DE1815994A1

DE1815994A1 - Hydraulischer Ventilstoessel

Info

Publication number: DE1815994A1
Application number: DE19681815994
Authority: DE
Inventors: Knoblock John E; Donnelly Murray P
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-01-19
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1969-07-31
Also published as: GB1191613A; US3406668A

Description

Patentanwalt

Dlpl.-inn. Ka-iWassel

8 Μϋησιβη 1o
Hohenstauienstr.2,Tel.33811! 8 München I3, den" «Π

FK-2371

Ford-Werke, Aktiengesellschaft 5 Köln-Deutz 1
Ottoplatz 2

"Hydraulischer Ventilstößel"

Für diese Anmeldung wird die Priorität der Anmeldung Ser. N. 699 251 vom 19. Januar I968 in den Vereinigten Staaten von Nordamerika in Anspruch genommen.

Kurzbeschreibung

Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung eines hydraulischen Ventilstößels für Brennkraftmaschinen« Der erfindungsgemäße Ventilstößel ist mit einem in zwei Richtungen wirkenden Rückschlagventil versehen, das aufgrund seines Trägheitsvermögens im kritischen Drehzahlenbereich der Maschine wirkt, um durch ein wirksames Abdichten der ein Drehmoment übertragenden Flüssigkeitskammer zwischen dem Stößel- a zylinder und dem Kolben ein Nachfließen des Drucköles in den Zylinder oder ein Entleeren desselben unterhalb der Flattergeschwindigkeit der Ventile zu verhindern.

Hauptbeschreibung

Die Erfindung befaßt sich im wesentlichen mit einem hydraulischen Ventilstößel, Sie befaßt sich insbesondere mit einer solchen Ausführungsform eines Ventilstößels, der sowohl ein Nachfließen des Drucköles in den Stößelzylinder wie auch

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ein Entleeren desselben im kritischen Drehzahlbereich der Maschine verhindert, um dadurch die Maximaldrehzahl der Maschine zu erhöhen.

Viele der hydraulischen Stößel, die heute für die Ventile von Brennkraftmaschinen Verwendung finden, weisen üblicherweise ein in einer Richtung wirkendes Rückschlagventil auf. Diese hydraulischen Ventilstößel bestehen aus einem äuÄeren Stößelzylinder und einem in diesem beweglichen Kolben, wobei diese beiden Teile voneinander durch eine Flüssigkeit getrennt sind, die zur Übertragung der hin- und. hergehenden Bewegung des Stößelzylinders auf den Kolben und von diesem über einen Ventilschaft auf die Einlaß- und Auslaßventile verwendet wird. Das Rückschlagventil sitzt während der Ventilbetätigung, wobei die Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt wird, und hebt sich in der Ruhepause des Ventils von seinem Sitz ab, um dadurch in die Kammer Ausgleichsflüssigkeit zufließen zu lassen. Für eine Ausführungsform dieser Art 1st jedoch festzustellen, daß in einigen Bereichen hoher Drehzahlen der Maschine die Ventilschließfeder ein Phänomen aufweist, das als Federsprung bezeichnet werden könnte und das auftritt, wenn die Ventile ihre kritischen Geschwindigkeiten erreichen, in welchen die natürliche Schwingung der Feder eine niederwertige harmonische Schwingung der Schwingung ist, unter welcher die Ventile arbeiten. Dieser Zustand reduziert die wirksame Kraft der Feder und ermöglicht eine momentane Trennung der Ventile. Dies bewirkt ein zwischenstationäres Abheben des Rückschlagventils von seinem Sitz und ein Nachfließen der Flüssigkeit in die Kammer in einem Ausmaße, daft dadurch die Stoßelanordnung eine-Verlängerung erfährt. Dies führt schließlich zu einem kontinuierlichen Abheben der Ventile von ihren Sitzen und damit zu einem Verlust an Antriebsenergie und zu einem Unvermögen der Maschine, jenseits dieses Bereiches eine höhere Antriebsenergie zu entwickeln,

