkolben (12) angeordnet und einerseits durch die Wandung des Innenkolbens (12) und andererseits durch die Innenfläche (15) des Bodens (3) des Gehäuses (1) begrenzt ist, gegen welche der Innenkolben (12) stirnseitig anliegt, während der Außenkolben (11) längsverschieblich in der zylindrischen Führungshülse (6) gelagert ist, und mit seinem geschlossenen Ende gegen das Ende des Ventilschaftes anliegt, wobei durch die hohlzylindrische Wandung (2), die Führungshülse (6), das hydraulische Spielausgleichselement (10), den Boden (3) und das Scheibenteil (5) ein ringförmiger Ölvorratsraum (20) begrenzt ist, der durch eine nach außen führende Bohrung mit Öl versorgt ist, und wobei eine vom Boden (3) ausgehende Hülse (17) vorgesehen ist, die an ihrem bodenseitigen Ende gegenüber dem ringförmigen Ölvorratsraum (20) abgedichtet ist, die die Führungshülse (6) außen übergreift und sich bis in die Nähe des Scheibenteiles (5) erstreckt, wobei die Hülse (17) und der Innenkolben (12) einen Ringraum (16) begrenzen, der mittels einer Ölpassage (14, 25) mit dem zentrischen Ölvorratsraum (13) verbunden ist, wobei der Ringraum (16) durch einen zwischen Hülse (17) und Führungshülse (6) gebildeten Ölkanal (19) mit dem Ölvorratsraum (20) in Flüssigkeitsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkanal als ein an einer einzigen Umfangsstelle zwischen der Hülse (17) und der Führungshülse (6) angeordneter Längskanal (19) ausgebildet ist, der den Ölübertritt von dem ringförmigen Ölvorratsraum (20) in den Ringraum (16) zuläßt.

2. Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17) als beidseitig offener, hohlzylindrischer Rohrabschnitt ausgebildet ist, dessen eines Ende von innen gegen den Boden (3) des Gehäuses (1) anliegt, und dort dichtend (z.B. durch Löten, Schweißen, Kleben oder dergleichen) befestigt ist.

3. Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17) als Rohrabschnitt mit einem einseitig geschlossenen Boden (24) ausgebildet ist, welcher Boden (24) von innen gegen den Boden (3) des Gehäuses (1) anliegt.

4. Ventilstößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17) mit ihrer Bohrung auf der Außenmantelfläche der Führungshülse (6) anliegt und an einer Umfangsstelle eine in Längsrichtung verlaufende rillenförmige Ausformung (18) aufweist, die zusammen mit der Führungshülse (6) einen Längskanal (19) begrenzt.