Hydraulisches Spielausgleichselement

Abstract

 Es wird ein hydraulisches Spielausgleichselement (3) im Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine beschrieben, das einen einseitig geschlossenen Zylinderteil (4) und einen in diesem längsverschiebbaren Kolbenteil (6) um­faßt. Im Kolbenteil (6) befindet sich ein vom Schmier­öl aus dem Schmierölkreislauf beaufschlagter Vor­ratsraum (10), der durch einen ventilgesteuerten Verbin­dungskanal (11) von einem Druckraum (9) abgetrennt ist. Um bei einem solchen Spielausgleichselement die Spiel­ausgleichsfunktion bei Motorbremsbetrieb abschalten zu können, ist im Vorratsraum ein Absperrventil (16) vor­gesehen, über das der Verbindungskanal (11) in Abhängig­keit vom Schmieröldruck im Vorratsraum (10) zu- oder auf­steuerbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Spiel­ausgleichselement für einen Ventiltrieb einer Brennkraft­machine gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Ein hydraulisches Spielausgleichselement der vorstehend beschriebenen Bauart ist aus der DE-PS 26 06 464 bekannt. Durch Drosselspalte und Einlaßkanäle im Ölkreislauf des Elementes vor der Vorratskammer soll ein unbeabsichtigtes Nachstellen des Ausgleichselementes vermieden werden.

[0003] Hierdurch ist es jedoch nicht möglich, das Nachstellen bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine gesteuert zu unterbrechen. Ein solcher Betriebszustand ist beispielsweise der Motorbremsbetrieb. Die sich in der Ab­gasleitung vor der geschlossenen Abgasklappe stauenden Abgase erzeugen über die Auslaßventile eine Gegenkraft an den Ventilfedern, die so groß werden kann, daß es kurz­zeitig zu einem dynamischen Öffnen der Auslaßventile kom­men kann. Hierdurch wird das Ausgleichselement innerhalb des Ventiltriebes entlastet und stellt nach. Dies hat den Nachteil, daß im Lastbetrieb die Auslaßventile nicht mehr schließen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein hydrauli­sches Spielausgleichselement zu schaffen, bei dem die Nach­stellfunktion gesteuert unterbrochen werden kann.

[0005] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, indem ein hydraulisches Spielausgleichselement der im Oberbegriff genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgezeigten Merkmale aufweist.

[0006] Durch die Verwendung eines weiteren gesteuerten Absperr­ventiles im Verbindungskanal kann die Nachstellfunktion des Spielausgleichselementes in vorteilhafter Weise will­kürlich unterbrochen werden.

[0007] Da meist nur bei bestimmten Betriebsarten der Brennkraft­maschine eine Unterbrechung der Nachstellfunktion gewünscht ist, ist es zweckmäßig, wenn gemäß den Merkmalen des An­spruches 2 das Absperrventil in Abhängigkeit von Betriebs­parametern der Brennkraftmaschine gesteuert wird.

[0008] Nachdem als Druckfluid zum Spielausgleich das Schmieröl aus dem Schmierölkreislauf vorgesehen ist, ergibt sich eine einfache Steuerung des Absperrventiles dadurch, wenn dieses druckabhängig vom Schmieröl betätigt wird.

[0009] Um ein einfach bauendes Ausgleichselement zu erzielen, ist es vorteilhaft, das Absperrventil gemäß Anspruch 4 im Vor­ratsraum des Kolbenteils anzuordnen. Dabei ergibt sich eine baulich einfache Ausgestaltung durch die Merkmale des Anspruches 5.

[0010] Die sichere Unterbrechung der Nachstellfunktion kann beispielsweise durch Überströmen von Lecköl vom Druck- zum Vorratsraum oder umgekehrt über den Ringspalt zwischen Kolbenteil und Zylinderteil beeinträchtigt werden. Der Ringspalt ist des­halb besonders klein gehalten, oder er wird gemäß den Merk­malen des Anspruches 6 durch einen Dichtring überbrückt.

[0011] Zum Ausgleich von Wärmedehnungen des Schmierölpolsters im Druckraum und thermischer Längenausdehnungen des Ventiltriebes ist gemäß Anspruch 7 eine kapillare Überströmbohrung zwischen Druck- und Vorratsraum vorgesehen.

[0012] Durch die Überströmbohrung ist ein Abfließen von Öl aus dem Vorratsraum in den Druckraum möglich. Die hierdurch erzeugte minimale Nachstellbewegung des Kolbenteils ist bei abgeschalteter Nachstellfunktion unerwünscht. Aus die­sen Gründen ist die Mündung der Überströmbohrung im Bereich der Ventilsitzfläche des Absperrventiles angeordnet. Bei abgeschalteter Nachstellfunktion verschließt das Absperr­ventil den Verbindungskanal und gleichzeitig die Überström­bohrung.

