DE1550336A1 - Hydraulic damping device for valve lifters - Google Patents
Hydraulic damping device for valve liftersInfo
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Description
"Hydraulische Dämpfungsvorrichtung für Ventilstößellt Die Erfindung bezieht sich auf Ventilstößelheber für Verbrennungskraftmaschinen und betrifft insbesondere eine hychaulische Dämpfungsvorrichtung für Ventilstößelp durch'deren neuartige Ausbildung dieTemperaturunterschiede ausgeglichen werdeng denen diese Vorrichtungen ausgesetzt sind* Vorrichtungen dieser Art werden seit vielen Jahren meist aus Gußeisen hergestellt. Die üblichen hydraulisch gedämpften Ventilstößelheber bestehen aus einem Hohlkörper aus Gußeisen, welcher ein hohles Kolbenelement aus Stahl =schließt# an dessen einem Ende ein Ventilsitz gebildet ist. Zwischen diesen beiden Elementen ist ein enger Spalt vorhanden, welcher den Durchtritt des Öls ermöglichto Da in kaltem Zustande der Maschine die Viskosität des in der Vorrichtung befindlichen Öls höher ist, als nachdem die Maschine warm geworden ist, ist die Menge an Öl, die durch diesen Spalt hindurchfließt, normalerweise in warmem Zustande der M-aschine viel größer als in kalten Zustand derselben."Hydraulic damping device for valve tappets The invention relates to valve tappet lifters for internal combustion engines and relates in particular to a hychaulic damping device for valve tappets through whose novel design the temperature differences are compensated to which these devices are exposed * Devices of this type have been made mostly of cast iron for many years damped valve tappet lifters consist of a hollow body made of cast iron, which closes a hollow piston element made of steel = at one end of which a valve seat is formed. Between these two elements there is a narrow gap, which allows the passage of the oil If the viscosity of the oil in the device is higher than after the machine has warmed up, the amount of oil which flows through this gap is normally much greater than when the machine is warm in the cold state of the same.
Bereits vor Jahrzehnten ist ein hydraulisch gedämpfter Ventilstößelheber vorgeschlagen worden, durch dessen besondere Ausbildung die Wirkung der Temperaturänderungen automatisch ausgeglichen werden sollte, so daß sich ein konstanter Öldurchfluß durch den Spalt zwischen Hohlkörper und Gehäuse ergibt. Gemäß diesem Vorschlage sollte der sich in dem Gußeisenhohlkörper bewegende Kolben aus Aluminium bestehen.A hydraulically damped valve lifter was already used decades ago has been proposed, through its special training, the effect of temperature changes should be automatically compensated so that there is a constant oil flow through results in the gap between the hollow body and the housing. According to this proposal should the piston moving in the cast iron hollow body is made of aluminum.
Als Folge der durch die verschieden großen Wärmeausdehnungen C-3 des Gußeisens und des Aluminiums bewirkten Änderungen das Außendurchmessers des Kolbenkörpers und Innendurchmessers des Gußeisenkörpers ergab sich eine Anpassung der Spaltbreite an die Änderungen der Viskosität des Öls. Dieser Gedanke ist an sich bestechendg jedoch hat sich gezeigt, daß er in der vorgeschlagenen Weise praktisch nicht zu verwirklichen ist. Der Grund hierfür ist der, daß der Aluminiumkolben dber schnell verschleißt und auch in hohem Grade Korrosionabeanspruchungen unterworfen ist, so daß bei Verwendung eines solchen Kolbens die Lebensdauer einer mit ihm ausgerüsteten Dämpfungsvorrichtung fürlso außerordentlich kurz ist, daß hierdurch die Verwendung eines solchen Kolbenkö rpers praktisch ausgeschlossen ist. Da die Kolben solcher Vorrichtungen sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegeng müssen sie sehr verschleißbeständig sein und eine hohe Korrosionsgeschwindigkeit besitzen.As a result of the changes in the outer diameter of the piston body and the inner diameter of the cast iron body caused by the different thermal expansions C-3 of the cast iron and the aluminum, the gap width was adapted to the changes in the viscosity of the oil. This idea is intriguing in itself, but it has been shown that it cannot be implemented in practice in the manner proposed. The reason for this is that the aluminum piston also wears out quickly and is also subject to high levels of corrosion stress, so that when such a piston is used, the service life of a damping device equipped with it for so long it is extremely short that this practically rules out the use of such a piston body. Since the pistons of such devices have to bewegeng at very high speeds to be wear-resistant and have a high corrosion rate them very much.
