EP1509686B1 - Hydraulisch betätigter, variabler ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents

Hydraulisch betätigter, variabler ventiltrieb einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP1509686B1 EP03755929A EP03755929A EP1509686B1 EP 1509686 B1 EP1509686 B1 EP 1509686B1 EP 03755929 A EP03755929 A EP 03755929A EP 03755929 A EP03755929 A EP 03755929A EP 1509686 B1 EP1509686 B1 EP 1509686B1
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    • F01L1/2405—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the cylinder head and rocker arm
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a hydraulically actuated, preferably variable valve train of an internal combustion engine, with a built-in a receptacle of a cylinder head housing, which is made as a separate component to form only a slave unit and in the bore of an axially movable slave piston, which at one end face of a Limited pressure chamber for the hydraulic fluid and having on its other face a hydraulic lash adjuster with a check valve, which lash adjuster on its housing side at least indirectly acting on a gas exchange valve, wherein the housing is cut by at least one path for hydraulic fluid, with a channel of the slave piston or Loss compensation element for forwarding the hydraulic fluid to a reservoir of the lash adjuster immediately before the check valve communicates, which channel only outside a lifting phase of the slave piston with hydraulically connected to the path.
  • Such a valvetrain is apparent from the considered as generic forming WO 99/10629.
  • the hydraulic clearance compensation element is structurally integrated into the slave piston such that both functionally functionally forming an inseparable unity.
  • the required for the hydraulic clearance compensation leakage gap is located directly between a bore of the slave piston and a pressure piston of the lash adjuster, and on the other hand, a valve seat for the check valve is formed directly on a bottom of the bore of the slave piston.
  • the object of the invention is therefore to provide a valve train of the aforementioned type, in which the design complexity is reduced.
  • the clearance compensation element comprises a housing, a pressure piston and the check valve and completely comes from the kit for clearance compensation elements non-switchable valve trains as for tappets or Kipphebeleinsteckimplantation, so that the clearance compensation element and the slave piston form separate units, wherein the slave piston has on its other end face an outstanding stop member which is overlapped in sections by the housing of the lash adjuster in case of compensation.
  • FIGURE shows an inventively configured slave unit of a variable valve train of an internal combustion engine.
  • a housing 3 of a receiver unit 15 according to the invention is screwed.
  • the housing 3 has a bore 4, in which a slave piston 5 is received.
  • the slave piston 5 limits in the region of its one end face 6 a pressure chamber 7 for hydraulic means. At its other end 8 it has a bore 16 into which a stop member 17 is installed. This protrudes out of the bore 16. Between its outer casing 20 and the bore 4, an annular space 24 is formed for hydraulic means. At the same time, an edge region of a surface 18 of the abutment part 17 has a recess 23 for the hydraulic medium for the direct supply of this into a reservoir 14 of a play compensation element 9.
  • FIG. 1 shows that within a bore 21 of the housing 22, a pressure piston 19 extends, which includes the aforementioned reservoir 14 and the front side is always applied to the surface 18.
  • a pressure piston 19 extends, which includes the aforementioned reservoir 14 and the front side is always applied to the surface 18.
  • the slave piston 5 and the clearance compensation element 9 are made as completely separate components. In this case, the slave piston 5 is shown in its valve lift position, which may be the maximum stroke.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen hydraulisch betätigten, vorzugsweise variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes eingebauten Gehäuse, das als separates Bauteil zur Bildung lediglich einer Nehmereinheit gefertigt ist und in dessen Bohrung ein axial beweglicher Nehmerkolben verläuft, der an seiner einen Stirnseite einen Druckraum für das Hydraulikmittel begrenzt und an seiner anderen Stirnseite ein hydraulisches Spielausgleichselement mit einem Rückschlagventil aufweist, welches Spielausgleichselement an seiner gehäusefernen Seite zumindest mittelbar auf ein Gaswechselventil einwirkt, wobei das Gehäuse von wenigstens einem Pfad für Hydraulikmittel geschnitten ist, der mit einem Kanal des Nehmerkolbens oder Spielausgleichselements zur Weiterleitung des Hydraulikmittels zu einem Vorratsraum des Spielausgleichselements unmittelbar vor dem Rückschlagventil kommuniziert, welcher Kanal nur außerhalb einer Hubphase des Nehmerkolbens mit dem Pfad hydraulisch verbunden ist.