WO2011029666A1 - Baueinheit für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine - Google Patents
Baueinheit für einen ventiltrieb einer brennkraftmaschine Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a structural unit for a valve train of an internal combustion engine, with a hydraulic support element and a drag lever, which sits at one end via a bearing surface located in its underside on a complementary end face of a pressure piston of the support element, which pressure piston via its outer shell in a bore a cup-shaped housing of the support element extends, wherein the housing has a passage for hydraulic fluid, which is via a channel between the housing and the pressure piston to at least one passage in the pressure piston to a reservoir in this conductive.
- the prior art is a structural unit, in whose support element the pressure piston sits freely rotatably movable in the housing.
- a passage of the pressure piston for hydraulic fluid is in operation at any Verwindpositi- on against the housing and ultimately also in the range of tensile or compressive stresses which are introduced via the head of the pressure piston at Nockenbeaufschlagung the overlying drag lever.
- the forces introduced can be lead to disturbing voltage peaks.
- the elements may need to be made larger or it may be necessary to reduce the maximum speed to be traveled.
- the object of the invention is therefore to provide a component of the type mentioned at the outset in which the indicated disadvantages are eliminated.
- this object is achieved in that in the section of an immediate contact area between the bearing surface of the drag lever and the end face of the pressure piston, a rotation for the pressure piston against the drag lever is shown, wherein the pressure piston is defined rotatable relative to the drag lever is installed.
- the housing it is expedient to keep the housing in a rotationally displaceable manner relative to the pressure piston and to present an annular groove for a hydraulic fluid pick-up on its outer jacket. Possibly. the housing can also be secured against rotation with respect to the pressure piston. If it is necessary to dispense with the annular groove, it may be necessary for the receiving bore in the cylinder head to have an annular groove or for a directional installation.
- Examples of geometries in the contact area are, as proposed, easy to manufacture cylinder or barrel sections (also cylindrical or barrel-like) or cylinder sections with frontal, quarter ball and cap-like approaches.
- the invention is effective.
- the rotation in the contact region of the passage in the pressure piston can be positioned at a geodetically high point on the rotation.
- a wear protection layer can be applied separately to at least one of the contact partners. Possibly. A special heat treatment is also needed.
- Simple measures of a supply of hydraulic fluid to the reservoir in the pressure piston are the subject of another subclaim. Accordingly, starting from at least one passage in the housing, preferably intended to a Ringnutabgriff in the region of a separation surface between the pressure piston and the housing.
- the at least one passage and the at least one passage are preferably shown as bores, with windows or the like also being suitable.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through the structural unit
- FIGS. 2, 4, 6 disclose special designs of an end face of the pressure piston and FIGS. 3, 5, 7 show complementary embodiments of a bearing surface on the rocker arm.
- Drawn is a structural unit 1 for a valve train of an internal combustion engine. This is formed from a hydraulic support element 2 and a drag lever 4. The latter is seated at one end 5 via a located in its bottom 7 bearing surface 6 on a complementary end face 8 of a pressure piston 9 of the support element 2. The pressure piston 9 extends over its outer shell 10 in a bore 1 1 of a cup-shaped housing 12 of the support element 2. At the other End 24 has the drag lever 4 at the bottom 7 a system 29 for a valve stem 25. In the area of a center has the Drag lever 4 a cam roller 23. This is at installation in contact with a cam 26th
- the housing 12 has a passage 17 (hole) for hydraulic fluid, which is via a channel 18 (Ringnutabgriff) between the housing 12 and the pressure piston 9 to the passage 19 (bore) in the pressure piston 9 and from there to a reservoir 20 in this conductive ,
- a direct contact area 3 between the bearing surface 6 under the drag lever 4 and the end face 8 (head) of the pressure piston 9 of the support element 2 acts as anti-rotation 13 for the pressure piston 9 relative to the drag lever 4.
- the degree of freedom in the joint area is reduced.
- the passage 19 for the hydraulic means is "forcibly" rotated from the loading zone described above and simply sits laterally in the neutral, virtually stress-free area of the pressure piston 9. A risk of breakage after continuous loading during operation is eliminated can be used with thinner walls than previously designed components.
- the contact region 3 can describe a shape of a cylinder section 14.
- the contact region 3 is designed as a cylinder section 16 with double-sided quarter-sphere sections 21 on both sides.
