EP0247230B1 - Tassenstössel - Google Patents

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EP0247230B1
EP0247230B1 EP86114107A EP86114107A EP0247230B1 EP 0247230 B1 EP0247230 B1 EP 0247230B1 EP 86114107 A EP86114107 A EP 86114107A EP 86114107 A EP86114107 A EP 86114107A EP 0247230 B1 EP0247230 B1 EP 0247230B1
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EP
European Patent Office
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cavity
hollow piston
bucket tappet
diaphragm
chamber
Prior art date
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EP86114107A
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English (en)
French (fr)
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EP0247230A2 (de
EP0247230A3 (en
Inventor
Alfred Laffter
Erich Neuthard
Klaus Schlag
Helmut Dr. Schlüter
Heinz Jansen
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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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
    • 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
    • F01L2309/00—Self-contained lash adjusters

Definitions

  • the invention relates to a tappet for the automatic valve lash compensation of an internal combustion engine, comprising an outer housing with a first cavity, a hollow piston arranged in the first cavity, with a second cavity, a passage opening between the first and the second cavity and an inner housing arranged on the hollow piston a third cavity, the hollow piston and the inner housing being supported on one another by a compression spring and jointly delimiting a throttle gap, a non-return valve which is permeable in the direction of the third cavity being arranged between the second and the third cavity, wherein the check valve through the passage opening, the throttle gap the outer housing, the inner housing and the hollow piston jointly enclosed chamber is completely filled with incompressible liquid, the chamber being completely closed off from the outside by a liquid-impermeable boundary wall i st, wherein the outer housing, the hollow piston and the inner housing have a common axis and wherein the boundary wall is designed as an elastically resilient membrane in at least one partial area adjacent to the first cavity and annularly surrounding the axis, the membrane on the
  • Such a tappet is known from EP-A 0 156 260.
  • the service life that can be achieved with this is not yet satisfactory.
  • the invention has for its object to develop such a tappet such that there is an improved service life.
  • the boundary wall in the resilient partial area consists of a rolling membrane, which rests on the side facing away from the chamber against an annular support cage, the supporting cage being resiliently supported on the outer housing and pressed against the rolling membrane. From a functional point of view, it is unnecessary for the rolling membrane to have elastic properties. Accordingly, it can be designed in such a way that there is a particularly low material-specific load during the intended use. The service life of the tappet according to the invention is significantly improved.
  • the support cage is supported on supporting springs that are evenly distributed on the circumference and supported on the outer housing. This ensures a particularly quick filling of the third cavity from the second cavity via the interposed return valve, which, when the internal combustion engine is switched on, ensures that the valves which were exposed to the action of a cam during the previous engine shutdown immediately operate correctly.
  • the support cage can be of a U-shaped profile, the legs of the profile projecting, at least partially, into the intermediate zone between the suspension springs and the roller membrane. This significantly reduces the risk of damage to the roll diaphragm by the suspension springs.
  • the suspension springs are expediently designed as helical springs and are arranged parallel to the direction of movement of the inner housing. With a simple construction of the cup tappet, this ensures a particularly long service life with good functional reliability.
  • the ring membrane can be reinforced in the areas adjacent to the inner housing and to the outer housing by stiffening rings made of metallic material. Your assembly and thus the generation of the functional unit is particularly easy with such training.
  • the cup tappet shown is used for automatic valve lash compensation between the intake and exhaust valves of an internal combustion engine and the camshaft provided for valve actuation.
  • the tappet is accordingly arranged between the upper end of the respective valve of the camshaft, a mutual overlap between its axis and the direction of force having proven to be expedient.
  • the tappet includes the outer housing 1 with the first cavity 2, a hollow piston 3 arranged in the first cavity with the second cavity 4, a passage opening 5 between the first and the second cavity, an inner housing 6 arranged on the hollow piston 3 with a third cavity 7 , wherein the hollow piston 3 and the inner housing 6 are supported on one another by a compression spring 8 and jointly define an annular throttle gap 9, a non-return valve 10 which is permeable in the direction of the third cavity 7 being arranged between the second and third cavities 4, 7 and wherein is completely filled with incompressible liquid through the passage opening 5, the throttle gap 9, the outer housing 1, the inner housing 6 and the hollow piston 3.
