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Entlüftbarer Hydro-Tassenstossel
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Die Erfindung betrifft einen sich spielfrei einstellenuen Stössel,
der in einer Stösselführung gelagert ist und direkt zwischen einem Nocken und einem
Ventilschaft eingespannt kraftschlüssig Bewegungen übertragt mit einer entlüftbaren
Kraftschlusskammer. Der Stössel wird zum Steuern von Gaswechsel= vorgängen durcri
Ventile in OHV-Vervbrennungsmotorlen versenuet.
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Im Ventiltrieb der Verbrennungsmotoren ist die spielfreie Übertragung
Nockenform bezogener Bewegungsabläufe unter ange= wandtem reinen Formschluss noch
nicht praktisch zur Ausführung gexomsen. Es entstehen im spielfixierten Ventiltrieb
zwischen Beegungsbeginn und Bewegungsende der Ventile, positive und negative Massenbescnleunigungs-Spitzenwerte,
die bei Steigerung der Lastwechselspiel-Frequenz als Verscnleiß= und Lärmverursa=
chungsfaktoren gelten. Zur Fixiierung und Erhaltung vorgegebener Mindestspiele ist
Montage und wartungsaufwand notwendig. Es ist beKannt, daß in OHV-Verbrennungsmotoren
ür die spielfreie Über= tragung von Steuerbewegungen im Ventiltrieb Spielausgleichs-Stössel
zwischen Nocken und Ventil kraftschlüssig arbeitend an= ge ordnet sind, in denen
als Hydraulikmedium Motorenöl Verwendung findet. Die an solche Stössel gestellten
technischen Forderungen sind: Wegfall der Spieleinstellungs-Montagearbeit, Wartungsfrei=
heit, Verringerung der mechanischen Beanspruchung von Ventilsitz, Ventil und Ventilleder,
mögliche Vergrößerung des Ventilöffnungs-Zeitquerschnittes, Senkung des Geräuschpegels
und bleibende Bes triebsbelastbarkeit unmittelbar nach dem Starten des Motors.
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Es sind z.Zt. kaum unterschiedlich ausgeführte Stössel dieser Art
in 0HV-Verbrennungsmotoren eingesetzt. Die bekanntesten Aus= führungen sind: Sich
selbsttätig hydraulisch einstellende Ventil= stössel für Brennkraftmaschinen mit
obenliegender Nockenwelle, sowie Hydraulischer Tassenstössel. Literatur: TB f. d.
Kfz.-Ing.
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von H. Buschmann u. P.Koessler, Dt.Verl.Anst. Stuttgart 1963,
Kritik
des Standes der Techniic.
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Die in Verbrennungsmotoren verwendeten Spielausgleich-Stössel er=
fordern bei Inbetriebnahme der Motoren eine Anlaufzeit von etwa 30 secunden nach
langerem Stillstand -bis die Spielausgleich-Stös= sel voll Kraftschlüssig ohne Luft-oder
Gaseinschlüsse in ihren Kraftschlusskammern unter voller Motorlast arbeiten können.
