DE4128813A1

DE4128813A1 - Hydraulischer rollenstoessel

Info

Publication number: DE4128813A1
Application number: DE4128813A
Authority: DE
Inventors: Christof Dipl Ing Faria; Michael Dipl Ing Haas
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1991-08-30
Publication date: 1993-03-04
Also published as: WO1993005277A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel mit hydraulischem Ventil spielausgleich, bestehend aus einem zylindrischen Stößelgehäuse, worin ein Innengehäuse eingebaut ist, in welchem konzentrisch ein mit einem Ölvorratsraum verbundenes Spielausgleichselement angeordnet ist, einer auf einem Nocken einer Nockenwelle abrollenden Stützrolle, einem entlang einer Längsachse verschieblichen in dem Innengehäuse angeord neten Druckkolben und wenigstens einem Rückschlagventil.

Aus der EP-OS 03 40 461 ist bekannt, ein derartiges Spielausgleichs element zu schaffen. Rein konstruktiv ist diese Spielausgleichsein richtung so ausgebildet, daß eine Stützrolle, ein federbeaufschlagter Druckkolben, ein Innenraum und das Rückschlagventil übereinander in Reihe angeordnet sind. Hier zeigt sich, daß bei einem Übergang von konventionellen Stößeln zu Rollenstößeln die konstruktive Gesamthöhe des Ventiltriebes vergrößert wird, und so aufwendige Änderungen an bereits ausgeführten Zylinderköpfen erforderlich sind. Dies ist ins besondere dann von Nachteil, wenn das Spielausgleichselement in den Ventiltrieb eines Motors mit obenliegender Nockenwelle eingebaut werden soll. Aber auch bei Ausführungen mit untenliegender Nockenwelle und Ventilbetätigung über Stößelstange und Kipphebel erweist sich die vergrößerte konstruktive Gesamtlänge des Spielausgleichselementes als nachteilig, da entweder die Stößelstange zu kürzen und der Ventiltrieb neu zu dimensionieren ist, oder es ist erforderlich, die Lage der Nockenwelle zu verändern.

Es ist weiterhin bekannt, daß die bisherigen aufgezeigten Rollenstö ßel, beispielsweise der in der EP-PS 02 68 130 beschriebene, sowie der eingangs genannte, eine relativ komplizierte konstruktive Ausbildung erfahren und ein relativ hohes Eigengewicht besitzen. Die oszillieren den Massen im Ventiltrieb werden somit erhöht, und es ist mehr Lei stung zum Betreiben dessen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Rollenstößel der eingangs beschriebenen Art die Bauhöhe zu verringern und die konstruk tive Ausbildung zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Stützrolle im Druckkolben gelagert und zumindest teilweise darin integriert ist.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 14 beschrieben.

Der Druckkolben wird dabei, wie in Anspruch 4 aufgeführt, durch zwei radial angeordnete zylindrische Stifte geführt. Er ist durch wenig stens eine Feder beaufschlagt.

Diese Stifte sind gemäß Anspruch 5 in einer Querachse der Stützrolle eingebracht und in Längsachse des Innengehäuses gleitend geführt. Eine andere erfindungsgemäße Variante nach Anspruch 6 sieht vor, diese Stifte in das Innengehäuse, beispielsweise durch Verpressen, einzu bringen, und in einer Aufnahme der Stützrolle gleitend zu montieren. Diese Aufnahme verläuft dabei parallel zur Längsachse des Innengehäu ses.

Die Stützrolle kann so ausgeführt sein, daß sie als einteiliges Ele ment in den Rollenstößel eingebracht wird. Hierbei muß beispielsweise durch Schmierung sichergestellt sein, daß die Reibung in dem Verbund Stützrolle-Druckkolben minimal ist. Andererseits ist es vorgesehen, die Stützrolle über Nadelrollen auf einem Bolzen zu lagern.

In Anspruch 7 wird eine Möglichkeit der Führung des Druckkolbens durch vorzugsweise zwei vom Abschlußblech ausgehende, umgebogene La schen dargestellt. Diese Laschen sollen die Möglichkeit der Führung des Druckkolbens durch die zylindrischen Stifte ersetzen.