  • the chamber is continuously closed off from the outside by a liquid-impermeable boundary wall, the boundary wall being formed in the annular gap between the outside of the inner housing 6 and the inside of the outer housing 1 by a flexible bellows.
  • the bellows has the shape of an annular roller membrane made of fabric-reinforced rubber, which is provided in the area of the inner and outer circumference with metal rings 12, 13 and seals them on the one hand on the inner housing 6 and on the other hand on the outer housing 1 is set.
  • the rolling diaphragm 11 is mounted in the intermediate zone between the two metal rings 12, 13 on an underside, circular-shaped support cage with a U-shaped downward open profile, in which three support springs 14 which are evenly distributed over the circumference engage.
  • the suspension springs are mounted on the underside of the support ring 15, which is axially immovably held in the outer housing 1 by the snap ring 16.
  • the support ring 15 can thereby give the support cage 17 and thus at the same time the rolling membrane 11 good guidance in the event of axial displacements.
  • the chamber enclosed by the first cavity 2, by the passage opening 5, by the second cavity 4, by the third cavity 7 and by the throttle gap 9 is completely filled with incompressible liquid.
  • the spring elasticity of the compression spring 8 is less than that of the closing spring of the associated valve and, with respect to the liquid contained in the chamber, has the same direction of action as the suspension springs 14.
  • the third cavity 7 therefore reaches its maximum filling volume, while the outer housing 1 also low force is applied to the underside of the camshaft and the inner housing 6 with an equally large force at the upper end of the associated valve. This is firmly closed by the action of the closing spring.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Tassenstößel für den automatischen Ventilspielausgleich eines Verbrennungsmotors, umfassend ein Außengehäuse mit einem ersten Hohlraum, einen in dem ersten Hohlraum angeordneten Hohlkolben, mit einem zweiten Hohlraum, eine Durchtrittsöffnung zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlraum und ein auf dem Hohlkolben angeordnetes Innengehäuse mit einem dritten Hohlraum, wobei der Hohlkolben und das Innengehäuse durch eine Druckfeder aufeinander abgestützt sind und gemeinsam einen Drosselspalt begrenzen, wobei zwischen dem zweiten und dem dritten Hohlraum ein in Richtung des dritten Hohlraumes durchlässiges Rückschlagventil angeordnet ist, wobei die durch die Durchtrittsöffnung, den Drosselspalt, das Außengehäuse, das Innengehäuse und den Hohlkolben gemeinsam umschlossene Kammer vollständig mit inkompressibler Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die Kammer durchgehend durch eine flüssigkeitsundurchlässige Begrenzungswand nach außen abgeschlossen ist, wobei das Außengehäuse, der Hohlkolben und das Innengehäuse eine gemeinsame Achse haben und wobei die Begrenzungswand in wenigstens einem an den ersten Hohlraum angrenzenden, die Achse ringförmig umschließenden Teilbereich als elastisch nachgiebige Membran gestaltet ist, wobei die Membran auf der von der Kammer abgewandten Seite an einem kreisringförmig gestalteten Stützkäfig anliegt und der Stützkäfig federnd auf dem Außengehäuse abgestützt und an die Membran angepreßt ist.
  • Ein solcher Tassenstößel ist aus der EP-A 0 156 260 bekannt. Die damit erzielbare Gebrauchsdauer ist noch nicht befriedigend. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen solchen Tassenstößel derart weiter zu entwickeln, daß sich eine verbesserte Gebrauchsdauer ergibt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche bezug.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Tassenstößel besteht die Begrenzungswand in dem elastisch nachgiebigen Teilbereich aus einer Rollmembran, die auf der von der Kammer abgewandten Seite an einem kreisringförmig gestalteten Stützkäfig anliegt, wobei der Stützkäfig federnd auf dem Außengehäuse abgestützt und an die Rollmembran angepreßt ist. In funktioneller Hinsicht ist es dadurch entbehrlich, daß die Rollmembran elastische Eigenschaften aufweist. Sie kann dementsprechend so gestaltet sein, daß sich eine besonders geringe werkstoffspezifische Belastung während der bestimmungsgemäßen Verwendung ergibt. Die Gebrauchsdauer des erfindungsgemäßen Tassenstößels erfährt dadurch eine wesentliche Verbesserung.
