WO2015197056A1

WO2015197056A1 - Abstützelement

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Publication number: WO2015197056A1
Application number: PCT/DE2015/200224
Authority: WO
Inventors: Jürgen KRETSCHMER; Peter Sailer; Wolfgang Christgen; Michael Kugler; Jochen Tovar; Max Schäfer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2015-12-30
Also published as: DE102014212272A1; CN106471224A; KR20170021336A; US20180187576A1; US10066517B2; KR102279417B1; CN106471224B; EP3161280A1; EP3161280B1

Abstract

Zweiflutiges hydraulisches Abstützelement (10) für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bei dem in eine axiale Bohrung (18) seines Gehäuses (12) ein Kolben (24) axial beweglich angeordnet ist, bei dem der Kolben (24) aus einem hohlzylindrischen Druckteil (22) und einem topfförmigen Arbeitsteil (20) besteht, bei dem ein Kopf (28) des Druckteils (22) als Auflager für den Schlepphebel dient und über einen Gehäuserand (34) herausragt, bei dem in der Stirnseite (30) des Kopfes (28) eine Öffnung zum Durchströmen eines Hydraulikmittels ausgebildet ist, bei dem das Gehäuse (12) einen ersten Durchlass (40) sowie axial beabstandet einen zweiten Durchlass (42) für Hydraulikmittel aufweist, und bei dem das Abstützelement (10) eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung (36) mit einem Kugelrückschlagventil (37) für den Schlepphebel aufweist.Zur optimalen Ansteuerung der Koppelmittel ist vorgesehen, dass in das Druckteil (22) eine einseitig geschlossene Hülse (44) eingesetzt ist, dass das geschlossene Ende (52) der Hülse (44) bis in den Bereich einer äußeren Ringnut (58) dicht unterhalb des kalottenförmigen Kopfes (28) des Druckteils (22) reicht, dass radial innerhalb und axial unterhalb der Hülse (44), im Druckteil (22) sowie im Arbeitsteil (20) des Kolbens (24) ein Vorratsraum (54) zur Versorgung der Spielausgleichseinrichtung (36) mit dem Hydraulikmittel ausgebildet ist, dass der Vorratsraum (54) über eine Durchtrittsöffnung (70) im Arbeitsteil (20) mit dem ersten Durchlass (40) im Gehäuse (12) verbunden ist, dass ein zwischen der Hülse (44) und dem Druckteil (22) des Kolbens (24) ausgebildeter Ansteuerraum (56) zur hydraulischen Versorgung der Koppeleinrichtung über eine radiale Durchtrittsöffnung (76) im Druckteil (22) mit dem zweiten Durchlass (42) im Gehäuse (12) verbunden ist,und dass das Volumen des Vorratsraums (54) wesentlich größer ist als das Volumen des Ansteuerraums (56).

Description

Abstützelement

Die Erfindung betrifft ein zweiflutiges hydraulisches Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse, welches in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine einbaubar ist, bei dem in einer axialen Bohrung des Gehäuses koaxial zur Längsmittelachse des Abstützelements ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, bei dem der Kolben aus einem hohlzylindrischen Druckteil und einem sich daran axial anschließenden topfförmi- gen Arbeitsteil besteht, bei dem zumindest ein Kopf des Druckteils des Kolbens als Auflager für den schaltbaren Schlepphebel dient und axial über einen Gehäuserand he- rausragt, bei dem in die Stirnseite des Kopfes des Kolbens eine Öffnung zum Durchströmen eines Hydraulikmittels zum Beaufschlagen einer hydraulisch ansteuerbaren Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel ausgebildet ist, bei dem das Gehäuse einen ersten radialen Durchlass sowie axial beabstandet dazu einen zweiten radialen Durchlass für Hydraulikmittel aufweist, und bei dem an dem Abstützelement eine hyd- raulische Spielausgleichseinrichtung für den Schlepphebel ausgebildet ist, wobei diese Spielausgleichseinrichtung ein Kugelrückschlagventil aufweist.

