DE4109666A1 - Hydraulisches ventilspiel-ausgleichselement - Google Patents
Hydraulisches ventilspiel-ausgleichselementInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
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- F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
- F01L1/245—Hydraulic tappets
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Description
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Ventilspiel-
Ausgleichselement für eine desmodromische Ventilsteue
rung einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Ein derartiges Ventilspiel-Ausgleichselement zeigt der
japanische Patentabstract 61-11 408(A), wobei das Aus
gleichselement in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit mit
einem integrierten Rückschlagventil und einem Vorrats
raum zwischen den Schließernocken und einen den Ventil
schaft eines Gaswechselventiles untergreifenden Schließ
hebel angeordnet ist. Mit der dort gezeigten Anordnung
soll mittels des Ausgleichselementes sowohl das Ventil
spiel im Kraftfluß der Schließerseite als auch zwischen
dem Öffnernocken und einem auf den Ventilschaft wirken
den Schwinghebel ausgeglichen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ausgleichselement für
eine desmodromische Ventilsteuerung vorzuschlagen, wel
ches ggf. im Betrieb auftretende Störungen mit Hinblick
auf das Ventilspiel ausschließt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhaf
te und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind
den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an den Druckraum des
Ausgleichselementes im Kraftfluß der Schließbetätigung
des Gaswechselventiles ein Überdruckventil vorzusehen.
Dieses Überdruckventil schließt aus, daß bei einem ggf.
auftretenden "Aufpumpen" des Ausgleichselementes eine
Beschädigung des Ventiltriebes auftritt. Diese Beschädi
gung würde daraus resultieren, daß der Schließhebel
durch die zwangsweise Betätigung durch den Schließnocken
das Ventil zu schließen sucht, obwohl dieses bereits ge
schlossen ist.
Ähnlich einem Aufpumpen kann beispielsweise bei der Ver
wendung von zwei Ausgleichselementen auf der Öffner- und
auf der Schließseite bei Stillstand der Brennkraftma
schine und ungünstiger Belastung der Ausgleichselemente
ein Ausfahren des schließerseitigen Ausgleichselementes
resultieren, welches dann beim Andrehen der Brennkraft
maschine ebenfalls eine Sperrung des Ventiltriebes be
wirken würde.
Durch das Überdruckventil, dessen Öffnungsdruck höher
liegt als der durch die regulären Ventilbetätigungskräf
te auftretende Druck, wird nunmehr ein Einfahren bzw.
eine Kontraktion des Ausgleichselementes ermöglicht und
damit eine Beschädigung im Ventiltrieb vermieden.
Das Überdruckventil kann baugleich einem bei Ausgleichs
elementen üblichen Kugelventil als Rückschlagventil aus
geführt sein, wobei dessen Vorspannung jedoch entspre
chend höher und dessen Wirkrichtung umgekehrt sein muß.
Gemäß Anspruch 3 kann dabei das Überdruckventil wie das
Rückschlagventil mit dem Vorratsraum verbunden sein, so
daß bei einem Ansprechen des Überdruckventiles die im
Druckraum befindliche Hydraulikflüssigkeit in den Vor
ratsraum abströmen kann. In fertigungstechnisch günsti
ger Weise können dabei Überdruckventil und Rückschlag
ventil einander benachbart angeordnet sein.
Die Ansprüche 5 und 6 kennzeichnen eine hinsichtlich des
Bauraumes und des Montageaufwandes vorteilhafte Kon
struktion mit zwei Ventilspiel-Ausgleichselementen, die
schließerseitig und öffnerseitig in den Ventiltrieb ein
geschaltet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden
mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schemati
sche Zeichnung zeigt in
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zylinder
kopf einer Brennkraftmaschine mit einer
desmodromischen Ventilsteuerung und
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II
der Fig. 1 durch den Tassenstößel gemäß
Fig. 1, mit zwei integrierten Ventil
spiel-Ausgleichselementen und einem
Überdruckventil.
In der Fig. 1 ist mit 10 ein Zylinderkopf einer Hubkol
ben-Brennkraftmaschine bezeichnet, in dem über eine
Ventilführung 12 der Schaft 16 eines Hubventiles 14
verschiebbar geführt ist. Das Hubventil 14 steuert im
Ausführungsbeispiel einen Einlaßkanal 18 innerhalb des
Zylinderkopfes 10 auf oder zu.