  • Der Stützkäfig ist auf gleichmäßig auf dem Umfang verteilten, auf dem Außengehäuse abgestützten Tragfedern gelagert. Hierdurch ist ein besonders schnelles Auffüllen des dritten Hohlraumes aus dem zweiten Hohlraum über das zwischengeschaltete Rücklaufventil gewährleistet, was beim Einschalten des Verbrennungsmotors eine sofort richtige Betätigung auch derjenigen Ventile gewährleistet, die während des vorausgegangenen Motorstillstandes der Einwirkung eines Nockens ausgesetzt waren.
  • Der Stützkäfig kann von U-förmigem Profil sein, wobei die Schenkel des Profils in die Zwischenzone zwischen den Tragfedern und der Rollmembran, zumindest teilweise hineinragen. Die Gefahr einer Beschädigung der Rollmembran durch die Tragfedern ist hierdurch entscheidend vermindert.
  • Die Tragfedern sind zweckmäßig als Wendelfedem ausgsbildet und parallel zur Bewegungsrichtung des Innengehäuses angeordnet. Bei einfachem Aufbau des Tassenstößels wird hierdurch eine besonders lange Gebrauchsdauer bei guter Funktionssicherheit gewährleistet.
  • Die Ringmembran kann in den an dem Innengehäuse und an dem Außengehäuse anliegenden Bereichen durch Versteifungsringe aus metallischem Werkstoff verstärkt sein. Ihre Montage und damit die Erzeugung der funktionsfähigen Einheit gestaltet sich bei einer solchen Ausbildung besonders einfach.
  • Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnung weiter erläutert.
  • Der gezeigte Tassenstößel dient dem automatischen Ventilspielausgleich zwischen dem Ein- bzw. dem Auslaßventil eines Verbrennungsmotors und der für die Ventilbetätigung vorgesehenen Nockenwelle. Der Tassenstößel ist demgemäß zwischen dem oberen Ende des jeweiligen Ventils der Nockenwelle angeordnet, wobei sich eine gegenseitige Deckung zwischen seiner Achse und der Kraftwirkungsrichtung als zweckmäßig erwiesen hat.
  • Der Tassenstößel umfaßt das Außengehäuse 1 mit dem ersten Hohlraum 2, einen in dem ersten Hohlraum angeordneten Hohlkolben 3 mit dem zweiten Hohlraum 4, eins Durchtrittsöffnung 5 zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlraum, ein auf dem Hohlkolben 3 angeordnetes Innengehäuse 6 mit einem dritten Hohlraum 7, wobei der Hohlkolben 3 und das Innengehäuse 6 durch eine Druckfeder 8 aufeinander abgestützt sind und gemeinsam einen ringförmigen Drosselspalt 9 begrenzen, wobei zwischen dem zweiten und dem dritten Hohlraum 4, 7 ein in Richtung des dritten Hohlraumes 7 durchlässiges Rückschlagventil 10 angeordnet ist und wobei die durch die Durchtrittsöffnung 5, den Drosselspalt 9, das Außengehäuse 1, das Innengehäuse 6 und den Hohlkolben 3 gemeinsam umschlossene Kammer vollständig mit inkompressibler Flüssigkeit gefüllt ist. Die Kammer ist durchgehend durch eine flüssigkeitsundurchlässige Begrenzungswand nach außen abgeschlossen, wobei die Begrenzungswand im Ringspalt zwischen der Außenseite des Innengehäuses 6 und der Innenseite des Außengehäuses 1 durch einen nachgiebigen Federbalg gebildet wird. Der Federbalg hat die Gestalt einer kreisringförmig ausgebildeten Rollmembran aus gewebearmiertem Gummi, welche im Bereich des Innen- und des Aussenumfanges mit Metallringen 12, 13 versehen und durch dieselben dichtend einerseits an dem Innengehäuse 6 und andererseits an dem Außengehäuse 1 festgelegt ist. Die Rollmembran 11 ist in der Zwischenzone zwischen beiden Metallringen 12, 13 auf einem unterseits anliegenden, kreisringförmig gestalteten Stützkäfig von U-förmig nach unten geöffnetem Profil gelagert in welchen drei gleichmäßig auf den Umfang verteilte Tragfedern 14 eingreifen. Die Tragfedern sind unterseits auf dem Stützring 15 gelagert, welcher durch den Sprengring 16 axial unverrückbar in dem Außengehäuse 1 gehaltert ist. Durch gegenseitige Anpassung des Außendurchmessers des Stützringes 15 an den Innendurchmessers des Gehäuses 1 ist eine präzise gegenseitige Zuordnung in radialer Richtung gewährleistet. Der Stützring 15 vermag dadurch dem Stützkäfig 17 und damit zugleich der Rollmembran 11 eine gute Führung bei axialen Verlagerungen zu verleihen.
