DE102012200755A1

DE102012200755A1 - Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012200755A1
Application number: DE201210200755
Authority: DE
Inventors: Peter Sailer; Matthias Haaken; Jürgen Carius
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-07-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Aufnahme (1), einem in dieser feststehend angeordneten Kolben (2) und einem in der Aufnahme (1) beweglich geführten Gehäuse (3), das an einem Abstützkopf (4) geschlossen ist und abstützkopfseitig einen Druckraum umfasst, der von der Druckfläche des Kolbens (2) begrenzt wird, wobei Gehäuse (3) und Kolben (2) über eine im Druckraum zwischen Abstützkopf (4) und Kolben (2) angeordnete Rückstellfeder (5) gegeneinander abgestützt sind und im Abstützkopf (4) ein Hohlraum (6, 7) ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.
Eine derartige hydraulische Spielausgleichsvorrichtung ist aus DE 35 41 198 bekannt. Dort ist eine hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung für einen Kipphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine beschrieben, die mit einem Gehäuse und einem Kolben in einer Aufnahmebohrung im Kipphebel angeordnet ist. Zur schwenkbeweglichen Abstützung des Kipphebels an einem Ventilschaft eines Verbrennungsmotors weist das Gehäuse an seinem aus dem Kipphebel herausragenden Seite einen Kugelvorsprung mit balliger Stirnfläche auf, der mit einer Kugelkalotte am Ventilschaft eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine zusammenwirkt. Dabei ist das Gehäuse mit dem Kugelvorsprung aufwendig herstellbar.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung der vorgenannten Art die Herstellung zu vereinfachen und kostengünstig zu gestalten. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Es wird vorgeschlagen, einen Hohlraum im Abstützkopf auszubilden. Auf diese Weise ist das Gehäuse mit dem Abstützkopf einfach herstellbar.
Durch den Hohlraum im Abstützkopf wird der Schwerpunkt des Gehäuses zur Bauteilmitte hin verlegt, wodurch ein kostengünstiges Centerless-Schleifen des Gehäuses mit dem Abstützkopf in Serie möglich ist.
Zudem ist ein Hinterschnitt am Abstützkopf auf einfache Weise im Bereich des Hohlraums spanlos durch plastische Verformung der Gehäusewand herstellbar. Der dabei auftretende Materialfluss an der Gehäusewand kann sich im Bereich des Hohlraums nach innen ausdehnen. Verformungen am Außenmantel des Gehäuses werden so vermieden.
Es ist von Vorteil, wenn die Einschnürung eine ringförmige Kante am Abstützkopf bildet, an der dieser zur Befestigung an einem Nockenfolger, insbesondere einem Schlepphebel, oder einem weiteren Bauteil form- und kraftschlüssig einschnappbar ist.
Die Einschnürung am Abstützkopf ist durch Rollieren oder Walzen im Bereich des Hohlraums einfach herstellbar.
Bevorzugt bildet der Hohlraum einen Teil des Druckraums. Auf einfache Weise kann so der Druckraum in den Bereich des Abstützkopfes integriert und insbesondere in diesen hinein erweitert werden, ohne dass der Bauraum der hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung vergrößert wird. Dabei lässt sich der Hohlraum in einem Arbeitsgang mit dem Gehäuse spanlos, beispielsweise durch Kaltfliespressen, oder spangebend, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen, einfach herstellen.
Vorzugsweise bildet der Hohlraum zum stirnseitigen Ende des Abstützkopfes hin einen taschenartigen Abschnitt, der in montiertem Zustand an tiefster Stelle des Druckraums im Schwerkraftfeld liegt. Durch Schwerkraftwirkung kann so vom Druckmittel mitgeführte Kontamination in dem taschenartigen Abschnitt abgelagert werden.
Alternativ kann der Hohlraum im Abstützkopf zum Druckraum hin geschlossen und zum stirnseitigen Ende des Abstützkopfes hin offen ausgebildet sein.