Das in Anspruch 11 beschriebene Ringteil dient als Transportsicherung und Endanschlag für den Druckkolben, wobei das Abschlußblech mit einer abgewinkelten radialen Außenfläche das Ringteil untergreift.

Entsprechend den Unteransprüchen 12 bis 14 sind in einem Kantenbe reich, welcher gebildet wird durch einen Boden des Innengehäuses und eine Wand des Innengehäuses, vorzugsweise zwei Rückschlagventile an geordnet. Durch die Wahl der Art, Zahl und Anordnung der Rückschlagven tile gelingt es, diese den jeweiligen Einsatzbedingungen anzupassen, wobei sich als besonders vorteilhaft eine Anbringung im obengenannten Kantenbereich erweist. In dem Druckkolben ist zweckmäßigerweise an der dem Rückschlagventil gegenüberliegenden Seite eine Aussparung vor gesehen, welche zu einer Ventilkappe des Rückschlagventils eine kom plementäre Form aufweist. Es sind auch weitere Formen denkbar, nur soll sichergestellt sein, daß der Druckkolben soweit wie möglich in das Innengehäuse des Rollenstößels eintauchen kann, um eine möglichst niedrige Bauhöhe des Rollenstößels zu erzielen.

Es ist auch vorgesehen, den Rollenstößel aus einem Leichtbauwerkstoff, beispielsweise einer Aluminiumlegierung, herzustellen.

Der Einsatz dieses Spielausgleichselementes soll sich nicht nur auf den Ventiltrieb von Verbrennungsmotoren beschränken. Denkbar sind alle Bereiche, in denen durch Wärmedehnung und/oder Verschleiß es erfor derlich ist, ein Spiel auszugleichen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Rollenstößels mit hydrauli schem Ventilspielausgleich im eingebauten Zustand;

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Stößel mit einer Ver drehsicherung durch zylindrische Stifte;

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß den Schnittlinien I-I der Fig. 2;

Fig. 4 den Stößel gemäß Fig. 2 mit einer Verdrehsicherung durch das Abschlußblech.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt eines Rollenstößels 1. Ein Stößelge häuse 2 wird im Zylinderkopf 2a eines Verbrennungsmotors geführt. Ein Nocken 3 verschiebt mit seiner Flanke 4 den Rollenstößel 1 in axialer Richtung. Dabei gleitet der Nocken 3 auf einer Stützrolle 5 ab und versetzt diese in eine rotatorische Bewegung um einen Mittelpunkt 6, welcher gebildet wird durch einen Schnittpunkt einer Querachse 7 mit einer Längsachse 8 des Rollenstößels 1.

Fig. 2 zeigt einen vergrößert dargestellten Stößel mit einer Ver drehsicherung durch zylindrische Stifte. In das Stößelgehäuse 2 ist konzentrisch ein Innengehäuse 9 durch geeignete Methoden, wie bei spielsweise Schweißen, Löten oder Kleben, eingebracht. Dieses Innenge häuse 9 beinhaltet längsverschieblich einen Druckkolben 10. In diesem Druckkolben 10 ist die Stützrolle 5 montiert. Die Radialführung des Druckkolbens 10 erfolgt durch zwei zylindrische Stifte 10a, welche in der Querachse 7 befestigt sind und im Innengehäuse 9 axial gleiten. Der radial sich zwischen dem Innengehäuse 9 und dem Stößelgehäuse 2 befindende Bereich dient als Ölvorratsraum 12. Der Raum welcher sich zwischen dem Druckkolben 10 und dem Innengehäuse 9 befindet, wird als Hochdruckraum 13 bezeichnet.