    • Zur Funktion ist folgendes auszuführen:
  • Bei dem gezeigten Tassenstößel ist die durch den ersten Hohlraum 2, durch die Durchtrittsöffnung 5, durch den zweiten Hohlraum 4, durch den dritten Hohlraum 7 und durch den Drosselspalt 9 umschlossene Kammer vollständig mit inkompressibler Flüssigkeit gefüllt. Die Federelastizität der Druckfeder 8 ist kleiner als diejenige der Schließfeder des zugehörigen Ventiles und in bezug auf die in der Kammer enthaltene Flüssigkeit von gleicher Wirkungsrichtung wie die Tragfedern 14. Bei nichtbetätigtem Ventil erreicht daher der dritte Hohlraum 7 sein maximales Füllvolumen, während das Außengehäuse 1 mit geringer Kraft an der Unterseite der Nockenwelle anliegt und das Innengehäuse 6 mit einer gleich großen Kraft am oberen Ende des zugehörigen Ventils. Dieses ist durch die Wirkung der Schließfeder fest verschlossen.
  • Gelangt bei weiterer Umdrehung der Nocken der Nockenwelle in Eingriff mit der Oberseite des Gehäuses 1, dann baut sich im Inneren des dritten Hohlraumes 7 ein Druck auf, was dazu führt, daß Leckflüssigkeit den Drosselspalt 7 in Richtung des ersten Hohlraumes 2 passiert und in denselben eingespeichert wird. Durch die kurze Zeitspanne der Krafteinwirkung des Nockens unter normalen Betriebsbedingungen führt dieser Fiüssigkeitsverlust indessen nicht zu einer nennenswerten Verminderung des in dem dritten Hohlraum 7 enthaltenen Flüssigkeitsvolumens, wodurch die ursprünglich vorhandene Abstützlänge zwischen dem oberen Ende des zugehörigen Ventils und der Nockenwelle im wesentlichen unverändert beibehalten wird. Die Verlagerung des Ventils ist dementsprechend und stimmt weitgehend mit der Exzentrizität des Nockens überein, wobei die Kraft der Schließfeder ohne weitere Bedeutung ist.
  • Bei weiterer Verdrehung der Nockenwelle gelangt der Nocken außer Eingriff, was dazu führt, daß das Ventil einschließlich des Tassenstößels durch die Kraft der Schließfeder zurück in die ursprüngliche Lage bewegt wird. Der Weg des Ventils ist dabei durch das Anschlagen an seinem Ventilsitz begrenzt, so daß sich zunächst ein gewisses Spiel zwischen der Nockenwelle und dem oberen Ende des Ventils ergibt. Die Kraft der Druckfeder 8 kommt jetzt wiederum zum Tragen und bewirkt eine Auseinanderbewegung zwischen dem Innengehäuse 6 und dem Hohlkolben 3 in axialer Richtung. Dabei strömt das während des Arbeitstaktes aus dem dritten Hohlraum 7 über den Drosselspalt 9 in den ersten Hohlraum 2 verdrängte Flüssigkeitsvolumen über die Durchtrittsöffnung 5, den zweiten Hohlraum 4 und das Rückschlagventil 10 zurück in den dritten Hohlraum 7, wodurch der ursprünglich vorhandene Betriebszustand wiederum erreicht ist. Der Vorgang wird durch die Tragfedern 14 zusätzlich beschleunigt.
