EP0502241A1 - Hydraulic lash adjuster for valve drive - Google Patents

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EP0502241A1
EP0502241A1 EP91116179A EP91116179A EP0502241A1 EP 0502241 A1 EP0502241 A1 EP 0502241A1 EP 91116179 A EP91116179 A EP 91116179A EP 91116179 A EP91116179 A EP 91116179A EP 0502241 A1 EP0502241 A1 EP 0502241A1
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EP
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compression spring
spring
compensation element
temperature
support spring
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EP91116179A
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Volker Budde
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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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic lash adjuster for a valve train of an internal combustion engine, comprising two movably sealed hollow cylinders which are closed by covers in the region of their ends facing away from one another and are axially elastically supported on one another by a compression spring.
  • Such a game compensation element is known for example from DE-PS 36 17 858. It is used between the camshaft and the valves of an internal combustion engine and automatically compensates for the valve clearance. This eliminates the need to adjust the valve clearance in connection with maintenance work.
  • the known backlash compensation element has a piston which can be displaced parallel to the direction of actuation of the valve in a cylinder and which is supported by a compression spring on the base of the cylinder. In the unloaded state of the play compensation element, this results in an axially directed movement apart of the piston in the cylinder, oil being sucked out of a reservoir through a throttle opening and stored in the interior of a pressure chamber of the piston / cylinder unit.
  • the cross-section of the throttle opening is very narrow.
  • the oil volume stored in the piston / cylinder unit is not noticeably reduced in the short time that is available during the normal actuation of the valves by the cams of the camshaft. The forces required to actuate the valves can rather be transferred without any problems.
  • the compression spring reliably presses the piston / cylinder unit apart even at low temperatures and brings about an equalization of the valve clearance.
  • the lubricating oil contained in the reserve space must be returned to the piston / cylinder unit by the compression spring at a sufficiently high speed. Because of the large viscosity of lubricating oil that occurs at low temperatures, this requires great forces.
  • the compression springs used according to the state of the art are dimensioned accordingly. An undesirably strong movement apart of the piston / cylinder unit at normal temperature and in particular at high temperatures is the inevitable consequence of this and can cause undesired wear of the play compensation element.
  • the invention has for its object to further develop a hydraulic lash adjuster of the type mentioned in such a way that immediate filling of the piston / cylinder unit from the reserve space is ensured even at low temperatures and a soft elastic support of the two hollow cylinders on each other when the normal operating temperature is reached.
  • the hollow cylinders are supported in addition to the compression spring by a support spring with the compression spring in the opposite direction of action and that the support spring consists of a metallic shape memory alloy and has a load capacity that is lower when the As temperature is reached than the load capacity of the compression spring.
  • the support spring loses its Spring force. In this temperature range, only the force of the compression spring acts, which is dimensioned so that despite the large viscosity of the lubricating oil contained in the valve lash adjuster, the piston / cylinder unit is immediately filled with lubricating oil parallel to the relative rotation of the camshaft cam. This ensures proper actuation of the associated valve of the internal combustion engine from the very first moment.
  • valve train including the valve lash adjuster and the lubricating oil contained therein reaches a sufficiently high operating temperature after the cold start, the support spring regains its spring force. It has an opposite direction of action to the compression springs. The total spring force available is thereby reduced to a value which, on the one hand, ensures a high level of operational safety and, on the other hand, achieves minimal wear.
  • the compression springs of the support spring are expediently designed as helical springs. As a result, they can be produced and assembled particularly cost-effectively.
  • the support spring consists of an alloy with an As temperature that is between ⁇ 15 and + 5 ° C. and expediently in the region of the freezing point of water. Especially within the specified range, the viscosity of common lubricating oils changes relatively strongly. However, it goes without saying that, depending on the type of lubricating oil used in the individual case, the use of support springs which are made of alloys with a possibly different As temperature may be appropriate.
  • the load capacity of the support spring should be 30 to 70% of that of the compression spring when the As temperature is reached. Such a design particularly meets the requirement of modern engine construction to prevent malfunctions during the entire service life.
  • the lash adjuster according to the invention always ensures that the piston / cylinder unit contained is so quickly filled with oil, regardless of the individual temperatures, that proper operation of the internal combustion engine is always guaranteed. It is of decisive advantage here that the external shape and the essential functional elements can be adopted from known designs. Both the production of the play compensation elements according to the invention and their use in an ongoing production of internal combustion engines are thus possible without any problems. Furthermore, the present invention can be used for play compensation elements which are hermetically sealed to the outside and have a permanent oil filling as well as for those play compensation elements in which the enclosed cavity is connected to the oil circuit of the associated internal combustion engine.
  • valve lash adjuster shown in the longitudinal section in the left part of the illustration is designed as a closed system which is provided with a permanent oil filling.
  • valve lash adjuster shown in the right-hand part of the illustration in longitudinal section is designed as an open system which is connected to an oil circuit of the pressure lubrication system of an internal combustion engine.
  • the valve clearance compensation element shown comprises two hollow cylinders 1, 2 which are movably sealed against one another and which are closed in the region of their ends facing away from one another by covers 3, 4 and are axially elastically supported on one another by a compression spring 5.
  • the hollow cylinder 2 is guided on a piston 11 which extends coaxially to the hollow cylinder 1 and is supported on the cover 3 thereof.
  • a compression spring 5 is arranged between the piston 11 and the bottom 4 of the wooden cylinder 2, which causes the piston 11 to move apart axially in relation to the hollow cylinder 2.
  • the cavity enclosed by both is completely filled with oil. It is then only connected to the cavity 7 through a throttle gap in which the reserve oil is stored.
  • the cavity 7 can be connected to the oil circuit of the pressure lubrication system of the internal combustion engine through a connection opening (right part of the illustration), it can also be hermetically sealed to the outside by a bellows 12 (left part of the illustration), which makes the valve lash compensation element independent of the respective pressure of the Oil circuit of the internal combustion engine gives good functional reliability.
  • the hollow cylinder 2 is axially displaceably mounted in a guide piece 14. Between the guide piece 14 and a collar 15 fixedly connected to the piston 11, a support spring 8 is arranged, which is made of memory metal.
  • the support spring 8 has the property of losing its spring force when falling below a certain temperature range and of regaining the original spring force when it subsequently heats up to its As temperature.
  • the support spring is also designed as a compression spring. It has an opposite direction of action to the compression spring 5, so that the total available spring force at low temperatures at which the support spring 8 is ineffective is determined only by that of the compression spring 5. At high temperatures, on the other hand, the spring force of the compression spring 5 is reduced by the spring force of the activated support spring 8. Overall, only the difference between the load capacities of the two springs is available.
  • the support spring 8 counteracts the compression spring 5 and thus reduces the total force that presses the hollow cylinder 2 and the piston 11 apart and this also reduces the friction between the rotating cam 10 and the cover 3 of the cylinder 1. In the temperature ranges mentioned, only a slight spring force is necessary because the oil is very thin.
  • the lubricating oil is viscous at low temperatures and especially when the internal combustion engine is cold started.
  • a large spring force is required in order to press the hollow cylinder 2 and the piston 11 apart in the axial direction and to draw in the lubricating oil via the ball check valve into the cavity enclosed by both.
  • the support spring 8 has no spring force. As a result, it no longer provides relief for the compression spring 5.
  • the entire load-bearing capacity of the compression spring 5 is thus available for the axial movement apart of the hollow cylinder 2 with respect to the piston 11. This ensures that the piston / cylinder unit moves sufficiently quickly apart even under correspondingly unfavorable conditions.

