EP0468202B1 - Rollenstössel mit einem hydraulischen Ausgleichselement - Google Patents

Rollenstössel mit einem hydraulischen Ausgleichselement Download PDF

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EP0468202B1 EP91110211A EP91110211A EP0468202B1 EP 0468202 B1 EP0468202 B1 EP 0468202B1 EP 91110211 A EP91110211 A EP 91110211A EP 91110211 A EP91110211 A EP 91110211A EP 0468202 B1 EP0468202 B1 EP 0468202B1
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    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
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    • F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem
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    • F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
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    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

Definitions

  • the invention relates to a roller tappet with a hydraulic compensation element, in particular for actuating internal combustion engine gas exchange valves, a roller rolling on a cam, in particular a camshaft.
  • Valve actuating tappets with hydraulic compensating elements are widely used in modern internal combustion engines.
  • roller tappets with hydraulic valve lash compensation elements have also become known. Examples of this are shown in European patent application 318 151 or DE 38 14 700 A1. The roller provided on the tappet and cooperating with the cam reduces the friction work to be performed as part of the valve actuation.
  • the known roller tappets with hydraulic compensating elements have a large volume and in particular have a relatively large overall height. Therefore, the invention has set itself the task of demonstrating measures by means of which the space, but especially the height of a Roller tappet can be reduced with a hydraulic compensating element.
  • roller and the compensation element on the tappet are arranged essentially side by side.
  • a standard hydraulic balancing element which is also installed in the known tappets, can advantageously be used here. This generally has two pistons which can be pushed into one another and which delimit a hydraulic high-pressure chamber, which can be filled from a hydraulic storage chamber via a check valve device.
  • Such a or similarly designed compensating element can be guided in a roller tappet according to the invention in a known manner.
  • the tappet carries the role that cooperates with the cam. This arrangement significantly reduces the height of the roller tappet.
  • the ram is guided within a housing as usual by a correspondingly designed ram outer wall.
  • two rollers can be provided for the moment of force-free introduction of force, which are diametrically opposite each other near the ram outer wall.
  • Such an arrangement is particularly advantageous if a single tappet is provided for actuating two gas exchange valves located next to one another. Then it is advisable to assign a separate hydraulic compensation element to each valve.
  • it is also possible to provide a tappet for actuating two valves with only a single, centrally arranged roller since even then an essentially tipping moment-free introduction of force is ensured, an extremely compact construction also continuing Order results.
  • a plunger for actuating a plurality of gas exchange valves lying next to one another will not have a circular cylindrical shape, in this case there is advantageously no need for an anti-rotation device otherwise required for roller plungers.
  • a gas exchange valve 1 of an internal combustion engine is actuated as usual by a cam 2, which is machined out of a camshaft 3.
  • a roller tappet designated in its entirety with 4 is provided for this purpose. This roller tappet is guided with its housing 5 in a guide bore 6 in the cylinder head 7, not shown, of an internal combustion engine so as to be longitudinally displaceable in the valve actuation direction.
  • roller tappet 4 Essential elements of the roller tappet 4 are the rollers 9 mounted on the tappet housing 5 via rolling elements 8, as well as the hydraulic compensation element, which is also mounted in the tappet housing 5 and is designated in its entirety by 10.
  • This hydraulic compensating element acts directly on the shaft of the gas exchange valve 1, while the roller 9 rolls on the cam 2.
  • the hydraulic compensating element 10 is supplied with hydraulic medium via a supply bore 11 running in the housing 5 of the roller tappet 4, which is in turn connected to the oil circuit of the internal combustion engine - represented by oil channels 12 in the cylinder head 7.
  • the roller tappet 4 has a centrally arranged compensating element 10 and two diametrically opposite rollers 9a, 9b arranged next to the compensating element 10. This arrangement enables an extremely compact design with a torque-free introduction of force by the cams 2 or the gas exchange valve 1, which only requires a small overall height.
  • the roller tappet 4 actuates two gas exchange valves 1a, 1b.
  • Each of these gas exchange valves is assigned a compensation element 10a, 10b mounted in the tappet housing.
  • two rollers 9a, 9b are arranged diametrically opposite one another on the tappet outside. In the case of an internal combustion engine with several gas exchange valves connected in parallel, the construction effort can be reduced even further with this arrangement.
  • the rollers can be supported by pins which are formed in one piece with the housing 5, and securing rings, plastic caps, spring elements or the like can be provided for axially securing the rollers.
  • securing rings, plastic caps, spring elements or the like can be provided for axially securing the rollers.
  • the plunger is guided via the sliding body-like housing 5, which can be connected to the hydraulic compensation element (s) 10, for example by plastic extrusion coating.
  • the housing 5 can also be made of aluminum and can be provided with a coating at the sliding points.
  • the tappet can be prevented from rotating by the geometric design of the sliding surfaces or, in the case of a cylindrical guide, by the bearing journals of the rollers or their securing elements.
  • the channels 11 for supplying oil can be cast or machined into the housing 5.
  • All of the exemplary embodiments are based on the same basic concept, according to which the required installation space is kept small and the resulting overall height is minimized if the hydraulic compensation element and the roller, viewed in the direction of the roller axis, are arranged essentially next to one another on a roller tappet with a hydraulic compensation element.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel mit einem hydraulischen Ausgleichselement insbesondere zur Betätigung von Brennkraftmaschinen-Gaswechselventilen, wobei eine Rolle auf einem Nocken insbesondere einer Nockenwelle abwälzt.
