WO1993019286A1 - Tassenstössel mit hydraulischem ventilspielausgleich - Google Patents

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WO1993019286A1
WO1993019286A1 PCT/EP1993/000669 EP9300669W WO9319286A1 WO 1993019286 A1 WO1993019286 A1 WO 1993019286A1 EP 9300669 W EP9300669 W EP 9300669W WO 9319286 A1 WO9319286 A1 WO 9319286A1
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WO
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tappet
tappet according
sleeve
cover element
guide
Prior art date
Application number
PCT/EP1993/000669
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen RABE
Original Assignee
Ina Wälzlager Schaeffler Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ina Wälzlager Schaeffler Kg filed Critical Ina Wälzlager Schaeffler Kg
Publication of WO1993019286A1 publication Critical patent/WO1993019286A1/de

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Classifications

    • 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
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • F01L2301/02—Using ceramic materials

Definitions

  • the invention relates to a bucket tappet with hydraulic valve play compensation for internal combustion engines, consisting of a tappet housing which consists of a cylindrical, ceramic sleeve and a circular base which faces a control cam, one projecting from the bottom into the interior of the tappet housing , annular guide sleeve, and with a cover element delimiting a first oil reservoir, which is arranged concentrically in the tappet housing.
  • the invention has for its object to provide a bucket tappet with a ceramic tappet housing, in which the disadvantages described above are eliminated, the occurring types of critical stress such as tensile and bending stress are reduced and, viewed from the critical load state, are ineffective.
  • this object is achieved according to the characterizing part of claim 1 in that the guide sleeve, the bottom and the cylindrical sleeve are integrally formed from a ceramic material and that, as described in a further development of the invention in claim 2, from an underside of the bottom starting, extending into the first oil reservoir, at least one radial stiffening web is provided.
  • the advantage of this design is that the plunger housing has a much lower weight than the previously known due to its all-ceramic design. In order to minimize the problem of bending and tensile loads, at least one stiffening web is provided. This is able to at least reduce the above-mentioned types of stress that are difficult to control.
  • stiffening webs have V-shaped incisions. It is also envisaged to use only stiffening webs on one side. The latter variant is selected for low loads. This is also favorable in relation to the total mass of the tappet, but the former should be preferred.
  • Claim 6 represents an alternative proposal to the above. If, for example, it is difficult to manufacture, the stiffening web can be connected in one piece to the tappet housing, it is possible to use it as a separate component. This component then also has different strength properties than that of the ceramic originally used. Again, the possibilities of designing the stiffening webs are conceivable here.
  • the claim 7 relates to the cover element, which is provided with at least one at right angles to its transverse plane and positively connected with this approach. It is also conceivable not to lead this approach exactly perpendicular to the cover element or to manufacture it from a part subsequently connected to the cover element. This approach can be handled relatively easily in terms of production technology and serves to fix the position of the cover element.
  • the approach is in the first oil extends the council chamber and has a position fixation in a guide extending from the inside of the cylindrical sleeve.
  • the one-piece connection of the guide with the cylindrical sleeve eliminates the expense of installing an additional part and fastening it.
  • the attachment of the attachment in this guide represents a simple solution, as mentioned above, for fixing the cover element in position.
  • Claim 9 relates to an advantageous development of leadership for the approach. It is shown here that this dovetail is similar. This shape offers the best guarantee that the covering element remains in its predetermined position.
  • a first labyrinth-like passage is formed between the extension in the guide and the inside of the cylindrical sleeve, a channel for the passage of oil from the passage into between the axial end face of the extension facing the floor and the underside of the floor the first oil reservoir is provided.
  • Claim 11 relates to annular bulges running radially on the inside of the cylindrical sleeve. These bulges serve to secure the cover element axially. It is conceivable to connect the cover element to the sleeve directly during the sintering process. Another solution provides for suitable, for example polymeric, intermediate layers to be brought between the contact surfaces of the cover element and the inside of the cylindrical sleeve in order to facilitate the joining process in this case.
  • Claim 12 once again relates to an advantageous configuration of the bulges. These can be connected to form a circumferential ring.
  • the advantages of this solution are the same as for the latter, but this variant is favorable in relation to the sealing of the first oil inlet space against escaping engine oil.
  • the claim 13 relates to an annular groove in the guide sleeve.
  • a complementary counterpart of the cover element sits in this groove. It serves to further fix the position of the cover element and additionally to secure against leakage of motor oil from the first storage space.
  • a connection of the counterpart of the cover element to the guide sleeve is to take place, as described in the last paragraph.
  • a horizontal extension extending from the cover element extends into the above-mentioned slot.
  • This approach in the slot should advantageously compensate for the differences that occur due to different coefficients of thermal expansion in the event of heating and gap formation between the cylindrical sleeve and a surrounding bore of the cylinder head of the internal combustion engine.