Weitere Nachteile einos solchen Aluminiumkolbens gemäß dem bekannten Vorschlag sind außer einem schnellen Verschleiß seine geringe Druckfestigkeit und der hohe Grad von Kaltverformbarkeit des Werkstoffs, aus dem er bestehtg die zur Folge haben, daß er einer Verformung durch wiede2holte Einwirkung entsprechender Kräfte wenig -Widerstand entgegensetzt. Die mechanischen Beanspruchungen, deren Einwirkung der Kolbenkörper einei solchen Vorrichtung ausgesetzt ist, sind aber sehr hoch.Further disadvantages of such an aluminum piston according to the known one In addition to rapid wear, its low compressive strength and the high degree of cold deformability of the material from which it is made The consequence of this is that it corresponds to a deformation caused by repeated action Forces little opposed to resistance. The mechanical stresses whose Such a device is exposed to the action of the piston body, but are very high.
Bis heute fehlt der Automobilindustrie ein praktisch brauchbarer, die auftretenden Temperatuxänderungen durch Vergleichmäßigung des Spaltes, durch welchen das Öl hindurchtreten kann, ausgleichender hydraulisch gedämpfter Ventilstößelheber von hinreichend langer Lebensdauer und insbesondere gleichzeitig einem verhältnismäßig niedrigen Trägheiji-'IM derstand. Als Voraussetzung für die praktische 3rauchbarkeit einer solchen die Temperaturunterschiede kompensierenden Konotruktion müssen gleichzeitig die BedinLunGen einer hinreichenden Druckfestigkeit , einer hohen Verschleißfestigkeit und guten Korrooionsbeständii,#keit, sowie geringer Verformbarkeit des kolbenkörpers auf seinen Kontaktflüchen und ferner selbstverständlich die erf-gllt sein, daß Ejeine 11erstellung in 1-Jassenproduktion möglich ist und es nicht erforderlich ist, ihn durch zusätzliche #Giinsätze zu verstär.I.en, oder duurch solche Ilörper hontaktflächen zu bilden.To date, the automotive industry lacks a practically usable, hydraulically damped valve lifter that compensates for the temperature changes that occur by equalizing the gap through which the oil can pass, with a sufficiently long service life and, in particular, at the same time a relatively low inertia. As a prerequisite for the practical usability of such a construction that compensates for temperature differences, the conditions of sufficient compressive strength , high wear resistance and good corrosion resistance, as well as low deformability of the piston body on its contact surfaces and, of course, the requirement that it be created must be met at the same time is possible in 1-Jasse production and it is not necessary to reinforce it with additional inserts, or to form body contact surfaces through such il-body.
Durch die Erfindung wird ein diesen j-jiforderungen entoprechender Kolbenkörper für hydraulisch #edämpfte-Ventilutößelheber t#eachaffen, der alle diese Yorderungen erfüllt, nämlich temperatur##,usgleicliend wirkt und dadurch einen verhältnismäßig konstUnten Durchfluß des uls zwischen Kolben und Zylinderkörper, bleichi#ül-Ülg ob die Laschine kalt oder warril istg oicherstellt, ferner eine sehr lanße Lebensdauer und aus,#ezeichnete KorrsionobestünCaiGkei'(i jo-viie gute 14,eL;tigkeitseigenschaften beoitzt und durch übliche praktisch anwendbare Verfahren in lklassenprodW-,tion herstellbar ist.The invention provides a corresponding to these j-ji requirements Piston body for hydraulically #damped-valve lifter t # eachaffen, of all these Requests fulfilled, namely temperature ##, works smoothly and therefore a proportionate constant flow of the uls between piston and cylinder body, pale i # ül-Ülg whether the machine is cold or warmer, it also has a very long service life and from 'excellent corrosion resistance' (i jo-viie good 14, eligibility characteristics Heated and in oil-class production through the usual, practically applicable processes can be produced.
Die Konstruktion und Gestaltunß des holbenkörpers des neuen Ventilstößelhebers ist verhältnismäßig einf#-ch. Diese große Einfachheit stellt einen der Hauptvorteile darg der durch die Erfindung insbesondere vom Gesichtspunkt der außerordentlichen wirtschaftlichen Bedeutung von Kosteneinsparungen bei der Herstellung eines solchen Massenartikels erzxielt wird. Die Einzelheiten sowie weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles derselben, auf welches die Erfindung nicht beschränkt ist, anhand der Abbildungen.The construction and design of the stem of the new valve lifter is relatively simple. This size Simplicity represents one the main advantages presented by the invention in particular from the point of view of extraordinary economic importance of cost savings in manufacturing such a mass-produced article is produced. The details as well as other features of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment the same, to which the invention is not limited, with reference to the figures.
