EP1647678B1 - Hydraulic lash adjuster - Google Patents
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- F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
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- F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
Definitions
- the invention relates to a hydraulic clearance compensation element, consisting of a hollow cylindrical housing, which is fitted together with a relative to this axially movable pressure piston, wherein between facing end faces of the pressure piston and housing a high-pressure chamber for hydraulic means extends, via a at a bottom of the end face of the pressure piston applied and opening in the direction of the high-pressure chamber check valve from a pressure chamber enclosed by the pressure chamber can be supplied with the hydraulic fluid, wherein between an outer jacket of the pressure piston and a bore of the housing, a leakage gap for the hydraulic fluid from the high-pressure chamber is formed, wherein the end face of the housing has a stop surface forms for a ring portion of the end face of the pressure piston in the sunken state and wherein the bore of the housing in its adjacent to the end face of the bore portion in a ring extension expires.
- Such a clearance compensation element is disclosed in DE 199 42 983 A1. This is designed here as a hydraulic support element for a drag lever of a valve train of an internal combustion engine. If the internal combustion engine is turned off and the cam engaging the cam follower is in the stroke position, the pressure piston drops to the facing end face of the housing.
- undesirable particles can accumulate, as the person skilled in the art does not have to explain in detail. These consist, for example, of production-related primary dirt or particles washed in by the hydraulic medium, such as abrasion. These particles adhere adhesively to the outer jacket of the pressure piston and can pass into a leakage gap between the outer jacket of the pressure piston and the bore of the housing in the next compensation process in which the pressure piston performs an axial movement directed out of the bore of the housing. This can lead to jamming of the pressure piston in the bore of the housing, with the result that a play compensation function of the play compensation element is no longer given or the valve lift can not be completed properly. The tendency for the unwanted particles to accumulate is further enhanced by the fact that there is relatively little volume in the radial direction of the ring enlargement (puncture) on the outer surface of the sunken plunger.
- the object of the invention is therefore to provide a clearance compensation element of the aforementioned type, in which a simple manner "pulling in” of the outer shell of the plunger undesirable adhering particles in the leakage gap between the plunger and the housing is prevented.
- this object is achieved in that the end face of the pressure piston is provided in its transition region to the outer shell with an all-round chamfer whose height is greater than the height of the ring extension, wherein the chamfer in relation to the outer surface of the pressure piston at an angle in the range of 30 ° ⁇ 15 ° has.
- the bevel should also have an angle ⁇ in the range of 30 ° ⁇ 15 ° with respect to the outer jacket of the pressure piston, with an angle ⁇ of 30 ° being preferred, a particularly good wiping action of the undesired particles is achieved.
- a structural unit with the clearance compensation element according to the invention is provided, either as a switchable or non-switchable cam follower of a valve train of an internal combustion engine such as a roller tappet, tappets, tilting, oscillating or Drag lever or as a support element for a drag lever or as a belt or chain tensioning device, for example, a primary or secondary drive of an internal combustion engine, is shown.
- FIG. 1 discloses a cam follower 17, designed as a roller tappet, of a valve drive of an internal combustion engine.
- this cam follower 17 the clearance compensation element 1 according to the invention is installed.
- This consists, as is apparent from Figure 2, of a hollow cylindrical housing 2, which is assembled with a relative to this axially movable pressure piston 3.
- the housing 2 is in the embodiment of Figure 1 an integral part of an outer housing of the roller tappet 17th
- the pressure piston 3 has one end an end face 4. This spaced is an end face 5 of the housing 2 opposite. Between the end faces 4, 5, more specifically, between an immediate bottom 7 of the end face 4 of the plunger 3 and a stop surface 13 of the end face 5 of the housing 2, a high-pressure chamber 6 is formed for hydraulic means.
- the high pressure chamber 6 is supplied, if necessary, from an overlying reservoir 9 via a check valve 8 with hydraulic fluid.
- the check valve 8 opens in the direction of the high-pressure chamber 6.
- the reservoir 9 is surrounded by the pressure piston 3.
- a leakage gap 12 for the hydraulic fluid from the high-pressure chamber 6 is formed between an outer shell 10 of the pressure piston 3 and a bore 11 of the housing 2.
- a leakage gap 12 for the hydraulic fluid from the high-pressure chamber 6 is formed between an outer shell 10 of the pressure piston 3 and a bore 11 of the housing 2.
- the end face 5 of the housing 2 forms with its stop face 13 in the sunk state of the pressure piston 3 a plant for the underside 7 with the ring section 14. If the engine is turned off and the cam in question is on "hub", the generated by the high-pressure chamber 6 and quasi-rigid connection peu ä peu repealed and the pressure piston 3 slips into the housing 2, until it comes to the stop surface 13 to the plant.
