EP0443146A1 - Tassenstössel mit einem hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselement - Google Patents

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EP0443146A1
EP0443146A1 EP90124325A EP90124325A EP0443146A1 EP 0443146 A1 EP0443146 A1 EP 0443146A1 EP 90124325 A EP90124325 A EP 90124325A EP 90124325 A EP90124325 A EP 90124325A EP 0443146 A1 EP0443146 A1 EP 0443146A1
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EP
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tappet
shirt
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oil
cup
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Bernd Müller
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • 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
    • F01L1/245—Hydraulic tappets
    • F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem

Definitions

  • the invention relates to a bucket tappet with a hydraulic valve lash compensation element, an oil reservoir and an oil supply channel which is delimited by an inner support and which interacts with an overflow hole in the tappet shirt and runs at least in regions essentially parallel to the tappet base, the inner support guiding the compensation element.
  • a tappet is known from the generic EP 0 187 217 B1.
  • the invention has set itself the task of demonstrating an improved cup tappet with regard to its functionality.
  • the oil supply channel and the transition bore are substantially diametrically opposite and are connected to one another via a circumferential ring channel formed by the inner support and plunger shirt and / or plunger base. This arrangement prevents the oil reservoir from running empty even when the tappet is at an extreme incline, since the oil column would always have to be raised to a geodetically higher level than the oil reservoir.
  • claim 2 compared to the cup tappet known from the above-mentioned document, the oil volume upstream of the oil storage space can be further reduced, as a result of which the weight of the cup tappet can be reduced and, because of the lower oil volume, after the internal combustion engine has started, it is responsible for the proper functioning of the Compensating element sets the required oil pressure faster.
  • claim 3 proposes the inner beam not laser-welded to the housing of the bucket tappet as usual, but rather to be caulked in a ring.
  • the inner carrier and the tappet shirt are formed in one piece, which is particularly advantageous together with the features of claim 5.
  • the inner carrier and the plunger shirt can be manufactured using an aluminum die-casting process. This significantly reduces the weight of the bucket tappet and the mass forces that occur.
  • the aluminum alloy can be AlSi9Cu3, AlSi12CuNi, as well as AlSi17Cu4Mg.
  • guide surfaces can be untreated, coated or etched for the compensation element, for example.
  • Claim 6 describes how a plunger shirt, in particular made of a light metal alloy, can be connected to a plunger base consisting of another suitable material, for example a sintered or steel plate.
  • a plunger base consisting of another suitable material, for example a sintered or steel plate.
  • a tappet has a tappet housing 1, within which a hydraulic valve lash compensation element 2 and an inner carrier 3 are provided.
  • the valve lash compensation element 2 which establishes the connection to a valve, not shown, of an internal combustion engine not shown in detail at least in Fig. 1, since it corresponds in function and structure to the known prior art.
  • the approximately cup-shaped inner support 3 rests with its circular-cylindrical inner wall 4 on the valve lash compensation element 2.
  • the plunger housing 1 consists of a plunger shirt 6 and a plunger base 7. The latter, together with a recess in the valve compensating element 2, delimits an oil reservoir 8 for supplying the compensating element 2 with the amount of oil required for its proper functioning.
  • the oil storage chamber 8 is connected to an oil supply channel 10 via a transfer opening 9.
  • the oil supply channel 10, which runs at least in regions essentially parallel to the tappet base 7, is formed by the correspondingly shaped inner support 3 in cooperation with the inner walls of the tappet housing 1.
  • the oil supply channel 10 is formed via a rising channel 13 with an overflow bore via a circumferential annular channel 11 12 connected in the plunger shirt 6. Lubricating oil of the internal combustion engine enters the tappet housing 1 in a known manner via this transition bore 12.
  • the overflow bore 12 and the oil supply channel 10 are essentially diametrically opposed within the tappet housing 1, it is ensured even with extreme inclined positions of the bucket tappet due to the installation conditions that the oil storage space 8 cannot run empty even during longer downtimes. Regardless of the current position of the bucket tappet, which can be freely rotated in a tappet guide, the amount of oil located in the oil reservoir 8 would always have to be pumped up geodetically in order to ultimately be able to exit the transfer bore 12. To achieve this locking effect, only the transition bore 12 and the oil supply channel 10 have to be diametrically opposed, the position of the transfer opening 9 or the riser 13, however, has no influence on this.
  • the inner support 3 bears against the inside of the tappet base 7.
  • the area of the oil supply channel 10 is essentially excluded from this. Since the inner carrier 3, which rests against the tappet base 7, extends almost as far as the valve lash compensation element 2, the oil volume upstream of the oil reservoir 8 is kept extremely low. On the one hand, this measure reduces the weight of the bucket tappet and, on the other hand, ensures that the required oil pressure is quickly provided within the oil reservoir 8 after the internal combustion engine has started.
  • the inner carrier 3 is made of sheet metal and caulked in a ring shape in the end region 5 with the tappet shirt 6.
  • the inner carrier 3 and the plunger shirt 6 are formed as a one-piece aluminum die-cast part.
  • the tappet base 7, consisting of a steel plate, is caulked with this die-cast part.
  • Both embodiments are characterized not only by cost-effective production, but also by considerable weight savings.
  • the number of individual components is reduced and, due to the arrangement of the oil supply channel 10 and the transfer bore 12 according to the invention, rapid filling of the hydraulic compensation element is ensured.
  • Modifications to the exemplary embodiments shown are possible in a simple manner.
  • both the ring channel 11 and the oil supply channel 10 can be machined out of the tappet housing 1.
  • the inner carrier 3 could have complete rotational symmetry.

