DE4023885A1 - Rollenstoessel mit hydraulischem ventilspiel-ausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel mit hydrauli­ schem Ventilspiel-Ausgleich, wobei ein über einen Rollen­ bolzen eine Rolle tragender Rollen-Kolben gemeinsam mit einem Stößel-Kolben einen hydraulischen Hochdruckraum be­ grenzt, der über eine Rückschlagventil-Vorrichtung mit einem Hydraulik-Vorratsraum in Verbindung steht. Ein der­ artiger Stößel ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung 03 18 151 bekannt.

Gegenüber herkömmlichen Tassenstößeln zur Betätigung der Gaswechselventile von Brennkraftmaschinen bieten Rollen­ stößel den Vorteil verminderter Reibleistung. Dabei sol­ len auch Rollenstößel den bewährten, hydraulischen Ven­ tilspielausgleich ermöglichen. Da jedoch die bislang be­ kannt gewordenen Rollenstößel mit hydraulischem Ventil­ spielausgleich relativ großvolumig bauen und insbesondere eine gegenüber herkömmlichen Tassenstößeln ge­ steigerte Bauhöhe aufweisen, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer die Abmessungen von Rollenstößeln mit hydraulischem Ven­ tilspielausgleich verringert werden können.

Zur Lösung der Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 oder 2 vorgesehen; vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

So beansprucht der Hydraulik-Vorratsraum kein zusätzli­ ches Volumen innerhalb des Rollenstößels, wenn der Vor­ ratsraum erfindungsgemäß im Inneren des hohl ausgeführten Rollenbolzens angeordnet ist. Über geeignet angebrachte Bohrungen und Kanäle kann dann der Vorratsraum ohne Schwierigkeiten mit dem Hochdruckraum und auch mit einem Hydraulik-Kreislauf, so üblicherweise dem Schmiermittel­ kreislauf einer Brennkraftmaschine, verbunden werden. Es ist aber auch möglich, den üblicherweise relativ großvo­ lumig bauenden, zusammenhängenden Vorratsraum in mehrere Teilräume zu unterteilen, die dann im Sinne einer bau­ raumoptimierenden Bauweise an geeigneten Freiräumen im Rollenstößel angeordnet werden können. Insbesondere bie­ ten sich hierfür Bereiche seitlich des Rollenbolzens und/oder seitlich der Rolle an. Kommunizierenden Gefäßen gleich sind die Teilräume über Kanäle miteinander verbun­ den.

Die zumeist in Form einer federbelasteten Kugel ausgebil­ dete Rückschlagventil-Vorrichtung beansprucht weniger Bauhöhe, wenn mehrere Rückschlagventil-Vorrichtungen ne­ beneinander angeordnet sind - dies bietet sich insbeson­ dere bei einer Aufteilung des Vorratsraumes in mehrere Teilräume an - oder wenn die Rückschlagventil-Vorrich­ tung als Zungenventil oder Flatterventil ausgebildet ist. Auch hier ist es im Sinne eines verringerten Bauaufwandes möglich, mit Hilfe einer einzigen zungenventilartigen Rückschlagventil-Vorrichtung den Durchfluß durch mehrere Kanäle zu steuern.

Weitere Möglichkeiten zur Verringerung des Bauraumes ei­ nes Rollenstößels mit hydraulischem Ventilspiel-Ausgleich sind in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben, sowie aus den im folgenden erläuterten, bevorzugten Ausführungsbeispie­ len der Erfindung ersichtlich. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Rollenstößel mit im Rollenbolzen vorgesehenen Hydraulik-Vorratsraum im Schnitt,

Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1,

Fig. 3 einen weiteren Schnitt des Stößels aus Fig. 1,

Fig. 4 einen Rollenstößel mit mehreren Vorrats-Teil­ räumen im Schnitt,

Fig. 5 den Schnitt B-B aus Fig. 4,

Fig. 6 einen Stößel ähnlich Fig. 1 mit einem Zungen- Rückschlagventil,

Fig. 7 den Schnitt A-A aus Fig. 6,

Fig. 8 eine Aufsicht auf das Zungen-Rückschlagventil des Stößels aus Fig. 6,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Rollenstößels,

Fig. 10 den Schnitt A-A aus Fig. 9, sowie

Fig. 11 einen weiteren Schnitt des Stößels aus Fig. 9.