Fig. 1 ist ein Ac4alschnitt durch einen hydraulisch gedämpften Ventilstößelheber mit den Merkmalen der Erfindung.Fig. 1 is a cross section through a hydraulically damped valve lifter with the features of the invention.
Fig. 2 ist ein abgebrochener Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in größerem Maßstabe, welcher den zwischen dem Kolbenkörper und dem diesen umschließenden Gehäuse in kaltem Zustande der Maschine vorhandenen Spalt erkennen kläßt.FIG. 2 is a broken-off section through part of the device according to FIG. 1 on a larger scale, which shows the gap between the piston body and the housing surrounding it when the machine is cold.
Fig. 3 zeigt in der Fig. 2 entsprechender Teildarstellung die
Verringel#ung dieses Spaltes, die sich in warmem Zustand der Maschine ergibt.
Die Dicke des _u2ber.",uges ist überall, 2owohl auf den planen wie den Gel-,wüm,-iiten Plächenbereichen, Iussparungen, Bohrungen-und Unterschneidungen des Kolbenkörpers gleich. Etwa vorhan--,le Bearbeitungsmethoden bedene '£oleranzen können durch norm,# seftigt werden. ib Die Überzugsschicht wirkt ferner auch als Wärmeisolator und erhöht durch ihr Vorhandensein den '#iiderstand gegen Erosiong der der Kolbenkörper durch das Auftreffen von intermittierenden Flammen ausgesetzt ist. Die Überzugsschicht splittert nicht und-schält sich nicht ab, wie das anderenfalls bei einer durch 1#lattieren mit einem- uDerzu;-* verseherien --LII'*clie t3 zu befUrchten wäre. bie beoitzt schließlich außerordent-.i -Lieh gute, einem rressen oder ziian,#,-,enbleiben der bewegten Körper entgegenwirkende Eigenschal'ten.The thickness of the _u2ber. ", Uges is everywhere, both on the flat like the gel, wüm, -it plan areas, Iussparungen, boreholes and undercuts of the piston body the same. Approximately existing tolerances involving processing methods can be juiced by norm, #. ib The coating layer also acts as a Heat insulator and increases the resistance against erosiong exposed to the piston body by the impact of intermittent flames is. The coating layer does not splinter or peel off like it would otherwise at one by lating 1 # with a- uDerzu; - * verseherien --LII '* clie t3 would be feared. After all, bie has extremely good ones, one rressen or ziian, #, -, the moving body does not have any counteracting properties.
de-en des -Unterschiedes der Gesch,;,rindiz-kei-L. ilit welcher sich die -#i'ärmeausdehnung der 'Liberzugsschichti und des inneren Kerns aus Aluminium vollzieht, erfolgt im Falle von #eeniper"turünderungeii eine sehr gerin e Bildun- von hälar-CD 1.# 5 rissen in der ;ichicht. ',eFie jedoch Versuche ergeben haben diese Haarrisse keine nuchteiliGen #Pin#,rirhungen auf uie oben L.ufgezählten besonders vorteilhaften :üii-ensch-r-ften CD und -Virkungen des Uberzugs.de-en des -difference between Gesch,;, rindiz-kei-L. In the case of #eeniper "turünderungeii there is a very small formation of hälar-CD 1. # 5 cracks in the; ichicht." However, as tests have shown, these hairline cracks have no detrimental # pin #, adjustments to the particularly advantageous ones listed above: the sharp CD and effects of the coating.
Jie sich gezeigt hütt.. i--ierden, wenn die Gesam-Gie Außenfläche des gleichmäßig mit diesem kantel aus Aluminiumoxyd überzogen wird, die 2lächen desselben, die mit dem Ventilstößelsitz in Kontakt kommen, auch während einer langen Betriebsdauer nibht nennenswert kalt gehärtet, obwohl diese Flächen sehr häufig einer beträchtlichen g hämmernden Wirkung ausgesetzt werden.It has been shown that if the entire outer surface of the outer surface is evenly coated with this aluminum oxide edge, the surfaces of the same that come into contact with the valve tappet seat are not noticeably cold hardened even during a long period of operation, although these areas are often exposed to considerable g hammering effect.