- FIGS. 6, 7 disclose a configuration of the contact region 3 as a barrel section 15. It is clear that a large number of further geometries for representing the anti-rotation 13 on the contact region 3 are conceivable, for example ellipsoid-like. List of reference numbers) Unit
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Baueinheit (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hydraulischen Abstützelement (2) und einem Schlepphebel (4), der an einem Ende (5) über eine in seiner Unterseite (7) befindliche Lagerfläche (6) auf einer komplementären Endstirn (8) eines Druckkolbens (9) des Abstützelements (2) sitzt, welcher Druckkolben (9) über seinen Außenmantel (10) in einer Bohrung (11) eines topfartigen Gehäuses (12) des Abstützelements (2) verläuft, wobei das Gehäuse (12) einen Durchlass (17) für Hydraulikmittel besitzt, das über einen Kanal (18) zwischen dem Gehäuse (12) und dem Druckkolben (9) zu wenigstens einem Durchtritt (19) im Druckkolben (9) zu einem Vorratsraum (20) in diesem leitbar ist, wobei im Abschnitt eines unmittelbaren Kontaktbereichs (3) zwischen der Lagerfläche (6) des Schlepphebels (4) und der Endstirn (8) des Druckkolbens (9) eine Verdrehsicherung (13) für den Druckkolben (9) gegenüber dem Schlepphebel (4) dargestellt ist, wobei der Druckkolben (9) definiert verdrehorientiert gegenüber dem Schlepphebel (4) eingebaut ist.
Description
Bezeichnung der Erfindung
Baueinheit für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Baueinheit für einen Ventiltrieb einer Brennkraftma- schine, mit einem hydraulischen Abstützelement und einem Schlepphebel, der an einem Ende über eine in seiner Unterseite befindliche Lagerfläche auf einer komplementären Endstirn eines Druckkolbens des Abstützelements sitzt, welcher Druckkolben über seinen Außenmantel in einer Bohrung eines topfartigen Gehäuses des Abstützelements verläuft, wobei das Gehäuse einen Durchlass für Hydraulikmittel besitzt, das über einen Kanal zwischen dem Gehäuse und dem Druckkolben zu wenigstens einem Durchtritt im Druckkolben zu einem Vorratsraum in diesem leitbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Stand der Technik ist eine Baueinheit, bei dessen Abstützelement der Druckkolben frei rotationsbeweglich im Gehäuse sitzt. Somit liegt ein Durchtritt des Druckkolbens für Hydraulikmittel im Betrieb an einer beliebigen Verdrehpositi- on gegenüber dem Gehäuse und letztlich auch längs im Bereich von Zug- oder Druckspannungen, welche über den Kopf des Druckkolbens bei Nockenbeaufschlagung des aufliegenden Schlepphebels eingeleitet werden. Im Abschnitt des entsprechenden Durchtritts können die eingeleiteten Kräfte zu bauteilzer-
störenden Spannungsspitzen führen. Um dem Vorgenannten zu begegnen, müssen die Elemente ggf. stärker dimensioniert werden oder es ist die zu fahrende Maximaldrehzahl herabzusetzen. Außerdem kommt es bei einem Einbau der Baueinheit in einen Zylinderkopf mit einer schräg zur Lotrechten verlaufenden Aufnahme für das Abstützelement dazu, dass bei Letztgenanntem im ungünstigen Fall („untenliegender" Durchtritt) dessen Vorratsraum unerwünscht an Hydraulikmittel leer läuft, so dass ggf. Luft in einen Hochdruckraum der hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung gesaugt wird.
Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Abschnitt eines unmittelbaren Kontaktbereichs zwischen der Lagerfläche des Schlepphebels und der Endstirn des Druckkolbens eine Verdrehsicherung für den Druckkolben gegenüber dem Schlepphebel dargestellt ist, wobei der Druckkolben definiert verdrehorientiert gegenüber dem Schlepphebel eingebaut ist.
Somit liegt ein Bauteil vor, bei dem nicht mehr mit den eingangs zitierten Nachteilen zu rechnen ist. Der Durchlass im Druckkolben ist„zwangsweise" außerhalb eines Bereichs von Spannungsspitzen im Betrieb, somit seitlich po- sitioniert und liegt im Bereich einer quasi spannungsfreien Faser. Mit einer Bauteilzerstörung durch unerwünschte Spannungsspitzen im Durchlassbereich ist nicht mehr zu rechnen. Lediglich durch eine geschickte Gestaltung des Kontaktbereichs zwischen dem Schlepphebel und einem Kopf des Druckkolbens
des Abstützelements ist die Rotationssicherung geschaffen. Auf weitere Bauteile kann verzichtet werden.