  • Claim 17 relates to an annular extension extending perpendicularly to the cover element, this being supported on the inside of the guide sleeve. It is intended that this approach, or at least one partial area, which takes over the guidance of the actual play compensation element. Through this training it is possible to reduce the loads on the ceramic plunger housing. Since the guide for the actual play compensation element can be ceramic in these cases, as in the cases described above, other, for example polymeric, intermediate layers can be provided to avoid undesired play. Another solution proposes to increase the cold play of the play compensation element in the annular and ceramic guide sleeve. If the backlash compensation element is expected to heat up as a result of the combustion process of the internal combustion engine, it expands into a range which corresponds to the desired size of the leakage gap.
  • a second labyrinth-like passage for the oil transfer from the first oil storage space into the second oil storage space is provided between a partial area of an outer lateral surface of the annular extension and the inside of the guide sleeve. It is therefore possible to provide a second labyrinth-like passage to a second oil reservoir without additional manufacturing effort. Additional components are not required here.
  • the cover element can consist of a ceramic or polymeric material. These materials make the total mass of the cup tappet favorable. These design options allow the cover element to be adapted to the various applications and load cases.
  • the claim 20 relates to a tappet, the cover element consists of a metallic material. This variant should be used if problems arise when joining a ceramic cover element with a ceramic tappet housing in the manufacturing process.
  • bucket tappet described here should not be limited to the valve train of internal combustion engines. All areas are conceivable in which it is due to thermal expansion or wear applies to equalize a game.
  • FIG. 2 is a bottom view of a tappet housing of a tappet
  • FIG. 4 shows a plan view of the cover element according to FIG. 3,
  • FIG. 5 shows an axial section of a tappet housing with a built-in cover element
  • FIG. 6 shows an axial section of a further tappet housing with a built-in cover element
  • FIG. 7 shows a further variant of a tappet housing with a built-in cover element
  • FIG. 8 shows an additional variant of a tappet housing with a built-in cover element.
  • FIG. 1 shows an axial section of a tappet housing 1 of a cup tappet 2.
  • the plunger housing 1 consists of a cylindrical sleeve 3 and a circular base 4.
  • the base 4 faces a control cam (not shown).
  • An annular guide sleeve 5 protrudes from the bottom 4 into the interior of the tappet housing 1.
  • a first oil storage space 6 is arranged in this, which is delimited by an inner side 7 of the cylindrical sleeve 3, a lower side 8 of the bottom 4, and an outer surface 9 of the guide sleeve 5 and a cover element 10, which is described in more detail in FIG.
  • Radial stiffening webs 12 are distributed in the first oil reservoir 6. In the example shown here (see also FIG. 2), four stiffening webs 12 are provided. However, it is also conceivable, depending on the load, to vary it between an individual stiffening web 12 and a concentrically rotating ring. In this example, the above-mentioned stiffening web 12 has an inverted V-shape and is arranged starting from the underside 8 of the base 4. Other forms of designing the reinforcing web 12 are also conceivable. This is still connected in one piece to the base 4 and, tapering in the direction facing away from the base 4, lies on the outer surface 9 of the annular guide sleeve 5 and on the inside 7 of the cylindrical sleeve 3.
  • the plunger housing 1 further consists of a slot 16 which is open in the direction facing away from the base 4, the slot being located in the sleeve 3 and serving to accommodate a horizontal extension 17 (see FIG. 3) of the cover element 10.
  • the guide sleeve 5 concentrically encloses the actual play compensation element (not shown in more detail).
  • second oil reservoir 18 The guide sleeve 5, the bottom 4, the cylindrical sleeve 3 and the stiffening webs 12 are integrally formed from ceramic material.
  • a bottom view of the tappet housing 1 according to FIG. 1 can be seen from FIG.
  • a dovetail-like guide 19, starting from the inside 7 of the housing 1, enables a further extension 20 (see FIG. 3) arranged in a form-fitting manner at right angles to the cover element 10 to fix the position.
  • This extension 20 is received by the guide 19, which starts from the base 4, and has a shape that is complementary to the guide 19.
  • a labyrinthine passage 21 for the passage of oil from an oil inlet opening 22 (see also FIG. 1) into the first oil storage space 6 is thus formed between the projection 20 (see also FIG. 5) and the inside 7 of the sleeve 3.
  • the extension 20 (see FIG. 3) extends with its axial end face 23 to just before the underside 8 of the base 4 and thus allows the oil to pass from the passage 21 into the first oil reservoir 6.
  • FIG. 3 shows an axial section of the above-mentioned cover element 10, the essential structure of which can be found in the previous description of the figures.
  • the cover element 10 is shown as consisting of a ceramic material.
  • Another variant according to the invention provides for this to be made from polymeric or metallic materials.
  • An annular groove 25 is introduced on a radial outer surface 24 of the cover element 10. In the assembled state, the annular bulge 11 (see FIG. 1) of the inside 7 of the sleeve 3 engages in this groove 25 and fixes the cover element 10 inside the tappet housing 1 at the location thus predetermined for it.
  • FIG. 4 A top view of the cover element 10 according to FIG. 3 can be seen in FIG. 4.
  • the dovetail-like extension 20 with its axial end face 23 and the further extension 17 engaging in the slot 16 (see FIG. 1) can be seen.
  • four circumferentially distributed grooves 25 are represented by a thin dash-and-dash line.
  • FIG. 5 shows a tappet housing 1 according to FIG. 1.
