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Die Erfindung betrifft eine hydraulische
Ventilspielnachstellvorrichtung der Becherbauart gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Eine derartige hydraulische Ventilspielnachstellvorrichtung
ist durch die EP-A-187 217 bekannt, wo eine eine hydraulische
Spielnachstelleinheit umgebende Trennwand eng auf die
Außenseite einer Öldruckeinheit der hydraulischen
Spielnachstelleinheit gepaßt ist, so daß zwischen der Trennwand und der
Öldruckeinheit kein Ölaustritt stattfinden kann. Bei jeder
Bewegung der hydraulischen Ventilspielnachstellvorrichtung
treten zwischen der breiten Berührungsfläche der Trennwand
und der Öldruckeinheit Reibungskräfte auf.
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Ein in einer Brennkraftmaschine verwendeter
Ventilbetätlgungsmechanismus ist Verschleiß und Wärmedehnung ausgesetzt,
wodurch der Abstand oder das Spiel am Ventil im Betrieb
verändert wird, was die Leistung stark beeinf lußt und Geräusche
erzeugt. Aus diesem Grund wird zum Korrigieren des sich
verändernden Abstands eine Ventilspielnachstellvorrichtung
verwendet.
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Ein bekannter Ventilbetätigungsmechanismus ist in
Leichtbauweise für einen Nocken gebildet und trifft auf das Schaftende
eines Ventils auf. Ein solcher Mechanismus wurde bei der in
Fig. 8 gezeigten Ventilspielnachstellvorrichtung angewendet.
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Die Ventilspielnachstellvorrichtung besteht aus einem Becher
X und einer darin aufgenommenen Öldruckeinheit Y und ist
zwischen
einem Nocken 300 und dem schaftende eines ventils 400
angeordnet.
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Die Öldruckeinheit Y ist am Außenumfang eines zylindrischen
Kolbens 101 verschiebbar angeordnet, der an seinem Boden eine
Ölbohrung 104 aufweist. Die Öldruckeinheit Y enthält einen
zylindrischen Körper 100, der mit seinem Boden eine
Hochdruckkammer 102 bildet, ein in der Hochdruckkammer 102
angeordnetes elastisches Glied 105, das den Körper 100 nach
unten vorspannt, ein in der Hochdruckkammer angeordnetes
ückschlagventil 106 zum Öffnen und Schließen der Ölbohrung
104 und eine Ventilfeder 107, die das Rückschlagventil 106
und einen Rückschlagventilkäfig 108 in der Hochdruckkammer
102 trägt.
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Die Öldruckeinheit Y ist im Becher X aufgenommen und bildet
als Ölvorrat einen Hauptspeicher 103 zwischen der Rückseite
einer stirnseitigen Scheibe 202 und dem hohlen Teil des
Kolbens 101, und auch einen Hilfsspeicher 200, der über eine
Überströmausnehmung 203 mit dem durch die umfangswand des
Kolbens 101 abgeteilten Hauptspeicher 103 bildet, wobei der
Hilfsspeicher 200 durch einen Ölspeisebohrung 500 eines
Zylinderkopfs und eine Ölbohrung 510 des Bechers X mit dem
Betätigungsöl gespeist wird.
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Der Nocken 300 steht mit der stirnseitigen Scheibe 202 des
Bechers X in Berührung, während das schaftende des Ventils
400 in Berührung mit der geschlossenen Seite des Bodens 100
steht, so daß der Nocken 300 über die
Ventilspielnachstellvorrichtung das Schaftende des Ventils 400 betätigt.
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Die Ventilspielnachstellvorrichtung macht Gebrauch von der
Inkompressibilität des Betätigungsöls bei der Ausübung von
Druck auf das Betätigungsöl in der Hochdruckkammer 102 und
von einer Reaktionskraft, wobei sich das elastische Glied 105
bei Druckabnahme in der Kammer ausdehnt, um den Abstand auf
Null zu korrigieren, der im Ventilbetätigungsmechanismus
durch Wärme verändert wurde.