Es ist zweckmäßig, das Gehäuse verdreh beweg lieh gegenüber dem Druckkol- ben zu halten und an dessen Außenmantel eine Ringnut für einen Hydraulikmittelabgriff darzustellen. Ggf. kann das Gehäuse auch verdrehgesichert gegenüber dem Druckkolben vorliegen. Sollte auf die Ringnut verzichtet werden, so muss ggf. die Aufnahmebohrung im Zylinderkopf eine Ringnut aufweisen oder es muss ein gerichteter Einbau erfolgen.
Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Gestaltungen des Kontaktbereichs. Es ist vorgeschlagen, Letztgenannten mit einer von einer Halbsphäre (gotische Profile etc. eingeschlossen) abweichenden Geometrie auszubilden, die bis dato im St. d. Technik realisiert wurde. Der Freiheitsgrad im Gelenkbe- reich wird somit um 1 reduziert, um eine Verdrehbewegung des orientiert montierten Druckkolbens um seine Längsachse unter dem Schlepphebel zu verhindern.
Beispiele für Geometrien im Kontaktbereich sind, wie vorgeschlagen, einfach zu fertigende Zylinder- oder Tonnenabschnitte (auch zylinder- oder tonnenähnlich) oder Zylinderabschnitte mit stirnseitigen, viertelkugel- sowie kappenähnlichen Ansätzen.
Auch bei einem Schrägeinbau des Abstützelements in eine respektive Füh- rungsbohrung des Zylinderkopfes greift die Erfindung. Hier kann über die Verdrehsicherung im Kontaktbereich der Durchtritt im Druckkolben an einer geodätisch hoch liegenden Stelle positioniert werden.
Um einem unerwünschten Verschleiß im Kontaktbereich zu begegnen, kann an wenigstens einem der Kontaktpartner eine Verschleißschutzschicht separat aufgetragen werden. Ggf. kommt auch eine spezielle Wärmebehandlung infra- ge.
Bei einer Montage der Baueinheit muss letztlich lediglich der Druckkolben des Abstützelements„gerichtet" zum Schlepphebel montiert werden.
Einfache Maßnahmen einer Zuleitung des Hydraulikmittels zum Vorratsraum im Druckkolben sind Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach ist, ausgehend von wenigstens einem Durchlass im Gehäuse, bevorzugt an einen Ringnutabgriff im Bereich einer Trennfläche zwischen Druckkolben und Gehäuse gedacht. Der wenigstens eine Durchlass und der wenigstens eine Durchtritt sind bevorzugt als Bohrungen dargestellt, wobei auch Fenster o. dgl. infrage kommen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung · Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Baueinheit;
• die Figuren 2, 4, 6 offenbaren spezielle Gestaltungen einer Endstirn des Druckkolbens und · aus den Figuren 3, 5, 7 gehen hierzu komplementäre Ausführungen einer Lagerfläche am Schlepphebel hervor.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Gezeichnet ist eine Baueinheit 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Diese ist aus einem hydraulischen Abstützelement 2 und einem Schlepphebel 4 gebildet. Letztgenannter sitzt an einem Ende 5 über eine in seiner Unterseite 7 befindliche Lagerfläche 6 auf einer komplementären Endstirn 8 eines Druckkolbens 9 des Abstützelements 2. Der Druckkolben 9 verläuft über seinen Außenmantel 10 in einer Bohrung 1 1 eines topfartigen Gehäuses 12 des Abstützelements 2. Am anderen Ende 24 hat der Schlepphebel 4 an der Unterseite 7 eine Anlage 29 für einen Ventilschaft 25. Im Bereich einer Mitte besitzt der
Schlepphebel 4 eine Nockenrolle 23. Diese ist bei Einbau in Kontakt mit einem Nocken 26.
Das Gehäuse 12 hat einen Durchlass 17 (Bohrung) für Hydraulikmittel, welches über einen Kanal 18 (Ringnutabgriff) zwischen dem Gehäuse 12 und dem Druckkolben 9 zu dem Durchtritt 19 (Bohrung) im Druckkolben 9 und von dort zu einem Vorratsraum 20 in diesem leitbar ist.
Ein direkter Kontaktbereich 3 zwischen der Lagerfläche 6 unter dem Schlepp- hebel 4 und der Endstirn 8 (Kopf) des Druckkolbens 9 des Abstützelements 2 fungiert als Verdrehsicherung 13 für den Druckkolben 9 gegenüber dem Schlepphebel 4. Somit wird der Freiheitsgrad im Gelenkbereich herabgesetzt.
Wie zeichnerisch offenbart (Fig. 1 ), ist der Durchtritt 19 für das Hydraulikmittel „zwangsweise" aus der eingangs beschriebenen Belastungszone gedreht und sitzt einfach gesagt seitlich im neutralen, quasi spannungsfreien Bereich des Druckkolbens 9. Eine Bruchgefahr nach Dauerbeanspruchung im Betrieb ist eliminiert. Ggf. können dünnwandiger als bisher ausgeführte Bauteile zum Einsatz kommen.