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Es wurden zur Korrektur dieses Nachteiles herkömmlicher hydraulischer Ventilstößel bereits Versuche unternommen, den Stößel in den kritischen Geschwindigkeiten durch ein obengesteuertes Kugel-Rückschlagventil zusammenzudrücken, wie dies in der US-Patentschrift 2 902 015 vorgeschlagen wurde. In den hohen Drehzahlbereichen, der Maschine, in welchen der Federsprung auftritt, wird das Trägheitsvertnögen des obengesteuerten Kugelventils dieses von seinem Sitz abheben und dadurch einem Teil der Hochdruckflüssigkeit ermöglichen, aus der Kammer heraus in die Zufuhrleitung zurückzufließen. Dadurch wird der Kolben zu der Stößelbasis hin bewegt, das heißt, der Stößel wird dadurch zusammengedrückt und ermöglicht einen gegenüber dem herkömmlichen Stößel höheren Ge- λ schwindigkeitsbetrieb, bevor die Flattergeschwindigkeit (toss speed) der Ventile auftritt.

Die vorerwähnte Art von zusammendrückbaren Ventilstößeln weist jedoch den Nachteil auf, daß sie sehr geräuschvoll ist, weil durch das Zusammendrücken der Stößel bei den Ventilen ein stark vergrößertes Spiel oder Rückschlag auftritt.

Die Erfindung befaßt sich mit der Ausfülirungsform eines hydraulischen Ventilstößels j der die Vorteile der beiden vorerwähnten Ausführungsarten in sich vereinigt. Erfindungsgemäß wird also eine Ausfuhrungsform geschaffen, die im kritischen Drehzahlbereich der Maschine weder ein Nachfließen (k der Flüssigkeit in den Stößelzylinder, noch ein Zusammendrücken des Stößels erlaubt, wodux-ch der Geschwindigkeitsbereich bis zu dem Punkt erhöht wird, auf welchen meistens mit "Flattergeschwindigkeit" Bezug genommen wird.

Die Erfindung erreicht das Vorstehende entweder durch die Verwendung eines einzigen Rückschlagventils, das wechselweise gegen den einen oder den anderen von zwei Kanälen sitzt, welche den Flüssigkeitsfluß in die Flüssigkeitskammer

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des Stößels und aus dieser heraus steuern, oder durch zwei Rückschlagventile, die gleichartig mit einem einzigen Kanal zusamenwirken. Unterhalb der kritischen Geschwindigkeit der Ventile übertragen die Ventil-Kanal-Kombinationen den aufwärtsgerichteten Schub des Nockens, um das Einlaß- oder Auslaßventil zu öffnen, wobei das Rückschlagventil zur Blockierung des Flüssigkeitsflusses aus der Kammer heraus, abgesehen von einer vorbestimmten, gesteuerten Leckmenge, sitzt. Das Rückschlagventil hebt sich dagegen in der Ruhepause des Ventils von seinem Sitz ab, um in die Kammer Flüssigkeit nachfließen zu lassen und um damit die Flüssigkeit auf ihre ursprüngeliche Höhe anzuheben. In den kritischen Geschwindigkeiten der Ventile, während welcher ein übermäßiges Springen der Ventilfedern auftritt, wird die Ventilmasse so gewählt, daß ihr Trägheitsvermögen in einer Richtung wirkt, in* welcher unabhängig von einem ,Beschleunigen oder Verzögern der Stößelanordnung einen Flüssigkeitsfluß in die Kammer hinein oder aus dieser heraus zu blockieren. Auf diese Art und Weise verliert die Flüssigkeitskammer keine Hochdruckflüssigkeit, was ein Zusammendrücken des Stößels bewirken könnte, es kann auch keine Flüssigkeit in die Kammer eindringen, was ein Aufpumpen des Stößels bewirken würde.

Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß ein Merkmal der Erfindung darin zu sehen ist, daß der hydraulische Ventilstößel gemäß Erfindung unterhalb der Fördergeschwindigkeit der Ventile weder aufgepumpt noch zusammengedrückt wird. Ein weiteres Merkmal ist in dem Vorsehen von Rückschlagventilen zu erblicken, die aufgrund ihrer Masse im kritischen Drehzahlbereich der Masohine wirken, um die Hochdruckkammer während der Ventilbetätigung ständig geschlossen zu halten und doch ein Abheben des Rückschlagventils von seinem Sitz in der herkömmlichen Art und Weise zu ermöglichen, um in der Ruhepause des Ventils zum Ausglei ch von Leckverlusten Flüssigkeit in die Kammer einfließen zu lassen.