Abstract

Hydraulic lash adjuster for a valve drive of an internal combustion engine, comprising two hollow cylinders (1, 2) sealed off relative to one another, which are closed by caps (3, 4) in the region of their ends facing away from one another and are supported on one another in axially resilient fashion by a compression spring (5). In addition to the compression spring (5), the hollow cylinders (1, 2) are supported on one another by a supporting spring (8) having a direction of action opposite to that of the compression spring (5). The supporting spring (8) is composed of a metallic memorious alloy which, upon reaching the As temperature, has a pressure resistance lower than the bearing capacity of the compression spring (5). …<IMAGE>…

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spielausgleichselement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend zwei beweglich gegeneinander abgedichtete Hohlzylinder, die im Bereich ihrer von einander abgewandten Enden durch Deckel verschlossen und durch eine Druckfeder axialelastisch aufeinander abgestützt sind.The invention relates to a hydraulic lash adjuster for a valve train of an internal combustion engine, comprising two movably sealed hollow cylinders which are closed by covers in the region of their ends facing away from one another and are axially elastically supported on one another by a compression spring.

Ein derartiges Spielausgleichselement ist beispielsweise aus der DE-PS 36 17 858 bekannt. Es gelangt zwischen der Nockenwelle und den Ventilen einer Brennkraftmaschine zur Anwendung und bewirkt einen selbsttätigen Ausgleich des Ventilspiels. Eine Einstellung des Ventilspiels im Zusammenhang mit Wartungsarbeiten kann dadurch entfallen.Such a game compensation element is known for example from DE-PS 36 17 858. It is used between the camshaft and the valves of an internal combustion engine and automatically compensates for the valve clearance. This eliminates the need to adjust the valve clearance in connection with maintenance work.

