DE19601045A1

DE19601045A1 - Hydraulisches Spielausgleichselement

Info

Publication number: DE19601045A1
Application number: DE1996101045
Authority: DE
Inventors: Hermann Wiehl; Walter Dipl Ing Speil
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-13
Filing date: 1996-01-13
Publication date: 1997-07-17

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Spielausgleichselement für eine Ventil steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Kolben längsverschieblich in einem Gehäuse geführt ist und beide Teile zwischen sich einen Druckraum einschließen, der über ein am unteren Ende des Kolbens angeordnetes, aus einer Ventilkappe, einer Kugel und einer Druckfeder bestehendes Rückschlag ventil mit einem im Kolben vorgesehenen Vorraum verbindbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Spielausgleichselement ist beispielhaft aus der DE 20 63 819 A1 vorbekannt. Das Rückschlagventil besteht aus einer Ventilkappe mit einer an deren Boden abgestützten Druckfeder, die eine Kugel gegen eine entsprechende Öffnung preßt. Der Übertritt von Hydraulikmittel zwischen Vor- und Druckraum kann nur dann erfolgen, wenn die die Kugel tragende Druckfeder zusammen gepreßt wird und die Kugel die vorher verschlossene Öffnung freigibt.

Nachteilig dabei ist, daß sich dieses hydraulisches Spielausgleichselement aufgrund der Ausbildung des Rückschlagventils nur sehr aufwendig fertigen läßt. So ist die Einpassung des aus drei Teilen bestehenden Rückschlagventiles in den Kolben sehr kompliziert. Es ist weiter von Nachteil, daß das Rückschlagventil sich vor Einbau in das hydraulische Spielausgleichselement nicht funktionell überprüfen läßt. So kann beispielsweise der Fall eintreten, daß dessen Funktion durch eine unsachgerechte Position zwischen Druckfeder und Kugel negativ beeinflußt wird und dies vor dem Einbau in eine Brennkraftmaschine nicht bemerkt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeiden der bisherigen Nachteile eine vereinfachte Montage des hydraulischen Spielausgleichselementes durch ein verändertes Rückschlagventil zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß das Rückschlagventil als eine vormontierte, kompakte Baueinheit ausgebildet ist, deren Bauteile durch Formschluß miteinander ver bunden sind.

Durch diese Ausbildung des Rückschlagventils wird das Handling bei der Montage des gesamten Spielausgleichselementes wesentlich vereinfacht, da anstelle der bisherigen drei Bestandteile Ventilkappe, Kugel- und Druckfeder nur ein Bauteil gehandhabt werden muß. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist darin zu sehen, daß ein so ausgebildetes Rückschlagventil vor seinem Einbau in das Ausgleichselement geprüft werden kann, so daß dessen späterer Ausfall im eingebauten Zustand verhindert werden kann.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfin dungsgemäßen Spielausgleichsvorrichtung beschrieben.

So geht aus Anspruch 2 hervor, daß die Ventilkappe an ihrer vom Boden abgewandten Seite mit einer radial nach innen gerichteten Einschnürung ver sehen ist, deren lichte Weite kleiner als der Durchmesser der Kugel ist. Diese Einschnürung bildet einen axialen Endanschlag für die Kugel, die unter der Vorspannung der Druckfeder nicht aus der Ventilkappe herauswandern kann.

Nach Anspruch 3 soll die Einschnürung der Ventilkappe umlaufend, segment artig oder punktförmig ausgebildet sein. Diese drei Ausführungsvarianten stehen gleichberechtigt nebeneinander, wobei die Auswahl nach der entsprechend vorhandenen Technologie im Einzelfall getroffen wird.

Zweckmäßigerweise wird man nach Anspruch 4 diese Einschnürung als drei um 120° zueinander versetzte Haltezungen ausbilden, wobei nach Anspruch 5 diese Haltezungen zwischen den Durchbrüchen der Ventilkappe oder unmittel bar an diese anschließend angeordnet sind.

Das zugehörige Verfahren gemäß Anspruch 6 zum Herstellen einer Ventilkappe nach Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, daß im Bereich der späteren Haltezungen ein radial verlaufender Flansch der Ventilkappe entfernt wird, danach durch Einschnitte die Haltezungen hergestellt werden, wobei die Ein schnittiefe deren Länge bestimmt und abschließend die Haltezungen in Rich tung Zentrum umgeformt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist in zweckmäßiger Weise nach Anspruch 7 vorgesehen, daß die Ventilkappe im Bereich des Bodens einen kreisringförmi gen Querschnitt aufweist, der im Bereich der Haltezungen in einen durch Durchbrüche unterbrochenen, vieleckförmigen Querschnitt übergeht, wobei vorzugsweise nach Anspruch 8 die Haltekappe im Bereich der Haltezungen einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen soll.