Aus der DE 103 30 510 A1 ist ein zweiflutiges Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventilantriebs einer Brennkraftmaschine bekannt, welches in ei- nem Gehäuse zwei getrennte Strömungswege für ein Hydraulikmittel aufweist. Der erste Strömungsweg dient zur Versorgung einer hydraulischen Spielausgleichseinrichtung, während über den zweiten Strömungsweg die Versorgung von Koppelmitteln in einem aufliegenden, schaltbaren Schlepphebel mit dem Hydraulikmittel erfolgt. Die hydraulische Trennung der beiden Strömungspfade erfolgt mittels eines kappenförmigen Ele- ments, welches in einen hohlen Druckkolben des Abstützelements eingesetzt ist. Ein Rückschlagventil innerhalb der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung ist mit einer Kugel gebildet, die in der Schließstellung des Rückschlagventils eine Bohrung in einem Boden eines Arbeitskolbens verschließt. Eine Ventilfeder drückt die Kugel axial mit einer definierten mechanischen Vorspannkraft gegen das offene Ende der Bohrung im Kolbenboden, wobei sich die Ventilfeder zwischen der Kugel und einer topfförmigen Kappe abstützt. Ein radial nach außen gerichteter Flansch der topfförmigen Kappe liegt mit einer definierten Kraft an einer unterseitigen axialen Vertiefung des Arbeitskolbens an, wobei sich eine Druckfeder zur Erzeugung der notwendigen Andruckkraft zwischen dem Flansch der Kappe und einer Bodenfläche eines Zylinderraumes des Gehäuses des Abstützelements abstützt.

Ein ähnliches Abstützelement ist aus der DE 10 2006 045 017 A1 bekannt. Von Nachteil bei diesen Abstützelementen ist, dass oberhalb des kappenförmigen Elements im Druckkolben ein vergleichsweise großes Totvolumen zur Aufnahme von Hydraulikmittel ausgebildet ist. Dies führt zu einem nicht optimalen Ansprechverhalten des Koppelmittels im Schlepphebel und hiermit einhergehend zu vergleichsweise unpräzisen Steuerzeiten im Ventiltrieb führt. Außerdem ist aus der DE 10 2004 006 903 A1 ein einflutiges hydraulisches Abstützelement bekannt, mit dem an einem nicht schaltbaren Schlepphebel hydraulisch lediglich ein Spielausgleich durchführbar ist. Dieser Spielausgleich funktioniert ebenfalls mittels eines Kugelrückschlagventils, welches im axial unteren Bereich des hydraulischen Abstützelement angeordnet ist sowie aus einem Vorratsraum im Abstützelement mit Hydraulikmittel beaufschlagt wird. Der Vorratsraum ist bei diesem Abstützelement durch eine Umlenkhülse begrenzt, welche koaxial in einem sich axial erstreckenden Hohlraum des Druckkolbens des Abstützelements angeordnet sowie mit einem durchmessergrößeren Abschnitt an der Innenmantelfläche desselben befestigt ist. Am durchmesserkleineren axialen Ende weist die Umlenkhülse eine Einströmöffnung für Hydraulikmittel auf. Die Versorgung des Vorratsraumes mit Hydraulikmittel erfolgt über eine radiale Bohrung im Gehäuse sowie eine radiale Bohrung im Druckkolben des hydraulischen Abstützelements. Vor dort gelangt das Hydraulikmittel über einen hohlzylindrischen Steigpfad, welcher zwischen der Außenwand der Umlenkhülse und der Innenwand des Druckkolbens ausgebildet ist, zu der rückschlagventilfernen Einströmöffnung in der Umlenkhülse, und von dort in den Vorratsraum. Im axialen Bereich der Umlenkhülse ist eine radiale Entlüftungsbohrung in dem Druckkolben ausgebildet. Zur Wirkungsweise dieses hydraulischen Abstützelements ist der DE 10 2004 006 903 A1 entnehmbar, dass nach dem Einströmen des Hydraulikmittels über die radiale Bohrung im Gehäuse und die radiale Bohrung im Druckkolben dieses in den hohlzylindrischen Steigpfad gelangt. Ein erster Teil der in dem zugeleiteten Hydraulikmittel gegebenenfalls enthaltenen Luft wird über die radiale Entlüftungsbohrung in Freie abgeleitet. Das zugeführte Hydraulikmittel gelangt dann über die axiale Öffnung in der Umlenkhülse in den Vorratsraum, welcher über einen vergleichsweise axial langen Bereich von der Umlenkhülse radial begrenzt ist. Das dort angesammelte Hydraulikmittel liegt dort schon relativ beruhigt und luftblasenfrei vor. Dies liegt vor allem daran, dass das Hydraulikmittel in diesem Teil des Vorratsraumes nicht durch weiter einströmendes Hydraulikmittel verwirbelt wird. Sollte über den Steigpfad in den Innenraum der Umlenkhülse geleitetes Hydraulikmittel noch Luftblasen enthalten, so steigen diese Luftblasen nach oben in den Bereich des Kopfes des Abstützelements und beeinflussen damit nicht das relativ ruhig vorliegende Hydraulikmittel unmittelbar vor dem Rückschlagventil. Die axial vergleichsweise lange Umlenkhülse dient bei diesem einflutigem Abstützelement demnach zur Bereitstellung einer Entgasungs- und Beruhigungsstrecke, dem so genannten Steigpfad, für das dem Rückschlagventil zuführbare Hydraulikmittel.

Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, ein zweiflutiges hydraulisches Abstützelement vorzustellen, bei dem über einen ersten Strömungsweg eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung und über einen zweiten Strömungsweg Koppelmitteln für ein auf dem Abstützelement aufliegenden schaltbaren Schlepphebel mit einem Hydraulikmittel versorgbar sind. Das neue Abstützelement soll eine besonders präzise und verzögerungsfreie Ansteuerung der Koppelmittel des Schlepphebels ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein zweiflutiges hydraulisches Abstützelement mit den Merkmalen des Haupanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich unerwünschte Verzögerungszeiten bei der Betätigung von Betätigungsgliedern in einem hydraulischen System durch eine Verkleinerung der Volumina der an der Ansteuerung beteiligten hydraulische Kreise reduzieren lassen.

Die Erfindung betrifft demnach ein zweiflutiges hydraulisches Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topf- artigen Gehäuse, welches in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine einbaubar ist, bei dem in einer axialen Bohrung des Gehäuses koaxial zur Längsmittelachse des Abstützelements ein Kolben axial beweglich angeordnet ist, bei dem der Kolben aus einem hohlzylindrischen Druckteil und einem sich daran axial anschließenden topfför- migen Arbeitsteil besteht, bei dem zumindest ein Kopf des Druckteils des Kolbens als Auflager für den schaltbaren Schlepphebel dient und axial über einen Gehäuserand herausragt, bei dem in die Stirnseite des Kopfes des Kolbens eine Öffnung zum Durchströmen eines Hydraulikmittels zum Beaufschlagen einer hydraulisch ansteuerbaren Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel ausgebildet ist, bei dem das Gehäuse einen ersten radialen Durchlass sowie axial beabstandet dazu einen zweiten radialen Durchlass für Hydraulikmittel aufweist, und bei dem an dem Abstützelement eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung für den Schlepphebel ausgebildet ist, wobei diese Spielausgleichseinrichtung ein Kugelrückschlagventil aufweist. Zur Lösung der Aufgabe ist bei diesem Abstützelement außerdem vorgesehen, dass in das Druckteil des Kolbens eine einseitig geschlossene Hülse unbeweglich eingesetzt ist, dass das geschlossene Ende der Hülse bis in den Bereich einer äußeren Ringnut dicht unterhalb des kalottenformigen Kopfes des Druckteils reicht, dass radial innerhalb der Hülse und axial unterhalb der Hülse im Druckteil sowie im daran anschließenden Arbeitsteil des Kolbens ein gemeinsamer Vorratsraum zur Versorgung der Spielausgleichseinrichtung mit dem Hydraulikmittel ausgebildet ist, dass der Vorratsraum über eine radiale Durchtrittsöffnung im Arbeitsteil des Kolbens mit dem ersten Durchlass im Gehäuse über einen ersten hydraulischen Weg verbunden ist, dass ein zwischen der radialen Außenseite der Hülse und der radialen Innenseite des Druckteils des Kolbens ausgebildeter Ansteuerraum zur hydraulisch Versorgung der Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel über eine radiale Durchtrittsöffnung im Druckteil des Kolbens mit dem zweiten Durchlass im Gehäuse über einen zweiten hydraulischen Weg verbunden ist, und dass das Volumen des Vorratsraums wesentlich größer ist als das Volumen des Ansteuerraums.

Durch die vorgeschlagene Konstruktion sind zwei voneinander isolierte hydraulische Strömungswege gegeben, welche getrennt die Spielausgleichseinrichtung und die Koppelmittel des Schlepphebels mit Hydraulikmittel versorgen. Durch das vergleichsweise sehr geringe Volumen des Ansteuerraumes wird ein sehr kurzer Ansprechver- zögerungszeitraum bei der Betätigung der Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel erreicht, so dass sehr kurze und präzise Steuerzeiten bei geringen Drehzahlen der Brennkraftmaschine realisierbar sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Abstützelements ist vorgesehen, dass die Hülse einen ersten und einen zweiten hohlzylindrischen Abschnitt aufweist, die jeweils einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und durch einen Versatzabschnitt miteinander verbunden sowie voneinander beabstandet sind. Hierdurch kann die Hülse mehrere Funktionen erfüllen.