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Abstract

Ein Tassenstößel mit einem HVA-Element weist einen das Ausgleichselement (2) führenden Innenträger (3) auf, der einen Ölzufuhrkanal (10) zum Ölvorratsraum (8) des HVA-Elementes bildet. Über einen umlaufenden Ringkanal (11) ist der Ölzufuhrkanal mit einer ihm diametral gegenüberliegenden Übertrittsbohrung (12) im Stößelhemd (6) verbunden. Hierdurch ist sichergestellt, daß auch bei extremen Schräglagen des Tassenstößels der Ölvorratsraum nicht leerlaufen kann. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Tassenstößel mit einem hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselement, einem Ölvorratsraum und einem von einem Innenträger begrenzten, mit einer Übertrittsbohrung im Stößelhemd zusammenwirkenden, zumindest bereichsweise im wesentlichen parallel zum Stößelboden verlaufenden Ölzufuhrkanal, wobei der Innenträger das Ausgleichselement führt. Ein derartiger Tassenstößel ist aus der gattungsbildenden EP 0 187 217 B1 bekannt.
  • Es ist bekannt, in Tassenstößeln für die Ventilbetätigung an Brennkraftmaschinen hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente vorzusehen. Die Funktion derartiger Ausgleichselemente ist allgemein bekannt und für das Wesen der vorliegenden Erfindung unerheblich, so daß hierzu keine nähere Erläuterung erfolgt. Dem Ventilzpiel-Ausgleichselement ist ein Ölvorratsraum vorgeordnet. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß auch nach einer längeren Stillstandsphase der Brennkraftmaschine trotz unvermeidbarer Leckageverluste dem Ventilspiel-Ausgleichselement nach einem Start der Brennkraftmaschine die für seine Funktion erforderliche Hydraulik-Ölmenge sofort zur Verfügung steht.
  • Es sind auch bereits Maßnahmen bekannt, mit Hilfe derer ein Leerlaufen des Ölvorratsraumes verhindert werden kann. Beispielsweise beschreibt die oben genannte Schrift einen Tassenstößel mit einem Innenträger, der einen Ölzufuhrkanal zum Ölvorratsraum bildet, wobei eine Übertrittsöffnung vom Ölzufuhrkanal zum Ölvorratsraum einer Übertrittsbohrung im Stößelhemd diametral gegenüberliegt. Es ist somit eine genaue gegenseitige Zuordnung zwischen Übertrittsöffnung und Übertrittsbohrung erforderlich.
  • Einen hinsichtlich seiner Funktionalität verbesserten Tassenstößel aufzuzeigen, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß sich der Ölzufuhrkanal und die Übertrittsbohrung im wesentlichen diametral gegenüberliegen und über einen umlaufenden, durch Innenträger und Stößelhemd und/oder Stößelboden gebildeten Ringkanal miteinander verbunden sind. Diese Anordnung verhindert auch bei extremer Schräglage des Tassenstößels ein Leerlaufen des Ölvorratsraumes, da hierfür stets die Ölsäule auf ein gegenüber dem Ölvorratsraum geodätisch höheres Niveau angehoben werden müßte.
  • Vorteilhafte Aus- und weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche. Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 läßt sich gegenüber dem aus der oben genannten Schrift bekannten Tassenstößel das dem Ölvorratsraum vorgeschaltete Ölvolumen weiter reduzieren, wodurch das Gewicht des Tassenstößels herabgesetzt werden kann und aufgrund des geringeren Ölvolumens sich nach einem Start der Brennkraftmaschine der für die einwandfreie Funktion des Ausgleichselementes erforderliche Öldruck schneller einstellt. Schließlich schlägt Anspruch 3 vor, den Innenträger nicht wie bisher üblich mit dem Gehäuse des Tassenstößels laserzuverschweißen, sondern mit diesem ringförmig zu verstemmen.
  • Eine andere Ausbildung beschreibt Anspruch 4. Hierbei sind der Innenträger und das Stößelhemd einstückig ausgebildet, was insbesondere zusammen mit den Merkmalen des Anspruchs 5 von Vorteil ist. So kann beispielsweise der Innenträger und das Stößelhemd in einem Aluminium-Druckgußverfahren hergestellt werden. Dies reduziert das Gewicht des Tassenstößels und damit die auftretenden Massenkräfte erheblich. Die Aluminiumlegierung kann sowohl AlSi9Cu3, AlSi12CuNi, als auch AlSi17Cu4Mg sein. Je nach Werkstoffwahl können Führungsflächen beispielsweise für das Ausgleichselement unbehandelt, beschichtet oder geätzt sein.
