DE4109666A1 - Hydraulisches ventilspiel-ausgleichselement - Google Patents

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.