DE102011075042A1

DE102011075042A1 - Hydraulisches Abstützelement

Info

Publication number: DE102011075042A1
Application number: DE102011075042A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Christgen; Jürgen Kretschmer; Melanie Stark
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2012-11-08
Also published as: CN102767405A; US8813705B2; US20120279386A1; CN102767405B

Abstract

Vorgeschlagen ist ein hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein Druckkolben (4) sitzt, wobei zwischen einer Unterstirn (5) des Druckkolbens (4) und einer Unterseite (6) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (7) für Hydraulikmittel verläuft, wobei das Gehäuse (2) einen Durchtritt (9) für das Hydraulikmittel hat, der radial innen mit einem Durchlass (10) im Druckkolben (4) kommuniziert, wobei der Druckkolben (4) eine Umlenkhülse (11) für das Hydraulikmittel aufweist, die axial unterhalb des Durchlasses (10) am Innenmantel (12) des Druckkolbens (4) fest anliegt und sich bis in die Nähe eines das Gehäuse (2) überragenden Kopfes (13) des Druckkolbens (4) erstreckt, wobei zwischen der Umlenkhülse (11) und dem Innenmantel (12) ein Steigpfad (14) für das Hydraulikmittel gebildet ist, der vom Durchlass (10) ausgeht und im Bereich des Kopfes (13) in einen Vorratsraum (15) innerhalb der Umlenkhülse (11) unmittelbar vor das Rückschlagventil (8) führt und wobei die Umlenkhülse (11) axial oberhalb ihrer Anlage wenigstens eine Perforierung (16) wie einen Schlitz aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, in dessen Bohrung ein Druckkolben sitzt, wobei zwischen einer Unterstirn des Druckkolbens und einer Unterseite des Gehäuses ein Hochdruckraum für Hydraulikmittel verläuft, der durch ein sich in dessen Richtung öffnendes Rückschlagventil verschließbar ist, wobei das Gehäuse einen Durchtritt für das Hydraulikmittel hat, der radial innen mit einem Durchlass im Druckkolben kommuniziert, wobei der Druckkolben eine Umlenkhülse für das Hydraulikmittel aufweist, die axial unterhalb des Durchlasses am Innenmantel des Druckkolbens fest anliegt und sich bis in die Nähe eines das Gehäuse überragenden Kopfes des Druckkolbens erstreckt, wobei zwischen der Umlenkhülse und dem Innenmantel ein Steigpfad für das Hydraulikmittel gebildet ist, der vom Durchlass ausgeht und im Bereich des Kopfes in einen Vorratsraum innerhalb der Umlenkhülse unmittelbar vor das Rückschlagventil führt und wobei der Hochdruck- aus dem Vorratsraum mit dem Hydraulikmittel versorgbar ist.
Ein derartiges Abstützelement geht aus der DE 10 2004 006 903 A1 hervor. Dessen Umlenkhülse hält einen Bereich unmittelbar vor dem Rückschlagventil und somit vor dem Hochdruckraum größtenteils frei von Luftblasen, Ölverschäumung und Verwirbelungen. Aufgrund des somit weitestgehend gasfrei im Vorratsraum gehaltenen und „beruhigten“ Hydraulikmittels ist eine Kompressibilität des Hochdruckraumes gut eliminiert, so dass bei Nockenhub stets der gewünschte Gaswechselquerschnitt vorherrscht.
Es wird jedoch festgestellt, dass die Umlenkhülse bei Motorstart letztlich eine unerwünschte Barriere für eine ausreichend schnelle Zufuhr des Hydraulikmittels darstellt, so dass im Worst-Case doch Luft in den Hochdruckraum gesaugt wird, was aufgrund der dann unerwünscht erhöhten Schließgeschwindigkeit der Gaswechselventile zu Klappergeräuschen (Ventiltickern) führen kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die o. g. Nachteile auszuschalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Umlenkhülse axial oberhalb ihrer Anlage am Innenmantel des Druckkolbens wenigstens eine Perforierung wie einen Schlitz, ein Fenster oder eine Bohrung aufweist.
Somit liegt ein hydraulisches Abstützelement vor, das auch schaltbarer Natur sein kann, bei dem die genannten Nachteile beseitigt sind. Die Umlenkhülse hat eine verbesserte Hydraulikmitteldurchlässigkeit in Einlassrichtung, so dass bei Motorstart stets eine ausreichende Menge an Hydraulikmittel vor dem Rückschlagventil akkumuliert ist, was eine ordnungsgemäße Spielausgleichsfunktion garantiert. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass die Bevorratungs- als auch die Beruhigungsfunktion der Umlenkhülse gegeben ist.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die wenigstens eine Perforierung (Schlitz, Bohrung, Fenster u. a.) umfangsversetzt zum Durchlass im Druckkolben liegt. Somit wird ein mehr oder weniger direktes Einströmen des Hydraulikmittels in den Vorratsraum vermieden, was zu dessen Verwirbelung führen könnte. Die wenigstens eine Perforierung liegen in sinnvoller Art und Weise axial deutlich beabstandet von der Unterstirn des Druckkolbens mit dem Rückschlagventil.