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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein hydraulischer Ventilstößel geschaffen, der aus einem äußeren Stößelzylinder besteht, in welchen ein einen Schub übertragender, verschiebbarer Kolben sehr genau eingepaßt ist, wobei diese Passung derart gewählt ist, daß zwischen diesen beiden Teilen eine Flüssigkeitskammer gebildet wird, zu welcher hin der Flüssigkeitszufluß entweder durch ein einziges, wechselweise gegen zwei Kanäle sitzendes Rückschlagventil gesteuert ist oder durch zwei Rückschlagventile, die wechselweise gegen einen einzigen Kanal sitzen oder die unabhängig voneinander mit verschiedenen Kanälen zusammenwirken, und zwar in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen der Flüssigkeit in der Kammer und der auf das Ventil einwirkenden Flüssigkeit der Flüssigkeitsquelle. Das Massen-Trägheitsvermögen des Rückschlagventils bewirkt in den kritischen Geschwindigkeiten der Maschinenventile ein Abdichten der Flüssigkeitskäimner über den gesamten Zeitraum der Ventilbetätigung, abgeaehen von einem erwarteten Leckverlust, und zwar unabhängig davon, ob der Stößel beschleunigt oder verzögert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolg enden Beschreibung in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausfuhrusigsforcnen erkennbar. Es zeigt;

Figuren 1, 2 und 3 Querschnitte von drei Ausführungsformen

eines hydraulischen Ventilstößels gemäß Erfindung, und

Figuren 1 a, 2 a und 3 a Querschnitte von alternativen Ausführungen der Ausführungsformen nach den Figuren I₉ 2 und 3.

In Figo 1 ist mit dem Bezugspfeil 10 ein hydraulischer Ventilstößel in seiner Gesamtheit bezeichnet, der vorzugsweise für die Ventile einer Brennkraftmaschine verwendet wird. Der

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Ventilstößel ist nahezu im Maßstab 1 ι 1 gezeichnet· Dieser Ventilstößel kann aber auch für andere Zwecke Verwendung finden, wo die nachfolgend zu beschreibenden Wirkungen erwünscht sind, ohne daß dadurch von dem Erfindungsgedanken Abstand genommen wird. Der hydraulische Ventilstößel 10 umfaßt einen äußeren, topfförmigen Stößelzylinder 12 mit Basis 14,'die an einem Nocken 16 anliegt, der normalerweise auf der Nockenwelle 18 einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Ein obengesteuerter, topfförmiger Kolben 20 ist verschiebbar in den Zylinder 12 eingepaßt, gegenüberseinem oberen, offenen Ende ist ein Stößellager 22 befestigt. Die Stößelkugel 24 ist mit einem Ventil-Schmierkanal 26 versehen, der über einen Kanal 27 mit dem Hohlraum 28 des Kolbens 20 in Verbindung steht.

Der Boden des Kolbens 20 ist mit einem uneingeschränkten Kanal 30 versehen, der die Flüssigkeit zwischen der Kammer 28 und einer Kammer 32 fließen läßt, die zwischen dem Kolbenboden und dem Zylinderboden gebildet ist. Die Kammer 28 ist eine Niederdruck-Flüssigkeitskammer und steht in Verbindung mit einer Leitung, welche Flüssigkeit unter Druck heranführt, wie beispielsweise Drucköl unter einem Druck von etwa 3 kg/cm , und zwar über eine Vielzahl von Einlaßkanälen 34. Diesen Einlaßkanälen 34 ist ein Ringraum 36 zwischen Kolben und Zylinder vorgeschaltet, und der Zylinder ist mit einem Einlaßkanal 38 versehen.