Dabei ist der Hohlraum vorzugsweise als eine vom freien stirnseitigen Ende des Abstützkopfes ausgehende zentrale Axialbohrung ausgeführt.
Im Bereich der Einschnürung am Abstützkopf kann zwischen Außenmantel und Axialbohrung eine Durchgangsöffnung vorgesehen sein, die zur Axialbohrung hin abfallend verläuft. Auf diese Weise ist es möglich, bei Einbaulage der hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung mit in Schwerkraftrichtung oder annähernd in diese Richtung weisenden Abstützkopf durch Schwerkraftwirkung am Außenmantel des Gehäuses ablaufendes Druckmittel über die Durchgangsöffnung in die Axialbohrung und von dort zu deren Öffnung am stirnseitigen Ende des Abstützkopfes zu leiten. Dadurch wird eine einfache Schmierung am Anlagebereich zwischen Abstützkopf und beispielsweise dem Nockenfolger erreicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine Schnittdarstellung einer hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in 1 in einem Schnitt entlang ihrer Längsachse dargestellte erfindungsgemäße hydraulische Spielausgleichsvorrichtung dient zum Ausgleich des Ventilspiels eines durch einen nicht dargestellten Nockenfolger in einem Ventiltrieb betätigbaren Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine. Die hydraulische Spielausgleichsvorrichtung weist eine Aufnahme 1, einen in dieser feststehend angeordneten Kolben 2 und ein in der Aufnahme 1 beweglich geführtes Gehäuse 3 auf. An dem an einem Abstützkopf 4 geschlossenen hohlzylindrischen Gehäuse 3 ist der Nockenfolger abstützbar. An der vom Abstützkopf 4 abgewandten Seite des Gehäuses 3 greift der Kolben 2 ein. Das Gehäuse 3 umfasst abstützkopfseitig einen Druckraum, der durch die stirnseitige Druckfläche des Kolbens 2 begrenzt wird. Gehäuse 3 und Kolben 2 sind über eine im Druckraum zwischen Abstützkopf 4 und Kolben 2 angeordnete Rückstellfeder 5 gegeneinander abgestützt.
Die hydraulische Spielausgleichsvorrichtung kann je nach Einbausituation in montiertem Zustand mit dem Abstützkopf 4 in Lotrichtung oder in horizontale Richtung weisen oder zwischen diesen Richtungen schräg liegen. 1 zeigt hier die hydraulische Spielausgleichsvorrichtung in Einbaulage mit dem Abstützkopf 4 in Schwerkraftrichtung weisend angeordnet. Die Schwerkraftrichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. In Schwerkraftrichtung unterhalb der Abstützstelle der Rückstellfeder 5 am Gehäuse 3 ist ein zentraler Hohlraum 6 im Abstützkopf 4 ausgebildet. Der Hohlraum 6 bildet dabei einen Teil des Druckraums. Auf diese Weise ist der Druckraum in den Bereich des Abstützkopfes 4 hinein erweitert und soweit wie möglich in diesen integriert. Hierbei ist die Rückstellfeder 5 mit einem Ende an einem an der Gehäuseinnenwand am Ansatz des Abstützkopfes 4 gebildeten Ringabsatz mit einer ringförmigen Anlagefläche abgestützt. Der Hohlraum 6 ist spanlos, beispielsweise durch Kaltfließpressen, oder spangebend, beispielsweise als eine Bohrung, ausgeführt.
Das Gehäuse 3 ragt mit dem Abstützkopf 4 axial aus der Aufnahme 1 heraus und wird gegenüber dem ortsfesten Kolben 2 axial beweglich in der Aufnahme 1 geführt. Die Aufnahme 1 ist hier als ein einseitig offenes hohlzylindrisches Außengehäuse ausgeführt. Hierbei bilden Gehäuse 3, Kolben 2 und Außengehäuse ein Abstützelement, über das der Nockenfolger, beispielsweise ein Schlepphebel, am Abstützkopf 4 als Hebellagerstelle an einem nicht dargestellten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine schwenkbeweglich abgestützt ist. Hierzu ist das Außengehäuse an seiner vom Abstützkopf 4 abgewandten Seite in einer Aufnahmebohrung im Zylinderkopf aufgenommen.