Es be darf eines zusätzlichen technischen Aufwandes, um einen homogenen Ölstrom
im Primaren DrucKschmiersystem zur Speisung dieser Spiel= ausgleich-Stössel zu erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aiese Spielausgleich-Stössel
so zu gestalten, daß sie unmittelbar nach Inbetriebnahme, in einem Verbrennungsmotor
mit einfacher DrucKölschmlerung, inre Betriebsbedingungen kurzfristig durch satte
Füllung der Kraft= schlusskammern mit homogenem Öl für das optimale Aussteuern vor=
gesehener Ventil-Öffnungswinkel erhalten, was besonders fur den Erstlauf von Verbrennungsmotoren
gilt, die mit ölleeren Stösseln dieser Art montiert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, aaß innerhalb einer
einteilig ausgeführten - in Stösselboden und Stösselhemd ge gliederten Stösseltasse-ein
in deren Zentrum stehena angeordneter Zylinaer mit einem Zylinderdeckel, in dem
sich ein Rückstellventil zum Püllen von oben und zum Entlüften nach oben einer Kraftschluss
kammer befindet, gegen Hochdruck-Öl abgeciichtet wird und ein Kolben achsial verschiebbar
und Hochdruck4)l dichtend in dem Zylinder ge: lagert ist, womit die KraftschlussKammer
gebildet wird. Die Kraft einer Stutzfe;ler bringt den erfindungsgemäßen öl-leeren
hydrauli= schen Tassenstössel mit seiner Stösselfläche am Nocken zur Anlage, wodurch
dieser innerhalb eines im Betrieb veränderlichen Einspannmaßes zwischen Ventilschaft
und Nocken eingespannt ist. Die Veranderlich keit des Einspannmaßes beruht auf aer
Warmedehnung von Bauteilen des VerbrennungsMotors. Durch das Stösselhemd, das von
einer Ö1-Zuführungsrille umgeben ist und von Öl-Durchgangsöffnungen durch drungen
wird, führt der am Niederdruck-Raum angeschlossene ver= schließbare Auslass. Ein
den Zylinder umgebender Niederdruck-Raum wird vom Stösselboden, vom Stösselnemd,
vom Zylinderdeckel und sei ner Steuerungs-Kanalisation sowie vom Zylinder selbst
umgrenzt.
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Die im Zylinderdeckel befindliche Steuerungs-Kanalisation bleibt aus
dem ständig mit dem Niederdruck - Raum verbunden. Das primären Druckschmiersystem
innerhalb der Stösselführung entnommene und von der Öl pumpe geförderte Niederdruck
- Öl füllt
zuerst über die Öl-Zuführungsrille und die Öl-Durchgangsöffnungen
den Niederdruck-Raum von unten. In der höchstmöglichen Lage des Tassenstössels in
der Stösselführung ist der Niederdruckraum durch einen geöffneten Auslass entlüftbar,
indem Gas unter Druck durch den an hochstmöglicher Stelle das Kolbennemd durchdringenden
Auslass verdrangt werden. Der Niederdruck-Raum kann eine satte entldltete Ölfüllung
nur unter der Voraussetzung einiger Iastwe= chselspiele ernalten, was beisielsweise
während des Startvorgan= ges erfolgt. Vom Niederdruck-Öl im Niederdruck-Raum und
in der Steuerungs-Kanalisation wird das Rückstellventil im Zylinderdeckel geöffnet
und die Kraftschlusskammer von oben gefullt, wobei Gase nach oben gegen den Füllstrom
durch das offene Rückstellventil in die Steuerungskanalisation gelangen. Dieser
Vorgang kann sich wie derholen, bis die Kraftschlusskammer mit homogenem Öl gefüllt
ist.
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Voraussetzung zu einem Medium dieser Art in der Kraftschluss= rammer
ist ein Öl-Förderstrom in der Steuerungs-Kanalisation. der diese in einer Richtung
zu durchströmen tendiert. Das wird erreicht indem Öl-Durchgangsöffnungen dem Auslass,
beide das Stösselhemd durchdringend, gegenüberliegend angeordnet sind una dadurch
begün stigt die Entlüftung von Niederdruck-Raum und Steuerungs-Kanalisation innerhalb
einer Ruhephase des Tassenstössels stattfinden kann.
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Die mit Öl gefüllte Kraftschlusskammer steht unter annähernd dem gleichen
Druck wie der Niederdruck-Raum. Die Anlagekraft der Stösselfläche am Nocken setzt
sich aus einem Teil der Stützfederkraft und der Kraft aus der Druckbeaufschlagung
entsprechend cies Zylinder-Füh= rungsquerschnittes zusammen. Durch Beschleunigung
des erfindunngsgemäßen Tassenstössels bei der Krafteinwirkung durch die Nocken=
bahn auf die Stösselfläche beginnt der l)ruckanstieg in aer mit Öl gefüllt ten KraftschlussKammer
beim Arbeitsbeginn einer hydrostatischkraftschlüssigen Bewegungsübertragung. In
der allseitig sbgedicnte ten Kraftschlußkammer verringert sicn die Medienmenge unter
peric discher Druckveranderung in den Arbeitsintervallen durch Spaltverlust solange,
bis erneut ein Füll-Entlüftungsvorgang während des Betriebes beginnt.