So kann gemäß einer Weiterbildung dieses Abstützelements vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt der Hülse hydraulisch dicht an einer radialen Innenfläche des Druckteils des Kolbens anliegt, und dass zwischen dem zweiten Abschnitt der Hülse und einem Axialabschnitt der Innenfläche des Druckteils des Kolbens ein Ringraum ausgebildet ist. Hierdurch ist ein mechanisch fester und hydraulisch dicht schließender Sitz der Hülse im Kopfteil des Kolbens erreicht, wobei zugleich eine hydraulische Verbindung zwischen der zweiten radialen Durchtrittsöffnung im Kolben sowie der axialen Öffnung im Kopf des Druckteils des Kolbens geschaffen ist. Entsprechend einer anderen Weiterbildung des Abstützelements ist vorgesehen, dass der erste radiale Durchlass im Gehäuse mit der radialen Durchtrittsöffnung im Arbeitsteil des Kolbens über einen ersten Ringspalt zwischen Gehäuse und Arbeitsteil hydraulisch verbunden ist. In diesem koaxialen Ringspalt erfolgt eine Beruhigung und Entlüftung des Hydraulikmittels, so dass dessen Aufschäumen weitgehend verhindert wird. Durch den koaxialen Ringspalt ist zugleich ein ausreichender Strömungsquerschnitt für das Hydraulikmittel für sein Weiterströmen zum Vorratsraum bei einem zugleich geringen radialen Bauraumbedarf gegeben.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der beschriebene erste Ringspalt durch eine erste radiale Aufweitung der Bohrung des Gehäuses und einer zylindrischen Außenfläche des Arbeitsteils gebildet ist. Die Ausbildung des ersten Ringspalts kann auf einfache Weise durch eine spanende Bearbeitung einer anfänglich durchgehend zylindrischen Innenfläche des Gehäuses des Abstützelements erfolgen. Entsprechend einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite radiale Durchlass im Gehäuse über einen zweiten Ringspalt zwischen Gehäuse und Druckteil des Kolbens mit der radialen Durchtrittsöffnung im Druckteil hydraulisch verbunden ist. Hierdurch ist ebenfalls eine Wegstrecke zur Beruhigung und Entlüftung des Hydraulik- mittels im zweiten hydraulischen Weg gegeben.

Der zweite Ringspalt ist bevorzugt durch eine zweite radiale Aufweitung der Bohrung des Gehäuses und einer zylindrischen Außenfläche des Druckteils des Kolbens gebil- det. Dieser zweite Ringspalt kann ebenfalls durch eine spanende Bearbeitung einer anfänglich durchgehend zylindrischen Innenfläche des Gehäuses des Abstützelements erzeugt werden.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Abstützelementes ist vorgesehen, dass der erste Durchlass im Gehäuse und die radiale Durchtrittsöffnung im Arbeitsteil des Kolbens sowie der zweite Durchlass im Gehäuse und die radiale Durchtrittsöffnung im Druckteil des Kolbens ohne axiale Überdeckung jeweils axial zueinander versetzt angeordnet sind. Hierdurch kann die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikmittels herabgesetzt werden.

Vorzugsweise ist ein Sicherungsring zwischen einer an der Bohrung des Gehäuses ausgebildeten Schulter und einer an der Außenfläche des Druckteils ausgebildeten Schulter angeordnet. Hierdurch ist eine axiale Wegbegrenzung beziehungsweise ein axialer Anschlag für das Druckteil des Kolbens innerhalb des Gehäuses gegeben. Der Sicherungsring ist hierbei so beschaffen, dass ein weitgehend ungehinderter Durchtritt des Hydraulikmittels möglich ist beziehungsweise der zweite Strömungsweg für das Hydraulikmittel weitgehend unbeeinträchtigt bleibt.

Schließlich wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass das zwischen den Innenseiten der Hülse, des Druckteils und des Arbeitsteils des Kolbens gebildete Volumen des Vorratsraumes um mindestens 50% größer ist als das zwischen der Außenseite der Hülse und der Innenseite des Druckteils des Kolbens gebildete Volumen des Ansteuerraumes. Einschränkend kann dabei vorgesehen sein, dass das zwischen den Innenseiten der Hülse, des Druckteils und des Arbeitsteils des Kolbens gebildete Volumen des Vorratsraumes um 50% bis 180% größer ist als das zwischen der Außenseite der Hülse und der Innenseite des Druckteils des Kolbens gebildete Volumen des Ansteuerraumes. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Volumen des Vorratsraumes um 60% bis 80% größer als das Volumen des Ansteuerraumes. Äußerst eingeschränkt ist vorgesehen, das Volumen des Vorratsraumes um 65% bis 75% größer als das Volumen des Ansteuerraumes.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. Die einzige Figur zeigt einen radial teilweisen Längs- schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Abstützelement.