Das vorbekannte Spielausgleichselement weist einen parallel zur Betätigungsrichtung des Ventils in einem Zylinder verschiebbaren Kolben auf, der durch eine Druckfeder auf dem Boden des Zylinders abgestützt ist. Im unbelasteten Zustand des Spielausgleichselementes ergibt sich hierdurch eine axial gerichtete Auseinanderbewegung des Kolbens in dem Zylinder, wobei Öl aus einem Vorratsraum über eine Drosselöffnung angesogen und im Inneren eines Druckraumes der Kolben/Zylindereinheit gespeichert wird. Die Drosselöffnung ist hinsichtlich ihres Querschnittes sehr eng bemessen. Das in der Kolben/Zylindereinheit eingespeicherte Ölvolumen erfährt dadurch in der kurzen Zeit, die während der während einer normalen Betätigung der Ventile durch die Nocken der Nockenwelle verfügbar ist, keine merkliche Verminderung. Die für die Betätigung der Ventile benötigten Kräfte können vielmehr problemlos übertragen werden.The known backlash compensation element has a piston which can be displaced parallel to the direction of actuation of the valve in a cylinder and which is supported by a compression spring on the base of the cylinder. In the unloaded state of the play compensation element, this results in an axially directed movement apart of the piston in the cylinder, oil being sucked out of a reservoir through a throttle opening and stored in the interior of a pressure chamber of the piston / cylinder unit. The cross-section of the throttle opening is very narrow. As a result, the oil volume stored in the piston / cylinder unit is not noticeably reduced in the short time that is available during the normal actuation of the valves by the cams of the camshaft. The forces required to actuate the valves can rather be transferred without any problems.

Bei eine vorübergehenden Außerbetriebsetzung der Brennkraftmaschine kann sich jedoch die Situation ergeben, daß ein Nocke der Nockenwelle in dauerhaften Eingriff mit einem Spielsausgleichselement gelangt, was dazu führt, daß das Spielausgleichselement gegen die Kraft der darin enthaltenen Druckfeder axialer zusammengepreßt wird, wobei das ursprünglich in dem Druckraum enthaltene Öl zunehmend in den Reseveraum zurückverlagert wird. Es wurde beobachtet, daß die für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderliche, sofortige Auffüllung der Kolben/Zylindereinheit noch während der Weiterbewegung des Nockens der Nockenwelle bei niedrigen Temperaturen nicht mit der erforderlichen Sicherheit gewährleistet ist.When the internal combustion engine is temporarily shut down, however, the situation can arise that a cam of the camshaft comes into permanent engagement with a play compensation element, which leads to the play compensation element being compressed axially against the force of the compression spring contained therein, this originally in the pressure chamber contained oil is increasingly shifted back into the reserve room. It has been observed that the immediate filling of the piston / cylinder unit required for the proper operation of the internal combustion engine is not guaranteed with the necessary safety while the camshaft cam is still moving at low temperatures.

Für den ordnungsgemäßen Betrieb einer Brennkraftmaschine ist es erforderlich, daß die Druckfeder die Kolben/Zylindereinheit auch bei niedrigen Temperaturen in kurzer Zeit zuverlässig auseinander drückt und einen Ausgleich des Ventilspiels bewirkt. Das in dem Reserveraum enthaltene Schmieröl muß hierzu allerdings von der Druckfeder mit einer ausreichend großen Geschwindigkeit in die Kolben/Zylindereinheit zurückgefördert werden. Wegen der sich bei niedrigen Temperaturen einstellenden, großen Zähflüssigkeit von Schmieröl bedarf es dazu großer Kräfte. Die nach dem Stande der Technik zur Anwendung gelangenden Druckfedern sind dementsprechend kräftig dimensioniert. Eine unerwünscht starke Auseinanderbewegung der Kolben/Zylindereinheit bei Normaltemperatur und insbesondere bei hohen Temperaturen ist hiervon die zwangsläufige Folge und kann einen unerwünschten Verschleiß des Spielausgleichselementes bedingen.For the proper operation of an internal combustion engine, it is necessary that the compression spring reliably presses the piston / cylinder unit apart even at low temperatures and brings about an equalization of the valve clearance. For this purpose, however, the lubricating oil contained in the reserve space must be returned to the piston / cylinder unit by the compression spring at a sufficiently high speed. Because of the large viscosity of lubricating oil that occurs at low temperatures, this requires great forces. The compression springs used according to the state of the art are dimensioned accordingly. An undesirably strong movement apart of the piston / cylinder unit at normal temperature and in particular at high temperatures is the inevitable consequence of this and can cause undesired wear of the play compensation element.