Der Fluß der im wesentlichen einen niedrigen Druck aufweisenden Flüssigkeit von der Kammer 28 über den Kanal 30 in die Kammer 32 wird durch ein Kugel-Rückschlagventil kO gesteuert. Dieses Rückschlagventil umfaßt eine Kugel k2, die durch eine Feder kk gegen die Kanalöffnung hin vorgespannt ist, die Feder kk sitzt auf dem Boden eines topfförmigen Federnhalters k6 auf. Dieser Federnhalter 46 wird nach oben gegen den Boden des Kolbens 20 durch eine Feder 48 gedrückt,

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er ist mit einem Flüssigkeitskanal 50 versehen.

Bevor nachfolgend die Wirkungsweise dieses hydraulischen Ventilstößels beschrieben wird, soll darauf hingewiesen sein, daß die Masse der Kugel hZ derart gewählt ist, daß das Ventil-Trägheitsvermögen unterhalb der kritischen Geschwindigkeit der Maschinenventile im wesentlichen keine Wirkung auf ihre Bewegung ausübt. Bei und oberhalb dieser Geschwindigkeit bewirkt jedoch das Trägheitsvermögen der Ventilmasse einen Sitz der Kugel entweder gegen den Kanal 30 oder gegen den Kanal 50, und zwar in Abhängigkeit von der Richtung der Beschleunigung des Zylinders 20 in Kombination mit dem Flüssigkeitsdruckunterschied zwischen den Kammern 28 und 32, um dadurch die Hochdruckkammer 32 über ™ den gesamten Zeitraum dieses Geschwindigkeitsbereichs abgeschlossen zu halten, abgesehen von einer vorbestimmten Flüssigkeits-Leckmenge von der Kammer 32 zurück in das Niederdrucksystem über den minimal kleinen Raum zwischen den Wänden von Zylinder 12 und Kolben 20.

Im Betrieb wird der hydraulische Ventilstößel anfange mit Öl oder einer anderen, geeigneten Flüssigkeit gefüllt, wie beispielsweise Maschinenöl, und zwar über den Kanal 38, den Ringraum 36, die Kammer 28 und die Kanäle 30 und 50. Xm niederen Drehzahlbereich der Maschine wird der Zylinder nach oben gedrückt, wenn der Nocken 16 seinen Grundkreis Λ verläßt, und dies hat in der bekannten Art und Weise zur Folge, daß die Feder des Einlaß- oder des Auslaßventils der Maschine unmittelbar eine Reaktionskraft über die Stößelkugel 2h und das Lager 22 auf den Kolben 20 ausübt. Dadurch wird die Flüssigkeit in der Kammer 32 mit einem höheren Druck beaufschlagt als die Flüssigkeit in der Kammer 28, wodurch die Kugel k2 abdichtend gegen den Kanal 30 sitzt. Da die Flüssigkeit bzw. das Öl in der Kammer 32 nicht kompressibel ist, werden Zylinder 12 und Kolben 20 im wesent-

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lichen als eine Einheit nach oben bewegt. Von der Kammer 32 fließt jedoch eine gewisse Leckmenge der Flüssigkeit zurück zu der Flüssigkeitsquelle, und zwar über den Raum zwischen dem Zylinder 12 und dem Kolben 20, wie dies von vorbekannten Ausführungsformen bekannt ist. Dadurch wird es zu einer geringfügigen Relativbewegung zwischen Kolben 20 und Zylinder 12 kommen, der Kolben 20 bewegt sich abwärts, während sich der Zylinder 12 aufwärts bewegt.

Ist der Nocken 16 in eine Drehlage gedreht, in welcher die Zylinderbasis 1^ in Berührung mit dem Grundkreis des Nockens steht, dann hat das Maschinenventil geschlossen, und seine Ventilfeder übt dann nicht mehr eine Kraft auf den Kolben aus. Die Leckmenge hat nun ein Spiel zwischen dem Ventil und dem Kolben geschaffen, und dieses Spiel wird dadurch , ausgeglichen, daß die Feder ^8 den Kolben 20 relativ gegenüber dem Zylinder 12 nach oben bewegt. Dadurch wird in der Kammer 32 ein gegenüber der Kammer 28 niedrigerer Druck geschaffen, wodurch die. Kugel h2. von ihrem Sitz abgehoben wird, so daß Flüssigkeit von der Kammer 28 in die Kammer 32 fließen kann und dadurch die Leckmenge ausgeglichen wird.

