EP1564383A1 - Hydraulisches Abstützelement - Google Patents

Hydraulisches Abstützelement Download PDF

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EP1564383A1
EP1564383A1 EP05001645A EP05001645A EP1564383A1 EP 1564383 A1 EP1564383 A1 EP 1564383A1 EP 05001645 A EP05001645 A EP 05001645A EP 05001645 A EP05001645 A EP 05001645A EP 1564383 A1 EP1564383 A1 EP 1564383A1
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EP
European Patent Office
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pressure piston
passage
hydraulic
housing
supporting element
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EP05001645A
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Wolfgang Mayer
Harald Smola
Benedikt Dr. Klaus
Christian Dr. Kunze
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Bayerische Motoren Werke AG
IHO Holding GmbH and Co KG
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Bayerische Motoren Werke AG
INA Schaeffler KG
Schaeffler 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
    • F01L1/2405—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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 support element for a valve train an internal combustion engine, with a hollow cylindrical housing, which with his outer jacket into a receptacle of a cylinder head of the internal combustion engine can be installed and in its bore an axially movable pressure piston picks up which pressure piston with its head an edge of the housing surmounted, wherein between a head face facing away from the Pressure piston and a bottom of the housing, a high pressure chamber for the Hydraulic means is formed, which by a direction towards this opening and attached to the end face check valve is closed, wherein the High-pressure chamber from a reservoir enclosed by the pressure piston is fed via the check valve with hydraulic fluid and wherein the housing at least one radial passage for the hydraulic fluid from the cylinder head has, the radially inward with at least one axially overlying Passage in the pressure piston in the reservoir is in fluid communication.
  • Such a support element is previously known from DE 195 07 240 A1.
  • the Hydraulic fluid is discharged directly from the passage in the pressure piston into the reservoir, above the end face of the pressure piston with the check valve, directed.
  • the Hydraulic fluid is discharged directly from the passage in the pressure piston into the reservoir, above the end face of the pressure piston with the check valve, directed.
  • the direct inflow of the hydraulic fluid into the reservoir of the pressure piston the amount of hydraulic fluid already accumulated therein is always re-entangled and thus, although possibly already degassed or "calmed down” again with air bubbles or oil foam mixed.
  • the object of the invention is therefore to provide a supporting element of the aforementioned type in which eliminates the cited disadvantages by simple means are.
  • two diametrically opposite ventilation holes be applied, so that even at an oblique installation of the hydraulic Supporting element is always guaranteed that at least one vent hole seen in the direction of gravity is relatively high up.
  • a channel can be provided. However, it is more appropriate here to arrange circumferential annular channel, so that a relatively large amount of hydraulic fluid can be accumulated in the support.
  • a simple measure of attachment of the deflection sleeve on the inner shell the pressure piston is the subject of another subclaim.
  • the deflection sleeve should be made a lightweight material such as sheet metal.
  • the annular groove in the outer jacket of the pressure piston with the passage can be quite easy to manufacture. Thus, a rotation and location assignment is unnecessary the passage to the radial passage.
  • the housing has a pot-like geometry and is in Area of its underside closed by a floor. It can, however be formed open, so that then the high-pressure chamber at one Side is limited by a reason of the bore of the cylinder head.
  • the figure discloses a hydraulic support element 1, as is known in the art is known per se from its structure and the mode of action.
  • the support element 1 has a hollow cylindrical housing 2. This runs via its outer shell 3 fixed in a receptacle, not shown a Cylinder head of the internal combustion engine. This is also on a slope installation thought. In a bore 4 of the housing 2 is axially movable thereto a pressure piston 5 thin-walled type added. This pressure piston 5 surmounted with its head 6 an edge 7 of the housing. 2
  • a high-pressure chamber 10 generated for the hydraulic fluid.
  • the valve body in the direction of the end face 8 is spring-loaded.
  • Axially above the end face 8 is from the pressure piston 5, a reservoir 12 for Hydraulic fluid included.