Aus dem Themenband "Legierung mit Formgedächtnis", Kontakt und Studium, Band 259, expert verlag, Ehningen ist ein metallisches Federelement aus einer Formgedächtnislegierung bekannt, das als Druckfeder gestaltet und je nach Zusammensetzung der Legierung bei einer niedrigen Temperatur nahezu keine Tragfähigkeit aufweist und bei einer darüberliegenden As-Temperatur eine sich immer wieder aufs Neue einstellende, größere Tragfähigkeit. Eine Verwendung entsprechender Federn in eine Ventilspielausgleichselement wird nicht erwähnt.From the thematic volume "Alloy with shape memory", contact and study, volume 259, expert publishing house, Ehningen, a metallic spring element made of a shape memory alloy is known, which is designed as a compression spring and, depending on the composition of the alloy, has almost no load-bearing capacity at a low temperature and at one higher As temperature above, a constantly increasing, greater load-bearing capacity. The use of corresponding springs in a valve clearance compensation element is not mentioned.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Spielausgleichselement der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß auch bei niedrigen Temperaturen eine sofortige Auffüllung der Kolben/Zylindereinheit aus dem Reserveraum gewährleistet ist sowie eine weiche elastische Abstützung der beiden Hohlzylinder aufeinander beim Erreichen der normalen Betriebstemperatur.The invention has for its object to further develop a hydraulic lash adjuster of the type mentioned in such a way that immediate filling of the piston / cylinder unit from the reserve space is ensured even at low temperatures and a soft elastic support of the two hollow cylinders on each other when the normal operating temperature is reached.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem hydraulischen Spielausgleichselement der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltung nehmen die Unteransprüche bezug.This object is achieved in a hydraulic lash adjuster of the type mentioned with the characterizing features of claim 1. The subclaims refer to an advantageous embodiment.

Bei dem erfindungsgemäßen Spielausgleichselement ist es vorgesehen, daß die Hohlzylinder ergänzend zu der Druckfeder durch eine Stützfeder mit der Druckfeder in gegengesetzter Wirkungsrichtung aufeinander abgestützt sind und daß die Stützfeder aus einer metallischen Formgedächtnislegierung besteht und bei Erreichen der As-Temperatur eine Tragfähigkeit aufweist, die geringer ist als die Tragfähigkeit der Druckfeder. Beim Erreichen tiefer Temperaturen verliert die Stützfeder ihre Federkraft. Damit wirkt in diesem Temperaturbereich nur die Kraft der Druckfeder, welche so dimensioniert ist, daß sich trotz der großen Zähflüssigkeit des in dem Ventilspielausgleichselement enthaltenen Schmieröls parallel zur Relativverdrehung des Nockens der Nockenwelle eine sofortige Auffüllung der Kolben/Zylindereinheit mit Schmieröl ergibt. Hierdurch ist eine ordnungsgemäße Betätigung des zugehörigen Ventils der Verbrennungskraftmaschine vom ersten Augenblick an gewährleistet. Erreicht der Ventiltrieb einschließlich des Ventilspielausgleichselementes und des darin enthaltenen Schmieröls nach dem Kaltstart eine ausreichend hohe Betriebstemperatur, so erhält die Stützfeder ihre Federkraft zurück. Sie hat eine der Druckfedern entgegengesetzte Wirkungsrichtung. Die insgesamt zur Verfügung stehende Federkraft wird dadurch reduziert auf einen Wert, der einerseits eine hohe Betriebssicherheit und andererseits die Erzielung von minimalen Verschleiß gewährleistet.In the clearance compensation element according to the invention, it is provided that the hollow cylinders are supported in addition to the compression spring by a support spring with the compression spring in the opposite direction of action and that the support spring consists of a metallic shape memory alloy and has a load capacity that is lower when the As temperature is reached than the load capacity of the compression spring. When the temperature reaches low, the support spring loses its Spring force. In this temperature range, only the force of the compression spring acts, which is dimensioned so that despite the large viscosity of the lubricating oil contained in the valve lash adjuster, the piston / cylinder unit is immediately filled with lubricating oil parallel to the relative rotation of the camshaft cam. This ensures proper actuation of the associated valve of the internal combustion engine from the very first moment. If the valve train including the valve lash adjuster and the lubricating oil contained therein reaches a sufficiently high operating temperature after the cold start, the support spring regains its spring force. It has an opposite direction of action to the compression springs. The total spring force available is thereby reduced to a value which, on the one hand, ensures a high level of operational safety and, on the other hand, achieves minimal wear.