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Ein derartiger Ventiltrieb geht aus der als gattungsbildend betrachteten WO 99/10629 hervor. Dabei ist das hydraulische Spielausgleichselement konstruktiv in den Nehmerkolben derart integriert, dass beide eine funktionstechnisch untrennbare Einheit bilden. So befindet sich einerseits der für den hydraulischen Spielausgleich erforderliche Leckspalt unmittelbar zwischen einer Bohrung des Nehmerkolbens und einem Druckkolben des Spielausgleichselements, und andererseits ist ein Ventilsitz für das Rückschlagventil unmittelbar an einem Grund der Bohrung des Nehmerkolbens ausgebildet. Obwohl eine solche Ausgestaltung des Nehmerkolbens im Hinblick auf die benötigte Bauteileanzahl vorteilhaft zu sein scheint, zwingt diese konstruktive Integration des Spielausgleichselements in den Nehmerkolben zu erheblichen und in der Regel extrem kostenaufwändigen Änderungen an Maschinen und Werkzeugen zur Herstellung herkömmlicher Spielausgleichselemente.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem der konstruktive Aufwand verringert ist.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Spielausgleichselement ein Gehäuse, einen Druckkolben und das Rückschlagventil umfasst und vollständig aus dem Baukasten für Spielausgleichselemente nichtschaltbarer Ventiltriebe wie für Tassenstößel oder Kipphebeleinsteckelemente stammt, so dass das Spielausgleichselement und der Nehmerkolben stofflich getrennte Einheiten bilden, wobei der Nehmerkolben an seiner anderen Stirnseite ein herausragendes Anschlagteil aufweist, das vom Gehäuse des Spielausgleichselements im Ausgleichsfall abschnittweise übergriffen wird.
  • Dadurch, dass ein Spielausgleichselement eingebaut werden soll, das vollständig aus dem Baukasten für Spielausgleichselemente nichtschaltbarer Ventiltriebe genommen wird, ist dem Fachmann eine zweckmäßige Lehre in die Hand gegeben, wie er den konstruktiven Aufwand am Ventiltrieb verringert. Denn dann müssen in einer Fertigung für herkömmliche Spielausgleichselemente keinerlei Änderungen an Maschinen und Werkzeugen, die in aller Regel extrem kostenaufwändig sind, vorgenommen werden. Die Teile sind quasi sofort griffbereit. Es ist klar, daß jedoch ggf. geringfügige Adaptionen der bisher eingesetzten und hinreichend der Fachwelt bekannten hydraulischen Spielausgleichselemente vorgenommen werden können.
  • In Fortbildung der Erfindung ist es vorgesehen, den Pfad durch das Gehäuse zur Zuleitung des Hydraulikmittels radial innen in eine Ringnut münden zu lassen. Somit kann auf Verdrehsicherungen des Nehmerkolbens verzichtet werden. Ggf. kann auch die Ringnut am Außenmantel des Nehmerkolbens angeordnet werden.
  • Als Hydraulikmittel zur Beaufschlagung des Ventiltriebs ist jede Art von Servomittel denkbar und vorgesehen. In allererster Linie wird jedoch an Motorenöl gedacht, was ohnehin im Kreislauf der Brennkraftmaschine vorhanden ist, jedoch sind auch Servomittel wie Bremsflüssigkeit oder ähnliches denkbar.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäß ausgestaltete Nehmereinheit eines variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine.
    • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • In eine Aufnahme eines nicht näher dargestellten Zylinderkopfs ist ein Gehäuse 3 einer erfindungsgemäßen Nehmereinheit 15 eingeschraubt. Das Gehäuse 3 hat eine Bohrung 4, in der ein Nehmerkolben 5 aufgenommen ist.
  • - Auf den grundsätzlichen Aufbau und die Wirkungsweise eines hydraulischen Ventiltriebs, so auch auf eine Beschreibung dessen Geberseite, wird an dieser Stelle nicht eingegangen, weil dies der Fachwelt hinreichend bekannt ist.-
  • Der Nehmerkolben 5 begrenzt im Bereich seiner einen Stirnseite 6 einen Druckraum 7 für Hydraulikmittel. An seiner anderen Stirnseite 8 besitzt er eine Bohrung 16, in die ein Anschlagteil 17 eingebaut ist. Dieses ragt aus der Bohrung 16 heraus. Zwischen seinem Außenmantel 20 und der Bohrung 4 ist ein Ringraum 24 für Hydraulikmittel gebildet. Gleichzeitig hat ein Randbereich einer Fläche 18 des Anschlagteils 17 eine Ausnehmung 23 für das Hydraulikmittel zur unmittelbaren Zuleitung dieses in einen Vorratsraum 14 eines Spielausgleichselements 9.