  • the high-pressure chamber 10 from the Reservoir 12 via the check valve 11, if necessary, with hydraulic fluid provided.
  • the housing 2 is penetrated by a radial passage 13 for the hydraulic fluid.
  • Radial passage 13 the hydraulic fluid is further in an annular groove 20 in the outer jacket 21 of the pressure piston 5 passed.
  • This annular groove 20 is axially above the radial passage 13 and has at least one passage 14 in the interior of the pressure piston 5.

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Abstützelement (1), dessen Hochdruckraum (10) weitestgehend von Luftblasen und Ölschaum frei gehalten ist. Dies wird durch eine Umlenkhülse (15a) in Kombination mit zwei sich diametral gegenüber liegenden Entlüftungsbohrungen (16) am Innenmantel (17) des Druckkolbens (5) realisiert.

Description

Geblet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, welches mit seinem Außenmantel in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine einbaubar ist und in seiner Bohrung einen axial beweglichen Druckkolben aufnimmt, welcher Druckkolben mit seinem Kopf einen Rand des Gehäuses überragt, wobei zwischen einer dem Kopf abgewandten Stirnfläche des Druckkolbens und einer Unterseite des Gehäuses ein Hochdruckraum für das Hydraulikmittel gebildet ist, der durch ein sich in Richtung zu diesem öffnendes und an der Stirnfläche befestigtes Rückschlagventil verschließbar ist, wobei der Hochdruckraum aus einem vom Druckkolben eingeschlossenen Vorratsraum über das Rückschlagventil mit Hydraulikmittel gespeist ist und wobei das Gehäuse wenigstens einen Radialdurchtritt für das Hydraulikmittel aus dem Zylinderkopf hat, der radial innen mit zumindest einem axial darüber liegenden Durchlass im Druckkolben in dessen Vorratsraum in Fluidverbindung steht.
Ein derartiges Abstützelement ist aus der DE 195 07 240 A1 vorbekannt. Das Hydraulikmittel wird direkt aus dem Durchlass im Druckkolben in den Vorratsraum, oberhalb von der Stirnfläche des Druckkolbens mit dem Rückschlagventil, geleitet. In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei einem derartigen Abstützelement einfach gesagt zuviel Luftblasen und Ölschaum im Vorratsraum akkumuliert, so dass diese bzw. dieser unerwünscht während des Spielausgleichvorganges in den Hochdruckraum gesaugt werden. Dies führt zu einer unerwünschten Kompressibilität des Hochdruckraumes, so dass bei Nockenhub nicht der vorbestimmte Gaswechselquerschnitt zur Verfügung steht. Durch das direkte Einströmen des Hydraulikmittels in den Vorratsraum des Druckkolbens wird die darin schon akkumulierte Menge an Hydraulikmittel stets neu verwirbelt und somit, obwohl ggf. schon entgast bzw. "beruhigt", erneut mit Luftblasen bzw. Ölschaum vermischt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abstützelement der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass
  • a) einerseits durch Schottmittel eine zumindest unmittelbar vor dem Rückschlagventil befindliche Teilmenge an Hydraulikmittel von über den Durchlass eintretendem Hydraulikmittel separiert ist und dass
  • b) andererseits axial oberhalb des Durchlasses, jedoch innerhalb des Gehäuses, der Druckkolben wenigstens eine Entlüftungsbohrung hat.