Das hydraulische Abstützelement 10 weist ein im Wesentlichen topfförmiges Gehäuse 12 mit einem Gehäuseboden 14 und einer Außenmantelfläche 16 auf. Das Gehäuse 12 ist in eine Aufnahmebohrung eines nicht dargestellten Zylinderkopfes einer Brenn- kraftmaschine einsetzbar. In die Aufnahmebohrung im Zylinderkopf münden Hydraulikkanäle, die das hydraulische Abstützelement 10 mit einem Hydraulikmittel versorgen. In einer axial durchgehenden zylindrischen Bohrung 18 des Gehäuses 12 ist ein aus einem Arbeitsteil 20 und einem Druckteil 22 axial zusammengesetzter Kolben 24 entlang einer Längsmittelachse 26 des Abstützelements 10 axial verschiebbar aufgenom- men. Das Arbeitsteil 20 liegt hierbei spaltfrei und auf Stoß axial am Druckteil 22 des Kolbens 24 an.

Ein kalottenförmiger Kopf 28 des Druckteils 22 des Kolbens 24 dient als ein Auflager für einen nicht dargestellten Schlepphebel eines gleichfalls nicht eingezeichneten Ven- tiltriebs einer Brennkraftmaschine. In die Stirnseite 30 des kalottenförmigen Kopfes 28 des Druckteils 22 des Kolbens 24 ist eine als zylindrische Bohrung 32 ausgeführte Öffnung eingebracht, die zur Zuführung eines Hydraulikmittels zur Ansteuerung einer hydraulisch betätigbaren Koppeleinrichtung des Schlepphebels dient. Um einen ausreichenden axialen Betätigungsweg zu gewährleisten, ragt zumindest der kalottenformige Kopf 28 über einen axialen Gehäuserand 34 des Abstützelements 10 hinaus.

Um den gewünschten automatischen Ventilspielausgleich des Ventiltriebs der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, ist in dem Abstützelement 10 eine selbsttätige hydraulisch wirkende Spielausgleichseinrichtung 36 im Bereich eines Bodens 38 des Arbeits- teils 20 des Kolbens 24 ausgebildet. Diese Spielausgleichseinrichtung 36 weist ein nur teilweise erkennbares Kugelrückschlagventil 37 auf, dessen Kugel 37a an einem Ventilsitz anliegt, der im Bereich einer axialen Bohrung im Boden 38 des Arbeitsteils 20 des Kolbens 24 ausgebildet ist. Die Kugel 37a wird mittels einer Haltekappe 39 und einer Ventilfeder 41 gegen den Ventilsitz gedrückt. Auf die Haltekappe 39 selbst wirkt eine sich an dem Arbeitsteil 20 des Kolbens 24 und dem Gehäuseboden 14 axial abstützende zylindrische Druckfeder 43.

In das Gehäuse 12 sind ferner ein erster radialer Durchlass 40 und ein zweiter radialer Durchlass 42 für den Durchtritt des Hydraulikmittels ausgebildet, bei dem es sich um ein Hydrauliköl oder dergleichen handeln kann. Die beiden radialen Durchlässe 40, 42 sind mit einem vergleichsweise großen axialen Abstand zueinander angeordnet.

Innerhalb des Druckteils 22 des Kolbens 24 ist eine einseitig geschlossene Hülse 44 angeordnet, die einen ersten Abschnitt 46 und einen zweiten Abschnitt 48 aufweist, die über einen konischen Versatzabschnitt 50 miteinander verbunden sind. Der erste Abschnitt 46 und der zweite Abschnitt 48 der Hülse 44 weisen jeweils eine hohlzylindrische Form auf, wobei der nicht bezeichnete Durchmesser des ersten Abschnitts 46 größer ist als der Durchmesser des zweiten Abschnitts 48. Die Länge des zweiten Ab- Schnitts 48 der Hülse 44 ist mindestens dreimal so groß wie eine Länge des ersten Abschnitts 46 der Hülse 44. Die Hülse 44 ist an ihrem oberen, rückschlagventilfernen Ende 52 geschlossen ausgebildet.

Der Innenraum der Hülse 44, ein axial kurzer Abschnitt des radial inneren Raumes des Druckteils 22 und der radial innere Raum des Arbeitsteils 20 des Kolbens 24 bilden einen Vorratsraum 54 zur Aufnahme von Hydraulikmittel. Durch die Hülse 44 ist der Vorratsraum 54 hydraulisch von einem Ansteuerraum 56 getrennt, welcher zwischen der radialen Außenseite der Hülse 44 und einem Axialabschnitt 62 der Innenfläche 60 des Druckteils 22 des Kolbens 24 gebildet ist.