Im Bereich des Hohlraums 6 ist durch eine geringfügige Einschnürung ein Hinterschnitt am Abstützkopf 4 ausgeführt. Die Einschnürung bildet an ihrer dem stirnseitigen Ende des Abstützkopfes 4 zugewandten Rand eine ringförmige Kante 8. Diese begrenzt einen stirnseitig abgeflachten balligen Anlagebereich am Abstützkopf 4. Dieser ist an einem komplementären Abstützbereich am Nockenfolger, beispielsweise einer Kugelkalotte eines Schlepphebels, anlegbar und zugleich an der Kante 8 zur Befestigung form- und kraftschlüssig einschnappbar.
Da der Hohlraum 6 im Abstützkopf 4 außerhalb des Federwegs der Rückstellfeder 5 angeordnet ist, wird gewährleistet, dass durch die Einschnürung am Abstützkopf 4 die Rückstellfeder 5 in ihrem Federweg zwischen Kolben 2 und Gehäuse 3 nicht behindert wird.
Die Einschnürung ist im Bereich des Hohlraums 6 spanlos durch plastische Verformung der Gehäusewand, insbesondere durch Rollieren oder Walzen, herstellbar. Bei plastischer Verformung der Gehäusewand kann sich der Materialfluss in den Hohlraum 6 ausdehnen. Dadurch ist die Gehäusewand im Bereich der Einschnürung nach innen gewölbt.
Der Hohlraum 6 bildet zum stirnseitigen Ende des Abstützkopfes 4 hin einen taschenartigen Abschnitt 9, der in montiertem Zustand an tiefster Stelle des Druckraums im Schwerkraftfeld liegt. Auf diese Weise wird im Hohlraum 6 eine in den Druckraum integrierte Kontaminationsauffangtasche geschaffen, in der eventuell aus dem Ölkreislauf des Motors eingespülte Fremdkörper durch Schwerkraftwirkung abgelagert werden.
Der Kolben 2 bildet in seinem Inneren einen Vorratsraum zur Aufnahme von Druckmittel und ist an seiner vom Druckraum abgewandten offenen Seite an einer zwischen Aufnahme 1 und Kolben 2 angeordneten Abstützscheibe abgestützt, die zugleich den Vorratsraum begrenzt. Ein Zulauf an der Aufnahme 1 steht mit einem Druckmittelreservoir, in der Regel der Motorölkreislauf der Brennkraftmaschine, in Druckmittelverbindung.
Zwischen Kolben 2 und Gehäuse 3 ist ein Leckagespalt ausgebildet, durch den hindurch eine geringfügige Menge eines in der Druckkammer enthaltenen Druckmittels in den Vorratsraum entweichen kann, wenn das im Druckraum enthaltene Druckmittel durch eine axiale Bewegung des Gehäuses 3 in die Aufnahme 1 hinein komprimiert wird. An der den Druckraum begrenzenden Druckfläche des Kolbens 2 ist ein Durchlass zwischen Vorratsraum und Druckraum mit einem die Durchlassströmung steuernden Rückschlagventil vorgesehen.
In dem in 1 dargestellten Betriebszustand der hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung befindet sich das Gehäuse 3 durch die zwischen diesem und Kolben 2 wirkende Rückstellfeder 6 in maximal aus der Aufnahme 1 herausgefahrener Stellung am axialen Endanschlag. Dabei entsteht im Bereich des Zulaufs ein zum einen zwischen Kolben 2 und Aufnahme 1 sowie zum anderen durch das Gehäuse 3 und die Abstützscheibe begrenzter Ringraum, über den das Druckmittel an einer eine Überströmöffnung bildenden Vertiefung an der Innenseite der Abstützscheibe in den Vorratsraum gelangt.