    • Genau durch eine Kombination der eben genannten Maßnahmen sind die eingangs beschriebenen Nachteile wirkungsvoll vermieden. Es ist durch das vorzugsweise als Umlenkhülse ausgebildete Schottmittel einerseits vor dem Rückschlagventil ein sogenannter Tot- bzw. Ruheraum für das Hydraulikmittel dargestellt. Neu einströmende Luftblasen bzw. Ölsschaum können nicht mehr das vor dem Rückschlagventil liegende und schon "beruhigte" Hydraulikmittel neu verwirbeln und beeinflussen. Eine Teilmenge an Luftblasen und Ölschaum kann somit relativ ungestört aus der Umlenkhülse entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben entweichen. Ein weiterer Betrag von unerwünschter Luft im Hydraulikmittelstrom wird schon vor dem eigentlichen Eintritt in das Innere der Umlenkhülse über die axial oberhalb des Durchlasses im Druckkolben liegende wenigstens eine Entlüftungsbohrung ins Freie geleitet. Genau dieser kombinatorische Effekt (Umlenkblech + Entlüftungsbohrung) führt dazu, dass der Hochdruckraum weitestgehend inkompressibel bleibt, da die unerwünschten Luftbestandteile dort nicht mehr angesaugt werden.
    Vorzugsweise sollen zwei sich diametral gegenüber liegende Entlüftungsbohrungen appliziert werden, so dass auch bei einem Schrägeinbau des hydraulischen Abstützelementes stets garantiert ist, dass zumindest eine Entlüftungsbohrung in Schwerkraftrichtung gesehen relativ weit oben liegt.
    Anstelle der allumlaufenden Umlenkhülse als Schottmittel können auch andere Mittel vorgesehen sein. So sind auch einfache, in Fließrichtung hinter dem Durchlass im Druckkolben liegende, Prallbleche oder ähnliches für das Hydraulikmittel vorgesehen, so dass zumindest ein direktes Auftreffen des Hydraulikmittelstroms mit dem vor dem Rückschlagventil befindlichen und schon "beruhigten" Hydraulikmittel vermieden ist.
    Zwar kann als Steigpfad für das Hydraulikmittel am Innenmantel des Druckkolbens ein Kanal vorgesehen werden. Zweckmäßiger ist es jedoch, hier einen umlaufenden Ringkanal anzuordnen, so dass eine relativ große Hydraulikmittelmenge im Abstützelement angehäuft werden kann.
    Eine einfache Maßnahme einer Befestigung der Umlenkhülse am Innenmantel des Druckkolbens ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Somit kann diese beispielsweise durch Einschnappen oder Klipsen am Innenmantel des Druckkolbens befestigt werden. Alternativ hierzu bieten sich Maßnahmen wie Schweißen, Kleben, Löten o. ä. an. Vorzugsweise soll die Umlenkhülse aus einem Leichtbauwerkstoff wie Blech bestehen. Denkbar ist jedoch auch eine Kunststoffausbildung.
    Die Ringnut im Außenmantel des Druckkolbens mit dem Durchlass lässt sich recht einfach fertigen. Somit erübrigt sich eine Verdrehsicherung und Lagezuordnung des Durchlasses zum Radialdurchtritt.
    Zweckmäßigerweise hat das Gehäuse eine topfartige Geometrie und ist im Bereich seiner Unterseite durch einen Boden verschlossen. Es kann jedoch auch offen ausgebildet werden, so dass dann der Hochdruckraum an einer Seite durch einen Grund der Bohrung des Zylinderkopfes begrenzt ist.
    Kurze Beschreibung der Zeichnung
    Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur in einem Längsschnitt ein hydraulisches Abstützelement mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
    Die Figur offenbart ein hydraulisches Abstützelement 1, so wie es der Fachwelt von seinem Aufbau und der Wirkungsweise her an sich bekannt ist.
    Das Abstützelement 1 hat ein hohlzylindrisches Gehäuse 2. Dieses verläuft über seinen Außenmantel 3 ortsfest in einer nicht dargestellten Aufnahme eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine. Hierbei ist auch an einen Schrägeinbau gedacht. In einer Bohrung 4 des Gehäuses 2 ist axial beweglich hierzu ein Druckkolben 5 dünnwandiger Bauart aufgenommen. Dieser Druckkolben 5 überragt mit seinem Kopf 6 einen Rand 7 des Gehäuses 2.