Hierunter ist zu verstehen, daß die Ventilkappe, die durch Durchbrüche unter brochene einzelne getrennte Segmente aufweist, welche im Bereich der Halte zungen nicht mehr bogenförmig, sondern geradlinig verlaufend ausgebildet sind. Eine Ventilkappe, die beispielsweise drei durch Durchbrüche getrennte Segmente besitzt, wird demnach im Bereich der Haltezungen einen dreieckför migen Querschnitt aufweisen, während eine Ventilkappe mit fünf Segmenten in diesem Bereich einen fünfeckförmigen Querschnitt besitzt. Durch diese geradli nig verlaufende Ausbildung der Querschnittskontur der Ventilkappe im Bereich der Haltenasen wird ein scharfkantiges Abwinkeln der zur Befestigung der in der Aufnahmebohrung dienenden radialen Flansche erreicht. Dies wiederum ist eine sehr günstige Ausgangsgeometrie für das Anbringen der Haltezungen für die Ventilkugel, die durch diese Umformung nur sehr wenig beeinflußt werden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch diese Ausgestaltung der Ventilkappe die radialen Flansche in der Aufnahmebohrung des Kolbens mit einer ebenen Anlagefläche anliegen und demzufolge besser befestigt werden können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 9 sollen die radialen Flansche der Ventilkappe in Richtung der Aufnahmebohrung spitzför mig ausgebildet sein. Durch die dadurch eintretende Punktberührung wird ein hoher spezifischer Flächendruck realisiert, welcher für einen ordentlichen Sitz der Ventilkappe in der Aufnahmebohrung des Kolbens sorgt.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Spielaus gleichselement nach dem bisherigen Stand der Technik,

Fig. 2, 6 u. 8 einen teilweisen Längsschnitt durch ein hydraulisches Spielausgleichselement mit erfindungsgemäßer Ausbil dung der Ventilkappe,

Fig. 3, 4, 7 u. 9 eine Draufsicht auf eine komplette Baueinheit einer Ventilkappe und

Fig. 5 eine Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsge mäßen Ventilkappe.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Das in Fig. 1 dargestellte hydraulische Spielausgleichselement ist als ein Abstützelement ausgebildet und besteht im wesentlichen aus einem hohlzylin drisch ausgebildeten Gehäuse 1, in dem unter Freilassung eines nicht näher bezeichneten Ringspaltes ein zweigeteilter Kolben 2 gleitend geführt ist. Der Kolben 2 ist ebenfalls hohl ausgeführt und weist in seinem Inneren einen Vorraum 3 auf, der über eine Bohrung mit einem zwischen dem Kolben 2 und dem Gehäuse 1 eingeschlossenen Druckraum 4 in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen Vorraum 3 und Druckraum 4 wird durch ein Rückschlag ventil 5 gesteuert, das aus einer Kugel 6, einer Druckfeder 7 und einer die beiden Teile aufnehmenden Ventilkappe 8 besteht. Die Ventilkappe 8 wird von einer im Druckraum 4 angeordneten und der Rückstellung des Kolbens 2 dienenden weiteren Schraubenfedern 9 an den Kolben 2 gedrückt. Der Kolben 2 ist an seinem mittleren Teil mit einer Aussparung 10 versehen, die an ihren beiden Enden durch je eine Rampe zum ungeschwächten äußeren Durchmesser des Kolbens 2 überleitet. Die Ölversorgung des Spielausgleichselementes erfolgt über die Versorgungsbohrungen 11 und 12 im Gehäuse 1 bzw. im Kolben 2.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 erkennbar, ist die Ventilkappe 8 mit der darin angeordneten Kugel 6 und Druckfeder 7 mit Hilfe eines radialen Flansches 13 in einer Aufnahmebohrung 14 des Kolbens 2 gehalten. Um ein Fließen des Hydraulikmittels über das Rückschlagventil 5 vom Vorraum 3 in den Druckraum 4 zu gewährleisten, weist die Ventilkappe 8 in ihrer axial verlaufende Wandung drei um je 120° zueinander versetzt verlaufende Durchbrüche 15 auf. Den genannten Figuren ist weiter entnehmbar, daß die aus der Wandung der Ventil kappe 8 gebildeten Haltezungen 16 die Kugel 6 umfassen. Diese Haltezungen 16 liegen in ihrer lichten Weite unter dem Durchmesser der Kugel 6 und bilden so einen axialen Anschlag für diese, d. h. die Kugel 6 kann auch im nicht montierten Zustand des Rückschlagventiles 5 nicht verloren gehen.

Nach den Fig. 3 und 4 können diese Haltezungen 16 wahlweise zwischen den Durchbrüchen 15 bzw. im Bereich der Durchbrüche 15 angeordnet sein. Den Fig. 3 und 4 ist auch entnehmbar, daß im Bereich der Haltezungen 16 der radial verlaufende Flansch 13 der Ventilkappe 8 entfernt ist.