An einem Kantenbereich 14, welcher gebildet wird durch einen Boden des Innengehäuses 15 und eine Wand 16, sind vorzugsweise zwei sich diame tral gegenüberliegende Rückschlagventile 17 vorgesehen. Ein Rück schlagventil 17 besteht dabei aus einer Ventilkugel 18, welche auf einer Einströmbohrung 19 sitzt. Die Ventilkugel 18 wird über eine Ven tilfeder 20 und eine in geeigneter Weise befestigte Ventilkappe 21 gegen die Einströmbohrung 19 gedrückt. Um eine Freigängigkeit des Druckkolbens 10 nicht zu behindern, ist an der dem jeweiligen Rück schlagventil 17 gegenüberliegenden Seite eine Aussparung 22 vorgese hen. Diese Aussparung 22 wird zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie zu der Außenkontur der gegenüberliegenden Ventilkappe 21 eine komplementäre Form ergibt.

Die Rückstellung des Druckkolbens 10 mit darin befindlicher Stütz rolle 11 erfolgt durch eine Feder 23. Diese Feder umgibt konzentrisch den Druckkolben 10 und übt einen Druck auf ein Abschlußblech 24 aus, wobei sie sich auf einem am Stößelgehäuse 2 befindlichen, radial umlaufenden und nach innen weisenden Bund 25 abstützt.

Ein Teil 26, vorzugsweise aus Stahlblech gebildet, ist an seiner äußeren Begrenzungsfläche 27 an dem Boden 15 des Innengehäuses 9 öl dicht befestigt. Mit einer weiteren Anlagefläche 28 liegt es ebenfalls öldicht an der Innenseite des Stößelgehäuses 2 radial umlaufend an. Der Endbereich 29 des Teiles 26 bildet im Bereich einer Öleinlaßöff nung 30 des Stößelgehäuses 2 einen Öleinlaßraum 31. Die somit notwen dige Zwangsumlenkung des Öles von dem Öleinlaßraum 31 zum Ölvorrats raum 12 und umgekehrt verhindert das Auslaufen von Öl aus dem Ölvor ratsraum 12.

Die Sicherung gegen Verdrehen des Rollenstößels 1 im Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors wird durch wenigstens einen in axialer Rich tung in das Stößelgehäuse 2 eingebrachten Stift 32 realisiert.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht gemäß den Schnittlinien I-I der Fig. 2. Die Stützrolle 5 wird über Nadeln 35a auf einem Bolzen 36 gelagert. Die zylindrischen Stifte 10a gleiten, in dem Bolzen 36 befe stigt, in einer Führung 38 des Innengehäuses 9.

Aus Fig. 4 ist ein Rollenstößel 1 gemäß Fig. 2 entnehmbar, wobei hier eine Sicherung gegen Verdrehen des Druckkolbens 10 durch das am Druckkolben 10 befestigte Abschlußblech 24 realisiert ist. Vorzugs weise zwei Laschen 37 des Abschlußbleches 24 sind in Richtung des Bodens 15 gebogen und ebenfalls am Druckkolben 10 befestigt. Bei einer Hubbewegung des Druckkolbens 10 gleiten diese Laschen 37 in einer Aus sparung 33 des Innengehäuses 9. Der Druckkolben 10 wird somit über die an ihm befestigten Laschen 37 an einem Verdrehen gehindert.

Liste der Bezugszahlen

1 Rollenstößel
2 Stößelgehäuse
2a Zylinderkopf
3 Nocken
4 Flanke
5 Stützrolle
6 Mittelpunkt
7 Querachse
8 Längsachse
9 Innengehäuse
10 Druckkolben
10a zylindrische Stifte
11 Spielausgleichselement
12 Ölvorratsraum
13 Hochdruckraum
14 Kantenbereich
15 Boden
16 Wand
17 Rückschlagventil
18 Ventilkugel
19 Einströmbohrung
20 Ventilfeder
21 Ventilkappe
22 Aussparung
23 Feder
24 Abschlußblech
25 Bund
26 Teil
27 Begrenzungsfläche
28 Anlagefläche
29 Endbereich
30 Öleinlaßbohrung
31 Öleinlaßraum
32 Stift
33 Aussparung
34 Ringraum
35 Ringteil
35a Nadeln
36 Bolzen
37 Lasche
38 Führung

