DE4131696A1 - Hydraulischer tassenstoessel - Google Patents
Hydraulischer tassenstoesselInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Tassenstößel, bestehend aus
einem tassenförmigen Gehäuse, einem darin konzentrisch in einem Füh
rungsrohr angeordneten Spielausgleichselement, mit einem federbelaste
ten, in dem Führungsrohr längsverschieblich gleitenden Druckkolben und
mit einer Ausgleichsmembrane, die den Druckkolben und das Führungsrohr
radial umschließend, mit diesen einen Flüssigkeitsvorratsraum bildet,
wobei sie mit ihren Enden dichtend am Druckkolben und am Führungsrohr
geführt ist.
Aus der DE-PS 35 28 348 ist ein derartiger Tassenstößel bekannt.
Dieser ist so ausgebildet, daß die den Flüssigkeitsvorratsraum ab
dichtende Membrane von der Innenseite der Gehäusewand zum Spielaus
gleichselement im Querschnitt schlingenförmig verläuft.
Bei einem Volumenausgleich, welchen diese Membrane während der Ar
beitsspiele des Spielausgleichselementes bewirken soll, kommt es neben
einer elastischen, auch zu einer plastischen und viskoelastischen
Dehnung. Diese Dehnung der Membrane beinhaltet einen irreversiblen
plastischen Dehnungsanteil, welcher sich nachteilig auf die Fähigkeit
der Membrane zum federnden Ausgleichen des Strömungsmittelvolumens
auswirkt, da ein bestimmter Membrananteil dann überdehnt vorliegt.
Ferner ist die viskoelastische Komponente der Dehnung nachteilig, da
hier die elastische Rückbildung der Membrane nicht in dem für ein
Arbeitsspiel des Spielausgleichselementes erforderlichen Zeitraum
erfolgt.
Durch die schlingenförmige Verlegung der Membrane muß diese relativ
großflächig ausgelegt sein und schließt somit ein relativ großes
Strömungsmittelvolumen ein. Dies führt zu einer Erhöhung der im Ven
tiltrieb oszillierenden Massen wirkt sich nachteilig auf die Dynamik
des Ventiltriebes aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tassenstößel zu schaf
fen, dessen Ausgleichsmembrane in den verschiedenen Betriebssituatio
nen des Spielausgleichselementes mit einer nur geringen Materialdeh
nung belastet wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach Anspruch 1 dadurch gelöst, daß
die Ausgleichsmembrane die Form von zwei mit ihren größeren Stumpf
durchmessern axial aneinandergrenzenden Kegelstümpfen aufweist, die
etwa symmetrisch ausgebildet sind. Durch diese Formgebung bleibt das
von der Ausgleichsmembrane eingeschlossene Strömungsmittelvolumen, bei
nur geringer Materialdehnung dieser, in den verschiedenen Betriebs
situationen des Spielausgleichselementes nahezu konstant. Es ergeben
sich geringere Anforderungen an die Werkstoffbeschaffenheit, jedoch
muß ein Membranwerkstoff gewählt werden, welcher sich mit zweiseitig
einwirkenden Fluiden wie Motorenöl oder Bremsflüssigkeit gut verträgt
und der eine geringe Permeabilität aufweist.
Es können, wie in Anspruch 2 aufgeführt, in der Ausgleichsmembrane
wellenförmige Auswulstungen vorgesehen sein. Diese Auswulstungen
kompensieren eine Umfangserweiterung der Ausgleichsmembrane bei axia
ler Hubbewegung des Spielausgleichselementes durch Auffalten.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
3-8 beschrieben.
Gemäß Anspruch 3 können die Auswulstungen sich in Richtung axial ver
laufender Mantellinien der Ausgleichsmembrane erstrecken. Denkbar sind
jedoch auch noppenförmige oder andere Beulenformen, nur soll sicherge
stellt sein, daß der Anteil an plastischer und viskoelastischer Deh
nung der Ausgleichsmembrane, welcher durch das zurückfließende Strö
mungsmedium während der notwendigen Axialbewegung des Spielausgleichs
elementes bewirkt wird, möglichst gering ist.
Wie in Anspruch 6 bis 8 aufgeführt, kann die Ausgleichsmembrane mit
ihrer dem Gehäuseboden zugewandten Stirnfläche an der Innenseite des
Gehäusebodens von einem federnden Haltering dichtend angedrückt sein.