  • circumferentially distributed stiffening webs 12 are again provided, but these are supported only on the inside 7 of the sleeve 3 and on the underside 8 of the base 4. It is also conceivable that these stiffening webs 12 consist of a metallic material and parts subsequently introduced into the tappet housing.
  • the cover element 10 according to FIG. 3 can be seen in the installed state.
  • a further transfer opening 26 is used for the oil transfer from the first oil storage space 6 into a further passage 27 via a recess 28 in the underside 8 of the base 4 into the second oil storage space 18.
  • the cover element 10 has a ring-shaped extension 29 which extends perpendicularly to the latter and which is supported on the inside 30 of the guide sleeve 5. It is provided to form the second gear 27 for the oil transfer between a portion of the shoulder 29 and the inside 30 of the guide sleeve 5. In its area 31 facing away from the bottom 4, the cover element 10 forms part of the sleeve 3 and thus takes over its function. In this case, the projection 20 is designed to run all the way round and, except for the passage 21, lies against the inside 7 of the sleeve 3.
  • FIG. 7 shows a further variation of the tappet housing 1 according to FIG. 6.
  • the sleeve 3 is configured similarly to that shown in a previous figure.
  • the cover element 10 has a U-shaped cross section and is seated with its shoulder 29 in turn in the guide sleeve 5. With its further extension 20, the cover element 10 bears against the inside 7 of the sleeve 3.
  • the cover element 10 "extends with a further extension 32, which is arranged at right angles to this. And points in the direction facing away from the bottom 4, into the slot 16 shown in FIG. 1.
  • This extension 32 can protrude slightly beyond the slot 16 and so the previously described ne take over compensation function.
  • Another approach 33 is provided for partial guidance of the game compensation element, not shown.
  • A1 2 0 3 or Si 3 N 4 is provided as the material for all tappet housings 1 according to the invention.

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Abstract

Bei einem Tassenstößel (2) mit hydraulischem Ventilspielausgleich soll dessen Stößelgehäuse (1), bestehend aus einem Boden (4), einer Hülse (3) und einer Führungshülse (5) aus einem keramischen Werkstoff gefertigt werden, wobei dieser Tassenstößel (2) den kritischen Belastungsarten wie Zug- und Biegebeanspruchungen standhält. Erfindugsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das keramische Stösselgehäuse (1) durch wenigstens einen sich in den ersten Ölvorratsraum erstreckenden radialen Versteifungssteg (12) verstärkt ist.

Description

Beschreibung
Tassenstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich
Die Erfindung betrifft einen Tassenstößel mit hydraulischem Ventil¬ spielausgleich für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Stößelge¬ häuse, welches aus einer zylinderförmigen, keramischen Hülse und einem kreisförmigen Boden besteht, der einem Steuernocken zugewandt ist, wobei von dem Boden eine in das Innere des Stößelgehäuses ragende, ringförmige Führungshülse ausgeht, und mit einem, einen ersten Ölvor- ratsraum begrenzenden Abdeckelement, das konzentrisch in dem Stößelge¬ häuse angeordnet ist.
Ein derartiger Stößel geht aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 41 38995.6 hervor. Hier wird im Beschreibungsteil darauf verwiesen, daß die zylinderförmige Hülse aus einem keramischen Bauteil bestehen kann. An die Innenseite dieser Hülse stützt sich ein den ersten Ölvorratsrau in die vom Boden abgewandte Richtung begren¬ zendes Element ab. Dieses ist über eine Schnappverbindung an der Innenseite der Hülse befestigt. Durch die Schnappverbindung wird sie unerwünscht auf Biegung beansprucht. Desweiteren sind zusätzliche Maßnahmen vorzusehen, um den ersten Ölvorratsraum gegen Auslaufen von Öl zu sichern.
Von Nachteil bei den bisher ausgeführten Tassenstößeln mit einer keramischen Hülse sind auch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungs¬ koeffizienten von der Hülse zu.dem sie in Bohrungen führenden Zylin¬ derkopf. Die im Falle einer Erwärmung daraus resultierende Spaltbil- düng zwischen beiden Teilen führt zu unerwünschten Öldurchflüssen zwischen diesen. Durch den somit vergrößerten Kippwinkel des Tassen¬ stößels in der Bohrung des Zylinderkopfes erhöht sich weiterhin die auf die Hülse einwirkende Radialkraft.