    Zwischen einer dem Kopf 6 abgewandten Stirnfläche 8 (hier eine Ringfläche) des Druckkolbens 5 und einer Unterseite 9 des Gehäuses 2 ist ein Hochdruckraum 10 für das Hydraulikmittel generiert. An einer Unterseite der Stirnfläche 8 verläuft ein Rückschlagventil 11, dessen Ventilkörper in Richtung zur Stirnfläche 8 angefedert ist.
    Axial oberhalb der Stirnfläche 8 ist vom Druckkolben 5 ein Vorratsraum 12 für Hydraulikmittel eingeschlossen. Somit wird der Hochdruckraum 10 aus dem Vorratsraum 12 über das Rückschlagventil 11 bedarfsweise mit Hydraulikmittel versorgt.
    Zudem kann sich der Fachmann der Figur entnehmen, dass das Gehäuse 2 von einem Radialdurchtritt 13 für das Hydraulikmittel durchdrungen ist. Dieser kommuniziert mit einer Zuleitung für das Hydraulikmittel im Zylinderkopf. Vom Radialdurchtritt 13 wird das Hydraulikmittel weiter in eine Ringnut 20 im Außenmantel 21 des Druckkolbens 5 geleitet. Diese Ringnut 20 liegt axial oberhalb des Radialdurchtritts 13 und hat zumindest einen Durchlass 14 in das Innere des Druckkolbens 5.
    Gleichzeitig ist axial unterhalb des Durchlasses 14 am Innenmantel 17 ein Schottmittel 15 befestigt. Dieses ist hier als Umlenkhülse 15a ausgebildet. Somit ist, ausgehend vom Durchlass 14, ein ringförmiger Steigpfad 18 nach dem Durchlass 14 für das Hydraulikmittel gebildet.
    Im Bereich des Kopfes 6, an welchem das Ende eines Schlepphebels aufliegt, wird das Hydraulikmittel in einen von der Umlenkhülse 15a eingeschlossenen Innenraum 19 geleitet. Somit stellt dieser Innenraum 19 den eigentlichen Vorratsraum 12 des Druckkolbens 5 dar. Von diesem Innenraum 19 erfolgt, in an sich bekannter Art und Weise, eine Weiterleitung des Hydraulikmittels über das Rückschlagventil 11 in den Hochdruckraum 10.
    Zudem ist zu erkennen, dass axial oberhalb des Durchlasses 14, jedoch unterhalb des Randes 7, zwei sich diametral gegenüber liegende Entlüftungsbohrungen 16 angeordnet. Diese liegen somit im Bereich des Steigpfades 18.
    Genau wegen des Einsatzes der Umlenkhülse 15a als Schottmittel 15, in Verbindung mit den vorgenannten Entlüftungsbohrungen 16, kommt es zu dem hervorragenden kombinatorischen Effekt, dass der Hochdruckraum 10 weitestgehend von Ölschaum und Luftblasen frei bleibt und das Abstützelement 1 somit bei Nockenhub nicht unerwünscht kompressibel wird.
    Nach dem Einströmen des Hydraulikmittels über den Durchlass 14 im Druckkolben 5 wird schon ein erstes Quantum an Luft über die Entlüftungsbohrungen 16 mittelbar ins Freie geleitet. Gleichzeitig liegt das unmittelbar oberhalb vom Rückschlagventil 11 akkumulierte Hydraulikmittel relativ beruhigt innerhalb der Umlenkhülse 15a vor. Dies rührt daher, dass es nicht mehr durch am Radialdurchtritt 13 einströmendes Hydraulikmittel verwirbelt und somit beeinflusst wird. Sollte das über den Steigpfad 18 in den Innenraum 19 der Umlenkhülse 15a geleitete Hydraulikmittel noch Luftblasen oder gelöste Luft aufweisen, so steigt die Luft peu ä peu nach oben und beeinflusst nicht das relativ "ruhig" vorliegende Hydraulikmittel unmittelbar vor dem Rückschlagventil 11.