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Ein Teil des zum Hilfsspeicher 200 zu liefernden Öls
entweicht über einen Raum zwischen dem Außenumfang der
Öldruckeinheit Y (dem Außenumfang des Körpers 100 in der
Zeichnung) und der eine Trennwand des Hilfsspeichers 200
bildenden Hülse 201.
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Keine besonderen Probleme entstehen, wenn das Öl bei
laufendem Motor entweicht, da das Betätigungsöl von einer
Ölspeiseleitung 500 eines Zylinderkopfs und einer Ölbohrung des
Bechers X in den Hilfsspeicher 200 geliefert wird. Wenn
jedoch der Motor stillsteht, wird das Öl nicht mehr vom
Zylinderkopf geliefert, bis der Motor erneut gestartet wird.
Besonders, wenn der Motor in geneigtem Zustand stillsteht
oder wenn der stillstehende Motor mit einer geneigten
Spielnachstellvorrichtung versehen ist, kann wegen des Ölaustritts
das Öl nicht ausreichend in den Speichern 103, 200 gehalten
werden. Wenn der Motor erneut startet, kann Luft zuammen mit
dem Betätigungsöl aus dem Speicher 103 in die Hochdruckkammer
102 gesaugt werden.
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Wenn die Brennkraftmaschine angehalten wird, während eine
Nockenspitze 301 noch auf die stirnseitige Scheibe 202 des
Bechers X drückt, wird die Ölduckeinheit Y gemäß Fig. 9
zusammengedrückt, d. h. ist maximal verkürzt oder
zusammengedrückt. Wenn der Motor in diesem Zustand erneut gestartet
wird, ist der Hub zwischen dem Kolben 101 und dem Körper 100
ein Maximum und wird das Öl in die Hochdruckkammer 102
gesaugt. Weil das Öl nicht hierin vom Zylinderkopf geliefert
wird, wie oben ausgeführt, wenn der Motor stillsteht, wird
die Ölmenge im Haupt- und Hilfsspeicher verringert. Daher
wird Luft in die Hochdruckkammer 102 gesaugt und geht die
Inkompressibilität des Betätigungsöls verloren, so daß der
Abstand des Ventils nicht korrigiert werden kann. Dies ist
ein sogenannter schwammiger Zustand.
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Die Erfindung wurde im Hinblick auf die oben angegebenen
Probleme des Standes der Technik entwickelt, und es ist
Aufgabe der Erfindung, einen Ölaustritt bei stillstehendem Motor
zu verhindern, wenn auch das Öl bei laufendem Motor
entweichen kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgmäß durch den
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.
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Da das Öl vollständig daran gehindert wird, zwischen dem
Außenumfang der Öldruckeinheit und dem inneren Flansch des
Hilfsspeichers bei stillstehendem Motor zu entweichen, kann
die Ölmenge in den Speichern ausreichend gewährleistet
werden, obwohl vom Zylinderkopf keinerlei Öl geliefert wird, und
es kann keine Luft in die Hochdruckkammer gesaugt werden.
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Da andererseits das Betätigungsöl bei laufendem Motor vom
Zylinderkopf geliefert wird, und wenn keinerlei Leckverlust
zwischen dem Außenumfang der Ölfdruckeinheit und dem inneren
Flansch des Hilfsspeichers stattfand, wäre das Öl am
Zirkulieren gehindert. Somit ermöglicht die vorliegende
Dichtvorrichtung, daß ein Teil des Öls dazwischen entweicht,
während der Motor läuft, so daß das Öl zirkulieren kann. Jedoch
ist der Ölverlust natürlich kleiner im Vergleich mit dem
Fall, daß keine Dichtvorrichtung vorhanden ist. Wenn das
Betätigungsöl mit in die Hochdruckkammer eintretender Luft
gemischt wird, ist es in Abhängigkeit von einer solchen
Konstruktion möglich, das Betätigungsöl als Verlustmenge nach
außen abzugeben.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben: Es zeigen:
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Fig. 1 einen Längsschnitt der Ventilspielnachstellvorrichtung
nach der Erfindung in Verbindung mit einem
Ventilbetätigungsmechanismus der unmittelbar betätigenden
Bauart;
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Fig. 2 eine Darstellung eines maximal zusammengedrückten
Zustands der Öldruckeinheit, wenn der Nocken mit
seiner Nockenspitze die stirnseitige Scheibe das
Bechers berührt;
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Fig. 3 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform;
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Fig. 4 einen teilweisen Schnitt einer weiteren
Ausführungsform;
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Fig. 5 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform;
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Fig. 6 einen teilweisen Schnitt einer weiteren
Ausführungsform;
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Fig. 7 einen teilweisen Schnitt einer weiteren
Ausführungsform;
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Fig. 8 einen Schnitt eines herkömmlichen Beispiels eines
Ventilbetätigungsmechanismus' der Becherbauart;
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Fig. 9 eine Ansicht eines Zustands, wenn die Öldruckeinheit
mit der Nockenspitze maximal zusammengedrückt und
angehalten ist.
