EP0337242B1 - Sich selbsttätig hydraulisch einstellender Ventilstössel - Google Patents
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Classifications
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- F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
- F01L1/245—Hydraulic tappets
- F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem
Definitions
- the invention relates to an automatically hydraulically adjusting valve tappet according to the preamble of claim 1.
- the tubular hollow part is firmly connected on the one hand to the inner surface of the base and, on the other hand, it extends into the vicinity of the radial flange, where it has an oil inlet opening at at least one circumferential point.
- the arrangement of such an additional hollow part ensures that oil is only sucked in from the lower, air-free area of the oil storage space and transported into the actual play compensation element.
- this additional hollow part was generally butt welded against the inner surface of the floor. It has been shown that slight dynamic floor deflections that occur during operation, when the control cam runs open, place such a strain on the weld seam located between the floor and the hollow part that it often breaks after a certain operating time. Although the plunger does not lose its functionality, the advantages which are achieved by the arrangement of the hollow part are lost (DE-OS 3542192).
- a valve tappet has also already been proposed, in which it is possible, owing to the special selection of materials for the radial flange, which in particular comprises plastic and aluminum, to dispense entirely with special fastening methods such as welding, soldering, gluing or the like.
- the radial flange provided with a completely smooth outer surface can be seen in Press in the smooth bore of the hollow cylindrical wall with an oversize.
- the fact that the radial flange has a higher coefficient of expansion than the hollow cylindrical wall ensures that even with the temperature differences occurring during operation, this interference fit never loosens, but rather becomes firmer.
- the fact that the radial flange has a higher coefficient of expansion than the hollow cylindrical wall can at the same time be used for a further advantage.
- the radial flange forms, together with the hollow cylindrical wall, a longitudinal channel at at least one circumferential point, which extends from an oil supply bore to close to the bottom of the cup-shaped housing. This ensures that the oil reservoir cannot run empty when the engine is at a standstill (EP-A-0272423, in accordance with Article 54.3 EPC).
- the invention has for its object to eliminate the disadvantages described and a permanent and of the floor deflections with simple constructive and hardly additional costs to achieve independent sealing of the sleeve against the oil reservoir.
- the invention solves this problem by the features specified in the characterizing part of claim 1.
- the tubular hollow part can, for example, have the longitudinal section profile of a tubular bellows.
- this hollow part can also be expedient to give this hollow part a funnel-shaped longitudinal sectional profile in such a way that it rests with its one axial end near the outside diameter of the bottom and with its other axial end near the bore of the radial flange. In this way it is avoided with certainty that deflections of the bottom, which have their greatest amplitude in the center of the bottom, act on the tubular hollow part.
- the tubular hollow part can expediently consist of sheet steel, in particular of spring steel sheet, in order to ensure that the desired pretension is maintained over the entire service life.
- a centering edge can be provided on the radial flange, which cooperates positively with the associated end of the tubular hollow part and thereby ensures that it always maintains its intended position even in the radial direction.
- the end of the tubular hollow part which rests on the floor can be provided with an edge section which runs parallel to the floor and thereby not only makes line contact but also surface contact for secure liquid-tight sealing.
- valve tappet has a cup-shaped housing 1, which consists of the hollow cylindrical wall 2, which is closed by the bottom 3 at the upper end. At a distance from the floor 3, the radial flange 4 is provided in the bore of the hollow cylindrical wall 2, which receives the actual hydraulic play compensation element 6 in a longitudinally displaceable manner in a bore 5 concentric with the hollow cylindrical wall 2.
- cup-shaped housing 1 is made of steel
- the radial flange 4 is made of a polymeric material.
- the radial flange 4 is fixed in the bore of the hollow cylindrical wall 2 in such a way that the radial flange 4 has a circumferential groove 7 on its outer surface, into which a projection 8 engages.
- the radial flange 4 has an axial extension 9 which, together with the hollow cylindrical wall 2, delimits a longitudinal channel 10 which starts from an oil supply bore 11 and opens into the oil reservoir 12 near the bottom 3.
- a tubular hollow part 13 is provided, which is arranged under axial prestress between these two parts.
- the tubular hollow part 13 has the longitudinal section profile of a tubular bellows. Only one fold is provided in this example.
- the radial flange 4 has a centering edge 14 which cooperates with the lower end 15 of the tubular hollow part 13 in a form-fitting manner.
- an oil passage opening 16 in the form of a groove-shaped recess is provided in at least one peripheral point in the radial flange 4.
- the tubular hollow part has an edge section 17 which runs parallel to the floor 3 and thereby makes surface contact with the floor 3.