  • Auch ist der Figur zu entnehmen, daß innerhalb einer Bohrung 21 des Gehäuses 22 ein Druckkolben 19 verläuft, welcher den vorgenannten Vorratsraum 14 einschließt und stirnseitig stets an der Fläche 18 anliegt. Beim während einer Nockenhubphase notwendigen Spielausgleich übergreift der Druckkolben 19 den Außenmantel 20 des Anschlagteils 17.
  • Des weiteren ist zu erkennen, dass zwei sich diametral gegenüberliegende Pfade 12 zur Zuführung von Hydraulikmittel appliziert sind. Dabei münden die Pfade 12 radial innen in eine Ringnut 33. Der Pfad 12 mit Ringnut 33 ist lediglich während eines Grundkreisdurchlaufs des beaufschlagenden Nockens, d.h. außerhalb einer Hubbewegung des Nehmerkolbens 5, in Fluidkontakt mit dem Kanal 13 zur Zuleitung des Hydraulikmittels über die Ausnehmung 23 in den Vorratsraum 14. Somit wird ein unnötiges "Aufpumpen" des Spielausgleichselements 9 außerhalb der Grundkreisphase mit den der Fachwelt ausreichend bekannten Nachteilen vermieden. Zu erwähnen ist noch, daß an dem Druckkolben 19 ventilseitig ein Rückschlagventil 9a angeordnet ist, welches sich in Richtung zu einem darunterliegenden Hochdruckraum 34 öffnet.
  • Der Nehmerkolben 5 und das Spielausgleichselement 9 sind als vollkommen getrennte Bauteile hergestellt. Dabei ist der Nehmerkolben 5 in seiner Ventilhubposition gezeigt, welche der maximale Hub sein kann.
    • Bezugszahlenliste
    • 3
    Gehäuse
    4
    Bohrung
    5
    Nehmerkolben
    6
    Eine Stirnseite
    7
    Druckraum
    8
    Stirnseite
    9
    Spielausgleichselement
    9a
    Rückschlagventil
    10
    Seite
    11
    Gaswechselventil
    12
    Pfad
    13
    Kanal
    14
    Vorratsraum
    15
    Nehmereinheit
    16
    Bohrung
    17
    Anschlagteil
    18
    Fläche
    19
    Druckkolben
    20
    Außenmantel
    21
    Bohrung
    22
    Gehäuse
    23
    Ausnehmung
    24
    Ringraum
    33
    Ringnut
    34
    Hochdruckraum

Claims (2)

  1. Hydraulisch betätigter, vorzugsweise variabler Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes eingebauten Gehäuse (3), das als separates Bauteil zur Bildung lediglich einer Nehmereinheit (15) gefertigt ist und in dessen Bohrung (4) ein axial beweglicher Nehmerkolben (5) verläuft, der an seiner einen Stirnseite (6) einen Druckraum (7) für das Hydraulikmittel begrenzt und an seiner anderen Stirnseite (8) ein hydraulisches Spielausgleichselement (9) mit einem Rückschlagventil (9a) aufweist, welches Spielausgleichselement (9) an seiner gehäusefernen Seite (10) zumindest mittelbar auf ein Gaswechselventil (11) einwirkt, wobei das Gehäuse (3) von wenigstens einem Pfad (12) für Hydraulikmittel geschnitten ist, der mit einem Kanal (13) des Nehmerkolbens (5) oder Spielausgleichselements (9) zur Weiterleitung des Hydraulikmittels zu einem Vorratsraum (14) des Spielausgleichselements (9) unmittelbar vor dem Rückschlagventil (9a) kommuniziert, welcher Kanal (13) nur außerhalb einer Hubphase des Nehmerkolbens (5) mit dem Pfad (12) hydraulisch verbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spielausgleichselement (9) ein Gehäuse (22), einen Druckkolben (19) und das Rückschlagventil (9a) umfasst und vollständig aus dem Baukasten für Spielausgleichselemente nichtschaltbarer Ventiltriebe wie für Tassenstößel oder Kipphebeleinsteckelemente stammt, so dass das Spielausgleichselement (9) und der Nehmerkolben (5) stofflich getrennte Einheiten bilden, wobei der Nehmerkolben (5) an seiner anderen Stirnseite (8) ein herausragendes Anschlagteil (17) aufweist, das vom Gehäuse (22) des Spielausgleichselements (9) im Ausgleichsfall abschnittweise übergriffen wird.
  2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfad (12) in eine Ringnut (33) in der Bohrung (4) des Gehäuses (3) mündet, von welcher aus der Kanal (13) mit dem Hydraulikmittel versorgt ist.
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