Die vorbeschriebene Wirkung tritt unterhalb der kritischen Geschwindigkeit der Ventile auf. Ist diese kritische Geschwindigkeit - beispielsweise bei 5000 U/min. - erreicht, dann stellt sich ein übermäßiges Springen der Spiralfedern ein. Dies hat zur Folge, daß die Reaktionskraft auf den Kolben 20 intermittierend verstärkt und abgeschwächt wird. Dies hätte bei einer herkömmlichen Aueführungeform zur Folge, daß der Ventilstößel aufgepumpt werden würde, wenn die Reaktionskraft geringer wäre als die Kraft der Feder kB, und dies würde wiederum ein ständiges Öffnen des Maschinenventils und eine daraus resultierende Begrenzung der Maschinenleistung zur Folge haben. Das Massen-Trägheitsvermögen des Rückschlagventils wird nun aber bei dieser kritischen Geschwin-

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digkeit Im erfindungsgemäßen Ventilstößel wirksam und bewirkt, daß die Hochdruckkammer 32 unabhängig von der flatternden Federreaktion wirksam abgedichtet ist. Es sei hier häher ausgeführt, daß bei dieser kritischen Geschwindigkeit eine rasche Aufwärtsbeschleunigung des Zylinders 12 und des Kolbens 20 eine Verringerung des Trägheitsvertnögens der Kugel hZ bewirkt, so daß diese gegen den Kanal sitzt und dadurch ein Lecken der Flüssigkeit zwischen den Kammern 32 und 28 blockiert. Eine plötzliche Umkehrung der Beschleunigung von Zylinder 12 und Kolben 20, wodurch die Reaktionskraft auf den Kolben 20 entlastet wird, bewirkt ein Abheben der Kugel k2 von ihrem Sitz an dem Kanal 50, die Kugel k2 sitst dann gegen den Kanal 30, wodurch wiederum ein Lecken der Flüssigkeit zxvischen den Kammern 32 und ^ 28 blockiert wird. Das Sitsen der Kugel hZ gegen den Kanal 50 oder gegen den Kanal 30 verhindert also ein. Zusammendrücken oder ein Aufpumpen, indem zwischen den Kammern. 28 und 22 ein übermäßiges Lecken der Flüssigkeit verhindert wird ο Indem auf diese Art und Weise ein Aufpumpen und ein Zusammendrücken des Ventilstößels "verhindert wird^ behalten die Teile im kritischen Drehzahlbereich der Maschine ihre ReIatillage aneinander_s und zwar wie bei den Geschwindigkeiten unterhalb dieses Bereiches, was aur Folge hat, daß die Ventile nicht geräuschvoll arbeiten oder unterhalb der Flattergescliwindigkeit is geöffneter Lage gehalten werden. Die Maschine kann, .also mit höheren Drehzahlen arbeiten, wobei die obere Grenze durch das Trägheit3vermögen der Ku- ^

geln k2 festgelegt ist, wenn diese nicht raehr gegen die Kanäle sitzen.

Figur 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform. Die Ausführungsform voh Kolben und Zylinder entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Figur 1, die Ausführungs-

fornien unterscheiden sich aber in der Verwendung von zwei die einen einzigen Kanal steuern, gegenüber der