- valve tappet shown in FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that the tubular hollow part has a funnel-shaped longitudinal section profile. This ensures that this hollow part rests with its one axial end near the outer diameter on the floor. As a result, deflections of the base 3 practically have no effect on the tubular hollow part 13 during operation.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen sich selbsttätig hydraulisch einstellenden Ventilstößel entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Bei bekannten derartigen Ventilstößeln ist das rohrförmige Hohlteil einerseits fest mit der Innenfläche des Bodens verbunden und es erstreckt sich andererseits bis in die Nähe des Radialflansches, wo es an wenigstens einer Umfangsstelle eine Öleintrittsöffnung besitzt. Durch die Anordnung eines solchen zusätzlichen Hohlteils wird gewährleistet, daß Öl jeweils nur aus dem unteren, luftfreien Bereich des Ölvorratsraumes angesaugt und in das eigentliche Spielausgleichselement transportiert wird. Bei diesen bekannten Ausführungen war dieses zusätzliche Hohlteil in der Regel stumpf gegen die Innenfläche des Bodens geschweißt worden. Es hat sich gezeigt, daß im Betrieb auftretende geringfügige dynamische Bodendurchbiegungen beim Auflaufen des Steuernockens die zwischen dem Boden und dem Hohlteil befindliche Schweißnaht derart belasten, daß diese häufig nach einer gewissen Betriebsdauer bricht. Wenngleich damit der Stößel seine Funktionsfähigkeit nicht verliert, so gehen dadurch doch die Vorteile verloren, welche durch die Anordnung des Hohlteils erzielt werden (DE-OS 3542192).
- Es ist auch bereits ein Ventilstößel vorgeschlagen worden, bei dem es durch die spezielle Werkstoffauswahl für den Radialflansch, die insbesondere Kunststoff und Aluminium umfaßt, möglich ist, auf besondere Befestigungsverfahren wie Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen gänzlich zu verzichten. Im einfachsten Falle kann man vielmehr den mit einer völlig glatten äußeren Mantelfläche versehenen Radialflansch in die ebenfalls glatte Bohrung der hohlzylindrischen Wandung mit Übermaß einpressen. Dadurch, daß der Radialflansch einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als die hohlzylindrische Wandung besitzt, ist sichergestellt, daß sich auch bei den im Betrieb auftretenden Temperaturdifferenzen dieser Preßverband niemals löst, sondern eher noch fester wird. Die Tatsache, daß der Radialflansch einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als die hohlzylindrische Wandung besitzt, kann gleichzeitig für einen weiteren Vorteil ausgenutzt werden. In neuerer Zeit werden immer häufiger Motorzylinderköpfe aus Leichtmetall verwendet. Dabei tritt die nachteilige Erscheinung auf, daß mit zunehmender Erwärmung der Zylinderkopf sich mehr ausdehnt, als der aus Stahl bestehende Ventilstößel, wodurch sich das Spiel zwischen dem Ventilstößel einerseits und seiner Aufnahmebohrung andererseits vergrößert. Dies führt zu einem unerwünscht großen Öldurchsatz. Bei Anwendung der vorgeschlagenen Stößelkonstruktion kann dieser Nachteil dadurch umgangen oder wenigstens verringert werden, daß die Wanddicke der hohlzylindrischen Wandung wenigstens in dem Längsbereich, in dem der Radialflansch angeordnet ist, so dünnwandig ausgebildet ist, daß der Radialflansch bei Wärmeausdehnung in der Lage ist, die Wandung elastisch nach außen aufzuweiten. Da die Ausdehnungskoeffizienten von Leichtmetall einerseits und geeignetem Kunststoff, z.B. Polyethersulfon andererseits annähernd gleich sind, läßt sich so erreichen, daß das Spiel des Ventilstößels in seiner Führungsbohrung in allen Temperaturbereichen wenigstens annähernd konstant bleibt.
- Bei dieser vorgeschlagenen Stößelkonstruktion hat man auch bereits vorgesehen, daß der Radialflansch zusammen mit der hohlzylindrischen Wandung an wenigstens einer Umfangsstelle einen Längskanal bildet, der ausgehend von einer Ölzuführbohrung sich bis nahe an den Boden des tassenförmigen Gehäuses erstreckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Ölvorratsraum bei Stillstand des Motors nicht leerlaufen kann (EP-A-0272423, gemäß Art.54.3 EPÜ).
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven und kaum Mehrkosten verursachenden Maßnahmen die beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine dauerhafte und von den Bodendurchbiegungen unabhängige Abdichtung der Hülse gegenüber dem Ölvorratsraum zu erreichen.
- Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Dadurch, daß das vorgesehene rohrförmige Hohlteil lediglich unter axialer Vorspannung einerseits am Boden und andererseits am Radialflansch anliegt, ohne daß es zusätzlicher Maßnahmen, wie Löten, Schweißen oder dergleichen bedarf, ist sichergestellt, daß einerseits jegliche Bruchgefahr ausgeschlossen und andererseits dauerhafte Öldichtheit gewährleistet ist.
- Das rohrförmige Hohlteil kann beispielsweise das Längsschnittprofil eines rohrförmigen Faltenbalges aufweisen. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, diesem Hohlteil ein trichterförmiges Längsschnittprofil derart zu geben, das es mit seinem einen axialen Ende in der Nähe des Außendurchmessers des Bodens und mit seinem anderen axialen Ende in der Nähe der Bohrung des Radialflansches anliegt. Auf diese Weise wird mit Sicherheit vermieden, daß Durchbiegungen des Bodens, die ihre größte Amplitude im Zentrum des Bodens haben, auf das rohrförmige Hohlteil einwirken.
- Das rohrförmige Hohlteil kann zweckmäßigerweise aus Stahlblech, insbesondere aus Federstahlblech bestehen, um zu gewährleisten, daß die gewünschte Vorspannung über die gesamte Lebensdauer aufrechterhalten bleibt.
- An dem Radialflansch kann ein Zentrierrand vorgesehen sein, der mit dem zugehörigen Ende des rohrförmigen Hohlteils formschlüssig zusammenwirkt und dadurch gewährleistet, daß dieses seine vorgesehene Position auch in radialer Richtung stets beibehält. Das am Boden anliegende Ende des rohrförmigen Hohlteils kann mit einem Randabschnitt versehen sein, der parallel zum Boden verläuft und dadurch zur sicheren flüssigkeitsdichten Abdichtung nicht nur Linien-, sondern Flächenberührung herstellt.
- In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.
- Der in Figur. 1 gezeigte Ventilstößel besitzt ein tassenförmiges Gehäuse 1, welches aus der hohlzylindrischen Wandung 2 besteht, die am oberen Ende durch den Boden 3 verschlossen ist. Im Abstand vom Boden 3 ist in der Bohrung der hohlzylindrischen Wandung 2 der Radialflansch 4 vorgesehen, welcher in einer zu der hohlzylindrischen Wandung 2 konzentrischen Bohrung 5 das eigentliche hydraulische Spielausgleichselement 6 längsverschieblich aufnimmt.
- Während das tassenförmige Gehäuse 1 aus Stahl besteht, ist der Radialflansch 4 aus einem polymeren Werkstoff hergestellt.
- Die Fixierung des Radialflansches 4 in der Bohrung der hohlzylindrischen Wandung 2 erfolgt in der Art, daß der Radialflansch 4 an seiner Außenmantelfläche eine Umfangsnut 7 aufweist, in die ein Vorsprung 8 eingreift.
- An einer Umfangsstelle weist der Radialflansch 4 eine axiale Verlängerung 9 auf, die zusammen mit der hohlzylindrischen Wandung 2 einen Längskanal 10 begrenzt, der von einer Ölzuführbohrung 11 ausgeht und in der Nähe des Bodens 3 in den Ölvorratsraum 12 mündet.
- Zwischen dem Boden 3 einerseits und dem Radialflansch 4 andererseits ist ein rohrförmiges Hohlteil 13 vorgesehen, welches unter axialer Vorspannung zwischen diesen beiden Teilen angeordnet ist. Das rohrförmige Hohlteil 13 weist in diesem Falle das Längsschnittprofil eines rohrförmigen Faltenbalges auf. Dabei ist in diesem Beispiel nur eine einzige Falte vorgesehen. Der Radialflansch 4 weist einen Zentrierrand 14 auf, der mit dem unteren Ende 15 des rohrförmigen Hohlteils 13 formschlüssig zusammenwirkt. In diesem Bereich ist an wenigstens einer Umfangsstelle in dem Radialflansch 4 eine Öldurchlaßöffnung 16 in Form einer rillenförmigen Ausnehmung vorgesehen. Am entgegengesetzten Ende weist das rohrförmige Hohlteil einen Randabschnitt 17 auf, der parallel zum Boden 3 verläuft und dadurch Flächenberührung mit dem Boden 3 herstellt.
- Der in Figur 2 dargestellte Ventilstößel unterscheidet sich von dem nach Figur 1 lediglich dadurch, daß das rohrförmige Hohlteil ein trichterförmiges Längsschnittprofil aufweist. Dadurch wird erreicht, daß dieses Hohlteil mit seinem einen axialen Ende in der Nähe des Außendurchmessers am Boden anliegt. Dadurch wirken sich Durchbiegungen des Bodens 3 im Betrieb praktisch überhaupt nicht auf das rohrförmige Hohlteil 13 aus.
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