Nach den Fig. 2, 3 kann der Kontaktbereich 3 eine Form eines Zylinderabschnitts 14 beschreiben.
Gemäß den Fig. 4, 5 ist der Kontaktbereich 3 als Zylinderabschnitt 16 mit beid- seitigen Viertelkugelabschnitten 21 ausgebildet.
Schließlich offenbaren die Fig. 6, 7 eine Gestaltung des Kontaktbereichs 3 als Tonnenabschnitt 15. Klar ist, dass eine Vielzahl weiterer Geometrien zur Darstellung der Verdrehsicherung 13 am Kontaktbereich 3 denkbar sind, so bspw. ellipsoidähnliche.
Liste der Bezugszahlen ) Baueinheit
) Abstützelement
) Kontaktbereich
) Schlepphebel
) eines Ende
) Lagerfläche
) Unterseite
) Endstirn
) Druckkolben
0) Außenmantel
1 ) Bohrung
2) Gehäuse
3) Verdrehsicherung
4) Zylinderabschnitt
5) Tonnenabschnitt
6) Zylinderabschnitt
7) Durchlass
8) Kanal
9) Durchtritt
0) Vorratsraum
1 )Viertelkugelabschnitt
2) Ringnut
3) Nockenrolle
4) anderes Ende
5) Ventilschaft
6) Nocken
7) Außenmantel
8) Ringnut
9) Anlage
Claims
Baueinheit (1 ) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem hydraulischen Abstützelement (2) und einem Schlepphebel (4), der an einem Ende (5) über eine in seiner Unterseite (7) befindliche Lagerfläche (6) auf einer komplementären Endstirn (8) eines Druckkolbens (9) des Abstützelements (2) sitzt, welcher Druckkolben (9) über seinen Außenmantel (10) in einer Bohrung (1 1 ) eines topfartigen Gehäuses (12) des Abstützelements (2) verläuft, wobei das Gehäuse (12) einen Durchläse (17) für Hydraulikmittel besitzt, das über einen Kanal (18) zwischen dem Gehäuse (12) und dem Druckkolben (9) zu wenigstens einem Durchtritt (19) im Druckkolben (9) zu einem Vorratsraum (20) in diesem leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Abschnitt eines unmittelbaren Kontaktbereichs (3) zwischen der Lagerfläche (6) des Schlepphebels (4) und der Endstirn (8) des Druckkolbens (9) eine Verdrehsicherung (13) für den Druckkolben (9) gegenüber dem Schlepphebel (4) dargestellt ist, wobei der Druckkolben (9) definiert verdrehorientiert gegenüber dem Schlepphebel (4) eingebaut ist.
Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) verdreh beweg lieh gegenüber dem Druckkolben (9) ist.
3. Baueinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenmantel (27) des Gehäuses (12) eine Ringnut (28) auf der Höhe des Durchlasses (17) appliziert ist.
Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (3) eine von einer Halbsphäre oder eines Sphärenabschnitts divergierende Gestaltung hat.
Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (3) eine Form eines Zylinderabschnitts (14) beschreibt.
Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (3) eine Form eines Tonnenabschnitts (15) beschreibt.
Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (3) eine Form eines Zylinderabschnitts (16) mit ein- oder beidseitigen, kappenähnlichen Viertelkugelabschnitten (21 ) beschreibt.
Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (3) eine Form eines Ellipsoids beschreibt.
Baueinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (9) so im Gehäuse (12) gehalten ist, dass dessen Durchtritt (19) quer zur Hebellängsrichtung verläuft.
10. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingebaut oder einbaubar ist, welcher Zylinderkopf eine schräg zu einer Lotrechten verlaufende Führungsbohrung für das Abstützelement hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (9) derartig im Gehäuse (12) gehalten ist, dass dessen Durchtritt (19) bei Einbau des Abstützelements (2) in die Führungsbohrung um- fangsmäßig an einer geodätisch hoch liegenden Stelle verläuft.
1 1 . Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (19) zwischen dem Gehäuse (12) und dem Druckkolben (9) aus einer von dem Durchlass (17) im Gehäuse (12) geschnittenen Ringnut (22) in der Bohrung (1 1 ) des Gehäuses (12) besteht, die unmittelbar mit dem Durchtritt (19) im Außenmantel (10) des Druckkolbens (9) in Fluidver- bindung ist.
12. Baueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (3) mit einer separaten Verschleißschutzschicht versehen ist.
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