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Verwendung von einem einzigen Kugelventil, das zwei Kanäle steuert. Die Ausführungsform gemäß Figur 2 umfaßt ein doppeltwirkendes Tellerventil 51 mit konischen Ventilkörpern 52 und 5^·» die beidseits eines Kanals 30 angeordnet und über einen Schaft 56 miteinander verbunden sind. Die Ventilkörper 52 und 5^ sind in bezug aufeinander axial einstellbar,* und zwar mittels einer Schrauben-Mutter-Kombination 58, um die zeitlichen Zwischenräume zwischen dem Aufsitzen der beiden Ventilkörper auf ihren Sitzen verändern zu können. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß dieses Ventil 5"! selbstverständlich auch einstückig ausgebildet werden kann, ohne die Möglichkeit einer axialen Eiristellbarkeit der beiden Ventilkörper und ohne daß dabei von dem Erfindungsgedanken Abstand genommen wird. Wie die Figur 2 weiterhin ausweist, ist das Tellerventil 51 durch eine Feder 60 gegen den unteren Teil des Kanals 30 vorgespannt. Hinsichtlich seiner Wirkung unterscheidet sich dieser hydraulische Ventilstößel nicht von dem Ventilstößel gemäß Figur 1. Das Ventil 51 sitzt wechselweise gegen die einander gegenüberliegenden Öffnungen des Kanals 30, um dadurch sowohl ein Aufpumpen wie auch ein Zusammendrücken des Stößels im kritischen Geschwindigkeitsbereich der Maschinenventile zu verhindern. Wiederum ist die Masse des doppelwirkenden Tellerventils 5I so gewählt, daß das Massen-Trägheitsvermögen des Ventils unterhalb der kritischen Drehzahl der Maschine unwirksam ist.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, die in ihrer Wirkung im wesentlichen der Wirkung der Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 entspricht. Für diese Ausführungsform sind zwei Kugel-Rückschlagventile anstelle, des doppelwirkenden Tellerventils 5"I gemäß Figur 2 und der einzigen Kugel k2 gemäß Figur 1 vorgesehen, eines dieser beiden Rückschlagventile ist größer als das andere. Die untere Öffnung des Kanals 30 wird durch eine Kugel 61 über Zeiträume blokkiert, die im wesentlichen den Zeiträumen entsprechen, in

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welchen die Kugel 42 gemäß Figur 1 den Kanal 30 blockiert. Die gegenüberliegende Öffnung des Kanals 30 wird durch eine Kugel 62 gesteuert, welche größer und schwerer als die Kugel 61 ists Diese Kugel 62 wird durch eine Feder gegen den Boden eines hutförmigen Halters 64 gedrückt. Diese Feder sitzt auf einem Zwischenstück 66 auf, das mit einem mit dem Kanal 30 in Flucht angeordneten Kanal 68 versehen ist. Die Wirkung dieses hydraulischen Ventilstößels entspricht im wesentlichen der Wirkung der Ventilstößel naoh den Figuren 1 und 2· Ein Anheben des Zylinders 12 schafft eine Reaktion oder einen Widerstand auf den Kolben 20, wodurch der Druck in der Kammer 32 auf einen Wert erhöht wird, der ausreicht, die Kugel 61 gegen denKanal '30 zu drücken und dadurch eine einheitliche Aufwärtsbewegung des Stößels zu ermöglichen. ™ Kehrt der Zylinder 12 auf den Grundkreis des Nockens 16 zurück, dann wird der Druck in der Kammer 32 auf einen Wert reduziert, der ein Hochschieben des Kolbens 20 relativ gegenüber dem Zylinder 12 durch die Feder 48 zuläßt, wodurch die Kugel 61 von ihrem Sitz abgehoben wird und dadurch in die Kammer 32 zum Ausgleich der Leckmenge Flüssigkeit zufließen kann. Die Kugel 62 wirkt in diesem normalen, unterhalb des kritischen Bereiches liegenden Drehzahlbereich nicht. Xn diesem kritischen Drehzahlenbereich finden nun aber momentane Reduzierungen der Reaktionskraft infolge eines Springens der Ventilfedern statt. Ist daher einmal die kritische Ventilgeschwindigkeit erreicht und ist die Reak- λ tionskraft niedriger als die Kraft der Feder 48, dann wird der Druckunterschied zwischen den Kammern 28 und 32 umgekehrt. Die Spannung der Feder 48 würde normalerweise die Kugel 61 .von ihrem Sitz abheben, und es wäre dadurch ein Aufpumpen des Stößels möglich. Das Trägheitsvermögen der Kugel 61 hält nun aber die Kugel 61, während der Abwärtsbeechleunigung gegen ihren Sitz. Während der verzögerten Aufwärtsbewegung wird nun das schwerere Massen-Trägheitsvermögen der Kugel 62 sie zum Aufsitzen auf dem Kanal 30 bringen, bevor das Massen-Trägheitsvermögen der Kugel 61

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bewirkt, daß sie sich von dem Kanal 68 abhebt. Dies verhindert jegliches Herausfließen von Flüssigkeit aus der Kammer 32 oder jegliches Zufließen von Flüssigkeit in diese Kammer, wodurch ein Aufpumpen oder Zusammendrücken des Ventilstößels verhindert wird.