  • Gelangt der Motor zum Stillstand, während einer der vorhandenen Nocken im Eingriff steht, dann führt das zu einer allmählichen, entsprechenden Entleerung des dritten Hohlraumes 7 über dem Drosselspalt 9 in den ersten Hohlraum 2. Ergibt sich durch das anschließende Anlassen des Verbrennungsmotors eine Vergrößerung des Abstandes zwischen dem oberen Ende des Ventils und der Nockenwelle, dann hat das durch die Wirkung der Druckfeder 8 eine sofortige Auseinanderbewegung zwischen dem Innengehäuse 6 und dem Hohlkolben 3 in axialer Richtung zur Folge und die gleichzeitige Auffüllung des dritten Hohlraumes 7. Durch die Wirkung der Tragfedern 14 sind Kavitationserscheinungen auch bei schneller Drehung der Nockenwelle ausgeschlossen und es wird eine sofortige Funktionsbereitschaft des Tassenstößels erzielt. Bereits das erste nachfolgende Ineingriffgelangen des Nockens mit der Oberseite des Gehäuses führt daher zu einer richtigen Ventilbetätigung. Klappergeräusche und eventuelle Schäden am Motor werden daher sicher vermieden.

Claims (6)

1. Tassenstößel für den automatischen Ventilspielausgleich eines Verbrennungsmotors, umfassend ein Außengehäuse (1) mit einem ersten Hohlraum (2), einen in dem ersten Hohlraum (2) angeordneten Hohlkolben (3) mit einem zweiten Hohlraum (4) eine Durchtrittsöffnung (5) zwischen dem ersten (2) und dem zweiten Hohlraum (4), ein auf dem Hohlkolben (3) angeordnetes Innengehäuse (6) mit einem dritten Hohlraum (7), wobei der Hohlkolben (3) und das Innengehäuse (6) durch eine Druckfeder (8) aufeinander abgestützt sind und gemeinsam einen Drosselspalt (9) begrenzen, wobei zwischen dem zweiten (4) und dem dritten Hohlraum (7) ein in Richtung des dritten Hohlraumes (7) durchlässiges Rückschlagventil (8) angeordnet ist, wobei die durch die Durchtrittsöffnung (5), den Drosselspalt (9) das Außengehäuse (1), das Innengehäuse (6) und den Hohlkolben (3) gemeinsam umschlossene Kammer vollständig mit inkompressibler Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die Kammer durchgehend durch eine flüssigkeitsundurchlässige Begrenzungswand nach außen abgeschlossen ist, wobei das Außengehäuse, der Hohlkolben und das Innengehäuse eine gemeinsame Achse haben und wobei die Begrenzungswand in wenigstens einem an den ersten Hohlraum (2) angrenzenden, die Achse ringförmig umschließenden Teilbereich als elastisch nachgiebige Membran gestaltet ist, wobei die Membran auf der von der Kammer abgewandten Seite an einem kreisringförmig gestalteten Stützkäfig anliegt und der Stützkäfig federnd auf dem Außengehäuse (1) abgestützt und an die Membran angepreßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Rollmembran (11) gestaltet und daß der Stützkäfig (17) auf gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Tragfedern (14) gelagert ist.
2. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkäfig (17) von U-förmigem Profil ist und daß die Schenkel des Profils in die Zwischenzone zwischen den Tragfedern (14) und der Rollmembran (11) zumindest teilweise hineinragen.
3. Tassenstößel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfedern (14) als Wendelfedern ausgebildet und parallel zur Bewegungsrichtung des Innengehäuses (6) angeordnet sind.
4. Tassenstößel nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkäfig (17) aus Kunststoff besteht.
5. Tassenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff durch Verstärkungselemente verstärkt ist.
6. Tassenstößel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollmembran (11) in den an den Tassenstößel anliegenden Bereichen durch Versteifungsringe (12, 13) aus metallischem Werkstoff oder Kunststoff verstärkt ist.
EP86114107A 1986-05-27 1986-10-11 Tassenstössel Expired - Lifetime EP0247230B1 (de)

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EP0247230A3 EP0247230A3 (en) 1988-01-20
EP0247230B1 true EP0247230B1 (de) 1990-04-11

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AT (1) ATE51935T1 (de)
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