Die unmittelbar der inneren Umfangswandung des Außenkörpers anliegende äußere Umfangsfläche 20a des Kolbens wird durch Honeng läppen. oder Schleifen auf genaue, hinsichtlich der zulässigen Toleranzen festgelegte Abmessungen bearbeitet, um.eine glatte verschleiawiderstandsfähige Lagerfläche von geringster Dielbung herzustellen.The directly adjacent to the inner circumferential wall of the outer body outer peripheral surface 20a of the piston is through Lapping Honeng. or grinding to precise dimensions specified in terms of the permissible tolerances machined to create a smooth, wear-resistant bearing surface of the smallest possible size To produce insulation.
Insbesondere aus den ?iguren 2 und 3 ist die 'dirkung der erfindungsgemäßen Ausbildung des Kolbenkörpers aus Aluminium, - seiner Ummantelung in der beschriebenen deisei - die erwünschte ausdehnuhg beziehungsweise das Zusammenziehen dieses Kolbens, durch welche die anLentrebten Uirkungen hinsichtlich des Temperaturausgleichs herbeiGeführt werden, ersichtlich. Der Spalt Qswischen dem Uolben und dem Hohlzylinderkögper ist, wenn die Vorrichtung und das Öl kalt sind, breiter als der Spalt 022 der zwischen diesen oeiden Llementen vorhanden ist, wenn die Maschine und'das 01 #w.-tarm sind. Die breite dieses Spaltes ändert sich Ümgekehrt proportional zu der Yemperatur der Maschine mit dem Ergebnis,0 daß die Menge des ihn durchfließender Üls verhältnismäßig konstant bleibt.In particular from Figures 2 and 3 , the direction of the inventive design of the piston body made of aluminum, - its casing in the deisei described - the desired expansion or contraction of this piston, through which the desired effects with regard to temperature equalization are brought about, can be seen. The gap is the Qswischen Uolben and the Hohlzylinderkögper when the apparatus and the oil are cold, wider than the gap 022 between these oeiden Llementen is present when the machine und'das 01 # are w.-tarm. The width of this gap changes inversely proportional to the temperature of the machine with the result that the amount of oil flowing through it remains relatively constant.
Mit der ausdehnung des Kernkörpers des Kolbens dehnt sich auch der gewissermaßen eine Außenkrunte 20e bildende Überzug aus Aluminiumoxyd aus Im Verlauf dieser Ausdehnung bleibt aber, obwohl sich wegen des kleineren Wärmeausdehnungsk:oeffizienten der Kruste gegenüber dem des Aluminiumkerns, wie oben erläutert, sehr kleine Haarrisse bilden könneng eine vollkommene integrale Verbindung zwischen Kruste und Aluminiummetall mit den oben erwähnten vorteilhaften Wirkungen erhalten.As the core of the piston expands, so does the In a manner of speaking, an outer rim 20e forming a coating of aluminum oxide from In the course However, this expansion remains, although due to the smaller thermal expansion coefficient the Crust compared to that of the aluminum core, as explained above, very small hairline cracks can form a perfect integral connection between crust and aluminum metal with the above-mentioned advantageous effects.
Während des Betriebes ergibt sich deshalb bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung unter in üblicher Weise erfolgendem Durchfluß der hydraulischen Flüssigkeit ein vergleichsweise konstantes Durchfließen von Öl zwischen dem Kolben und dem Ventilkörper aus der Druckkammer 289 unabhängig davong ob die Maschine warm oder kalt isto Damit wird erstmalig eine p praktisch brauchbare hydraulische Dä4,fungsvorrichtung für Ventilstößelheber von langer Lebensdauer, außerordentlich hoher Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, bei welcher die Wirkungen der Temperaturunterschiede praktisch ausgeglichen werdenp geschaffen. Zu diesen Vorteilen kommt der eines verhältnismäßig geringen Gewichts der Konstruktiong durch welches sich ein niedrigeres Beharrungsvermögen als bei den bisher für -den gleichen Zweck bekannten Vorrichtungen ergibt.During operation, the device according to the invention therefore results in a comparatively constant flow of oil between the piston and the valve body from the pressure chamber 289 regardless of whether the machine is warm or cold, with the hydraulic fluid flowing in the usual way Practically usable hydraulic damping device for valve tappet lifters with a long service life, extremely high wear resistance and corrosion resistance, in which the effects of temperature differences are practically compensated. In addition to these advantages, there is a relatively low weight of the construction, which results in a lower inertia than the previously known devices for the same purpose.
Obwahl der Kolben aus Aluminium besteht, ist es nicht erforderlichi
ihm mit besonderen Einsätzeng Verstärkungen oder dergleichen zu versehen.
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