Im Fall einer Ausbildung der wenigstens einen Perforierung als Längsschlitz kann dieser auch als sich in Richtung zum Vorratsraum (radial nach innen) öffnende Lippe dargestellt sein, was ein Leerlaufen des Vorratsraums bei Motorstillstand behindert oder was dafür sorgt, dass eine vergleichsweise große Hydraulikmittelmenge im Vorratsraum gespeichert bleibt.
Das Umlenkelement kann spanlos aus Stahlblech hergestellt sein, wobei dessen zumindest einer Längsschlitz bspw. von einem Rand der Umlenkhülse ausgehen und durch einen einfachen Fräs- oder Schneidvorgang dargestellt sein kann.
Eine einfache Variante einer Befestigung des Umlenkelements am Innenmantel des Druckkolbens ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach verläuft dieser unterhalb vom Durchlass fest an einer unteren Stirn einer Ringeinformung des Druckkolbens und ist bspw. angeschweißt oder angeschnappt.
Vorgesehen ist es auch, den Druckkolben zweizuteilen. Somit vereinfacht sich dessen Herstellung. Die beiden Axialkomponenten können sehr simpel aufeinander gestellt oder miteinander gefügt bzw. verschweißt sein. Dabei kann zumindest eine Komponente aus Leichtbauwerkstoff wie Stahlblech gefertigt sein.
Die gemäß einem weiteren Unteranspruch vorgeschlagene (gedrosselte) Entlüftungsöffnung erlaubt ein Ableiten von unerwünschter Luft aus dem Hydraulikmittelstrom schon vor einem Eintritt des Hydraulikmittels in den Vorratsraum.
Zudem ist es in Konkretisierung der Erfindung vorgesehen, den Steigpfad entweder allumlaufend am Außenmantel der Umlenkhülse darzustellen oder diesen wenigstens als Ringsegment auszubilden. Alternativ kommt auch eine kanalartige Gestaltung infrage. Der Steigpfad kann auch direkt entweder in die Hülse eingeformt sein oder am Innenmantel des Druckkolbens verlaufen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Abstützelement mit durchgehend geschlitztem Umlenkelement und
2 eine Ansicht wie vorgenannt, jedoch mit nicht durchgehend geschlitztem Umlenkelement.
Dargestellt ist ein hydraulisches Abstützelement 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieses hat ein topfartiges Gehäuse 2, in dessen Bohrung 3 ein axial beweglicher Druckkolben 4 sitzt. Letztgenannter überragt mit seinem einer Anlage eines Schlepphebels dienenden Kopf 13 das Gehäuse 2.
Zwischen einer Unterstirn 5 des Druckkolbens 4 und einer Unterseite 6 des Gehäuses 2 verläuft ein Hochdruckraum 7 für Hydraulikmittel. Dieser ist durch ein an der Unterstirn 5 sitzendes und sich in dessen Richtung öffnendes Rückschlagventil 8 verschließbar.
Das Gehäuse 2 hat einen Durchtritt 9 für das Hydraulikmittel, welches Hydraulikmittel radial innen mit einem Durchlass 10 im Druckkolben 4 kommuniziert. Wie in beiden Figuren zu erkennen ist, weist der Druckkolben 4 eine Umlenkhülse 11 für das Hydraulikmittel auf. Diese ist axial unterhalb des Durchlasses 10 am Innenmantel 12 des Druckkolbens 4 dichtend befestigt. Der Durchlass 10 liegt hierbei in einer Ringeinformung 18 des Druckkolbens 4, wobei die Umlenkhülse 11 an einer unteren Ringschulter 19 der Ringeinformung 18 anliegt.
Die Umlenkhülse 11 geht bis in die Nähe des Kopfes 13. Zwischen der Umlenkhülse 11 und dem Innenmantel 12 ist ein Steigpfad 14 für das Hydraulikmittel gebildet (s. a. Pfeildarstellung in 2), welcher vom Durchlass 10 ausgeht und im Bereich des Kopfes 13 in einen Vorratsraum 15 innerhalb der Umlenkhülse 11 unmittelbar vor das Rückschlagventil 8 führt.
Wie aus 1 entnehmbar ist, weist die Umlenkhülse 11, axial oberhalb ihrer Anlage am Innenmantel 12 des Druckkolbens 4, eine als Längsschlitz ausgebildete Perforierung 16 auf, die bis zu einem Rand 17 reicht. Nach 2 sind mehrere, umfangsverteilte Längsschlitze vorgesehen, die axial unterhalb vom Rand 17 enden.
Nach Stillstand der Brennkraftmaschine und deren Wiederbefeuerung sorgt die Umlenkhülse 11 einerseits dafür, dass weitestgehend luftblasenfreies sowie „beruhigtes“ Hydraulikmittel vor dem Rückschlagventil 8 gespeichert ist. Zum anderen gelangt über die wenigstens eine umfangsversetzt zum Durchlass 10 ausgeführte Perforierung 16 „beschleunigt“ Hydraulikmittel in den Vorratsraum 15.
Den Figuren ist des weiteren entnehmbar, dass der Druckkolben 4 innerhalb des Gehäuses 2 aus zwei physisch getrennten Axialabschnitten besteht, nämlich einem oberen Abschnitt 20 mit der Umlenkhülse 11 und einem unteren Abschnitt 21 mit der Unterstirn 5 und dem Rückschlagventil 8.
Über die in beiden Figuren in der linken Bildhälfte eingezeichnete Entlüftungsöffnung 22, die axial oberhalb vom Durchlass 10, jedoch innerhalb vom Gehäuse 2 liegt, kann im Hydraulikmittelstrom vorhandene Luft noch vor einem Eintritt in den Vorratsraum 15 entweichen.
Bezugszeichenliste