Die schematisch dargestellte Vorrichtung nach Fig. 5 zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ventilkappe besteht aus einem Stempel 17, der über eine Stempelführung 18 in eine nicht näher bezeichnete Aufnahmeöffnung einer Matrize 19 eingreift. Der Durchmesser der Aufnahmeöffnung entspricht dem Außendurchmesser der Ventilkappe 8. Der Stempel 17 ist mit Nuten 20 ver sehen, die entsprechend der lichten Weite der Haltezungen 16 angeordnet sind. Ein weiterer Stempel 21 wird anschließend in Richtung Haltekappe 8 bewegt und preßt die freigestanzten Haltezungen 16 in die Nuten 20 des Stempels 17 ein, so daß der Abstand der gegenüberliegenden Haltezungen 16 kleiner als der Durchmesser der Kugel 6 ist.

Das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Rückschlagventil 5 zeichnet sich dadurch aus, daß die Ventilkappe 8 im Bereich ihres Bodens 22 einen kreisring förmigen Querschnitt aufweist und in Richtung ihrer nach oben offenen Seite durch drei um 120° zueinander versetzte Durchbrüche 15 in drei Segmente 23 unterteilt ist, die an ihrem oberen Ende in radial abgewinkelte Flansche 13 übergehen. Diese radialen Flansche 13 weisen je eine rechteckige Ausnehmung 24 auf, von denen ausgehend die Haltezungen 16 in Form einer Sicke die Kugel 6 umschließen.

Wie insbesondere aus Fig. 7 erkennbar, sind die Segmente 23 der Ventilkappe 8 im Bereich des Bodens 22 kreisförmig ausgebildet, während an ihrem oberen Ende in Höhe der Haltezungen 16 ihre beiden äußeren Punkte durch eine Gerade verbunden sind, d. h. das Segment 23 in dieser Höhe als ebene Fläche ausgebildet ist. Dadurch ist in der bereits beschriebenen Weise ein scharfes Umkanten möglich, so daß die radialen Flansche 13 mit ihrer gesamten Fläche am Grund der Aufnahmebohrung 14 anliegen. Fig. 7 ist weiter entnehmbar, daß die radialen Flansche in Richtung Mantelfläche der Aufnahmebohrung 14 eine nicht näher bezeichnete Spitze aufweisen, so daß die Ventilkappe 8 in der Aufnahmebohrung 14 an drei Punkten mit einer hohen spezifischen Belastung sicher gehalten ist.

Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsvariante zeichnet sich dadurch aus, daß die Haltezungen 16 gegenüber der Ausführungsvariante gemäß Fig. 6 und 7 in einem weit stärkerem Maß abgekantet bzw. umgebogen sind.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Kolben
3 Vorraum
4 Druckraum
5 Rückschlagventil
6 Kugel
7 Druckfeder
8 Ventilkappe
9 Schraubenfeder
10 Aussparung
11 Versorgungsbohrung
12 Versorgungsbohrung
13 radialer Flansch
14 Aufnahmebohrung
15 Durchbruch
16 Haltezunge
17 Stempel
18 Stempelführung
19 Matrize
20 Nut
21 Stempel
22 Boden
23 Segment
24 Ausnehmung

Claims

1. Hydraulisches Spielausgleichselement für eine Ventilsteuerung einer Brenn kraftmaschine, bei dem ein Kolben (2) längsverschieblich in einem Gehäuse (1) geführt ist und beide Teile (1, 2) zwischen sich einen Druckraum (4) einschlie ßen, der über ein am unteren Ende des Kolbens (2) angeordnetes, aus einer Ventilkappe (8), einer Kugel (6) und einer Druckfeder (7) bestehendes Rück schlagventil (5) mit einem im Kolben (2) vorgesehenen Vorraum (3) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (5) als einevormontierte, kompakte Baueinheit ausgebildet ist, deren Bauteile durch Formschluß mitein ander verbunden sind.

2. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventilkappe (8) an ihrer vom Boden abgewandten Seite mit einer radial nach innen gerichteten Einschnürung versehen ist, deren lichte Weite kleiner als der Durchmesser der Kugel (6) ist.

3. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einschnürung umlaufend, segmentartig oder punktförmig ausgebildet ist.

4. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einschnürung als drei um 120° zueinander versetzte Halte zungen (16) ausgebildet ist.

5. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Haltezungen (16) zwischen Durchbrüchen (15) oder unmittel bar an diese anschließend angeordnet sind.

6. Verfahren zum Herstellen einer Ventilkappe (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der späteren Haltezungen (16) ein radial verlaufender Flansch (13) entfernt wird, danach durch Einschnitte die Haltezun gen (16) gebildet werden, wobei die Einschnittiefe deren Länge bestimmt, und abschließend die Haltezungen (16) in Richtung Zentrum umgeformt werden.

7. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventilkappe (8) im Bereich des Bodens (22) einen kreisringför migen Querschnitt aufweist, der im Bereich der Haltezungen (16) in einen durch Durchbrüche (15) unterbrochenen, vieleckförmigen Querschnitt übergeht.

8. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventilkappe (8) im Bereich der Haltezungen (16) einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist.

9. Hydraulisches Spielausgleichselement nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die radialen Flansche (13) der Ventilkappe (8) in Richtung der Aufnahmebohrung (14) spitzförmig ausgebildet sind.