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Die Figuren zeigen Öldruckeinheiten 1, Y, Körper 10, 100,
Kolben 11, 101, Hochdruckkammern 12, 102, Hauptspeicher 13,
103, Ölbohrungen 14, 104, Hilfsspeicher 20, 200, einen
inneren Flansch oder eine Trennwand 21, eine Hülse 201,
stirnseitige Scheiben 22, 202, Nocken 3, 303, Nockenspitzen 30, 301
und Dichungsglieder 60 bis 65.
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Fig.1 und 2 zeigen ein Beispiel der Erfindung.
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Es sind dargestellt: eine Öldruckeinheit 1, ein die Einheit 1
bildender Körper 10, ein die Einheit ebenfalls bildender
Kolben 11, eine Hochdruckkammer 12 zwischen dem Körper 10 und
dem Kolben 11, ein im Kolben 11 gebildeter Hauptspeicher 13,
eine Ölbohrung 14, die die Hochdruckkammer 12 mit dem
Hauptspeicher 13 verbindet, einen Becher 2, einen Hilfsspeicher
20, gebildet durch eine Trennwand im Becher 2, einen Nocken
3, ein Ventil 4 und eine Ventilfeder 5.
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Erfindungsgemäß ist ein kreisförmiges Dichtglied 60 am Boden
einer Trennwand 21 des Hilfsspeichers 20 so befestigt, daß
ein Rand bzw. eine Kante 40a am Innenumfang des Dichtglieds
60 den Außenumfang einer geschlossenen Seite mit verringertem
Durchmesser eines Körpers 20 berührt, wobei die Dicke des
Dichtglieds nach innen abnimmt.
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Die Kante 60a am Innenumfang des Dichtglieds 60 berührt den
Außenumfang der geschlossenen Seite des Körpers 10, wenn der
Motor stillsteht, und dichtet den Spalt zwischen dem Körper
10 und der Trennwand 21 ab zur Verhinderung von Ölverlusten
aus dem Hilfsspeicher unabhängig davon, ob der Nockn 3 in
Berührung mit dem stirneseitigen Nocken 22 des Bechers 2 an
dessen kreisförmiger Basis steht, wie in Fig. 1 und 2
gezeigt, und davon, ob der Nocken die Scheibe mit seiner
Nockenspitze 30 berührt. Es wird angenommen, daß das Öl
hauptsächlich austritt, wenn die Spielnachstellvorrichtung
gemäß Fig. 2 geneigt ist. Das Öl tritt hauptsächlich auch
dann aus, wenn der Motor in einem Zustand stillsteht, in dem
der Nocken 3 die Scheibe 22 mit seiner Nockenspitze 30
berührt (d. h. im maximal niedergedrückten Zustand), wobei aber
Leckverluste an Öl vermieden werden und das Öl in den
Speichern 13, 20 ausreichend gespeichert werden kann, obwohl es
vom Zylinderkopf nicht geliefert wird. Dabei kann die Luft
daran gehindert werden, in die Hochdruckkammer 12
einzudringen, wenn der Motor erneut gestartet wird.