- Production-related primary dirt can accumulate at the bottom region of the bore 11 of the housing 2, that is, on the stop surface 13.
- other particles such as general impurities in the hydraulic fluid but also abrasion or the like can accumulate. If, after the internal combustion engine has been put into operation, a first compensatory movement of the pressure piston 3 out of the housing 2 occurs, particles adhering to the outer jacket 10 of the pressure piston 13 can be pulled into the leakage gap 12 in the prior art. This can lead to jamming of the pressure piston 3 in the housing 2 in the worst case, whereby a proper clearance compensation function of the play compensation element 1 is no longer given.
- a ring extension 15 is applied.
- the end face 4 of the pressure piston 3 with a chamfer 16 whose height H F is greater than a height H R of the ring extension 15.
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spielausgleichselement, bestehend aus einem hohlzylindrischen Gehäuse, welches mit einem relativ zu diesem axial beweglichen Druckkolben zusammengesteckt ist, wobei zwischen einander zugewandten Stirnseiten von Druckkolben und Gehäuse ein Hochdruckraum für Hydraulikmittel verläuft, der über ein an einer Unterseite der Stirnseite des Druckkolbens appliziertes und sich in Richtung zum Hochdruckraum öffnendes Rückschlagventil aus einem vom Druckkolben eingeschlossenen Vorratsraum mit dem Hydraulikmittel versorgbar ist, wobei zwischen einem Außenmantel des Druckkolbens und einer Bohrung des Gehäuses ein Leckspalt für das Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum gebildet ist, wobei die Stirnseite des Gehäuses eine Anschlagfläche für einen Ringabschnitt der Stirnseite des Druckkolbens in dessen abgesunkenem Zustand bildet und wobei die Bohrung des Gehäuses in ihrem an die Stirnseite der Bohrung grenzenden Abschnitt in einer Ringerweiterung ausläuft.The invention relates to a hydraulic clearance compensation element, consisting of a hollow cylindrical housing, which is fitted together with a relative to this axially movable pressure piston, wherein between facing end faces of the pressure piston and housing a high-pressure chamber for hydraulic means extends, via a at a bottom of the end face of the pressure piston applied and opening in the direction of the high-pressure chamber check valve from a pressure chamber enclosed by the pressure chamber can be supplied with the hydraulic fluid, wherein between an outer jacket of the pressure piston and a bore of the housing, a leakage gap for the hydraulic fluid from the high-pressure chamber is formed, wherein the end face of the housing has a stop surface forms for a ring portion of the end face of the pressure piston in the sunken state and wherein the bore of the housing in its adjacent to the end face of the bore portion in a ring extension expires.
Ein derartiges Spielausgleichselement ist in der DE 199 42 983 A1 offenbart. Dieses ist hier als hydraulisches Abstützelement für einen Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine ausgebildet. Wird die Brennkraftmaschine abgestellt und befindet sich der den Schlepphebel beaufschlagende Nocken auf Hub, so sinkt der Druckkolben auf die zugewandten Stirnseite des Gehäuses ab.Such a clearance compensation element is disclosed in DE 199 42 983 A1. This is designed here as a hydraulic support element for a drag lever of a valve train of an internal combustion engine. If the internal combustion engine is turned off and the cam engaging the cam follower is in the stroke position, the pressure piston drops to the facing end face of the housing.
Im Hochdruckraum können sich, wie dem Fachmann nicht näher erläutert werden muss, unerwünschte Partikel akkumulieren. Diese bestehen beispielsweise aus fertigungsbedingtem Urschmutz oder aus vom Hydraulikmittel eingeschwemmten Teilchen wie Abrieb. Diese Partikel lagern sich adhäsiv am Außenmantel des Druckkolbens an und können beim nächsten Ausgleichsvorgang, bei welchem der Druckkolben eine aus der Bohrung des Gehäuses gerichtete Axialbewegung vollzieht, in einen Leckspalt zwischen dem Außenmantel des Druckkolbens und der Bohrung des Gehäuses gelangen. Dies kann zu einem Verklemmen des Druckkolbens in der Bohrung des Gehäuses mit der Folge führen, dass eine Spielausgleichsfunktion des Spielausgleichselements nicht mehr gegeben ist bzw. der Ventilhub nicht mehr ordnungsgemäß vollzogen werden kann. Begünstigt wird die Neigung zum Anlagern der unerwünschten Teilchen noch dadurch, dass am Außenmantel des abgesunkenen Druckkolbens relativ wenig Volumen in Radialrichtung zu der Ringerweiterung (Einstich) vorliegt.In the high-pressure chamber, undesirable particles can accumulate, as the person skilled in the art does not have to explain in detail. These consist, for example, of production-related primary dirt or particles washed in by the hydraulic medium, such as abrasion. These particles adhere adhesively to the outer jacket of the pressure piston and can pass into a leakage gap between the outer jacket of the pressure piston and the bore of the housing in the next compensation process in which the pressure piston performs an axial movement directed out of the bore of the housing. This can lead to jamming of the pressure piston in the bore of the housing, with the result that a play compensation function of the play compensation element is no longer given or the valve lift can not be completed properly. The tendency for the unwanted particles to accumulate is further enhanced by the fact that there is relatively little volume in the radial direction of the ring enlargement (puncture) on the outer surface of the sunken plunger.