Die gezeigten Rollenstößel bestehen im wesentlichen aus einem Rollen-Kolben 1 sowie einem Stößel-Kolben 2. Wäh­ rend am Stößel-Kolben 2 der Schaft eines Gaswechselventi­ les einer Brennkraftmaschine direkt - oder über eine Stö­ ßelstange mit einem Kipphebel indirekt - anliegt, trägt der Rollen-Kolben 1 über einen Rollenbolzen 3 eine Rolle 4, die mit einem Nocken zur Betätigung des Brennkraftma­ schinen-Gaswechselventiles zusammenwirkt.

Der Rollenbolzen 3 ist in eine Bohrung 5 im Rollen-Kolben 1 eingepaßt. Auf dem Rollenbolzen 3 ist die Rolle 4 unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern 6 gelagert.

Der Rollen-Kolben 1 und der Stößel-Kolben 2 sind gemäß Pfeilrichtung 7 gegeneinander verschiebbar und begrenzen gemeinsam einen hydraulischen Hochdruckraum 8. Ferner wirkt zwischen den beiden Kolben eine Druckfeder 9.

Zur Versorgung des Hochdruckraumes 8 mit Hydraulikmedium ist im Rollenstößel ein Hydraulik-Vorratsraum 10 vorgese­ hen. Dieser steht über zumindest einen Kanal 11 mit dem Hochdruckraum 8 in Verbindung, wobei im Kanal 11 eine in Richtung des Vorratsraumes 10 sperrende Rückschlagventil- Vorrichtung 12 angeordnet ist. Da die Funktion des hydraulischen Ventilspielausgleichs dem Fachmann geläufig ist, soll diese hier nicht weiter erläutert werden. Zur Befüllung des Vorratsraumes 10 mit einem geeigneten Hydraulikmedium sind ferner zwei Überströmkanäle 13 vor­ gesehen, die mit auf der Stößelaußenseite mündenden Zu­ fuhrkanälen 16 in Verbindung stehen.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 liegt der Hydraulik-Vorratsraum 10 im wesentlichen im Inneren des hohl ausgebildeten Rollenbolzens 3. Dazu sind die Stirn­ seiten des Rollenbolzens 3 mit Deckplatten 14 verschlos­ sen. Die Verbindung mit den beiden das Hydraulikmedium zum Hochdruckraum 8 leitenden Kanälen 11 stellen Bohrun­ gen 15 im Rollenbolzen 3 her. In gleicher Weise verbinden die Bohrungen 15 den Vorratsraum 10 mit zwei Über­ strömkanälen 13. Da beim gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Kanäle 11 vorgesehen sind, finden sich selbstver­ ständlich auch zwei Rückschlagventil-Vorrichtungen 12, die in üblicher Weise als federbelastete Kugeln ausgebil­ det sind.

Indem der Vorratsraum 10 im Inneren des Rollenbolzens 3 angeordnet ist, wird für den Vorratsraum kein zusätzli­ cher Bauraum benötigt. Hierdurch ergibt sich ein äußerst kompakt bauender Rollenstößel. Weiter gefördert wird die kompakte Bauweise durch Vorsehen zweier Rückschlagventil- Vorrichtungen 12, da diese jeweils für sich kleiner und daher niedriger bauend ausgebildet werden können. Schließlich kann aufgrund der außerhalb des Hochdruckrau­ mes und dabei konzentrisch zu diesem angeordneten Druck­ feder 9 auch der Hochdruckraum 8 in seinen Abmessungen optimiert bzw. minimiert werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5 ist der Vor­ ratsraum 10 in fünf Teilräume unterteilt, von denen auf­ grund der Schnittführung nur die Teilräume 10a, 10b, 10c dargestellt sind. Jeder Teilraum kann über einen Kanal 11 mit dem Hochdruckraum 8 in Verbindung stehen. Ferner sind die einzelnen Teilräume über Kanäle 17 miteinander sowie mit dem Überströmkanal 13 verbunden. Indem jeder einzelne Teilraum für sich ein relativ geringes Volumen aufweist, können die Teilräume in zur Verfügung stehende Freiräume verlegt werden, ohne dabei den gesamten Bauraum des Stößels wesentlich zu vergrößern. Beim gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel sind die Teilräume 10a, 10b im wesentlichen seitlich des Rollenbolzens 3 sowie der Rolle 4 angeord­ net, während der Teilraum 10c durch den hohl ausgeführten Rollenbolzen 3 gebildet wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 hat analog dem Stö­ ßel nach den Fig. 1, 2 den Hydraulik-Vorratsraum 10 im wesentlichen im Inneren des Rollenbolzens 3, wobei selbstverständlich auch die die Bohrungen 15 umgebenden Freiräume 10a, 10b die Funktion von Teil-Vorratsräumen übernehmen. Zur weiteren Verringerung der Bauhöhe ist bei diesem Stößel die Rückschlagventil-Vorrichtung 12 als ein aus einer Scheibe herausgearbeitetes Zungenventil ausge­ bildet. Vorteilhafterweise bilden dabei - wie die Auf­ sicht gemäß Fig. 8 zeigt - die beiden Zungenventile für die beiden Kanäle 11 ein einziges Bauteil.