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Während des Betriebs des Motors wird die Kante 60a am
Innenumfang des Dichtglieds 60 auf Grund des Drucks des vom
Zylinderkopf zugeführten Betätigungsöls verformt und wird
bezüglich des Außenumfangs der geschlossenen Seite des Körpers
10 ein Abstand oder Spiel erzeugt, wobei das Öl teilweise
hieraus austritt. Obwohl das Betätigungsöl vom Zylinderkopf
zu den Speichern 13, 20 zirkuliert und mit Luft vermischtes
Öl einströmt, kann es aus dem Spiel abgelassen werden.
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Durch Schließen des Spiels zwischen dem Außenumf ang des
Körpers 10 und der Trennwand 21 des Hilfsspeichers 20 wird dem
im Hauptsspeicher 13 und im Hilfsspeicher 20 gespeicherten
Betätigungsöl ein Ausströmen aus der Ölbohrung des Bechers 20
erschwert.
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Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein
ringförmiges Dichtungsmaterial 61 mittels eines
Verbindungselements
70, wie aus der vorhergehenden Ausführungsform
ersichtlich, am unteren Ende einer senkrechten Seite der Trennwand
21 des Hilfsspeichers 20 befestigt ist, wobei die dünne Kante
61a am inneren Umfang mit dem Außenumfang der geschlossenen
Seite des Körpers 10 in Berührung steht.
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Fig. 4 und 5 zeigen im Gegensatz zur obigen Ausführungsform,
daß die ringförmigen Dichtglieder 62, 63 unmittelbar oder mit
Hilfe eines Verbindungselements 71 am Außenumfang der
geschlossenen Seite des Körpers 10 befestigt sind, wobei die
dünnen Ränder 62a, 63a mit den Unterseiten der Trennwand 21
des Hilfsspeichers 20 in Berührung stehen.
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Fig. 6 und 7 zeigen, daß eine senkrechte Fläche der Trennwand
21 des Hilfsspeichers 20 sich nach unten erstreckt und flache
sowie ringförmige Dichtungsteile 64, 65 unmittelbar oder mit
Hilfe eines Verbindungselements 72 am Außenumfang der
geschlossenen Seite befestigt sind, wobei die Ränder 64a, 65a
der Dichtungselemente 64, 65 mit der senkrechten Fläche der
Trennwand 21 in Berührung stehen.
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Wenn bei den in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen sich
der Körper 10 und die Trennwand 21 senkrecht gegeneinander
verschieben, sind die Endteile 64a, 65a der Dichtglieder 64,
65 in ständiger Berührung mit der senkrechten Fläche der
Trennwand 21. Jedoch werden während des Motorbetriebs die
Teile 64a, 65a verformt und entsteht bezüglich der
senkrechten Wand 21 ein Spalt, so daß ein Teil des Öls ausströmen
kann.
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Da erfindungsgemäß die Dichtungsvorrichtung Ölverluste
zwischen dem Außenumfang der Öldruckeinheit und der Trennwand
des Hilfsspeichers verhindert und wenn die Öldruckeinheit
maximal niedergedrückt ist und der Motor stillsteht, ist das Öl
in den Speichern ausreichend gesichert, so daß bei erneutem
Starten des Motors keine Luft in die Hochdruckkammer gesaugt
wird.
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Während des Motorbetriebs kann das Öl teilweise ausfließen,
wodurch die Zufuhr von Öl aus dem Zylinderkopf nicht gestört
wird. Die Leckverlustmenge ist in diesem Fall kleiner als im
Fall ohne Dichtvorrichtung, so daß die Fördermenge einer
Ölpumpe und ein Kanal für die Ölrückführung vom Zylinder klein
sein können.
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Da die Ölverlustmenge, wie oben ausgeführt, beschränkt ist,
und wenn das mit Luft gemischte Öl in die Speicher geliefert
wird, wird die Luft daran gehindert, sich darin anzusammeln.
Wenn zusätzlich der Öllieferdruck zunimmt, wird ein
teilweiser Ölverlust zugelassen, und da der Öldruck in den Speichern
im Vergleich zum Fall ohne Dichtung zunimmt, verliert das Öl
seine Inkompressibilität nicht, selbst wenn Luft beigemischt
ist.