EP1564383B1

EP1564383B1 - Hydraulisches Abstützelement

Info

Publication number: EP1564383B1
Application number: EP05001645A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Mayer; Harald Smola; Benedikt Dr. Klaus; Christian Dr. Kunze
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Schaeffler KG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: DE502005000508D1; US20050178351A1; EP1564383A1; DE102004006903A8; US6959677B2; DE102004006903A1

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Abstützelement ist aus der Druckschrift DE-A-195 29 044 bekannt. Dort ist die Umlenkhülse, welche in dem Druckkolben aufgenommen ist, an dem oberen Kolbenteil nicht dicht angebracht, um einen Rückfluss von Leckageöl zum Vorratsraum zu ermöglichen. Hierfür ist zusätzlich ein Ring mit einer Sprengfuge zwischen den beiden Kolbenteilen vorgesehen.
Aus der Druckschrift EP-A-0 351 033 ist ein Abstützelement bekannt, bei welchem die Umlenkhülse in das obere Kolbenteil dicht eingepresst ist, wonach dieses und das untere Kolbenteil miteinander verschweißt werden. Dabei besteht die Gefahr, dass in dem Druckkolben Schweißpartikel in das Rückschlagventil gelangen und dessen Funktion beeinträchtigen.
Ein Abstützelement ist auch aus der Druckschrift DE-A- 195 07 240 bekannt. Das Hydraulikmittel wird dort 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 die Umlenkhülse axial unterhalb des Durchlasses an einem Innenmantel des oberen Kolbenteils des Druckkolbens durch Einschnappen oder Klipsen bzw. durch Schweißen, Löten oder Kleben dicht befestigt ist.
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 besteht darin, dass diese beispielsweise durch Einschnappen oder Klipsen am Innenmantel des Druckkolbens befestigt werden kann. 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

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 aus einem unteren und einem oberen Kolbenteil axial zusammengesetzt ist und 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, wobei
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 wobei

b) andererseits axial oberhalb des Durchlasses (14), jedoch innerhalb des Gehäuses (2), der Druckkolben (5) wenigstens eine Entlüftungsbohrung (16) aufweist,
wobei ferner das Schottmittel (15) als Umlenkhülse (15a) für das Hydraulikmittel ausgebildet ist, die sich bis in die Nähe des Kopfes (6) erstreckt, wobei zwischen der Umlenkhülse (15a) und einem Innenmantel (17) des oberen Kolbenteils des Druckkolbens (5) ein Steigpfad (18) für das Hydraulikmittel besteht, welches im Bereich des Kopfes (6) in einen den eigentlichen Vorratsraum (12) bildenden Innenraum (19) der Umlenkhülse (15a) zu dessen unmittelbarer Akkumulation vor dem Rückschlagventil (11) geleitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkhülse (15a) axial unterhalb des Durchlasses (14) an einem Innenmantel (17) des oberen Kolbenteils des Druckkolbens (5) durch Einschnappen oder Klipsen bzw. Schweißen, Löten oder Kleben dicht befestigt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkhülse (15a) als dünnwandiges Leichtbauteil, wie Blechteil, oder in Kunststoffausbildung hergestellt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Entlüftungsbohrungen (16) im Druckkolben (5) vorgesehen sind, welche umfangsmäßig gleichverteilt vorliegen.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigpfad (18) als umlaufender Ringkanal ausgebildet ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (14) im Druckkolben (5) in einer Ringnut (20) im Außenmantel (21) des Druckkolbens (5) liegt.