Die Druckfedern der Stützfeder sind zweckmäßig als Schraubenfedern ausgebildet. Sie lassen sich hierdurch besonders kostengünstig erzeugen und montieren.The compression springs of the support spring are expediently designed as helical springs. As a result, they can be produced and assembled particularly cost-effectively.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Stützfeder aus einer Legierung mit einer As-Temperatur besteht, die zwischen - 15 und + 5°C beträgt und zweckmäßig im Bereich des Gefrierpunktes von Wasser. Insbesondere innerhalb des anfgegebenen Bereiches ändert sich die Viskosität von gebräuchlichem Schmierölen relativ stark. Es versteht sich jedoch von selbst, daß in Abhängigkeit von der Art des im Einzelfalle zur Anwendung gelangenden Schmieröls die Verwendung von Stützfedern zweckmäßig sein kann, welche aus Legierungen mit einer gegebenenfalls abweichenden As-Temperatur gefertigt sind.It has proven to be expedient if the support spring consists of an alloy with an As temperature that is between −15 and + 5 ° C. and expediently in the region of the freezing point of water. Especially within the specified range, the viscosity of common lubricating oils changes relatively strongly. However, it goes without saying that, depending on the type of lubricating oil used in the individual case, the use of support springs which are made of alloys with a possibly different As temperature may be appropriate.

Die Tragfähigkeit der Stützfeder soll bei Erreichen der As-Temperatur 30 bis 70 % von derjenigen der Druckfeder betragen. Dem Erfordernis des modernen Motorenbaus, Betriebsstörungen während der gesamten Lebensdauer zu verhindern, wird eine solche Ausführung ganz besonders gerecht.The load capacity of the support spring should be 30 to 70% of that of the compression spring when the As temperature is reached. Such a design particularly meets the requirement of modern engine construction to prevent malfunctions during the entire service life.

Das erfindungsgemäße Spielausgleichselement gewährleistet unabhängig von den im einzelnen herrschenden Temperaturen stets eine so schnelle Auffüllung der enthaltenen Kolben/Zylindereinheit mit Öl, daß ein ordnungsgemäßer Betrieb der Brennkraftmaschine stets gewährleistet ist. Hierbei ist es von entscheidendem Vorteil, daß die äußere Gestalt und die wesentlichen Funktionselemente von bekannten Ausführungen übernommen werden können. Sowohl die Herstellung der erfindungemäßen Spielausgleichselemente als auch deren Verwendung in einer laufenden Produktion von Brennkraftmaschinen ist dadurch problemlos möglich. Desweiteren läßt sich die vorliegende Erfindung anwenden bei Spielausgleichselementen, die hermetisch nach außen abgeschlossen sind und eine Dauerölfüllung aufweisen als auch bei solchen Spielausgleichselementen, bei denen der umschlossene Hohlraum an den Ölkreislauf der zugehörigen Brennkraftmaschine angeschlossen ist.The lash adjuster according to the invention always ensures that the piston / cylinder unit contained is so quickly filled with oil, regardless of the individual temperatures, that proper operation of the internal combustion engine is always guaranteed. It is of decisive advantage here that the external shape and the essential functional elements can be adopted from known designs. Both the production of the play compensation elements according to the invention and their use in an ongoing production of internal combustion engines are thus possible without any problems. Furthermore, the present invention can be used for play compensation elements which are hermetically sealed to the outside and have a permanent oil filling as well as for those play compensation elements in which the enclosed cavity is connected to the oil circuit of the associated internal combustion engine.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. Diese zeigt im rechten Teil der Darstellung eine andere Ausführung eines Ventilspielausgleichselementes als im linken Teil der Darstellung. Beide Ausführungen machen jedoch Gebrauch von der Lehre der vorliegenden Erfindung. Im einzelnen:
Das im linken Teil der Darstellung ins längsgeschnittener Darstellung gezeigte Ventilspielausgleichselement ist als geschlossenes System ausgebildet, welches mit einer Dauerölfüllung versehen ist.The object of the invention is further illustrated below with the aid of the drawings attached to the system. In the right part of the illustration, this shows a different version of a valve clearance compensation element than in the left part of the illustration. However, both versions make use of the teaching of the present invention. In detail:
The valve lash adjuster shown in the longitudinal section in the left part of the illustration is designed as a closed system which is provided with a permanent oil filling.