1: Abstützelement
2: Gehäuse
3: Bohrung
4: Druckkolben
5: Unterstirn
6: Unterseite
7: Hochdruckraum
8: Rückschlagventil
9: Durchtritt
10: Durchlass
11: Umlenkhülse
12: Innenmantel
13: Kopf
14: Steigpfad
15: Vorratsraum
16: Perforierung
17: Rand
18: Ringeinformung
19: Ringschulter
20: oberer Abschnitt
21: unterer Abschnitt
22: Entlüftungsöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004006903 A1 [0002]

Claims

Hydraulisches Abstützelement (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), in dessen Bohrung (3) ein Druckkolben (4) sitzt, wobei zwischen einer Unterstirn (5) des Druckkolbens (4) und einer Unterseite (6) des Gehäuses (2) ein Hochdruckraum (7) für Hydraulikmittel verläuft, der durch ein sich in dessen Richtung öffnendes Rückschlagventil (8) verschließbar ist, wobei das Gehäuse (2) einen Durchtritt (9) für das Hydraulikmittel hat, der radial innen mit einem Durchlass (10) im Druckkolben (4) kommuniziert, wobei der Druckkolben (4) eine Umlenkhülse (11) für das Hydraulikmittel aufweist, die axial unterhalb des Durchlasses (10) am Innenmantel (12) des Druckkolbens (4) fest anliegt und sich bis in die Nähe eines das Gehäuse (2) überragenden Kopfes (13) des Druckkolbens (4) erstreckt, wobei zwischen der Umlenkhülse (11) und dem Innenmantel (12) ein Steigpfad (14) für das Hydraulikmittel gebildet ist, der vom Durchlass (10) ausgeht und im Bereich des Kopfes (13) in einen Vorratsraum (15) innerhalb der Umlenkhülse (11) unmittelbar vor das Rückschlagventil (8) führt und wobei der Hochdruck- aus dem Vorratsraum (7, 15) mit dem Hydraulikmittel versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkhülse (11) axial oberhalb ihrer Anlage am Innenmantel (12) des Druckkolbens (4) wenigstens eine Perforierung (16) wie einen Schlitz, ein Fenster oder eine Bohrung aufweist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforierung (16) umfangsversetzt zu dem Durchlass (10) ist.
Abstützelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass umfangsverteilt mehrere Perforierungen (16) vorgesehen sind.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, im Fall einer Ausbildung der wenigstens einen Perforierung (16) als Längsschlitz, dieser bis an einen kopfseitigen Rand (17) der Umlenkhülse (11) führt.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (10) im Druckkolben (4) in einer Ringeinformung (18) des Druckkolbens (4) verläuft, an deren unterer Ringschulter (19) beginnend die Umlenkhülse (11) ihren Festsitz am Innenmantel (12) des Druckkolbens (4) aufweist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (4) innerhalb des Gehäuses (2) aus zwei physisch getrennten Axialabschnitten besteht, nämlich einem oberen Abschnitt (20) mit der Umlenkhülse (11) und einem unteren Abschnitt (21) mit der Unterstirn (5) und dem Rückschlagventil (8).
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, axial oberhalb vom Durchlass (10) jedoch innerhalb vom Gehäuse (2), der Druckkolben (4) wenigstens eine Entlüftungsöffnung (22) hat.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigpfad (14) als segmentartiger oder allumlaufender Ringpfad dargestellt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkhülse (11) als dünnwandiges Leichtbauteil wie ein Blechteil ausgebildet ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkhülse (11) am Innenmantel (12) des Druckkolbens (4) eingeschnappt, angeschweißt, angelötet, eingeklipst oder angeklebt ist.
Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforierung (16) als sich unter Hydraulikmitteldruckbeaufschlagung in Richtung zum Vorratsraum (15) öffnende Dichtlippe darstellt.