Der Fachwelt ist es auch bekannt, daß beim Einsatz von Tassenstößeln mit hydraulischem Ventilspielausgleich deren Gehäuse und Führungs¬ hülsen besonderen Beanspruchungen, die sowohl Zug- und Druck- als auch Biegebeanspruchungen einschließen, unterliegen. Nach dem bisherigen Stand der Technik ist die zu favorisierende Beanspruchungsart für keramische Bauteile lediglich die Druckbeanspruchung. Zug- und Biege¬ beanspruchungen sind zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tassenstößel mit einem keramischen Stößelgehäuse zu schaffen, bei dem die eingangs beschrie¬ benen Nachteile beseitigt, die auftretenden kritischen Beanspruchungs¬ arten wie Zug- und Biegebeanspruchung gemindert und, vom kritischen Belastungszustand betrachtet, unwirksam sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß die Führungshülse, der Boden und die zylinderförmige Hülse einstückig, aus einem keramischen Material gebildet sind und daß, wie in Weiterbildung der Erfindung in Anspruch 2 beschrieben, von einer Unterseite des Bodens ausgehend, sich in den ersten Ölvorratsraum erstreckend, wenigstens ein radialer Verstei¬ fungssteg vorgesehen ist. Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist es, daß das Stößelgehäuse aufgrund seiner vollkeramischen Ausbildung ein wesentlich geringeres Gewicht als die bisher bekannten besitzt. Um das Problem der Biege- und Zugbelastungen zu minimieren, ist wenigstens ein Versteifungssteg vorgesehen. Dieser ist in der Lage, die oben¬ genannten schlecht beherrschbaren Belastungsarten wenigstens zu min¬ dern.
Weitergehende, erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 20 und werden im folgenden näher beschrieben. Dabei erweist es sich, wie in Anspruch 3 beschrieben, als vorteilhaft, vier umfangsverteilte, radiale Versteifungsstege vorzusehen, da diese die auf die Hülse einwirkenden Radialkräfte mindern.
Als zweckmäßig erweist es sich nach Anspruch 4, die Versteifungsstege einstückig mit dem Stößelgehäuse zu verbinden. Als bevorzugtes Ferti¬ gungsverfahren ist an dieser Stelle das Spritzgießen genannt. Durch die hier aufgeführte Lösung entfällt das Einlegen eines zusätzlichen Halteelements. Der Fertigungs- und Montageaufwand ist gesenkt.
In Anspruch 5 ist aufgeführt, daß die Versteifungsstege V-förmige Einschnitte aufweisen. Dabei ist es auch vorgesehen, nur jeweils einseitig anliegende Versteifungsstege zu verwenden. Bei geringen Belastungen wird letztgenannte Variante gewählt. Diese ist auch gün- stig in Bezug auf die Gesamtmasse des Tassenstößels, jedoch sollte der erstgenannten der Vorzug gegeben werden.
Der Anspruch 6 stellt einen alternativen Vorschlag zu den obengenann¬ ten dar. Läßt es sich beispielsweise fertigungstechnisch schwierig realisieren, den Versteifungssteg einstückig mit dem Stößelgehäuse zu verbinden, so besteht die Möglichkeit, diesen als separates Bauteil einzusetzen. Dieses Bauteil besitzt dann auch andere Festigkeitseigen¬ schaften als die der ursprünglich verwendeten Keramik. Denkbar sind hier wiederum die Möglichkeiten der Ausbildung der Versteifungsstege nach dem Anspruch 5.
Der Anspruch 7 bezieht sich auf das Abdeckelement, das mit mit wenig¬ stens einem im rechten Winkel zu dessen Querebene verlaufenden und formschlüssig mit diesem verbundenen Ansatz versehen ist. Denkbar ist es auch, diesen Ansatz nicht exakt senkrecht zum Abdeckelement zu führen, bzw. ihn aus einem nachträglich mit dem Abdeckelement ver¬ bundenen Teil zu fertigen. Dieser Ansatz läßt sich fertigungstechnisch relativ einfach bewältigen und dient einer Lagefixierung des Abdeck¬ elementes.
Aus Anspruch 8 geht hervor, daß der Ansatz sich in den ersten Ölvor- ratsraum erstreckt und eine Lagefixierung in einer von der Innenseite der zylinderförmigen Hülse ausgehenden Führung aufweist. Durch die einstückig Verbindung der Führung mit der zylinderförmigen Hülse entfällt der Aufwand für die Montage eines zusätzlichen Teiles und dessen Befestigung. Gleichzeitig stellt die Befestigung des Ansatzes in dieser Führung eine wie obengenannt einfache Lösung zur Lagefixie¬ rung des Abdeckelementes dar.
Anspruch 9 bezieht sich auf eine vorteilhafte Weiterbildung der Füh- rung für den Ansatz. Hier ist aufgeführt, daß dieser schwalbenschwanz¬ ähnlich ist. Diese Formgebung bietet die beste Gewähr, daß das Abdeck¬ element in seiner ihm vorbestimmten Position verbleibt.
Nach Anspruch 10 ist zwischen dem Ansatz in der Führung und der Innen- seite der zylinderförmigen Hülse ein erster labyrinthartiger Gang gebildet, wobei zwischen der dem Boden zugewandten axialen Endfläche des Ansatzes und der Unterseite des Bodens ein Kanal für den Übertritt von Öl aus dem Gang in den ersten Ölvorratsraum vorgesehen ist. Somit entfällt der zusätzliche Aufwand zur Bildung eines Kanals für den Ölübertritt in der zylinderförmigen Hülse. Gleichzeitig ist dadurch eine Aus!aufsicherung gegen austretendes Motorenöl aus dem ersten Ölvorratsraum gegeben. Dies könnte beispielsweise beim Schrägstehen der Brennkraftmaschine der Fall sein.