Denkbar sind auch andere Befestigungsformen, beispielsweise mittels
starrer oder unelastischer Befestigungselemente oder eine Klebever
bindung. Dabei muß aber gewährleistet sein, daß die gewählten Befesti
gungselemente nicht die notwendige elastische Ausgleichsbewegung der
Membrane behindern.
Der Tassenstößel kann auch als Leichtbaukonstruktion mit einem Gehäuse
aus einem AlSt-Verbund ausgeführt werden.
Der Einsatz des Spielausgleichselementes soll sich nicht nur auf den
Ventiltrieb von Verbrennungsmotoren beschränken. Denkbar sind alle
Anwendungsbereiche, in denen es infolge von Wärmedehnung oder Ver
schleiß erforderlich ist, ein Spiel auszugleichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines hydraulischen Tassenstößels im
eingebauten Zustand;
Fig. 2 einen vergrößerten Axialschnitt durch den Tassenstößel;
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Ausgleichsmembrane des Tas
senstößels gemäß Linie III-III der Fig. 2.
Der Tassenstößel 1 gemäß Fig. 1 wird mit seinem Gehäuse 2 in einer
Bohrung 3 eines Zylinderkopfes 4 eines Verbrennungsmotors geführt. Ein
Nocken 5 einer Nockenwelle beschleunigt den Tassenstößel 1 in axialer
Richtung, wobei durch die Drehbewegung des Nockens 5 seine Flanke 6
auf dem Gehäuseboden 16 des Tassenstößels 1 gleitet. Wenn eine an der
Flanke 6 sich anschließende Nockenspitze 7 auf dem Gehäuseboden 16 des
Tassenstößels 1 aufliegt, hat dieser seinen unteren Totpunkt erreicht,
das heißt, ein mit dem Tassenstößel 1 verbundenes, nicht näher darge
stelltes Gaswechselventil ist völlig geöffnet. Auf die Nockenspitze 7
folgt die Ablaufflanke 8 des Nockens 5. Nun führt der Tassenstößel 1
eine axiale Hubbewegung in Richtung seines oberen Totpunkts aus.
Das Gehäuse 2 des Tassenstößels 1 schließt ein konzentrisch in einem
Führungsrohr 9 angeordnetes Spielausgleichselement 10 ein, wobei eine
Ausgleichsmembrane 11 das Führungsrohr 9 und das Spielausgleichsele
ment 10 radial umfaßt.
Wie Fig. 2 zeigt, ist ein Druckkolben 12, des eigentlichen Spielaus
gleichselements 10 längsverschieblich in dem Führungsrohr 9 angeord
net. Eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 13, die konzen
trisch zu der Längsachse 14 des Tassenstößels 1 angeordnet ist, stützt
sich mit ihrem einen axialen Endbereich 15 an einem Gehäusebodens 16
des Gehäuses 2 ab, wogegen der andere Endbereich 17 der Feder 13 über
eine Ventilkappe 17a auf den Druckkolben 12 wirkt. Durch diese Anord
nung und durch den am Druckkolben 12 anliegenden Druck eines von der
Ausgleichsmembrane 11 eingeschlossenen Strömungsmediums wird bewirkt,
daß im Ruhe- und Betriebszustand des Spielausgleichselementes 10 ein
unerwünschtes Spiel zwischen dem Nocken 5 (siehe Fig. 1), dem Tassen
stößel 1 und einem Ventilschaft 19 vermieden wird, der an einer den
Druckkolben 12 umfassenden Kappe 18 anliegt. Der eigentliche Spiel
ausgleich durch das Spielausgleichselement 10 wird jedoch in der
Betriebssituation bewirkt, in welcher sich der Grundkreis 20 des
Nockens 5 und der Gehäuseboden 16 des Tassenstößels 1 gegenüberstehen.
Da in dieser Situation das von der Ausgleichsmembrane 11 eingeschlos
sene Strömungsmedium in dem Hochdruckraum 22 des Spielausgleichsele
mentes 10 nicht mehr unter Hochdruck steht, kann eine Ventilkugel 23
entgegen der Federkraft einer Feder 24 eines Rückschlagventiles 25
abheben. Dieses Abheben wird durch den anliegenden Druck des von der
Ausgleichsmembrane 11 eingeschlossenen Strömungsmediums bewirkt.