Im Stand der Technik wurde zudem versucht, das oben geschilderte Problem mit dem Urschmutz durch sehr aufwändige Spülmaßnahmen zu lösen. Auch ist bekannt, durch dem eigentlichen Spielausgleichselement unmittelbar vorgelagerte Abscheider wie Siebe, Magnete etc. ein Eindringen von unerwünschten Teilchen in den Hochdruckraum zu verhindern.In the prior art was also trying to solve the above-described problem with the original dirt by very complex flushing. It is also known, by the actual clearance compensation element immediately upstream separator such as screens, magnets, etc. to prevent the penetration of unwanted particles in the high-pressure chamber.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Spielausgleichselement der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem auf einfache Art und Weise ein "Hineinziehen" von am Außenmantel des Druckkolbens unerwünscht anhaftenden Partikeln in den Leckspalt zwischen Druckkolben und Gehäuse verhindert ist.The object of the invention is therefore to provide a clearance compensation element of the aforementioned type, in which a simple manner "pulling in" of the outer shell of the plunger undesirable adhering particles in the leakage gap between the plunger and the housing is prevented.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Stirnseite des Druckkolbens in ihrem Übergangsbereich zum Außenmantel mit einer allumlaufenden Fase versehen ist, deren Höhe größer der Höhe der Ringerweiterung ist, wobei die Fase in Bezug auf den Außenmantel des Druckkolbens einen Winkel im Bereich von 30° ± 15° hat.According to the invention this object is achieved in that the end face of the pressure piston is provided in its transition region to the outer shell with an all-round chamfer whose height is greater than the height of the ring extension, wherein the chamfer in relation to the outer surface of the pressure piston at an angle in the range of 30 ° ± 15 ° has.
Hierdurch ist ein Anhaften der unerwünschten Partikel am Außenmantel des Druckkolbens wirkungsvoll verhindert oder anders gesagt hat der zylindrische Außenmantel des Druckkolbens keinen Kontakt mehr mit den unerwünschten Teilchen. Gleichzeitig liegt durch die relativ "hochgezogene" Fase mehr Volumen für Hydraulikmittel vor. Dies führt zwangsläufig dazu, dass mehr Raum für die unerwünschten Partikel vorhanden ist, ohne dass es zu einem Anhaften am Außenmantel des Druckkolbens kommt.As a result, adhesion of the unwanted particles on the outer jacket of the pressure piston is effectively prevented or in other words, the cylindrical outer surface of the pressure piston has no contact with the unwanted particles. At the same time, there is more volume for hydraulic fluid due to the relatively "raised" bevel. This inevitably leads to more space for the unwanted particles, without causing it to adhere to the outer jacket of the pressure piston.
Dadurch, dass die Fase in Bezug auf den Außenmantel des Druckkolbens zudem einen Winkel α im Bereich von 30° ± 15° aufweisen soll, wobei ein Winkel α von 30° als bevorzugt anzusehen ist, wird eine besonders gute Abstreifwirkung der unerwünschten Partikel erzielt.Due to the fact that the bevel should also have an angle α in the range of 30 ° ± 15 ° with respect to the outer jacket of the pressure piston, with an angle α of 30 ° being preferred, a particularly good wiping action of the undesired particles is achieved.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Baueinheit mit dem erfindungsgemäßen Spielausgleichselement vorgesehen, die entweder als schaltbarer oder nichtschaltbarer Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine wie ein Rollenstößel, Tassenstößel, Kipp-, Schwing- oder Schlepphebel bzw. als Abstützelement für einen Schlepphebel oder die als Riemen- oder Kettenspannvorrichtung, beispielsweise eines Primär- oder Sekundärtriebes einer Brennkraftmaschine, dargestellt ist.According to a further embodiment of the invention, a structural unit with the clearance compensation element according to the invention is provided, either as a switchable or non-switchable cam follower of a valve train of an internal combustion engine such as a roller tappet, tappets, tilting, oscillating or Drag lever or as a support element for a drag lever or as a belt or chain tensioning device, for example, a primary or secondary drive of an internal combustion engine, is shown.