Zwischen Abstützscheibe und Aufnahme 1 ist ein Leckagespalt vorgesehen, der zu einem Auslass an der Aufnahme 1 in Einbaulage an höchster Stelle im Schwerkraftfeld führt. Eventuell im Vorratsraum vorhandene Luftblasen gelangen so durch Schwerkraftwirkung über die Vertiefung an der Abstützscheibe und den Leckagespalt zwischen Abstützscheibe und Aufnahme 1 in den Auslass ins Freie. Entsprechend ist der in Einbaulage an tiefster Stelle im Schwerkraftfeld abstützkopfseitig im Gehäuse 3 angeordnete Druckraum über den Leckagespalt zwischen Gehäuse 3 und Kolben 2 einfach entlüftbar.
In dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine vom abgeflachten stirnseitigen Ende des Abstützkopfes 4 ausgehende zentrale Axialbohrung vorgesehen, die einen zum Druckraum hin geschlossenen und zum freien Ende des Abstützkopfes 4 hin offenen Hohlraum 7 bildet. Im Bereich der Axialbohrung ist der Abstützkopf 4 zur Ausbildung der Einschnappkante 8 durch eine Einschnürung ähnlich wie in 1 plastisch verformt.
In einer weiteren Variante der Erfindung ist im Bereich der Einschnürung am Abstützkopf 4 eine Durchgangsöffnung zwischen Außenmantel und Axialbohrung vorgesehen, die zur Axialbohrung hin abfallend verläuft. Die Durchgangsöffnung ist vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgeführt, deren Verlauf durch deren Mittellinie 10 beispielhaft angedeutet ist. Der Neigungswinkel der Durchgangsbohrung zur Horizontalen ist hier beispielhaft mit ca. 30° ausgeführt. Über die Durchgangsöffnung kann durch Schwerkraftwirkung das am Außenmantel ablaufende Druckmittel in die Axialbohrung zu deren stirnseitiger Öffnung am freien Ende des Abstützkopfes 4 geleitet werden. Auf einfache Weise ist so eine innere Schmierung zwischen Abstützkopf 4 und Kugelkalotte am Nockenfolger möglich.
Bezugszeichenliste

1: Aufnahme
2: Kolben
3: Gehäuse
4: Abstützkopf
5: Rückstellfeder
6: Hohlraum
7: Hohlraum
8: Kante
9: Abschnitt
10: Mittellinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3541198 [0002]

Claims

Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Aufnahme (1), einem in dieser feststehend angeordneten Kolben (2) und einem in der Aufnahme (1) beweglich geführten Gehäuse (3), das an einem Abstützkopf (4) geschlossen ist und abstützkopfseitig einen Druckraum umfasst, der von der Druckfläche des Kolbens (2) begrenzt wird, wobei Gehäuse (3) und Kolben (2) über eine im Druckraum zwischen Abstützkopf (4) und Kolben (2) angeordnete Rückstellfeder (5) gegeneinander abgestützt sind und im Abstützkopf (4) ein Hohlraum (6, 7) ausgebildet ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) durch Centerless-Schleifen herstellbar ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützkopf (4) im Bereich des Hohlraums (6, 7) eine geringfügige Einschnürung aufweist, die spanlos herstellbar ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürung am Abstützkopf (4) eine ringförmige Kante (8) bildet, an der der Abstützkopf (4) an einem weiteren Bauteil zur Befestigung form- und kraftschlüssig einschnappbar ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürung durch Rollieren oder Walzen herstellbar ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6) einen Teil des Druckraums bildet.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6) zum stirnseitigen Ende des Abstützkopfes (4) hin einen taschenartigen Abschnitt (9) bildet.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (7) zum Druckraum hin geschlossen und zum stirnseitigen Ende des Abstützkopfes (4) hin offen ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (7) als eine vom freien stirnseitigen Ende des Abstützkopfes (4) ausgehende zentrale axiale Bohrung ausgeführt ist.
Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Einschnürung am Abstützkopf (4) zumindest eine Durchgangsöffnung zwischen Außenmantel und zentraler Bohrung vorgesehen ist, die zur zentralen Bohrung hin abfallend verläuft.