    Liste der Bezugszahlen
    1
    Abstützelement
    2
    Gehäuse
    3
    Außenmantel
    4
    Bohrung
    5
    Druckkolben
    6
    Kopf
    7
    Rand
    8
    Stirnfläche
    9
    Unterseite
    10
    Hochdruckraum
    11
    Rückschlagventil
    12
    Vorratsraum
    13
    Radialdurchtritt
    14
    Durchlass
    15
    Schottmittel
    15a
    Umlenkhülse
    16
    Entlüftungsbohrung
    17
    Innenmantel
    18
    Steigpfad
    19
    Innenraum
    20
    Ringnut
    21
    Außenmantel

    Claims (6)

    1. Hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen Gehäuse (2), welches mit seinem Außenmantel (3) in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine einbaubar ist und in seiner Bohrung (4) einen axial beweglichen Druckkolben (5) aufnimmt, welcher Druckkolben (5) mit seinem Kopf (6) einen Rand (7) des Gehäuses (2) überragt, wobei zwischen einer dem Kopf (6) abgewandten Stirnfläche (8) des Druckkolbens (5) und einer Unterseite (9) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (10) für das Hydraulikmittel gebildet ist, der durch ein sich in Richtung zu diesem öffnendes und an der Stirnfläche (8) befestigtes Rückschlagventil (11) verschließbar ist, wobei der Hochdruckraum (10) aus einem vom Druckkolben (5) eingeschlossenen Vorratsraum (12) über das Rückschlagventil (11) mit Hydraulikmittel gespeist ist und wobei das Gehäuse (2) wenigstens einen Radialdurchtritt (13) für das Hydraulikmittel aus dem Zylinderkopf hat, der radial innen mit zumindest einem axial darüber liegenden Durchlass (14) im Druckkolben (5) in dessen Vorratsraum (12) in Fluidverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass
      a) einerseits durch Schottmittel (15) eine zumindest unmittelbar vor dem Rückschlagventil (11) befindliche Teilmenge an Hydraulikmittel von über den Durchlass (14) eintretendem Hydraulikmittel separiert ist und dass
      b) andererseits axial oberhalb des Durchlasses (14), jedoch innerhalb des Gehäuses (2), der Druckkolben (5) wenigstens eine Entlüftungsbohrung (16) hat.
    2. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Entlüftungsbohrungen (16) im Druckkolben (5) vorgesehen sind, welche umfangsmäßig gleichverteilt vorliegen.
    3. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schottmittel (15) als Umlenkhülse (15a) für das Hydraulikmittel ausgebildet ist, die axial unterhalb des Durchlasses (14) an einem Innenmantel (17) des Druckkolbens (5) dicht befestigt ist und sich bis in die Nähe dessen Kopfes (6) erstreckt, wobei zwischen der Umlenkhülse (15a) und einem Innnenmantel (17) des Druckkolbens (5) ein Steigpfad (18) für das Hydraulikmittel besteht, welches Hydraulikmittel im Bereich des Kopfes (6) in einen den eigentlichen Vorratsraum (12) bildenden Innenraum (19) der Umlenkhülse (15a) zur dessen unmittelbarer Akkumulation vor dem Rückschlagventil (11) geleitet ist.
    4. Abstützelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkhülse (15a) als dünnwandiges Leichtbauteil wie als Blechteil hergestellt und am Innenmantel (17) des Druckkolbens (5) durch ein Verfahren wie Einschnappen, Schweißen oder Kleben befestigt ist.
    5. Abstützelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigpfad (18) als umlaufender Ringkanal ausgebildet ist.
    6. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (14) im Druckkolben (5) in einer Ringnut (20) im Außenmantel (21) des Druckkolbens (5) liegt.
    EP05001645A 2004-02-12 2005-02-04 Hydraulisches Abstützelement Active EP1564383B1 (de)

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    DE102004006903 2004-02-12
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