Generell ist eine Applikation des erfindungsgemäßen Spielausgleichselements überall in Baueinheiten denkbar, wo es gilt, thermisch- und/oder verschleißbedingtes Spiel auszugleichen.In general, an application of the play compensation element according to the invention is conceivable everywhere in units where it is necessary to compensate for thermal and / or wear-related play.
Die Erfindung ist zweckmäßiger Weise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1- einen Rollenstößel mit einem erfindungsgemäßen hydraulischen Spielausgleichselement und
Figur 2- das Spielausgleichselement nach
Figur 1 in vergrößerter Darstellung.
- FIG. 1
- a roller tappet with a hydraulic clearance compensation element according to the invention and
- FIG. 2
- the clearance compensation element of Figure 1 in an enlarged view.
Figur 1 offenbart einen als Rollenstößel ausgebildeten Nockenfolger 17 eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine. In diesen Nockenfolger 17 ist das erfindungsgemäße Spielausgleichselement 1 eingebaut. Dieses besteht, wie auch aus Figur 2 hervorgeht, aus einem hohlzylindrischen Gehäuse 2, das mit einem relativ zu diesem axial beweglichen Druckkolben 3 zusammengebaut ist. Das Gehäuse 2 ist bei der Ausgestaltung nach Figur 1 integraler Bestandteil eines Außengehäuses des Rollenstößels 17.FIG. 1 discloses a
Der Druckkolben 3 hat einenends eine Stirnseite 4. Dieser beabstandet liegt eine Stirnseite 5 des Gehäuses 2 gegenüber. Zwischen den Stirnseiten 4, 5, genauer gesagt zwischen einer unmittelbaren Unterseite 7 der Stirnseite 4 des Druckkolbens 3 und einer Anschlagfläche 13 der Stirnseite 5 des Gehäuses 2, ist ein Hochdruckraum 6 für Hydraulikmittel gebildet. Der Hochdruckraum 6 wird bedarfsweise aus einem darüber liegenden Vorratsraum 9 über ein Rückschlagventil 8 mit Hydraulikmittel versorgt. Das Rückschlagventil 8 öffnet sich in Richtung zum Hochdruckraum 6. Der Vorratsraum 9 ist vom Druckkolben 3 umschlossen.The
Zwischen einem Außenmantel 10 des Druckkolbens 3 und einer Bohrung 11 des Gehäuses 2 ist ein Leckspalt 12 für das Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum 6 gebildet. Beim Nockenhub wird, wie der Fachwelt ausreichend bekannt ist, eine geringfügige Menge an Hydraulikmittel aus dem Hochdruckraum 6 über den Leckspalt 12 ausgepresst und mittelbar wieder in den Vorratsraum 9 zurückgeführt.Between an
Die Stirnseite 5 des Gehäuses 2 bildet mit ihrer Anschlagfläche 13 im zusammengesunkenen Zustand des Druckkolbens 3 eine Anlage für dessen Unterseite 7 mit dem Ringabschnitt 14. Wird die Brennkraftmaschine abgestellt und steht der betreffende Nocken auf "Hub", so wird die durch den Hochdruckraum 6 erzeugte und quasi steife Verbindung peu ä peu aufgehoben und der Druckkolben 3 rutscht in das Gehäuse 2 hinein, bis er an dessen Anschlagfläche 13 zur Anlage kommt.The
Fertigungsbedingter Urschmutz kann sich am Bodenbereich der Bohrung 11 des Gehäuses 2, also auf der Anschlagfläche 13, ansammeln. Gegebenenfalls können sich auch andere Partikel wie generelle Verunreinigungen im Hydraulikmittel aber auch Abrieb oder dgl. akkumulieren. Kommt es nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine zu einer ersten Ausgleichsbewegung des Druckkolbens 3 aus dem Gehäuse 2 heraus, so können im Stand der Technik am Außenmantel 10 des Druckkolbens 13 haftende Partikel in den Leckspalt 12 gezogen werden. Dies kann im ungünstigsten Fall zu einem Verklemmen des Druckkolbens 3 im Gehäuse 2 führen, wodurch eine ordnungsgemäße Spielausgleichsfunktion des Spielausgleichselements 1 nicht mehr gegeben ist.Production-related primary dirt can accumulate at the bottom region of the
Im Übergangsbereich von der Bohrung 11 des Gehäuses 2 zu der Anschlagfläche 13 ist, wie näher aus Figur 2 hervorgeht, eine Ringerweiterung 15 appliziert. Um ein Anhaften der vorgenannten Partikel am Außenmantel 10 des Druckkolbens 3 zu verhindern, wird vorgeschlagen, die Stirnseite 4 des Druckkolbens 3 mit einer Fase 16 zu versehen, deren Höhe HF größer einer Höhe HR der Ringerweiterung 15 ist.In the transition region from the