  • Anspruch 6 beschreibt, wie ein insbesondere in einer Leichtmetall-Legierung ausgeführtes Stößelhemd mit einem aus einem anderen geeigneten Werkstoff, so beispielsweise einer Sinter- oder Stahlplatte bestehenden Stößelboden verbunden werden kann. Neben den genannten Verfahren des Reibschweissens, Laser- oder Elektronenstrahlschweissens, Verstemmens oder Einrollens können selbstverständlich auch andere Verfahren gewählt werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Prinzipfiguren 1, 2 sind Schnitte durch erfindungsgemäße Tassenstößel gezeigt.
  • Ein Tassenstößel weist ein Stößelgehäuse 1 auf, innerhalb dessen ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement 2 sowie ein Innenträger 3 vorgesehen ist. Das Ventilspiel-Ausgleichselement 2, das die Verbindung zu einem nicht gezeigten Ventil einer Brennkraftmaschine herstellt, ist zumindest in Fig. 1 nicht detailliert dargestellt, da es in Funktion und Aufbau dem bekannten Stand der Technik entspricht. Der näherungsweise topfförmige Innenträger 3 liegt mit seiner kreiszylindrischen Innenwand 4 am Ventilspiel-Ausgleichselement 2 an. Das Stößelgehäuse 1 besteht aus einem Stößelhemd 6 sowie einem Stößelboden 7. Letzterer begrenzt zusammen mit einer Aussparung im Ventil-Ausgleichselement 2 einen Ölvorratsraum 8 zur Versorgung des Ausgleichselementes 2 mit der für seine einwandfreie Funktion erforderlichen Ölmenge. Über eine Übertrittsöffnung 9 steht der Ölvorratsraum 8 mit einem Ölzufuhrkanal 10 in Verbindung. Gebildet wird der zumindest bereichsweise im wesentlichen parallel zum Stößelboden 7 verlaufende Ölzufuhrkanal 10 durch den entsprechend geformten Innenträger 3 im Zusammenwirken mit den Innenwänden des Stößelgehäuses 1. Über einen in gleicher Weise gebildeten, umlaufenden Ringkanal 11 ist der Ölzufuhrkanal 10 über einen Steigkanal 13 mit einer Übertrittsbohrung 12 im Stößelhemd 6 verbunden. Über diese Übertrittsbohrung 12 gelangt in bekannter Weise Schmieröl der Brennkraftmaschine in das Stößelgehäuse 1.
  • Indem sich die Übertrittsbohrung 12 sowie der Ölzufuhrkanal 10 innerhalb des Stößelgehäuses 1 im wesentlichen diametral gegenüberliegen, ist auch bei durch die Einbauverhältnisse bedingten, extremen Schräglagen des Tassenstößels gewährleistet, daß der Ölvorratsraum 8 auch bei längeren Stillstandszeiten nicht leerlaufen kann. Unabhängig von der aktuellen Lage des in einer Stößelführung frei drehbaren Tassenstößels müßte dabei nämlich die im Ölvorratsraum 8 befindliche Ölmenge stets geodätisch nach oben gefördert werden, um letztendlich aus der Übertrittsbohrung 12 austreten zu können. Zur Erzielung dieses Sperr-Effektes müssen sich dabei lediglich die Übertrittsbohrung 12 sowie der Ölzufuhrkanal 10 diametral gegenüberliegen, die Lage der Übertrittsöffnung 9 oder des Steigkanales 13 hingegen ist hierfür ohne Einfluß.
  • In einem weitem Bereich liegt der Innenträger 3 an der Innenseite des Stößelbodens 7 an. Ausgenommen hiervon ist im wesentlichen der Bereich des Ölzufuhrkanales 10. Indem sich somit der Innenträger 3 am Stößelboden 7 anliegend nahezu bis zum Ventilspiel-Ausgleichselement 2 erstreckt, wird das dem Ölvorratsraum 8 vorgelagerte Ölvolumen äußerst gering gehalten. Diese Maßnahme reduziert zum einen das Gewicht des Tassenstößels und gewährleistet zum anderen nach einem Start der Brennkraftmaschine eine schnelle Bereitstellung des erforderlichen Öldruckes innerhalb des Ölvorratsraumes 8.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Innenträger 3 aus Blech gefertigt und im Endbereich 5 mit dem Stößelhemd 6 ringförmig verstemmt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hingegen sind der Innenträger 3 und das Stößelhemd 6 als einstückiges Aluminium-Druckgußteil ausgebildet. Mit diesem Druckgußteil ist der aus einer Stahlplatte bestehende Stößelboden 7 verstemmt.
  • Beide Ausführungsformen zeichnen sich nicht nur durch kostengünstige Fertigung, sondern auch durch beträchtliche Gewichtsersparnis aus. Die Zahl der einzelnen Bauteile wird reduziert und aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung von Ölzufuhrkanal 10 und Übertrittsbohrung 12 ist eine schnelle Befüllung des hydraulischen Ausgleichselementes gewährleistet. Abwandlungen von den gezeigten Ausführungsbeispielen sind in einfacher Weise möglich. So kann beispielsweise sowohl der Ringkanal 11 als auch der Ölzufuhrkanal 10 aus dem Stößelgehäuse 1 herausgearbeitet sein. In diesem Falle könnte der Innenträger 3 eine vollständige Rotationssymmetrie besitzen.