Über die beiden erwähnten Durchlässe 40, 42 im Gehäuse 12 können der Vorratsraum 54 und der Ansteuerraum 56 mit Hydraulikmittel versorgt werden. Das geschlossene Ende 52 der Hülse 44 erstreckt sich hierbei bis in den Bereich einer äußeren, umlaufenden Ringnut 58 am Druckteil 22 des Kolbens 24 dicht unterhalb des kalottenförmi- gen Kopfes 28, wodurch der Ansteuerraum 56 im Vergleich zum Vorratsraum 54 ein erheblich kleineres Volumen aufweist. Über den Vorratsraum 54 erfolgt die Versorgung der selbsttätigen Spielausgleichseinrichtung 36 mit dem Hydraulikmittel, während der hiervon hydraulisch isolierte Ansteuerraum 56 zur Speisung des dem Schlepphebel zugeordneten, schaltbaren Koppelelements des Ventiltriebs der Brennkraftmaschine dient.

Der erste axiale Abschnitt 46 der Hülse 44 liegt bevorzugt pressschlüssig sowie weitgehend hydraulisch dicht an der zylindrischen Innenfläche 60 des Druckteils 22 des Kolbens 24 an und ist hierdurch zugleich axial lagegesichert. Zwischen dem zweiten axialen Abschnitt 48 der Hülse 44 und einem Axialabschnitt 62 der Innenfläche 60 des Druckteils 22 verbleibt hingegen ein schmaler radialer Ringraum 64, in dem sich das zuströmende Hydraulikmittel beruhigen kann. Deutlich erkennbar ragt die radiale Außenseite des ersten axialen Abschnitts 48 der Hülse 44 bis dicht an die Innenwand des Druckteils 22 des Kolbens 24 heran, so dass dieser arbeitskolbennahe Bereich des Ansteuerraumes 56 nur ein sehr geringes Volumen aufweist.

Ein erster hydraulischer Weg 66 für die Zuführung von Hydraulikmittel verläuft durch den ersten radialen Durchlass 40 des Gehäuses 12 über einen ersten Ringspalt 68 sowie eine radiale Durchtrittsöffnung 70 im Arbeitsteil 20 des Kolbens 24 bis in den großvolumigen Vorratsraum 54 hinein. Ein zweiter, hiervon unabhängiger hydraulischer Weg 72 verläuft von dem zweiten radialen Durchlass 42 des Gehäuses 12 über einen zweiten Ringspalt 74 und eine radiale Durchtrittsöffnung 76 in dem Druckteil 22 des Kolbens 24 bis in den außerhalb der Hülse 44 ausgebildeten kleinvolumigen Ansteuer- räum 56 hinein. Die beiden radialen Durchlässe 40, 42 im Gehäuse 12 werden über nicht dargestellte Kanäle im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine mit dem in der Regel unter ungleichen Druck stehenden Hydraulikmittel gespeist.

Der erste Ringspalt 68 ist zwischen einer ersten radialen Aussparung 78 in der Boh- rung 18 des Gehäuses 12 und einer Außenfläche 80 des topfförmigen Arbeitsteils 20 des Kolbens 24 gebildet. Der zweite Ringspalt 74 ist zwischen einer zweiten radialen Aussparung 82 in der Bohrung 18 des Gehäuses 12 und einer zylindrischen Außenfläche 84 des Druckteils 22 des Kolbens 24 gebildet. Der erste Durchlass 40 und der zweite Durchlass 42 im Gehäuse 12 sowie die beiden radialen Durchtrittsöffnungen 70, 76 im Arbeitsteil 20 beziehungsweise im Druckteil 22 des Kolbens 24 sind jeweils in Bezug zur Längsmittelachse 26 zueinander axial versetzt angeordnet. Ein Sicherungsring 86 dient zur axialen Lagesicherung beziehung- sweise als axiale Wegbegrenzung für den Kolben 24 und ist zwischen einer an der Bohrung 18 des Gehäuses 12 ausgebildeten Schulter 88 sowie einer weiteren, an der Außenfläche 84 des Druckteils 22 ausgebildeten Schulter 90 angeordnet. Der Sicherungsring 86 ist im zweiten hydraulischen Weg 72 angeordnet und so ausgebildet, dass er von dem Hydraulikmittel weitestgehend widerstandsfrei umströmt werden kann. Der Sicherungsring 86 kann beispielsweise als Federring oder Sprengring ausgeführt sein.