  • In modernen Brennkraftmaschinen weit verbreitet sind Ventilbetätigungs-Stößel mit hydraulischen Ausgleichselementen. Neben den zumeist üblichen Tassenstößeln, bei denen ein Nocken direkt auf die Stößeloberfläche einwirkt, sind auch Rollenstößel mit hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselementen bekannt geworden. Beispiele hierfür zeigen die europäische Patentanmeldung 318 151 oder die DE 38 14 700 A1. Die am Stößel vorgesehene und mit dem Nocken zusammenwirkende Rolle verringert dabei die im Rahmen der Ventilbetätigung zu verrichtende Reibungsarbeit.
  • Die bekannten Rollenstößel mit hydraulischen Ausgleichselementen bauen großvolumig und weisen insbesondere eine relativ große Bauhöhe auf. Daher hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer der Bauraum, insbesondere aber die Bauhöhe eines Rollenstößels mit einem hydraulischen Ausgleichselement verringert werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Rolle und das Ausgleichselemnt am Stößel in Rollenachsrichtung betrachtet im wesentlichen nebeneinander angeordnet sind. Zum Einsatz kommen kann hierbei vorteilhafterweise ein übliches, auch in den bekannten Tassenstößeln verbautes, großserienmäßiges hydraulisches Ausgleichselement. Dieses weist im allgemeinen zwei ineinander verschiebbare Kolben auf, die einen hydraulischen Hochdruckraum begrenzen, der über eine Rückschlagventil-Vorrichtung von einem Hydraulik-Vorratsraum aus befüllt werden kann. Ein solchermaßen oder ähnlich gestaltetes Ausgleichselement kann in bekannter Weise in einem erfindungsgemäßen Rollenstößel geführt sein. Im wesentlichen neben dem Ausgleichselement trägt der Stößel die mit dem Nocken zusammenwirkende Rolle. Diese Anordnung reduziert die Bauhöhe des Rollenstößels erheblich. Die Führung des Stößels innerhalb eines Gehäuses erfolgt dabei wie üblich durch eine entsprechend gestaltete Stößel-Außenwand.
  • Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
    So können zur kippmomentenfreien Krafteinleitung zwei Rollen vorgesehen sein, die sich nahe der Stößelaußenwand diametral gegenüberliegen. Besonders vorteilhaft ist eine derartige Anordnung, wenn ein einziger Stößel zur Betätigung zweier nebeneinanderliegender Gaswechselventile vorgesehen ist. Dann empfiehlt es sich, jedem Ventil ein separates hydraulisches Ausgleichselement zuzuordnen.
    Es ist jedoch auch möglich, einen Stößel zur Betätigung zweier Ventile lediglich mit einer einzigen, zentral angeordneten Rolle zu versehen, da auch dann eine im wesentlichen kippmomentenfreie Krafteinleitung gewährleistet ist, wobei sich weiterhin eine äußerst kompakt bauende Anordnung ergibt. Da im übrigen ein Stößel zur Betätigung mehrerer nebeneinanderliegender Gaswechselventile keine kreiszylindrische Form aufweisen wird, erübrigt sich in diesem Falle vorteilhafterweise eine ansonsten bei Rollenstößeln erforderliche Verdrehsicherung.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt
    • Fig. 1
    ein Gaswechselventil mit Nockenwelle und einem erfindungsgemäßen Rollenstößel,
    Fig. 2
    die Seitenansicht des Beispiels aus Fig. 1,
    Fig. 3
    einen Rollenstößel zur Betätigung zweier Gaswechselventile,
    Fig. 4
    die Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3,
    Fig. 5
    ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich dem in Fig. 3 dargestellten, sowie
    Fig. 6
    die Aufsicht auf den Stößel nach Fig. 5.
  • Ein Gaswechselventil 1 einer Brennkraftmaschine wird wie üblich von einem Nocken 2, der aus einer Nockenwelle 3 herausgearbeitet ist, betätigt. Vorgesehen ist hierzu ein in seiner Gesamtheit mit 4 bezeichneter Rollenstößel. Dieser Rollenstößel ist mit seinem Gehäuse 5 in einer Führungsbohrung 6 im nicht weiter dargestellten Zylinderkopf 7 einer Brennkraftmaschine in Ventilbetätigungsrichtung längsverschieblich geführt.
  • Wesentliche Elemente des Rollenstößels 4 sind die über Wälzkörper 8 auf dem Stößelgehäuse 5 gelagerte Rollen 9, sowie das ebenfalls im Stößelgehäuse 5 gelagerte, in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete hydraulische Ausgleichselement. Dieses hydraulische Ausgleichselement, dessen Aufbau und Funktion dem Fachmann geläufig ist, wirkt direkt auf den Schaft des Gaswechselventiles 1 ein, während die Rolle 9 auf dem Nocken 2 abwälzt. Versorgt wird das hydraulische Ausgleichselement 10 mit Hydraulikmedium über eine im Gehäuse 5 des Rollenstößels 4 verlaufende Versorgungsbohrung 11, die ihrerseits an den Ölkreislauf der Brennkraftmaschine - dargestellt durch Ölkanäle 12 im Zylinderkopf 7 - angeschlossen ist.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 weist der Rollenstößel 4 ein zentral angeordnetes Ausgleichselement 10, sowie zwei neben dem Ausgleichselement 10 angeordnete, sich diametral gegenüberliegende Rollen 9a, 9b auf. Diese Anordnung ermöglicht bei momentenfreier Krafteinleitung durch die Nocken 2 bzw. das Gaswechselventil 1 eine äußerst kompakte Bauweise, die lediglich eine geringe Bauhöhe erfordert.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3, 4 betätigt der Rollenstößel 4 zwei Gaswechselventile 1a, 1b. Jedem dieser Gaswechselventile ist ein im Stößelgehäuse gelagertes Ausgleichselement 10a, 10b zugeordnet. Analog dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 sind an der Stößelaußenseite einander diametral gegenüberliegend zwei Rollen 9a, 9b angeordnet. Bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren parallelgeschalteten Gaswechselventilen läßt sich der Bauaufwand mit dieser Anordnung nochmals reduzieren.
  • Die Fig. 5, 6 zeigen eine weitere Variante mit zwei außenliegenden Rollen, wobei das Gehäuse 5 zwei separate, den einzelnen Ventilen zugeordnete Gleitflächen aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Ölvorratsraum 13 vorteilhafterweise zwischen die beiden Stößel-Teilgehäuse 5a, 5b gelegt werden.
  • Bei allen Ausführungsbeispielen kann die Lagerung der Rollen durch einstückig mit dem Gehäuse 5 ausgebildete Zapfen erfolgen, wobei zur axialen Sicherung der Rollen Sicherungsringe, Kunststoffkappen, Federelemente oder dgl. vorgesehen sein können. Es ist jedoch auch möglich, die Rollen durch axiale Begrenzung am Zylinderkopf 7 zu sichern.
  • Die Führung des Stößels erfolgt über das gleitkörperartig ausgebildete Gehäuse 5, das mit dem bzw. den hydraulischen Ausgleichselement(en) 10 beispielsweise durch Kunststoff-Umspritzung verbunden sein kann. Das Gehäuse 5 kann jedoch auch in Aluminium ausgeführt und an den Gleitstellen mit einer Beschichtung ausgeführt sein.
  • Die Verdrehsicherung des Stößels kann durch die geometrische Gestaltung der Gleitflächen, oder bei zylindrischer Führung durch die Lagerzapfen der Rollen bzw. deren Sicherungselemente erfolgen. Die Kanäle 11 zur Ölzuführung können gegossen oder mechanisch bearbeitet in dem Gehäuse 5 integriert sein.
  • Sämtlichen Ausführungsbeispielen liegt der gleiche Grundgedanke zugrunde, wonach der erforderliche Bauraum gering gehalten und die sich ergebende Bauhöhe minimiert wird, wenn an einem Rollenstößel mit einem hydraulischen Ausgleichselement das hydraulische Ausgleichselement sowie die Rolle in Rollenachsrichtung betrachtet im wesentlichen nebeneinander angeordnet sind.