Die Figuren 1 a, 2 a und 3 a zeigen alternative Ausführungen der Ausführungsformen gemäß den" Figuren 1, 2 und 3· Figur 1 a zeigt wiederum einen Außenzylinder 12', in den aber in diesem Falle ein obengesteuerter, topffb'rmiger Zylinder 70 eingepaßt ist. Innen- und Außenzylinder sind durch Sicherungsringe 72 und 7^· gegen eine Relativbewegung gesichert. Zwischen den Zylindern ist ein Ringrautn 76 vorgesehen, welcher den Flüssigkeitszufluß von einer Niederdruckquelle zu einem Kanal 78 zuläßt. In den Innenzylinder 70 ist' verschiebbar ein obengesteuerter, topfförmiger Kolben 20' eingepaßt, der mit einem Stößellager 80 versehen ist. Das Kugel-Rückschlagventil 83 ist in diesem Falle durch eine Feder 8k gegen den Kanal 78 vorgespannt, die Feder sitzt auf einem Halter 86 auf, der mit einem Kanal 88 versehen ist. Der Halter ist in seiner Lage durch eine Druckfeder gehalten. Im Normalbetrieb bewirkt eine Bewegung der Zylinder 12' und 70 durch den Nocken 16 unmittelbar einen Druckanstieg in der Kammer 82, wodurch die Kugel 83 gegen ihren Sitz am Kanal 78 gehalten ist. Die Flüssigkeit in der Kammer 82 überträgt somit die Aufwärtsbewegung des Zylinders auf das Maschinenventil. Kommt bei der weiteren Drehung des Nockens 16 die Zylinderbasis 1*M in Berührung mit dem Grundkreis des Nockens, dann wird dadurch der Druck in der Kammer 82 auf einen Vert reduziert, der unterhalb des Druckwertes der Flüssigkeitsquelle liegt, dadurch wird die Kugel 83 von ihrem Sitz abgehoben, und es kann in die Kammer 82 zum Ausgleich der Leckmenge Flüssigkeit einfließen, und zwar ähnlich, wie dies in Verbindung mit den Figuren 1, 2 und 3 beschrieben wurde. Im kritischen Drehzahlenbereich der Maschine bewirkt das Maasen-Trägheitsvermögen der

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gel 83 deren Sitz entweder gegen den Kanal 78 oder gegen den Kanal 88 in Abhängigkeit von der Richtung der Beschleunigung der Zylinder 12' und 70, wodurch ein übermäßiges Lecken der Flüssigkeit aus der Hochdruckkammer 82 oder ein Zufließen von Flüssigkeit in diese Kammer verhindert wird. Es wird also auch hier ein Aufpumpen oder ein Zusamraendrükken des Ventilstößels verhindert, wie dies bereits in Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen beschrieben wurd e.

Die Ausführungsformen gemäß den Figuren 2 a und 3 a sind hinsichtlich ihrer Ausführungsform und ihrer Wirkung ähnlich der Ausführungsform gemäß Figur 1 a, hinsichtlich der Anzahl und der Ausführungsform der Ventilkörper entsprechen sie den Ausführungsformen nach den Figuren 2 und 3. In der Ausführungsform gemäß Figur 2 a ist die einzige, doppelt wirkende Kugel 83 gemäß Figur 1 a durch ein doppelt wirkendes, zweiteiliges Tellerventil 51' mit Ventilkörpern 52¹ und 5^·'» einen Federnhalter 86' und Federn 8^' und 9O¹ ersetzt, alle weiteren Teile entsprechen im wesentlichen den Teilen der Ausführungsform gemäß der Figur 1 a. In der Ausführungsform gemäß Figur 3 a sind zwei unabhängig voneinander wirkende Kugel-Rückschlagventile mit Kugeln 62' und 61' vorgesehen, welche den beiden Kugeln 61 und 62 der Ausführungsform gemäß Figur 3 entsprechen. Es wird angenommen, daß die Ausführungsformen nach den Figuren 2 a und 3 a hinsichtlich ihrer Wirkung aus der vorstehenden Beschreibung verständlich sind.