Claims (6)

  1. Tassenstößel mit einem hydraulischen VentilspielAusgleichselement (2), einem Ölvorratsraum (8) und einem von einem Innenträger (3) begrenzten, mit einer Übertrittsbohrung (12) im Stößelhemd (6) zusammenwirkenden, zumindest teilweise im wesentlichen parallel zum Stößelboden (7) verlaufenden Ölzufuhrkanal (10), wobei der Innenträger (3) das Ausgleichselement (2) führt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ölzufuhrkanal (10) und die Übertrittsbohrung (12) im wesentlichen diametral gegenüberliegen und über einen umlaufenden, durch Innenträger (3) und Stößelhemd (6) und/oder Stößelboden (7) gebildeten Ringkanal (11) miteinander verbunden sind.
  2. Tassenstößel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Innenträger (3) nahezu bis zum Ventilspiel-Ausgleichselement (2) am Stößelboden (7) abseits des Ölzufuhrkanales (10) anliegt.
  3. Tassenstößel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der als Einsatz ausgebildete Innenträger (3) im Stößelgehäuse (1) verstemmt ist.
  4. Tassenstößel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Innenträger (3) mit dem Stößelhemd (6) einstückig ausgebildet ist und sich an dem mit dem Stößelhemd (6) verbundenen Stößelboden (7) abstützt.
  5. Tassenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Stößelhemd (6) und/oder der Innenträger (3) in einer Aluminiumlegierung ausgeführt sind.
  6. Tassenstößel nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelboden (7) mit dem Stößelhemd (6) reibgeschweißt oder laser- oder elektronenstrahlgeschweißt, oder in dieses verstemmt oder eingerollt ist.
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