Das im rechten Teil der Darstellung in längsgeschnittener Darstellung widergegebene Ventilspielausgleichselemente ist als offenes System gestaltete, welches an einen Ölkreislauf der Druckumlaufschmierung einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen ist.The valve lash adjuster shown in the right-hand part of the illustration in longitudinal section is designed as an open system which is connected to an oil circuit of the pressure lubrication system of an internal combustion engine.

Unabhängig von der Ausführung umfaßt das gezeigte Ventilspielausgleichselement zwei beweglich gegeneinander abgedichtete Hohlzylinder 1, 2, die im Bereich ihrer voneinander abgewandten Enden durch Deckel 3, 4 verschlossen und durch eine Druckfeder 5 axialelastisch aufeinander abgestützt sind. Der Hohlzylinder 2 ist auf einem Kolben 11 geführt, welcher sich koaxial zu dem Hohlzylinder 1 erstreckt und auf dessen Deckel 3 abstützt. Zwischen dem Kolben 11 und dem Boden 4 des Holzylinders 2 ist eine Druckfeder 5 angeordnet, welche eine axial gerichtete Auseinanderbewegung des Kolben 11 in bezug auf den Hohlzylinder 2 bewirkt. Der von beiden umschlossene Hohlraum wird hierdurch vollständig mit Öl gefüllt. Er ist anschließend nur durch einen Drosselspalt mit dem Hohlraum 7 verbunden, in dem das Reserveöl gespeichert ist. Der Hohlraum 7 kann durch eine Verbindungsöffnung mit dem Ölkreislauf der Druckumlaufschmierung der Verbrennungskraftmaschine verbunden sein (rechter Teil der Darstellung), er kann auch durch einen Rollbalg 12 nach außen hermetisch abgeschlossen sein (linker Teil der Darstellung), was dem Ventilspielausgleichselement unabhängig vom jeweiligen Druck des Ölkreislaufs der Verbrennungskraftmaschine eine gute Funktionssicherheit verleiht.Regardless of the design, the valve clearance compensation element shown comprises two hollow cylinders 1, 2 which are movably sealed against one another and which are closed in the region of their ends facing away from one another by covers 3, 4 and are axially elastically supported on one another by a compression spring 5. The hollow cylinder 2 is guided on a piston 11 which extends coaxially to the hollow cylinder 1 and is supported on the cover 3 thereof. A compression spring 5 is arranged between the piston 11 and the bottom 4 of the wooden cylinder 2, which causes the piston 11 to move apart axially in relation to the hollow cylinder 2. The cavity enclosed by both is completely filled with oil. It is then only connected to the cavity 7 through a throttle gap in which the reserve oil is stored. The cavity 7 can be connected to the oil circuit of the pressure lubrication system of the internal combustion engine through a connection opening (right part of the illustration), it can also be hermetically sealed to the outside by a bellows 12 (left part of the illustration), which makes the valve lash compensation element independent of the respective pressure of the Oil circuit of the internal combustion engine gives good functional reliability.

Der Hohlzylinder 2 ist in einem Führungsstück 14 axial verschiebbar gelagert. Zwischen dem Führungsstück 14 und einem fest mit dem Kolben 11 verbundenen Bund 15 ist eine Stützfeder 8 angeordnet, die aus Memoriemetall gefertigt ist. Die Stützfeder 8 hat die Eigenschaft, beim Unterschreiten eines bestimmten Temperaturbereichs ihre Federkraft zu verlieren und die ursprüngliche Federkraft bei einer anschließenden Erwärmung auf ihre As-Temperatur wieder zu erlangen. Die Stützfeder ist ebenfalls als Druckfeder gestaltet. Sie hat eine der Druckfeder 5 entgegengesetzte Wirkungsrichtung, wodurch die insgesamt verfügbare Federkraft bei niedrigen Temperaturen bei denen die Stützfeder 8 wirkungslos ist, nur durch diejenige der Druckfeder 5 bestimmt wird. Bei hohen Temperaturen wird die Federkraft der Druckfeder 5 demgegenüber reduziert durch die Federkraft der aktivierten Stützfeder 8. Es ist somit insgesamt nur die Differenz zwischen den Tragfähigkeiten beider Federn verfügbar.The hollow cylinder 2 is axially displaceably mounted in a guide piece 14. Between the guide piece 14 and a collar 15 fixedly connected to the piston 11, a support spring 8 is arranged, which is made of memory metal. The support spring 8 has the property of losing its spring force when falling below a certain temperature range and of regaining the original spring force when it subsequently heats up to its As temperature. The support spring is also designed as a compression spring. It has an opposite direction of action to the compression spring 5, so that the total available spring force at low temperatures at which the support spring 8 is ineffective is determined only by that of the compression spring 5. At high temperatures, on the other hand, the spring force of the compression spring 5 is reduced by the spring force of the activated support spring 8. Overall, only the difference between the load capacities of the two springs is available.