Der Anspruch 11 bezieht sich auf an der Innenseite der zylinderförmi¬ gen Hülse radial verlaufende, ringförmige Auswulstungen. Diese Auswul¬ stungen dienen einer axialen Lagesicherung des Abdeckelementes. Denk¬ bar ist es, das Abdeckelement unmittelbar während des Sinterprozesses mit der Hülse zu verbinden. Eine weitere Lösung sieht vor, geeignete, beispielsweise polymere, Zwischenschichten zwischen die Kontaktflächen des Abdeckelementes und die Innenseite der zylinderförmigen Hülse zu bringen, um den Fügeprozeß in diesem Fall zu erleichtern.
Der Anspruch 12 bezieht sich noch einmal auf eine vorteilhafte Ausge- staltung der Auswulstungen. Diese können zu einem umlaufenden Ring verbunden sein. Bei dieser Lösung ergeben sich die Vorteile wie bei der letztgenannten, jedoch ist diese Variante günstig in bezug auf die Abdichtung des ersten Öleinlaßraumes gegen austretendes Motorenöl.
Der Anspruch 13 bezieht sich auf eine ringförmige Nut in der Führungs- hülse. In dieser Nut sitzt ein komplementäres Gegenstück des Abdeck¬ elementes ein. Sie dient einer weiteren Lagefixierung des Abdeckele¬ mentes und zusätzlich einer Sicherung gegen Auslaufen von Motorenöl aus dem ersten Vorratsraum. Eine Verbindung des Gegenstückes des Abdeckelementes mit der Führungshülse soll, wie im letzten Absatz beschrieben, erfolgen.
Gemäß Anspruch 14 ist es vorgesehen, in der zylinderförmigen Hülse einen vertikalen, und in die vom Boden abgewandte Richtung offenen Schlitz auszubilden, wobei dieser Schlitz sich wenigstens über ein Drittel der Höhe der Hülse erstreckt. Dieser Schlitz läßt sich während der Formgebung der keramischen Hülse relativ einfach vorsehen und dient der Aufnahme eines in den nachfolgenden Ansprüchen aufgeführten Ansatzes des Abdeckelementes.
Wie in Anspruch 15 beschrieben, erstreckt sich ein von dem Abdeck¬ element ausgehender, horizontaler Ansatz in den obengenannten Schlitz. Dieser Ansatz in dem Schlitz soll im Falle einer Erwärmung und Spalt¬ bildung zwischen der zylinderförmigen Hülse und einer sie umgebenden Bohrung des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine vorteilhaft die auftretenden Differenzen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungs¬ koeffizienten ausgleichen.
Dabei ist es in Weiterbildung des Anspruches 15 in Anspruch 16 vor¬ gesehen, daß der horizontale Ansatz den Schlitz geringfügig überragt. Wird nun das Abdeckelement aus metallischem Werkstoff gefertigt, paßt sich dieses besonders gut der Durchmesservergrößerung der Bohrung des Zylinderkopfes im Falle einer Erwärmung an.
Der Anspruch 17 betrifft einen senkrecht zum Abdeckelement verlaufen- den ringförmigen Ansatz, wobei dieser sich an der Innenseite der Führungshülse abstützt. Es ist vorgesehen, daß dieser Ansatz, oder zumindest eine Teilfläche, die Führung des eigentlichen Spielaus¬ gleichselementes übernimmt. Durch diese Ausbildung gelingt es, die Belastungen des keramischen Stößelgehäuses zu mindern. Da die Führung für das eigentliche Spielausgleichselement in diesen, wie auch in den zuvor beschriebenen, Fällen eine keramische sein kann, können andere, beispielsweise polymere Zwischenschichten zur Vermeidung von uner¬ wünschtem Spiel vorgesehen sein. Eine andere Lösung schlägt vor, das Kaltspiel des Spielausgleichselementes in der ringförmigen und kerami¬ schen Führungshülse zu vergrößern. Bei einer durch den Verbrennungs- prozeß der Brennkraftmaschine zu erwartenden Erwärmung des Spielaus¬ gleichselementes dehnt sich dieses bis in einen Bereich aus, der der gewünschten Größe des Leckspaltes entspricht.
Aus Anspruch 18 geht hervor, daß zwischen einem Teilbereich einer Außenmantelfläche des ringförmigen Ansatzes und der Innenseite der Führungshülse ein zweiter labyrinthartiger Gang für den Ölübertritt von dem ersten Ölvorratsraum in den zweiten Ölvorratsraum vorgesehen ist. Somit ist es ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand möglich, einen zweiten labyrinthartigen Gang zu einem zweiten Ölvorratsraum vorzuse- hen. Zusätzliche Bauteile entfallen hier.
In Anspruch 19 ist ausgeführt, daß das Abdeckelement aus einem kerami¬ schen oder polymeren Werkstoff bestehen kann. Diese Werkstoffe gestal¬ ten die Gesamtmasse des Tassenstößels günstig. Durch diese Gestal- tungsmöglichkeiten kann man das Abdeckelement den verschiedenen Anwen- dungs- und Belastungsfällen adaptieren.