Aus dem Vorstehenden ist erkennbar, daß die Erfindung einen hydraulischen Ventilstößel schafft, der nicht nur in der herkömmlichen Art und Weise arbeitet, sondern darüber hinaus ein Aufpumpen oder ein Zusammendrücken des Stößels im kritischen Arbeitsbereich der Ventile bei hohen Maschinendrehzahlen verhindert, so daß höhere Maschihendrehzahlen erhalten werden können, bis die Ventile ihre tatsächliche Flattergeschwindigkeit erhalten.

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Claims

Ansprüche

j 1.;Hydraulischer Stößel mit einem äußeren, mit wechselnden Frequenzen hin- und herbewegbaren Zylinder und einem in diesen eng eingepaßten, eine Schubkraft übertragenden Kolben, die durch eine Feder gegeneinander vorgespannt sind, wobei zwischen Zylinder und Kolben eine über einen Kanal, in welchem ein Rückschlagventil angeordnet ist, mit einer Druckquelle verbundener Flüssigkeitskammer zur Übertragung einer Schubkraft zwischen diesen "beiden Teilen angeordnet ist, insbesondere für den Spielausgleich der Ventile von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rückschlagventil (40, 42; 51, 52, 54; 61, 62; 83; 51·, 52', 54'; 61·, 62·) eine solche vorbestimmte Masse gegeben ist, daß es unterhalb einer vorbestimmten Schwingungsfrequenz des Zylinders (12; 12', 70) in Abhängigkeit von dem Druckunterschied zwischen der Flüssigkeit in der Kammer (32; 76) und der von der Druckquelle zufließenden Flüssigkeit zwischen einer Blockierungs- und einer Freigabestellung bewegt wird, jedo ch oberhalb der vorbestimmten Schwingungsfrequenz in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Zylinders in jeder der beiden Richtungen und in Abhängigkeit von seinem Trägheitsvermögen eine Blockierungsstellung einnimmt.

2. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal in zwei mit Abstand voneinander angeordnete Teilkanäle (30, 50} 78, 88) unterteilt ist, zwischen welchen das Rückschlagventil (40, 42; 83) beweglich ist und gegen welche es wechselweise sitzt.

3. Stößel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil eine Kugel (42; 83) als Ventil-

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körper umfaßt, die durch eine Feder {kk; 8k) gegen den einen Teilkanal (30; 78) vorgespannt ist.

k. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil doppelt wirkend ausgebildet ist und zwei Ventilkörper (52, 54; 52«, 5^'5 61, 62; 61', 62·) umfaßt, die wechselweise gegen die einander gegenüberliegenden Öffnungen des Kanals (30; 30, 68) sitzen.

5. Stößel nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil als Ventilkörper zwei miteinander verbundene Tellerventile (52, 5k\ 52¹, 5k^f) aufweist.

6. Stößel nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerventile über eine sich durch den Kanal hindurch erstreckende Ventilstange (56) miteinander verbunden sind.

7· Stößel nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Tellerventilen einstellbar ist.

8. Stößel mindestens nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Ventilkörper durch eine Feder gegen den Kanal vorgespannt ist, und daß jeder der beiden Ventilkörper ein solches Massen-Trägheitsvermögen aufweist, daß einer der Ventilkörper oberhalb der vorbestimmten Schwingungsfrequenz gegen den Kanal sitzt.

9, Stößel mindestens nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper unterschiedliche Massen aufweisen und einer der Ventilkörper durch eine Feder gegen den Kanal vorgespannt ist, wobei oberhalb der vorbestimmten Schwingungsfrequenz das Massen-Trägheitsvermögen jeder der beiden Ventilkörper deren Bewegung in

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der gleichen Richtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und das Sitzen des einen oder des anderen
Ventilkörpers gegen den Kanal in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Zylinders bewirkt.

10. Stößel mindestens nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der andere Ventilkörper in Richtung weg von
dem Kanal durch eine Feder vorgespannt ist.

11, Stößel mindestens nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper Kugeln sind.

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