Sämtliche Hohlräume des erfindungsgemäßen Spielausgleichselementes sind unter normalen Betriebsbedingungen vollständig mit Öl gefüllt. An der Oberseite des Deckels 3 liegt die Nockenwelle an. Der zugehörige Nocken 10 befindet sich im gezeichneten Zustand nicht im Eingriff mit der Oberseite des Spielausgleichselementes.All cavities of the play compensation element according to the invention are completely filled with oil under normal operating conditions. The camshaft rests on the top of the cover 3. The associated cam 10 is not in engagement with the top of the play compensation element in the drawn state.

Zur Funktion ist folgendes auszuführen:
Nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine ergibt sich eine Relativverdrehung der Nockenwelle, wodurch der Nocken 10 der Nockenwelle kurzfristig in Eingriff mit der Oberseite des Spielausgleichselementes gelangt und dieses in Richtung der gezeigten Mittellinie senkrecht nach unten bewegt. In dieser kurzen Zeitspanne vermag das von dem Hohlzylinder 2 und dem Kolben 11 umschlossene Ölvolumen den Drosselspalt zwischen beiden nicht zu passieren, was zur Folge hat, daß sich eine nahezu starre Abstützung des Hohlzylinders 2 auf dem Kolben 11 und damit dem Deckel 3 des Holzylinders 1 ergibt. Die Relativbewegung des Nockens 10 wird damit nahezu vermindert auf den nicht dargestellten Ventilschaft übertragen, was ein Öffnen des zugehörigen Ventiles verursacht.The following must be carried out for the function:
After the internal combustion engine has been started up, there is a relative rotation of the camshaft, as a result of which the cam 10 of the camshaft briefly engages with the upper side of the play compensation element and moves it vertically downward in the direction of the center line shown. In this For a short period of time, the oil volume enclosed by the hollow cylinder 2 and the piston 11 is unable to pass the throttle gap between the two, with the result that there is an almost rigid support of the hollow cylinder 2 on the piston 11 and thus the cover 3 of the wooden cylinder 1. The relative movement of the cam 10 is thus transmitted to the valve stem (not shown) in an almost reduced manner, which causes the associated valve to open.

Beim weiteren Fortschreiten der Drehbewegung gelangt der Nocken 10 der Nockenwelle in bezug auf den Deckel 3 des Hohlzylinders 1 außer Eingriff, wodurch das Spielausgleichselement in seiner Gesamtheit nach oben bewegt wird und der Ventilschaft des zugehörigen Ventils in seine Ausgangslage zurückkehrt. Ein eventuell eingetretener Ölverlust im Bereich des Druckraums zwischen dem Kolben 11 und dem Hohlzylinder 2 wird durch die Kraft der Druckfeder 5 durch Ansaugen aus dem Hohlraum 7 gedeckt.As the rotational movement continues, the cam 10 of the camshaft disengages with respect to the cover 3 of the hollow cylinder 1, as a result of which the play compensation element is moved upwards in its entirety and the valve stem of the associated valve returns to its initial position. A possible oil loss in the area of the pressure space between the piston 11 and the hollow cylinder 2 is covered by the force of the compression spring 5 by suction from the cavity 7.

Wird die Brennkraftmaschine außer Betrieb gesetzt, während sich der Nocken 10 mit der Oberseite des Hohlzylinders 1 in Eingriff befindet, dann bewirkt die Kraft der nicht dargestellten Schließfeder des zugehörigen Ventils, welche stets härter ist als die Druckfeder 5, eine allmähliche Aufwärtsbewegung des Hohlzylinders 2 in bezug auf den Hohlzylinder 1 unter entsprechender Relativverlagerung von ursprünglich in dem Hochdruckraum 13 enthaltenen Ölbestandteilen in den Hohlraum 7.If the internal combustion engine is put out of operation while the cam 10 is in engagement with the upper side of the hollow cylinder 1, then the force of the closing spring (not shown) of the associated valve, which is always harder than the compression spring 5, causes a gradual upward movement of the hollow cylinder 2 in with respect to the hollow cylinder 1 with a corresponding relative displacement of oil components originally contained in the high-pressure chamber 13 into the cavity 7.