Das Hubventil 14 wird über eine desmodromische Ventil
steuerung betätigt, die sich im wesentlichen aus einer
Nockenwelle 20 mit einem Öffnernocken 22 und einem
Schließnocken 24, einem Schließhebel 26 und einem Tas
senstößel 28 zusammensetzt. Der Tassenstößel 28 ist in
einer konzentrisch zur Mittelachse der Ventilführung 12
angeordneten Bohrung 30 des Zylinderkopfes 10 geführt.
Die Schmierung des Tassenstößels 28 und die Schmieröl
versorgung der in dem Tassenstößel angeordneten, nach
folgend beschriebenen Ventilspiel-Ausgleichselemente er
folgt über einen Schmierölkanal 32 mit je Tassenstößel
einem Steigkanal 34, der jeweils an das nicht darge
stellte Druckumlauf-Schmierölsystem der Brennkraftma
schine angeschlossen ist.
Während der das Hubventil 16 öffnende Öffnernocken 22
unmittelbar an dem Boden des Tassenstößels 28 anläuft,
wird das Schließen des Hubventiles 16 über den Schließ
hebel 26 bewirkt. Dabei ist der Schließhebel 26 auf
einer zylinderkopffesten Achse 36 schwenkbar gelagert,
wobei der eine Arm 38 an dem Schließnocken 24 der Noc
kenwelle anläuft, während der entgegengesetzt liegende,
gabelförmige Arm 40 den Tassenstößel 28 untergreift. Es
versteht sich, daß der Zylinderkopf 10 hinsichtlich sei
ner Konstruktion derart gestaltet ist, daß ein entspre
chender Freiraum für die Schwenkbewegung des Schließhe
bels 26 auch unterhalb des Tassenstößels 28 gegeben ist.
Die Konstruktion des Tassenstößels 28 ist der vergrößer
ten Schnittdarstellung in Fig. 2 entnehmbar. Der Tassen
stößel 28 setzt sich im wesentlichen aus einem Bodenteil
42 und einem Mantelteil 44 rotationssymmetrischer Bauart
zusammen; die Bauteile sind teleskopisch ineinander ge
führt.
In dem Mantelteil 42 ist innerhalb eines eingesetzten
Führungsringes 46 ein erstes Ventilspiel-Ausgleichsele
ment 48 mit einem Kolben 50 und einem einerseits ge
schlossenem Zylinderteil 52 eingesetzt. Dabei bildet ein
Boden 54 mit einem entsprechenden Durchbruch 56 und
einer Ventilkugel 58 das Rückschlagventil des Aus
gleichselementes, welches den Druckraum 60 von dem dar
überliegenden Vorratsraum 62 trennt. Während eine erste
Feder 64 die Ventilkugel 58 gegen den Ventilsitz 56
spannt, wird über eine zweite Schraubendruckfeder 66 das
Ausgleichselement 48 in Spielausgleichsrichtung vorge
spannt. Der Kraftfluß in Öffnungsrichtung des Hubventi
les 14 läuft entsprechend der durchgezogenen Linie 68
von dem Öffnernocken 22 auf das Bodenteil 42 und über
das Ausgleichselement 48 auf den Ventilschaft 16.
In dem Mantelteil 44 des Tassenstößels 28 ist ferner ein
Ringkolben 70 verschiebbar gelagert, der ferner eine
Durchtrittsbohrung 72 für den Ventilschaft 16 aufweist
und mittels eines Sicherungsringes 74 am Ventilschaft 16
zumindest in Schließrichtung festgelegt ist.
Im Kolben 70 ist ein zweites Ventilspiel-Ausgleichsele
ment 78 angeordnet, welches den unterhalb des Kolbens 70
liegenden Druckraum 80, der sich um den Ventilschaft 16
herum erstreckt, von einem oberhalb des Kolbens liegen
den Vorratsraum 76 trennt. Das Ausgleichselement 78 ist
durch einen Durchbruch 82 im Kolben 70 gebildet, der
durch eine Ventilkugel 84 verschlossen ist, wobei die
Ventilkugel 84 von einer Schraubendruckfeder 86 vorge
spannt ist. Zwei weitere Schraubendruckfedern 88 dienen
wiederum dazu, im Sinne eines Spielausgleiches den Kol
ben 70 relativ zum Mantelteil 44 vorzuspannen.