[0013] In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung ist ein Aus­führungsbeispiel der Erfindung anhand eines in der Abb. im Längsschnitt dargestellten Spielausgleichselementes beschrieben.

[0014] Im Maschinengehäuse 1 einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine ist in einer Gehäusebohrung 2 ein Spiel­ausgleichselement 3 in Bohrungslängsrichtung verschiebbar eingesetzt. Das Spielausgleichselement 3 umfaßt ein Zylin­derteil 4, in dem zwischen einem nichtgezeigten Ventil­ stößel oder -schaft und einer Druckfeder 5 ein Kolbenteil 6 verschiebbar gehalten ist. Die Druckfeder 5 ist am Bodenteil 7 des Zylinderteils 4 und an einer stirnseitigen Wandung 8 des Kolbenteils 6 abgestützt, wodurch Zylinder-­und Kolbenteil in entgegengesetzten Bewegungsrichtungen so vorgespannt werden, daß einerseits das Zylinderteil 4 mit seinem Bodenteil 7 an einem nicht gezeigten Steuer­nocken und andererseits das Kolbenteil am Stößel oder Schaft des Gaswechselventiles spielfrei anliegt.

[0015] Das Kolbenteil 6 schließt mit dem Zylinderteil 4 einen Druckraum 9 ein, der mit Schmieröl aus einem im Kolbenteil 6 ausgebildeten Vorratsraum 10 gefüllt ist, das durch einen Verbindungskanal 11 zugeführt wird. Der Vorratraum 10 ist ständig mit Schmieröl aus dem Schmierolkreislauf der Brenn­kraftmaschine beaufschlagt, das durch einen vom Schmieröl­kreislauf abezweigten Zulaufkanal 12 und entsprechende Zulaufbohrungen 13 und 14 im Zylinder- 4 und Kolbenteil 6 in den Vorratsraum 10 gelangt.

[0016] Um ein Rückströmen von Schmieröl aus dem Druckraum 9 in den Vorratsraum 10 zu verhindern, ist der Verbindungs­kanal 11 durch ein druckraumseitig angeordnetes federbe­lastetes Verschlußelement 15 verschlossen. Bei einem auf­tretenden Spiel im Ventiltrieb wird das Kolbenteil 6 von der im Druckraum 9 liegenden Druckfeder 5 in Richtung der Stößelanlenkung verschoben. Durch den dabei im Druckraum 9 auftretenden Druckabfall wird das Verschlußelement 15 vom Druck des Schmieröls im Vorratsraum 10 aufgesteuert und Schmieröl in den Druckraum nachgeschoben.

[0017] Dieses dem Spielausgleich dienende Aufpumpen des Spiel­ausgleichselementes 3 ist z.B. beim Motorbremsbetrieb der Brennkraftmaschine unerwünscht.

[0018] Gemäß der Erfindung ist deshalb im Vorratsraum ein Absperr­ventil 16 vorgesehen, von dem aus die Nachstellfunktion des Spielausgleichselementes 3 abgeschaltet werden kann.

[0019] Das Absperrventil 16 besteht aus einem Stufenkolben 17, dessen erweiterter Kolbenabschnitt in einer Führungshülse 18 längsverschiebbar geführt ist. Die Führungshülse 18 ist dabei an einer dem Verbindungskanal 11 gegenüberliegenden Kolbenwand 19 angebracht und steht in den Vorratsraum 10 vor. Am abgestuften Teil des Kolbens 17 ist ein Schließglied 20 vorgesehen, das mit einem im Bereich der Mündung des Verbindungskanals 11 in den Vorratsraum ausgebildeten Ven­tilsitz 21 zusammenwirkt.

[0020] Das Absperrventil 16 wird in Abhängigkeit vom Schmieröl­druck im Voratsraum 10 gesteuert. Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine befindet sich das Absperrventil 16 in der geöffneten Position, d.h. der Stufenkolben 17 ist vom Schmieröldruck gegen die Wirkung einer am Kolben 17 und der Kolbenwand 18 abgestützten Rückstellfeder 22 in eine obere Endstellung gesteuert, in der das Schließglied 20 von der Sitzfläche 21 abgehoben ist, so daß ein Spielausgleich stattfinden kann. Abgeschaltet wird die Nachstell- oder Spielausgleichsfunktion durch Absenken des Schmieröldruckes im Vorratsraum 10. Infolge des fehlenden Gegendruckes wird der Stufenkolben 17 von der Rückstellfeder 22 in Richtung des Verbindungskanals 11 verschoben, bis das Schließglied 20 auf der Sitzfläche 21 aufliegt.