Der Anspruch 20 betrifft einen Tassenstößel, dessen Abdeckelement aus einem metallischen Werkstoff besteht. Diese Variante sollte dann zur Anwendung kommen, wenn sich im Fertigungsprozeß Probleme beim Fügen eines keramischen Abdeckelementes mit einem keramischen Stößelgehäuse ergeben.
Der Einsatz des hier beschriebenen Tassenstößels soll sich nicht nur auf den Ventiltrieb von Verbrennungsmotoren beschränken. Denkbar sind alle Bereiche, in denen es infolge von Wärmedehnung oder Verschleiß gilt, ein Spiel auszugleichen.
Der Schutzumfang dieser Erfindung bezieht sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale. Es ergeben sich auch Kombinationsmög- lichkeiten einzelner Anspruchsmerkmale mit dem in den Vorteilsangaben und zum Ausgestaltungsbeispiel Offenbarten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Stößelgehäuses eines Tassenstö¬ ßels,
Fig. 2 eine Unteransicht eines Stößelgehäuses eines Tassenstö- ßels,
Fig. 3 einen Axialschnitt eines Abdeckelementes,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Abdeckelement nach Fig. 3,
Fig. 5 einen Axialschnitt eines Stößelgehäuses mit eingebautem Abdeckelement,
Fig. 6 einen Axialschnitt eines weiteren Stößelgehäuses mit eingebautem Abdeckelement,
Fig. 7 eine weitere Variante eines Stößelgehäuses mit eingebau¬ tem Abdeckelement und
Fig. 8 eine zusätzliche Variante eines Stößelgehäuses mit einge¬ bautem Abdeckelement.
Figur 1 zeigt einen Axialschnitt eines Stößelgehäuses 1 eines Tassen¬ stößels 2. Die eigentliche Funktionsweise und der Einbau wird an dieser Stelle nicht näher erläutert, da dies schon hinlänglich bekannt ist. Das Stößelgehäuse 1 besteht aus einer zylinderförmigen Hülse 3 und einem kreisförmigen Boden 4. Der Boden 4 ist einem nicht darge¬ stellten Steuernocken zugewandt. Von dem Boden 4 ragt eine ringförmige Führungshülse 5 in das Innere des Stößelgehäuse 1. In diesem ist ein erster Ölvorratsraum 6 angeordnet, welcher begrenzt ist durch eine Innenseite 7 der zylinderförmigen Hülse 3, einer Unterseite 8 des Bodens 4, einer Außenfläche 9 der Führungshülse 5 und einem in Figur 3 näher beschriebenen Abdeckelement 10. Einer axialen Lagefixierung des obengenannten Abdeckelementes 10 dient eine an der Innenseite 7 der Hülse 3 radial verlaufende, ringförmige Auswulstung 11. Diese Auswulstung 11 ist hier als umlaufender Ring dargestellt. Eine weite¬ re, nicht dargestellte Lösung sieht mehrere, axial in einer Höhe verlaufende Auswulstungen 11 vor, bzw. auf unterschiedlicher Höhe angeordnete.
In dem ersten Ölvorratsraum 6 befinden sich umfangsverteilte, radiale Versteifungsstege 12. In dem hier gezeigten Beispiel (siehe auch Figur 2) sind vier Versteifungsstege 12 vorgesehen. Denkbar ist es aber auch, je nach Belastungsfall, diese zwischen einem einzelnen Verstei¬ fungssteg 12 und einem konzentrisch umlaufenden Ring zu variieren. Der obengenannte Versteifungssteg 12 ist in diesem Beispiel umgekehrt V- förmig ausgebildet und von der Unterseite 8 des Bodens 4 ausgehend angeordnet. Denkbar sind auch weitere Formen der Ausbildung des Ver¬ steifungssteges 12. Dieser ist weiterhin einstückig mit dem Boden 4 verbunden, und liegt, in die vom Boden 4 abgewandte Richtung sich verjüngend, an der Außenfläche 9 der ringförmigen Führungshülse 5 und an der Innenseite 7 der zylinderförmigen Hülse 3 an. An einer Stirn¬ fläche 13 der Führungshülse 5 ist eine ringförmige Nut 14 zur Aufnahme eines komplementären Gegenstückes 15 (siehe Fig. 3) des Abdeckelemen¬ tes 10 vorgesehen. Das Stößelgehäuse 1 besteht weiter aus einem in die vom Boden 4 abgewandte Richtung offenen Schlitz 16, wobei dieser sich in der Hülse 3 befindet und der Aufnahme eines horizontalen Ansatzes 17 (siehe Fig. 3) des Abdeckelementes 10 dient. Die Aufgabe dieses Ansatzes ist der Anspruchsbeschreibung näher entnehmbar. Die Führungs¬ hülse 5 schließt das eigentliche, nicht näher dargestellte Spielaus- gleichselement konzentrisch ein. Unmittelbar unterhalb der Unterseite 8 des Bodens 4 befindet sich ein von der Führungshülse 5 umschlösse- ner, zweiter Ölvorratsraum 18. Die Führungshülse 5, der Boden 4, die zylinderförmige Hülse 3 und die Versteifungsstege 12 sind einstückig, aus keramischem Werkstoff, gebildet.