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In der Auswahl von Werkstoffen werden fur die Erfindung keine höhe
ren Ansprüche gestellt, als diese den Erfordernissen bekannter aus geführter Stössel
mit hydraulischem Spielausgleich in Festigkeit, Oberflächenhärte, Maßhaltigkeit
und Oberflächenbeschaffenheit be= reits entsprecaen
Die mit der
Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, da3 an Stelle von Hydrauliscnen-SpielausAieic-Stösseln,
die das Motorenöl hauptsächlich durch Spaltverluste in inrer Kol= benführung entlüften
- hydraulische Tassenstössel entsprechend der Erfindung zur Anwendung kommen, in
denen das in einer Kraftschluss= kammer hyarostatisch-kraftscnlüssig arbeitende
Motorenöl ein Ven= die til zum Füllen und Entlüften vorgesehen ist und einen am
Nieder= druck-Raum angeschlossenen Auslass zum Entluften besitzen, damit der Motor
Kurzzeitig nach dem Start voll belastbar bleibt.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in Form von zwei bevorzugten
Ausfuhrungsbeispielen dargestellt; es zeigen: Figur 1 und Figur 2 einen Teilschnitt
in vergrößertem Maßstab aurcri eine Mit= ten-Ebene der Stösselführung im Ventiltrieb
eines Verbren= nungsmotoren-OHV-Zylinderkopfes, worin der erfindungsge= mäße hydraulische
Tassenstössel ölgefüllt innerhalb einer Betriebs-Runephase in zwei verschiedenen
Mitten-Ebenen auf geschnitten una nocnmals alleinig nach Schnittverlauf-An= gabe
dargestellt ist.
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Figur 1 und 2 zeigen den in einer Stösselführung 19 montierten er=
findungsgemäßen hydraulischen Tassenstössel zwischen einer Nocken-GrundkreisDahn
una einem Ventilschaft 21 mit einem Einspannmaß 22.
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In der polaren Achse der Stösseltasse steht der Zylinder 1, in dem
der Kolben 3 achsial verscnieobar und dichtend gelagert ist. Der Zylin der 1 wird
vom Zylinderdeckel 2 und dem Dichtring 18 abgedichtet, womit die Kraftschlusskammer
5 gebildet ist. Im Zylinderdeckel 2, an welchem sich ein Ruckstellventil - oestenend
aus Ventilkugel 6, Wegbegrenzer 7, Führungshülse mit Ventilsitz 8 und Rückstellfeder
9 - befindet, ist die Steuerungs-Kanalisation 20 eingearbeitet.
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Der Zylinder 1 ist gemeinsam mit aer zusatzlicnen Ausfahr-Siche= rung
17 oder auc alleinig mit einer Ausfahr-Sicherung versenen, am Stösselhemd 11 durch
den in plastischer Werkstoff-Verformung hergestellten Ylemmbord 23 Niederdruck-Öl
aicht befestigt, wobei der am Zylinder 1 zentrierte ZylinderaecKel 2 gegen die Kratt
des elastischen Dichtringes 18 an den Stösselboden 10 zur Anlage ge= bracht wird.
Die im Inneren der KraftschlussKammer 5 befindliche Stützfeder 4 richtet ihre Kraft
in achsialer Richtung gegen den Stösselboden 10 und gegen den Kolben 3. An den Niederdruck-Raum
16 sind der Auslass 14 una Öl-Durchgangsöffnungen 13, die in die Öl-
Zufuhrungsrille
12 münden, angeschlossen. Der Auslass 14 durch= dringt das Jtösselhemd 11 und er
ist oberhalb der Kreisförmig um laufenden Steuerkante 24 angeordnet, bezogen auf
eine der Betriebs Ruhephasen entsprechenaen Stössel-Stellung innerhalb der Stössel=
führung 19. Der Stössel-Ölkanal 25 dient zur zentralen Ölversor= gung der Stösseifuhrung
19 mit Niederdruck-Öl aus dem primären Öldrucksystem des Motors.