Ferner ist im Kolben 70 ein Überdruckventil 90 benach
bart dem Ausgleichselement 78 angeordnet, dessen Wir
kungsrichtung jedoch umgekehrt ist. Das Überdruckventil
90 setzt sich zusammen aus einem im Kolben 70 vorgesehe
nen Durchbruch 92, der von einer Ventilkugel 94 ver
schließbar ist. Eine Schraubendruckfeder 96 wirkt auf
die Ventilkugel 94 und bestimmt somit deren Öffnungs
druck.
Die durchgezogene Linie 98 zeigt den Kraftfluß auf der
Schließseite, der von dem Schließnocken 24 auf den
Schließhebel 26 und über die Arme 40 auf das Mantelteil
44 wirkt und von dort über den Druck im Druckraum 80 und
den Kolben 70 und schließlich über den Sicherungsring 74
zum Hubventil 14 verläuft. Dabei wird über das Aus
gleichsventil 78 schließerseitig das Ventilspiel durch
Verfahren des Kolbens 70 relativ zum Mantelteil 44 aus
geglichen, während öffnerseitig das Ventilspiel über das
Ausgleichselement 48 eliminiert wird, wobei sich das Zy
linderteil 52 relativ zum Kolben 50 verschiebt.
Die Schraubendruckfeder 96 ist hinsichtlich ihrer Vor
spannkraft so ausgeführt, daß bei den in der regulären
Ventilbetätigung auftretenden Kräften bzw. den resultie
renden Drücken im Druckraum 80 das Ventil 94 geschlossen
bleibt. Sollte jedoch im Ventiltrieb aufgrund von Reso
nanzschwingungen oder eines zu hohen Schmieröldruckes
etc. ein "Aufpumpen" des Ausgleichselementes 78 erfol
gen, so würden aufgrund der Zwangssteuerung über den
Schließnocken unzulässig hohe Ventilkräfte bzw. -drücke
auftreten, die jedoch dann durch Öffnen des Überdruck
ventiles 94 abgebaut werden. Gleiches gilt dann, wenn
bei einem längeren Stillstand der Brennkraftmaschine
ggf. aufgrund ungünstiger Toleranzen sich das eine Aus
gleichselement 48 entleeren würde, während das schlie
ßerseitige Ausgleichselement 78 in den Druckraum 80
Schmieröl nachsaugt bzw. sich ausdehnt. Auch hier wird
durch das Öffnen des Überdruckventiles 90 ein Blockieren
des Ventiltriebes vermieden.
Claims (6)
1. Hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement für eine
desmodromische Ventilsteuerung einer Brennkraftma
schine, mit zumindest einer in den Kraftfluß zwischen
einem Schließnocken und einem Gaswechselventil einge
schalteten, einen Druckraum einschließenden Kolben-
Zylinder-Einheit und einem Vorratsraum, wobei der
Druckraum und der Vorratsraum über ein Rückschlagven
til verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Druckraum (80) ferner ein Überdruckventil (90)
angeschlossen ist, welches bei einer definierten, die
Ventilbetätigungskräfte übersteigenden Kraft öffnet
und Hydraulikmedium abströmen läßt.
2. Ventilspiel-Ausgleichselement nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (90)
ein federnd vorgespanntes, in umgekehrter Richtung
als das Rückschlagventil (78) wirkendes Kugelventil
ist.
3. Ventilspiel-Ausgleichselement nach den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckven
til (90) zwischen Druckraum (80) und Vorratsraum (76)
eingeschaltet ist.
4. Ventilspiel-Ausgleichselement nach den Ansprüchen l
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckven
til (90) und das Rückschlagventil (78) einander be
nachbart im Kolben (70) angeordnet sind.
5. Ventilspiel-Ausgleichselement nach einem oder mehre
ren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß es in einem Tassenstößel (28) angeordnet ist, in
dem ein weiteres Ventilspiel-Ausgleichselement (48)
im Kraftfluß zwischen einem Öffnernocken (22) und
einem Gaswechselventil (24) angeordnet ist.
6. Ventilspiel-Ausgleichselement nach Anspruch 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Tassenstößel (28) durch
ein äußeres Mantelteil (44) und ein darin verschieb
bar geführtes Bodenteil (42) gebildet ist: wobei das
eine durch eine Kolben-Zylinder-Einheit gebildete
Ausgleichselement (48) im Bodenteil (42) aufgenommen
ist und das zweite Ausgleichselement an einem den
Ventilschaft (16) aufnehmenden Ringkolben (70) ange
ordnet ist, der im Mantelteil (42) verschiebbar ge
führt ist.
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