Infolge der erfindungsgemäßen Konstruktion des zweiflutigen hydraulischen Abstützelements 10 mit seiner axial sehr langen und durchmessergroßen Hülse 44 ergibt sich ein vergleichsweise großvolumiger Vorratsraum 54 zur Speisung der Spielausgleichs- einrichtung 36 und ein vergleichsweise kleiner Ansteuerraum 56 mit einem im Vergleich zu bekannten zweiflutigen hydraulischen Abstützelementen deutlich reduzierten Rauminhalt. Der Ansteuerraum 56 dient unabhängig vom Vorratsraum 54 lediglich zur Versorgung des schaltbaren Koppelelements des Schlepphebels des Ventiltriebs der Brennkraftmaschine. Hierdurch wird ein an sich nicht vermeidbares Totvolumen im hydraulischen Weg zur Ansteuerung des schaltbaren Koppelelements des Schlepphebels im Vergleich zu bekannten technischen Lösungen signifikant verringert, welches präzise und sehr kurze Steuerzeiten des Ventiltriebs ermöglicht.

Aufgrund des zugleich volumenmäßig vergrößerten Vorratsraums 54 ist die Funktions- fähigkeit der Spielausgleichseinrichtung 36 des Abstützelements 10 auch dann gegeben, wenn sich dieses im Vergleich zu seiner hier gezeigten senkrechten Ausrichtung aufgrund einer Fahrzeugneigung in einer Schräglage befindet.

Bezugszeichenliste

10 Hydraulisches Abstützelement

12 Topfartiges Gehäuse

14 Gehäuseboden

16 Außenmantelfläche des Gehäuses

18 Zylindrische Bohrung im Gehäuse

20 Arbeitsteil des Kolbens

22 Druckteil des Kolbens

24 Kolben

26 Längsmittelachse

28 Kopf am Druckteil des Kolbens

30 Stirnseite des Kopfes

32 Bohrung im Kopf

34 Gehäuserand

36 Spielausgleichseinrichtung

37 Kugelrückschlagventil

37a Kugel

38 Boden des Arbeitsteils des Kolbens

39 Haltekappe

40 Erster radialer Durchlass im Gehäuse

41 Ventilfeder

42 Zweiter radialer Durchlass im Gehäuse

43 Druckfeder

44 Hülse

46 Erster Abschnitt der Hülse

48 Zweiter Abschnitt der Hülse

50 Konischer Versatzabschnitt der Hülse

52 Geschlossenes Ende der Hülse

54 Vorratsraum

56 Ansteuerraum

58 Ringnut im Arbeitsteil des Kolbens dicht unterhalb des Kopfes

60 Innenfläche im Druckteil des Kolbens

62 Axialabschnitt des Kolbens Ringraum zwischen Kolben und Hülse

Erster hydraulischer Weg

Erster Ringspalt

Radiale Durchtrittsöffnung im Arbeitsteil des Kolbens Zweiter hydraulischer Weg

Zweiter Ringspalt

Radiale Durchtrittsöffnung im Druckteil des Kolbens Erste radiale Aufweitung der Bohrung im Gehäuse Zylindrische Außenfläche des Arbeitsteils des Kolbens Zweite radiale Aufweitung der Bohrung im Gehäuse Zylindrische Außenfläche im Druckteil des Kolbens Sicherungsring