Bei normalen und hohen Temperaturen wirkt die Stützfeder 8 der Druckfeder 5 entgegen und verringert somit die Gesamtkraft, die den Hohlzylinder 2 und den Kolben 11 auseinander drückt und reduziert damit auch die Reibung zwischen dem sich drehenden Nocken 10 und dem Deckel 3 des Zylinders 1. Bei den genannten Temperaturbereichen ist nur eine geringe Federkraft notwendig, weil das Öl sehr dünnflüssig ist.At normal and high temperatures, the support spring 8 counteracts the compression spring 5 and thus reduces the total force that presses the hollow cylinder 2 and the piston 11 apart and this also reduces the friction between the rotating cam 10 and the cover 3 of the cylinder 1. In the temperature ranges mentioned, only a slight spring force is necessary because the oil is very thin.

Bei niedrigen Temperaturen und insbesondere beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine ist das Schmieröl demgegenüber zähflüssig. Hierdurch wird eine große Federkraft benötigt, um den Hohlzylinder 2 und den Kolben 11 in axialer Richtung auseinander zu drücken und das Schmieröl über das Kugelrückschlagventil in den von beiden umschlossenen Hohlraum einzusaugen. Bei einer entsprechend niedrigen Temperatur hat die Stützfeder 8 indessen keine Federkraft. Sie wirkt dadurch nicht mehr entlastend für die Druckfeder 5. Die gesamte Tragfähigkeit der Druckfeder 5 steht dadurch für die axiale Außeinanderbewegung des Hohlzylinders 2 in bezug auf den Kolben 11 zur Verfügung. Auch unter entsprechend ungünstigen Bedingungen ist dadurch eine ausreichend schnell Auseinanderbewegung der Kolben/Zylindereinheit gewährleistet.In contrast, the lubricating oil is viscous at low temperatures and especially when the internal combustion engine is cold started. As a result, a large spring force is required in order to press the hollow cylinder 2 and the piston 11 apart in the axial direction and to draw in the lubricating oil via the ball check valve into the cavity enclosed by both. At a correspondingly low temperature, the support spring 8 has no spring force. As a result, it no longer provides relief for the compression spring 5. The entire load-bearing capacity of the compression spring 5 is thus available for the axial movement apart of the hollow cylinder 2 with respect to the piston 11. This ensures that the piston / cylinder unit moves sufficiently quickly apart even under correspondingly unfavorable conditions.

Claims (5)

Hydraulisches Spielausgleichselement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend zwei gegeneinander abgedichtete Hohlzylinder, die im Bereich ihrer voneinander abgewandten Enden durch Deckel verschlossen und durch eine Druckfeder axial elastisch aufeinander abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (1, 2) ergänzend zu der Druckfeder (5) durch eine Stützfeder (8) mit einer der Druckfeder (5) entgegengesetzten Wirkungsrichtung aufeinander abgestützt sind und daß die Stützfeder (8) aus einer metallischen Formgedächtnislegierung besteht und bei Erreichen der As-Temperatur eine Druckfestigkeit aufweist, die geringer ist als die Tragfähigkeit der Druckfeder (5).Hydraulic backlash compensation element for a valve train of an internal combustion engine, comprising two mutually sealed hollow cylinders which are closed in the region of their ends facing away from one another by a cover and axially elastically supported on one another by a compression spring, characterized in that the hollow cylinders (1, 2) supplement the compression spring ( 5) are supported by a support spring (8) with one of the compression spring (5) opposite direction of action and that the support spring (8) consists of a metallic shape memory alloy and has a compressive strength when the As temperature is reached, which is less than the load capacity of the Compression spring (5). Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (5) und die Stützfeder (8) als Schraubenfedern ausgebildet sind.Backlash compensation element according to claim 1, characterized in that the compression spring (5) and the support spring (8) are designed as helical springs. Spielausgleichselement nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfeder (8) aus einer Legierung mit einer As-Temperatur besteht, die - 15 bis + 5°C beträgt.Backlash compensation element according to claim 1 to 2, characterized in that the support spring (8) consists of an alloy with an As temperature which is - 15 to + 5 ° C. Spielausgleichselement nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfeder (8) aus einer Legierung mit einer As-Temperatur besteht, die etwa im Bereich des Gefrierpunktes von Wasser liegt.Backlash compensation element according to claim 1 to 2, characterized in that the support spring (8) consists of an alloy with an As temperature which is approximately in the range of the freezing point of water. Spielausgleichselement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfähigkeit der Stützfeder (8) bei Erreichen der As-Temperatur 30 bis 70 % von derjenigen der Druckfeder (5) beträgt.Backlash compensation element according to claims 1 to 4, characterized in that the load-bearing capacity of the support spring (8) is 30 to 70% of that of the compression spring (5) when the As temperature is reached.
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