Aus Figur 2 ist eine Unteransicht des Stößelgehäuses 1 nach Figur 1 zu entnehmen. Eine schwalbenschwanzähnliche Führung 19, von der Innensei¬ te 7 des Gehäuses 1 ausgehend, ermöglicht einem im rechten Winkel zu dem Abdeckelement 10 formschlüssig angeordneten, weiteren Ansatz 20 (siehe Fig. 3) eine Lagefixierung. Dieser Ansatz 20 ist von der Füh- rung 19, welche von dem Boden 4 ausgeht, aufgenommen und verfügt über eine zu der Führung 19 komplementäre Form. Zwischen dem Ansatz 20 (siehe auch Fig. 5) und der Innenseite 7 der Hülse 3 ist somit ein labyrinthartiger Gang 21 für den Übertritt von Öl aus einer Öleinlaß- öffnung 22 (siehe auch Fig. 1) in den ersten Ölvorratsraum 6 gebildet. Der Ansatz 20 (siehe Fig. 3) reicht mit seiner axialen Endfläche 23 bis kurz vor die Unterseite 8 des Bodens 4 und gestattet somit den Ölübertritt aus dem Gang 21 in den ersten Ölvorratsraum 6.
Figur 3 zeigt einen Axialschnitt des obengenannten Abdeckelementes 10, wobei der wesentliche Aufbau der vorherigen Figurenbeschreibung zu entnehmen ist. Das Abdeckelement 10 ist in diesem Fall als aus kerami¬ schem Werkstoff bestehend abgebildet. Eine weitere, erfindungsgemäße Variante sieht vor, dieses aus poly eren bzw. metallischen Werkstoffen zu fertigen. An einer radialen Außenfläche 24 des Abdeckelementes 10 ist eine ringförmige Nut 25 eingebracht. In diese Nut 25 greift in montiertem Zustand die ringförmige Auswulstung 11 (siehe Fig. 1) der Innenseite 7 der Hülse 3 ein und fixiert das Abdeckelement 10 inner¬ halb des Stößelgehäuses 1 an dem ihm somit vorbestimmten Platz.
Eine Draufsicht auf das Abdeckelement 10 nach Figur 3 ist aus Figur 4 zu entnehmen. Zu erkennen ist der schwalbenschwanzähnliche Ansatz 20 mit seiner axialen Endfläche 23 und der in den Schlitz 16 (siehe Fig. 1) eingreifende weitere Ansatz 17. In diesem Fall sind vier umfangsverteilte Nuten 25 durch eine dünne Strich-Strich-linie darge- stellt. Figur 5 zeigt ein Stößelgehäuse 1 nach Figur 1. In diesem Fall sind wiederum umfangsverteilte Versteifungsstege 12 vorgesehen, jedoch stützen diese sich lediglich an der Innenseite 7 der Hülse 3 und an der Unterseite 8 des Bodens 4 ab. Denkbar ist es auch, daß diese Ver- steifungsstege 12 aus einem metallischen Werkstoff und nachträglich in das Stößelgehäuse eingebrachten Teilen bestehen. Weiterhin ist das Abdeckelement 10 nach Figur 3 in eingebautem Zustand zu sehen. Eine weitere Übertrittsöffnung 26 dient dem Ölübertritt von dem ersten Ölvorratsraum 6 in einen weiteren Gang 27 über eine Ausnehmung 28 in der Unterseite 8 des Bodens 4 in den zweiten Ölvorratsraum 18.
In der Figur 6 ist der nähere Aufbau des Stößelgehäuses 1 nicht be¬ schrieben, es wird lediglich auf die Unterschiede zu den vorhergehen¬ den Lösungen verwiesen. Das Abdeckelement 10 besitzt einen ringför i- gen, senkrecht zu diesem verlaufenden, Ansatz 29, welcher sich an der Innenseite 30 der Führungshülse 5 abstützt. Dabei ist es vorgesehen, zwischen einem Teilbereich des Ansatzes 29 und der Innenseite 30 der Führungshülse 5 den zweiten Gang 27 für den Ölübertritt zu bilden. In seinem von dem Boden 4 abgewandten Bereich 31 bildet das Abdeckelement 10 einen Teil der Hülse 3 und übernimmt somit deren Funktion. Der Ansatz 20 ist in diesem Fall umlaufend ausgebildet und liegt, bis auf den Gang 21, an der Innenseite 7 der Hülse 3 an.
Figur 7 zeigt eine weitere Variation des Stößelgehäuses 1 nach Figur 6. Die Hülse 3 ist bei der hier vorgeschlagenen Lösung ähnlich der in einer vorherigen Figur gezeigtem ausgebildet. Das Abdeckelement 10 besitzt einen U-förmigen Querschnitt und sitzt mit seinem Ansatz 29 wiederum in der Führungshülse 5 ein. Mit seinem weiteren Ansatz 20 liegt das Abdeckelement 10 an der Innenseite 7 der Hülse 3 an.