Schulter in der Bohrung des Gehäuses

Schulter an der Außenfläche des Druckteils

Claims

Patentansprüche

1 . Zweiflutiges hydraulisches Abstützelement (10) für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem topfartigen Gehäuse (12), wel- ches in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine einbaubar ist, bei dem in einer axialen Bohrung (18) des Gehäuses (12) koaxial zur Längsmittelachse (26) des Abstützelements (10) ein Kolben (24) axial beweglich angeordnet ist, bei dem der Kolben (24) aus einem hohlzylindrischen Druckteil (22) und einem sich daran axial anschließenden topfförmigen Arbeitsteil (20) besteht, bei dem zumindest ein Kopf (28) des Druckteils (22) des Kolbens (24) als Auflager für den schaltbaren Schlepphebel dient und axial über einen Gehäuserand (34) herausragt, bei dem in die Stirnseite (30) des Kopfes (28) des Kolbens (24) eine Öffnung zum Durchströmen eines Hydraulikmittels zum Beaufschlagen einer hydraulisch ansteuerbaren Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel ausgebildet ist, bei dem das Gehäuse (12) einen ersten radialen Durchlass (40) sowie axial beabstandet dazu einen zweiten radialen Durchlass (42) für Hydraulikmittel aufweist, und bei dem an dem Abstützelement (10) eine hydraulische Spielausgleichseinrichtung (36) für den Schlepphebel ausgebildet ist, wobei diese Spielausgleichseinrichtung (36) ein Kugelrückschlagventil (37) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in das Druckteil (22) des Kolbens (24) eine einseitig geschlossene Hülse (44) unbeweglich ein- gesetzt ist, dass das geschlossene Ende (52) der Hülse (44) bis in den Bereich einer äußeren Ringnut (58) dicht unterhalb des kalottenförmigen Kopfes (28) des Druckteils (22) reicht, dass radial innerhalb der Hülse (44) und axial unterhalb der Hülse (44) im Druckteil (22) sowie im Arbeitsteil (20) des Kolbens (24) ein gemeinsamer Vorratsraum (54) zur Versorgung der Spielausgleichseinrichtung (36) mit dem Hydraulikmittel ausge- bildet ist, dass der Vorratsraum (54) über eine radiale Durchtrittsöffnung (70) im Arbeitsteil (20) des Kolbens (24) mit dem ersten Durchlass (40) im Gehäuse (12) über einen ersten hydraulischen Weg (66) verbunden ist, dass ein zwischen der radialen Außenseite der Hülse (44) und der radialen Innenseite des Druckteils (22) des Kolbens (24) ausgebildeter Ansteuerraum (56) zur hydraulisch Versorgung der Koppeleinrichtung im schaltbaren Schlepphebel über eine radiale Durchtrittsöffnung (76) im Druckteil (22) des Kolbens (24) mit dem zweiten Durchlass (42) im Gehäuse (12) über einen zweiten hydraulischen Weg (72) verbunden ist, und dass das Volumen des Vorratsraums (54) wesentlich größer ist als das Volumen des Ansteuerraums (56).

2. Abstützelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (44) einen ersten und einen zweiten hohlzylindrischen Abschnitt (46, 48) aufweist, die jeweils einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und durch einen Versatzabschnitt (50) miteinander verbunden sowie voneinander beabstandet sind.

3. Abstützelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (46) der Hülse (44) hydraulisch dicht an einer radialen Innenfläche (60) des Druckteils (22) des Kolbens (24) anliegt, und dass zwischen dem zweiten Abschnitt (48) der Hülse (44) und einem Axialabschnitt (62) der Innenfläche (60) des Druckteils (22) des Kolbens (24) ein Ringraum (64) ausgebildet ist.

4. Abstützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste radiale Durchlass (40) im Gehäuse (12) mit der radialen Durchtrittsöffnung (70) im Arbeitsteil (20) des Kolbens (24) über einen ersten Ringspalt (68) zwischen Gehäuse (12) und Arbeitsteil (20) hydraulisch verbunden ist.

5. Abstützelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringspalt (68) durch eine erste radiale Aufweitung (78) der Bohrung (18) des Gehäuses (12) und einer zylindrischen Außenfläche (80) des Arbeitsteils (20) gebildet ist.

6. Abstützelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite radiale Durchlass (42) im Gehäuse (12) mit der radialen Durchtrittsöffnung (76) im Druckteil (22) des Kolbens (24) über einen zweiten Ringspalt (74) zwischen Gehäuse (12) und Druckteil (22) hydraulisch verbunden ist.

7. Abstützelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ringspalt (74) durch eine zweite radiale Aufweitung (82) der Bohrung (18) des Gehäuses (12) und einer zylindrischen Außenfläche (84) des Druckteils (22) gebildet ist.

8. Abstützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchlass (40) im Gehäuse (12) und die radiale Durchtrittsöffnung (70) im Arbeitsteil (20) des Kolbens (24) sowie der zweite Durchlass (42) im Gehäuse (12) und die ra- diale Durchtrittsöffnung (76) im Druckteil (22) des Kolbens (24) ohne axiale Überdeckung jeweils axial zueinander versetzt angeordnet sind.

9. Abstützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherungsring (86) zwischen einer an der Bohrung (18) des Gehäuses (12) ausgebilde- ten Schulter (88) und einer an der Außenfläche (84) des Druckteils (22) ausgebildeten Schulter (90) angeordnet ist.

10. Abstützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen den Innenseiten der Hülse (44), des Druckteils (22) und des Arbeitsteils (20) des Kolbens (24) gebildete Volumen des Vorratsraumes (54) um mindestens 50% größer ist als das zwischen der Außenseite der Hülse (44) und der Innenseite des Druckteils (22) des Kolbens (24) gebildete Volumen des Ansteuerraumes (56).

1 1 . Abstützelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen den Innenseiten der Hülse (44), des Druckteils (22) und des Arbeitsteils (20) des Kolbens

(24) gebildete Volumen des Vorratsraumes (54) um 50% bis 180% größer ist als das zwischen der Außenseite der Hülse (44) und der Innenseite des Druckteils (22) des Kolbens (24) gebildete Volumen des Ansteuerraumes (56).