Claims

1. Hydraulischer Rollenstößel (1) mit hydraulischem Ventilspielaus gleich, bestehend aus einem zylindrischen Stößelgehäuse (2), worin ein Innengehäuse (9) eingebaut ist, in welchem konzentrisch ein mit einem Ölvorratsraum (12) verbundenes Spielausgleichselement (11) angeordnet ist, einer auf einem Nocken (3) einer Nockenwelle abrollenden Stütz rolle (5), einem verschieblich entlang einer Längsachse (8) und kon zentrisch in einem Innengehäuse (9) angeordneten Druckkolben (10) und wenigstens einem Rückschlagventil (17), dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrolle (5) im Druckkolben (10) gelagert und zumindest teilwei se räumlich in den Druckkolben (10) integriert ist.

2. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse (9) hohlzylindrisch von einem Boden (15) ver schlossen ausgebildet ist, wobei der Ölvorratsraum (12) durch ein mit dem Boden (15) verbundenes, im Inneren des Stößelgehäuses (2) dichtend geführtes becherförmiges Teil (26) gebildet ist.

3. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verdrehsicherung und Führung des Druckkolbens (10) gegenüber dem Innengehäuse (9) mit dem Boden (15), dem Rückschlagventil (17) und der Wand (16) vorgesehen ist.

4. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung durch zwei im Druckkolben (10) radial an geordnete und diesen führende zylindrische Stifte (10a) ausgebildet ist.

5. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Stifte (10a) in einer Querachse (7) der Stütz rolle (5) eingebracht sind und im Innengehäuse (9) parallel zur Längs achse (8) gleiten.

6. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Stifte (10a) im Innengehäuse (9) arretiert sind und parallel zur Längsachse (8) in der Stützrolle (5) gleiten.

7. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung durch ein am Druckkolben (10) befestigtes Abschlußblech (24) realisiert ist, wobei an einer Wand (16) des Innen gehäuses (9) Aussparungen (33) vorgesehen sind, in welche eine Lasche (37) des Abschlußbleches (24) bei den Hubbewegungen des Druckkolbens (10) eingreift.

8. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußblech (24) an einer dem Boden (15) des Innengehäuses (9) abgewandten Seite angeordnet ist und an den axialen Endflächen des Stößelgehäuses (2) und des Druckkolbens (10) anliegt, wobei es einen die Feder (23) aufnehmenden Ringraum (34) überdeckt.

9. Hydraulischer Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (23) über das Abschlußblech (24) auf den Druckkolben (10) einwirkt, wobei die Feder (23) den Druckkol ben (10) und die darin integrierte Stützrolle (5) mit ihrer gesamten Höhe umfaßt.

10. Hydraulischer Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (23) an der dem Abschluß blech (24) gegenüberliegenden Seite sich auf einem Bund (25) abstützt, welcher konzentrisch umlaufend an der Innenseite des Stößelgehäuses (2) angeordnet ist, wobei dieser Bund (25) fest mit der Wand (16) des Innengehäuses (9) verbunden ist.

11. Hydraulischer Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß ein separates Ringteil (35) an der dem Abschlußblech (24) zugewandten Seite am Stößelgehäuse (2) befe stigt ist.

12. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß an einem Kantenbereich (14), welcher durch einen Boden (15) des Innengehäuses (9) und eine Wand (16) des Innengehäuses (9) gebil det ist, wenigstens ein Rückschlagventil (17) angeordnet ist.

13. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in dem Druckkolben (10) an einer dem Rückschlagventil (17) gegenüberliegenden Seite eine Aussparung (22) vorgesehen ist, wobei die Aussparung (22) ein Profil aufweist, welches das Rückschlagventil (17) bei einer axialen Bewegung des Druckkolbens (10) in Richtung des Bodens (15) umfaßt.

14. Hydraulischer Rollenstößel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß die Aussparung (22) ein komplementäres Profil zur Außenkontur der Ventilkappe (21) des Rückschlagventiles (17) besitzt.