Aufgrund dieser sehr einfachen Maßnahme ist ein Anhaften der unerwünschten Partikel am Außenmantel 10 des Druckkolbens 3 verhindert. Somit können diese Partikel auch nicht mehr in den Leckspalt 12 mit der vorgenannten negativen Folge gelangen.Because of this very simple measure, adhesion of the unwanted particles to the
Um ein besonders gutes Abstreifen der anhaftenden Partikel oder ähnliches zu erzielen, ist es vorgeschlagen, die Fase 16 in Bezug auf den Außenmantel 10 des Druckkolbens 3 in einem Winkel α im Bereich von 30° ± 15° auszuführen.In order to achieve a particularly good stripping of the adhering particles or the like, it is proposed to carry out the
Auch ist aus Figur 2 zu entnehmen, dass durch die erfindungsgemäß ausgeführte Fase 16 mehr Volumen im Hochdruckraum 6 bei Anlage des Druckkolbens 3 an der Anschlagfläche 13 des Gehäuses 2 vorliegt. Somit ist einfach gesagt in diesem Bereich mehr Raum geschaffen, in welchem sich die unerwünschten Partikel verteilen können, ohne dass es zu einem Anhaften am Druckkolben 3 kommt.It can also be seen from FIG. 2 that more volume is present in the high-
- 11
- SpielausgleichselementLash adjuster
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Druckkolbenpressure piston
- 44
- Stirnseite DruckkolbenFront side of the pressure piston
- 55
- Stirnseite GehäuseFront side housing
- 66
- HochdruckraumHigh-pressure chamber
- 77
- Unterseite DruckkolbenBottom pressure piston
- 88th
- Rückschlagventilcheck valve
- 99
- Vorratsraumpantry
- 1010
- Außenmantelouter sheath
- 11 111 1
- Bohrungdrilling
- 1212
- Leckspaltleakage gap
- 1313
- Anschlagfläche GehäuseStop surface housing
- 1414
- Ringabschnitt DruckkolbenRing section of pressure piston
- 1515
- Ringerweiterungring expansion
- 1616
- Fasechamfer
- 1717
- Nockenfolgercam follower
- HF H F
- Höhe FaseHeight chamfer
- HR H R
- Höhe RingerweiterungHeight ring extension
- αα
- Winkel FaseAngle chamfer
Claims (3)
- Hydraulic clearance compensation element (1) comprising a hollow cylindrical housing (2) that is inter-inserted with an axially relatively displaceable pressure piston (3), wherein a high pressure chamber (6) for hydraulic medium extends between opposing front ends (4, 5) of the pressure piston (3) and the housing (2), which high pressure chamber (6) can be supplied, via a one-way valve (8) that is arranged on an undersurface (7) of the front end (4) of the pressure piston (3) and opens towards the high pressure chamber (6), with the hydraulic medium out of a reservoir (9) enclosed by the pressure piston (3), a leak gap (12) for the hydraulic medium out of the high pressure chamber (6) being formed between an outer peripheral surface (10) of the pressure piston (3) and a bore (11) of the housing (2), the front end (5) of the housing (2) forming a stop surface (13) for an annular portion (14) of the front end (4) of the pressure piston (3) in a sunk state of the pressure piston (3), and wherein the bore (11) of the housing (2), in its portion adjoining the front end (5) of the bore (11), ends in an annular enlargement (15), characterised in that the front end (4) of the pressure piston (3) comprises in its transition region to the outer peripheral surface (10), a circumferentially extending chamfer (16) whose height (HF) is larger than the height (HR) of the annular enlargement (15), the chamfer (16) being inclined at an angle (α) in the range of 30° ± 15° relative to the outer peripheral surface (10) of the pressure piston (3).
- Assembly comprising a clearance compensation element according to claim 1, characterised in that the assembly is configured as a cam follower (17) or a support element for a cam follower of a valve train of an internal combustion engine.
- Assembly comprising a clearance compensation element according to claim 1, characterised in that the assembly is configured as a tensioning device for a belt or a chain.
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