[0021] Die Steuerung des Schmieröldruckes kann beispielsweise über ein im Zulaufkanal 12 angeordnetes elektromagne­tisch geschaltetes Absperrventil erfolgen. Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ist das Ventil offen, so daß der Schmieröldruck im Vorratsraum 10 anliegt. Soll die Nachstell­funktion des Spielausgleichselementes 3, z.B. für den Motor­bremsbetrieb abgeschaltet werden, wird ein entsprechendes Spannungssignal an das Absperrventil angelegt, wodurch der Zulaufkanal 12 vom Schmierölkreislauf abgetrennt und damit der Vorratsraum 10 drucklos wird. Dieses Spannungs­signal kann beispielsweise von einem an der Abgasstauklappe in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine befindlichen Stellungssensor abgeleitet werden. Die Ansteuerung des Ab­sperrventiles über andere Betriebsparameter-Signale der Brennkraftmaschine ist möglich.

[0022] Um Leckölverluste zwischen Druck- 9 und Vorratsraum 10 zu meiden, ist das Kolbenteil 6 mit enger Passung in dem Zy­linderteil 4 geführt. An Stelle einer engen Passung dann das Kolbenteil 6 auch durch einen am Kolbenumfang zwischen der Zulaufbohrung 14 und der Kolbenwand 8 in einer Ring­nut 23 eingelegten Dichtring 24 im Zylinderteil 4 dichtend geführt werden. Zum Längenausgleich des Ventiltriebes (schwimmender Zustand des Zylinderteils 4) infolge von Temperatureinflüssen ist der Druckraum 9 durch eine kapil­lare Überströmbohrung 25 mit dem Vorratsraum 10 verbunden, deren Mündung innerhalb der Sitzfläche 21 liegt.

Ansprüche

1. Hydraulisches Spielausgleichselement für einen Ventil­trieb einer Brennkraftmaschine mit einem einseitig ge­schlossenen Zylinderteil und einem im Zylinderteil axial verschiebbaren, hohlen Kolbenteil, das einen ständig vom Schmieröldruck beaufschlagten Vorratsraum aufweist und das mit dem Zylinderteil einen dem Spielausgleich dienenden Druckraum einschließt, in dem eine das Zylinder- und Kol­benteil in entgegengesetzten Richtungen vorspannende Druck­feder angeordnet ist und welcher Druckraum über einen durch ein federvorgespanntes Verschlußelement auf- und zusteuer­baren Verbindungskanal mit dem Vorratsraum verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß unabhängig vom Verschlußelement (15) der Verbin­dungskanal (11) durch ein weiteres Absperrventil (16) auf- oder zusteuerbar ist.

2. Hydraulisches Spielausgleichselement,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil (16) in Abhängigkeit von Betriebs­parametern der Brennkraftmaschine steuerbar ist.

3. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil (16) in Abhängigkeit vom Schmieröl­druck im Vorratsraum (10) steuerbar ist.

4. Hydraulisches Spielausgleichselement nach einem der An­sprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil (16) im Vorratsraum (10) angeordnet ist.

5. Hydraulisches Spielausgleichselement nach einem der An­sprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil (16) aus einem in einer dem Verbin­dungskanal (11) gegenüberliegenden Kolbenwand (19) des Kolbenteiles (6) gegen eine Rückstellfeder (22) in axialer Richtung verschiebbaren Stufenkolben (17) besteht, der ein Schließglied (20) aufweist, das mit einer im Bereich der Kanalmündung in den Vorratsraum (10) ausgebildeten Ventil­sitzfläche (21) zusammenwirkt.

6. Hydraulisches Spielausgleichselement nach einem der An­spruche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß am äußeren Umfang des Kolbenteils (6) im Bereich zwischen einer Verbindungsbohrung (14) zum Anschluß des Vorratsraumes (10) an den Schmierölkreis und einer druckraumseitigen Stirn­wand (8) des Kolbenteils (6) ein in einer Nut (23) einge­legter Dichtring (24) angeordnet ist.

7. Hydraulisches Spielausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Stirnwand (8) des Kolbenteils (6) eine kapil­lare Überströmbohrung (25) zwischen Vorrats- (10) und Druckraum (9) angeordnet ist.

8. Hydraulisches Spielausgleichselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überströmbohrung (25) im Bereich der Ventilsitz­fläche (21) ausmündet.

Zeichnung