Die Fig. 9, 10, 11 zeigen eine weitere Variante. Hier sind Stößelkolben 2 und Rollenkolben 1 in ihrem unteren Bereich konisch ausgebildet und der Kontur eines Ventil­ federtellers 21 angepaßt, um weiter Bauhöhe einzusparen. Zu gleichem Zweck ist die Druckfeder 9 als Tellerfeder ausgebildet. Die neben dem Vorrats-Teilraum 10c (Innenraum des Rollenbolzens 3) vorgesehenen Vorrats- Teilräume 10a, 10b, sowie die dazu spiegelbildlichen weiteren Teilräume sind an die Kontur bzw. den Umfang des Rollenkolbens 1 angepaßt.

Die Fig. 2, 5, 7, 10 zeigen darüber hinaus eine an der Außenseite eines der beiden Kolben (Rollen-Kolben 1 oder Stößel-Kolben 2) vorgesehene, in Stößelbewegungsrichtung (Pfeilrichtung 7) verlaufende Längsnut 18. Diese Längsnut bildet gemeinsam mit einem Vorsprung 19, der als Ein­ steckteil in der Wandung 20 einer den Rollenstößel füh­ renden Bohrung ausgebildet ist, eine Stößel-Verdrehsi­ cherung. Auch diese relativ einfache Ausbildung einer Stößel-Verdrehsicherung erhöht die kompakte Bauweise ei­ nes erfindungsgemäßen Rollenstößels. Die beschriebenen wesentlichen Merkmale gestatten es somit, einen Rollen­ stößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich äußerst niedrig und kompakt bauend zu gestalten. Dabei können konstruktive Ausführungsformen durchaus von den gezeigten Ausführungsbeispielen abweichen, ohne den Inhalt der Pa­ tentansprüche zu verlassen.

Claims (7)

1. Rollenstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich, wobei ein über einen Rollenbolzen (3) eine Rolle (4) tragender Rollen-Kolben (1) gemeinsam mit einem Stö­ ßel-Kolben (2) einen hydraulischen Hochdruckraum (8) begrenzt, der über eine Rückschlagventil-Vorrichtung (12) mit einem Hydraulik-Vorratsraum (10) in Verbin­ dung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Vorrats­ raum (10) zumindest teilweise durch den hohl ausge­ führten Rollenbolzen (3) gebildet wird.

2. Rollenstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich, wobei ein über einen Rollenbolzen (3) eine Rolle (4) tragender Rollen-Kolben (1) gemeinsam mit einem Stö­ ßel-Kolben (2) einen hydraulischen Hochdruckraum (8) begrenzt, der über eine Rückschlagventil-Vorrichtung (12) mit einem Hydraulik-Vorratsraum (10) in Verbin­ dung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Vorrats­ raum (10) in mehrere durch einen Kanal (17) mitein­ ander verbundene, im wesentlichen seitlich des Rollenbolzens (3) angeordnete Teilräume (10a, 10b) unterteilt ist.

3. Rollenstößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckraum (8) mit dem Vorratsraum (10) oder den Teilräumen (10a, 10b) über mehrere Rückschlagventil-Vorrichtungen (12) verbunden ist.

4. Rollenstößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rückschlagventile (12) im wesentlichen unterhalb des Rollenbolzens (3) beidseitig der Rolle (4) vorgesehen sind.

5. Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventil- Vorrichtung (12) als ein einen oder mehrere Kanäle (11) verschließendes Zungenventil ausgebildet ist.

6. Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen dem Rol­ len-Kolben (1) und dem Stößel-Kolben (2) wirkende Druckfeder (9) im wesentlichen konzentrisch außer­ halb des Hochdruckraumes (8) angeordnet ist.

7. Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite des Rollen-Kolbens (1) oder des Stößel-Kolbens (2) eine in Stößelbewegungsrichtung (7) verlaufende Längsnut (18) vorgesehen ist, die gemeinsam mit einem Vor­ sprung (19) in einer den Stößel führenden Bohrung eine Stößel-Verdrehsicherung bildet.