Claims (5)

  1. Rollenstößel mit einem hydraulischen Ausgleichselement (10, 10a, 10b) insbesondere zur Betätigung von Brennkraftmaschinen-Gaswechselventilen (1, 1a, 1b) wobei eine Rolle (9, 9a, 9b) auf einem Nocken (2) insbesondere einer Nockenwelle (3) abwälzt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (9, 9a, 9b) und das Ausgleichselement (10, 10a, 10b) am Stößel (4) in Rollenachsrichtung betrachtet im wesentlich nebeneinander angeordnet sind.
  2. Rollenstößel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander diametral gegenüberliegende Rollen (9a, 9b) vorgesehen sind.
  3. Rollenstößel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß in einem gemeinsamen Stößelgehäuse (5) für nebeneinanderliegende Gaswechselventile (1a, 1b) jeweils separate Ausgleichselemente (10a, 10b) vorgesehen sind.
  4. Rollenstößel nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle mittig zwischen den Ausgleichselementen zweier nebeneinanderliegender Ventile angeordnet ist.
  5. Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydraulik-Vorratsraum (13) zentral zwischen Stößel-Teilgehäusen (5a, 5b) angeordnet ist.
EP91110211A 1990-07-27 1991-06-21 Rollenstössel mit einem hydraulischen Ausgleichselement Expired - Lifetime EP0468202B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4023886A DE4023886A1 (de) 1990-07-27 1990-07-27 Rollenstoessel mit einem hydraulischen ausgleichselement

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EP0468202A1 EP0468202A1 (de) 1992-01-29
EP0468202B1 true EP0468202B1 (de) 1993-05-26

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