Der Hochdruckraum 22 wird somit um den Betrag mit Strömungsmedium wie
der gefüllt, welcher bei der axialen Abwärtsbewegung des Tassenstößels
1 über den Leckspalt 26 aus dem unter Hochdruck stehenden Hochdruck
raum 22 in einen Flüssigkeitsvorratsraum 27 gedrückt wird.
Der Flüssigkeitsvorratsraum 27 wird von der Kappe 18, der Ausgleichs
membrane 11, der Innenseite 28 des Gehäusebodens 16, dem Führungsrohr
9 und der Mantelfläche 29 des Druckkolbens 12 begrenzt. Die Kappe 18
ist dabei mit dem Druckkolben 12 durch geeignete Methoden, wie Auf
pressen, Schrumpfen, Kleben oder Schweißen verbunden.
Die Ausgleichsmembrane 11 umfaßt das Führungsrohr 9 radial und ist an
ihrer dem Ventilschaft 19 zugewandten Seite mit der Kappe 18 dichtend
verbunden. Mit ihrer dem Gehäuseboden 16 zugewandten Seite liegt die
Ausgleichsmembrane 11 dichtend an dem Gehäuseboden 16 an und wird von
einem federnden Haltering 30 dort angedrückt. Dieser ist vorteilhaft
an der Innenseite 31 des Gehäuses 2 radial umlaufend in einer Nut 32
geführt.
Die Geometrie der Ausgleichsmembrane 11 ist durch zwei Kegelstümpfe 34
bestimmt, die mit ihren größeren Stumpfdurchmessern 33 aufeinander
gesetzt sind und axial aneinander angrenzen. Die Ausgleichsmembrane 11
ist dabei mit Auswulstungen 35 versehen, welche sich in etwa parallel
zu der Längsachse 14 erstrecken. Die Umfangserweiterung der Aus
gleichsmembrane 11 wird dabei durch ein Auffalten der Auswulstungen 35
kompensiert.
Diese Auswulstungen 35 sind auch in Fig. 3 erkennbar. Beim Rückströ
men des von der Ausgleichsmembrane 11 eingeschlossenen Strömungsmedi
ums über den Leckspalt 26 in den Flüssigkeitsvorratsraum 27 beult sich
der dem Schnittpunkt 36 der Symmetrielinien 37, 38 näher liegende Teil
39 der Mantelfläche 40 stärker in radialer, vom Schnittpunkt 36 abge
wandter Richtung aus, als der von dem Schnittpunkt 36 entfernter
liegende Teil 41.
Bezugszahlenliste
1 Hydraulischer Tassenstößel
2 Gehäuse
3 Bohrung
4 Zylinderkopf
5 Nocken
6 Flanke
7 Nockenspitze
8 Ablaufflanke
9 Führungsrohr
10 Spielausgleichselement
11 Ausgleichsmembrane
12 Druckkolben
13 Feder
14 Längsachse
15 Endbereich
16 Gehäuseboden
17 Endbereich
17a Ventilkappe
18 Kappe
19 Ventilschaft
20 Grundkreis
21 nicht vergeben
22 Hochdruckraum
23 Ventilkugel
24 Feder
25 Rückschlagventil
26 Leckspalt
27 Flüssigkeitsvorratsraum
28 Innenseite
29 Mantelfläche
30 Haltering
31 Innenseite Gehäuse
32 Nut
33 Stumpfdurchmesser
34 Kegelstümpfe
35 Auswulstungen
36 Schnittpunkt
37 Symmetrielinie
38 Symmetrielinie
39 Teil der Mantelfläche
40 Mantelfläche
41 Teil der Mantelfläche
42 Mantellinie
43a, b Stumpfflächen
44 Außenflansch
45 Endbereich
46 Endbereich
47 Abwinklung
2 Gehäuse
3 Bohrung
4 Zylinderkopf
5 Nocken
6 Flanke
7 Nockenspitze
8 Ablaufflanke
9 Führungsrohr
10 Spielausgleichselement
11 Ausgleichsmembrane
12 Druckkolben
13 Feder
14 Längsachse
15 Endbereich
16 Gehäuseboden
17 Endbereich
17a Ventilkappe
18 Kappe
19 Ventilschaft
20 Grundkreis
21 nicht vergeben
22 Hochdruckraum
23 Ventilkugel
24 Feder
25 Rückschlagventil
26 Leckspalt
27 Flüssigkeitsvorratsraum
28 Innenseite
29 Mantelfläche
30 Haltering
31 Innenseite Gehäuse
32 Nut
33 Stumpfdurchmesser
34 Kegelstümpfe
35 Auswulstungen
36 Schnittpunkt
37 Symmetrielinie
38 Symmetrielinie
39 Teil der Mantelfläche
40 Mantelfläche
41 Teil der Mantelfläche
42 Mantellinie
43a, b Stumpfflächen
44 Außenflansch
45 Endbereich
46 Endbereich
47 Abwinklung
Claims (8)
1. Hydraulischer Tassenstößel (1), bestehend aus einem tassenförmigen
Gehäuse (2), einem darin konzentrisch in einem Führungsrohr (9) an
geordneten Spielausgleichselement (10), mit einem federbelasteten, in
dem Führungsrohr (9) längsverschieblich gleitenden Druckkolben (12)
und mit einer Ausgleichsmembrane (11), die den Druckkolben (12) und
das Führungsrohr (9) radial umschließend mit diesen einen Flüssig
keitsvorratsraum (27) bildet, wobei sie mit ihren Enden dichtend am
Druckkolben (12) und am Führungsrohr (9) geführt ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ausgleichsmembrane (11) die Form von zwei mit ihren
größeren Stumpfdurchmessern (33) axial aneinandergrenzenden Kegel
stümpfen (34) aufweist, die etwa symmetrisch ausgebildet sind.
2. Tassenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausgleichsmembrane (11) wellenförmigen Auswulstungen (35) aufweist.
3. Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswulstungen (35) sich in Richtung axial verlaufender Mantellinien
(42) der Ausgleichsmembrane (11) erstrecken, wobei jeweils eine der
kleineren Stumpfflächen (43a) der doppelkegelförmigen Ausgleichsmem
brane (11) dem Ventilschaft (19) und die andere kleinere Stumpffläche
(43b) dem Gehäuseboden (16) zugewandt ist.
4. Tassenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswulstungen (35) der Ausgleichsmembrane (11) sich parallel zu einer
Längsachse (14) des Tassenstößels (1) erstrecken.
5. Tassenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die dem Ventilschaft (19) zugewandte Stumpffläche
(43a) der Ausgleichsmembrane (11) von der Stirnfläche einer mit dem
Druckkolben (12) verbundenen Kappe (18) gebildet ist, die über einen
radialen Außenflansch (44) mit der Ausgleichsmembrane (11) dicht ver
bunden ist.
6. Tassenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmembrane (11) an ihrer dem Gehäuse
boden (16) zugewandten Stumpffläche (43b) über einen abgewinkelten
Endbereich (45) verfügt, welcher an der Innenseite (28) des Gehäuse
bodens (16) anliegend befestigt ist.
7. Tassenstößel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Endbereich (45) von einem federnden Haltering (30) an die Innenseite
(28) des Gehäusebodens (16) dichtend angedrückt ist.
8. Tassenstößel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
federnde Haltering (30) in seinem radial inneren Endbereich (46) über
eine Abwinklung (47) verfügt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914131696 DE4131696A1 (de) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Hydraulischer tassenstoessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914131696 DE4131696A1 (de) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Hydraulischer tassenstoessel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4131696A1 true DE4131696A1 (de) | 1993-03-25 |
Family
ID=6441317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914131696 Withdrawn DE4131696A1 (de) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | Hydraulischer tassenstoessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4131696A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10343488A1 (de) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Siemens Ag | Hydrauliksystem mit Ausgleichsspeicher |
Citations (5)
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EP0156260A2 (de) * | 1984-03-27 | 1985-10-02 | RIV-SKF OFFICINE DI VILLAR PEROSA S.p.A | Hydraulischer Ventilstössel für ein Ventil einer Brennkraftmaschine |
US4624225A (en) * | 1985-05-03 | 1986-11-25 | Stanadyne, Inc. | Self-contained lash adjuster with diaphragm-type seal |
EP0202598A2 (de) * | 1985-05-17 | 1986-11-26 | Stanadyne Inc. | Spielausgleichselement mit auf einer Hülse montierter Patroneneinrichtung |
US4694790A (en) * | 1985-05-03 | 1987-09-22 | Stanadyne, Inc. | Inverted bucket tappet with collapsing diaphragm seal |
DE3513161C2 (de) * | 1985-04-12 | 1987-12-10 | Goetze Ag, 5093 Burscheid, De |
-
1991
- 1991-09-24 DE DE19914131696 patent/DE4131696A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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