Aus Figur 8 ist ein Stößelgehäuse 1 mit eingebautem Abdeckelement 10, ähnlich dem in Figur 5 vorgeschlagenen, gezeigt. Das Abdeckelement 10 „ erstreckt sich dabei mit einem weiteren Ansatz 32, der rechtwinklig zu diesem .angeordnet ist und in die vom Boden 4 abgewandte Richtung weist, in den aus Figur 1 ersichtlichen Schlitz 16. Dieser Ansatz 32 kann den Schlitz 16 geringfügig überragen und so die zuvor beschriebe ne Ausgleichsfunktion übernehmen. Ein weiterer Ansatz 33 ist zur teilweisen Führung des nicht dargestellten Spielausgleichselementes vorgesehen.
Als Werkstoff für sämtliche, erfindungsgemäße Stößelgehäuse 1 ist insbesondere A1203 bzw. Si3N4 vorgesehen.
Bezugszah1en1iste
29 Ansatz
30 Innenseite
31 Bereich
32 Ansatz
33 Ansatz
34 Kanal
35 Außenmantelfläche
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Claims

Ansprüche
1. Tassenstößel (2) mit hydraulischem Ventilspielausgleich für Brenn¬ kraftmaschinen, bestehend aus einem Stößelgehäuse (1), welches aus einer zylinderförmigen, keramischen Hülse (3) und einem kreisförmigen Boden (4) besteht, der einem Steuernocken zugewandt ist, wobei von dem Boden (4) eine in das Innere des Stößelgehäuses (1) ragende, ring¬ förmige Führungshülse (5) ausgeht, und mit einem, einen ersten Ölvor¬ ratsraum (6) begrenzenden Abdeckelement (10), das konzentrisch in dem Stößelgehäuse (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (5), der Boden (4) und die zylinderförmige Hülse (3) einstückig, aus einem keramischen Material gebildet sind.
2. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, von einer Unterseite (8) des Bodens (4) ausgehend und sich in den ersten
Ölvorratsraum (6) erstreckend, wenigstens ein radialer Versteifungs¬ steg (12) vorgesehen ist.
3. Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugs- weise vier umfangsverteilte, radiale Versteifungsstege (12) vorgesehen sind.
4. Tassenstößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Versteifungsstege (12) einstückig mit dem Stößelgehäuse (1) ausgebildet sind.
5. Tassenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstege (12) V-förmige Einschnitte aufweisen.
6. Tassenstößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstege (12) aus einem metallischen und/oder Leichtbauwerk¬ stoff bestehen.
7. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (10) mit wenigstens einem im rechten Winkel zu dessen Querebene verlaufenden und formschlüssig mit diesem verbundenen Ansatz (20) versehen ist.
8. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (20) sich in den ersten Ölvorratsraum (6) erstreckt und eine Lagefixierung in einer von der Innenseite (7) der zylinderförmigen Hülse (3) ausgehenden Führung (19) aufweist.
9. Tassenstößel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (19) schwalbenschwanzähnlich ausgebildet ist.
10. Tassenstößel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ansatz (20) in der Führung (19) und der Innenseite (7) der zylinderförmigen Hülse (3) ein erster labyrinthartiger Gang (21) gebildet ist, wobei zwischen der dem Boden (4) zugewandten axialen Endfläche (23) des Ansatzes (20) und der Unterseite (8) des Bodens (4) ein Kanal (34) für den Übertritt von Öl aus dem Gang (21) in den ersten Ölvorratsraum (6) vorgesehen ist.
11. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite (7) der zylinderförmigen Hülse (3) radial verlaufende, ringförmige Auswulstungen (11) vorgesehen sind.
12. Tassenstößel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswulstungen (11) zu einem umlaufenden Ring verbunden sind.
13. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Boden (4) abgewandten Stirnfläche (13) der Führungshülse (5) eine ringförmige Nut (14) zur Aufnahme eines komplementären Gegenstückes (15) des Abdeckelementes (10) vorgesehen ist.
14. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylinderförmigen Hülse (3) ein vertikaler und in die vom Boden (4) abgewandte Richtung offener Schlitz (16) ausgebildet ist, wobei dieser Schlitz (16) sich wenigstens über ein Drittel der Höhe der Hülse (3) erstreckt.
15. Tassenstößel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Abdeckelement (10) ausgehender, horizontaler Ansatz (17) sich in den Schlitz (16) erstreckt.
16. Tassenstößel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Ansatz (17) den Schlitz (16) geringfügig überragt.
17. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (10) über einen ringförmigen, senkrecht zu diesem ver- laufenden Ansatz (29) verfügt, wobei dieser Ansatz (29) rechtwinklig zum Abdeckelement (10) verläuft und sich an der Innenseite (30) der Führungshülse (5) abstützt.
18. Tassenstößel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- sehen einem Teilbereich einer Außenmantelfläche (35) des ringförmigen
Ansatzes (29) und der Innenseite (30) der Führungshülse (5) ein zwei¬ ter labyrinthartiger Gang (27) für den Ölübertritt von dem ersten Ölvorratsraum (6) in den zweiten Ölvorratsraum (18) vorgesehen ist.
19. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (10) aus einem keramischen oder polymeren Werkstoff besteht.
20. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (10) aus einem metallischen Werkstoff besteht.
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