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1. (WO2018224074) HYDRAULIC SUPPORT ELEMENT
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Hydraulisches Abstützelement

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors, aufweisend einen topf-förmigen Zylinder mit einem am zylinderseitigen Ende angeordneten Boden, in welchem Zylinder ein hohler Kolben mit seinem dem Boden gegenüberliegenden Kolbenboden axial verschiebbar angeordnet ist, welcher Kolben an seinem freien axialen Ende einen Kontaktkopf für den Schlepphebel hat, wobei ein Innenraum des Kolbens an eine Druckölzufuhr anschließbar ist sowie mit einer im Kontaktkopf ausge-bildeten Austrittsöffnung in Verbindung steht und welcher Kolben eine hohlkörper-förmige, von außen mit Drucköl beaufschlagbare Filterkartusche hat, deren Innenraum mit der Austrittsöffnung des Kontaktkopfes verbunden ist.

Bei schaltbaren Schlepphebeln (s. bspw. EP 1 785 595 A1 ) ist das Abstützelement üblicherweise zweiflutig ausgebildet, wozu der Innenraum des Kolbens in zwei Druckölräume mit jeweils eigener Druckölzuführung aufgeteilt ist, wobei einer der beiden Druckölräume den Hochdruckraum und der andere Druckölraum den Kontaktkopf mit Drucköl versorgt, welches hier, zusätzlich zu seiner Schmierfunktion, den schaltbaren Schlepphebel in zwei Schaltpositionen schaltet.

Es hat sich gezeigt, dass trotz Haupt- und Nebenstromfilterung des Öls Verschmutzungen in den Ölkreislauf des Verbrennungsmotors gelangen oder in der Form von im Hydrauliköl befindlichen Alterungsprodukten wie Ruß und Metallabrieb vorhanden sein können. Dies kann über das dem Kontaktkopf zugeführte Öl zu Schäden führen, indem die Schmierung der Kontaktflächen beeinträchtigt wird, oder zum Klemmen eines im schaltbaren Schlepphebel angeordneten Verriegelungsmechanismus und damit zum Ausfall der Schaltfunktion führen.

Aus der FR 2 910 529 A1 , Fig. 4, ist ein einflutiges hydraulisches Abstützelement bekannt, bei dem im Bereich der Druckölzuführung am Außenumfang des massiven Kolbens ein ringförmiger Filter angeordnet ist. Die mögliche Filterfläche ist äußerst gering, nämlich auf die Fläche der vom Filter überdeckten Zuführöffnung beschränkt. Der vom Druckkolben eingefasste Druckölraum ist vergleichsweise klein.

Aus der DE 100 20 1 17 A1 ist es bekannt, ein einflutiges Abstützelement beispielsweise in eine separate Führungshülse einzubauen und in einen in dieser vorgesehenen Durchläse für das Hydraulikmittel einen Siebfilter einzusetzen. Außer dem damit verbundenen technischen Aufwand wird ein Nachteil insbesondere darin gesehen, dass bei dieser Lösung die mögliche Filterfläche auf die Fläche des den Durchläse überdeckenden Filtermaterials begrenzt und damit die mögliche Filterkapazität sehr gering ist.

Aus der DE 10 2004 033 500 A1 , Fig. 2, geht in einer Teilansicht ein für eine Stößelstangenbeaufschlagung ausgebildeter Rollenstößel hervor, in dessen Druckkolben, am Boden seines pfannenartigen Kontaktstücks für die Stößelstange, ein niedrigbauender Filterring sitzt, welcher über einen abgewinkelten Kragen am Innenmantel des Druckkolbens gehalten ist. Das Öl gelangt hierbei im Betrieb über die Stößel-stange axial nach unten in den vom Druckkolben eingefassten Vorratsraum.

Aus der DE 10 201 1 201 239 A1 ist ein Abstützelement bekannt, bei dem aus dem Innenraum des Kolbens einerseits über ein Rückschlagventil im Boden des Kolbens der für die starre Einspannung des Kolbens in der Belastungsphase dienende Hoch-druckraum sowie andererseits über eine den Innenraum mit dem Kontaktkopf verbindende Leitung letzterer mit Öl versorgt wird. Eine Filtereinrichtung, die Verschmutzungen im Schmieröl zurückhalten könnte, bevor dieses die Kontaktflächen erreicht, ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydraulisches Abstützelement für einen schaltbaren Schlepphebel zu schaffen, das sehr gute Filtereigenschaften hat und konstruktiv nicht wesentlich geändert werden muss.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Innenraum des Kol-bens zwei mittels eines Trennwandelements voneinander separierte Druckölräume aufweist, wobei der erste Druckölraum über dem Kolbenboden liegt und mit einer ersten Druckölzuführung in Verbindung steht, wobei der zweite Druckölraum unter dem Kontaktkopf gebildet ist und mit einer zweiten Druckölzuführung in Verbindung steht, wobei die Filterkartusche rohrförmig ist und im zweiten Druckölraum einerseits über deren erstes, dem Trennwandelement zugewandtes Ende abdichtend auf dem Trennwandelement steht und andererseits über deren zweites Ende mit der Austrittsöffnung des Kontaktkopfes in Verbindung ist.

Bei dem erfindungsgemäßen zweiflutigen Abstützelement steht die rohrförmige Filterkartusche somit im zweiten Druckölraum des Innenraums des Kolbens, welcher das für die Schmierung der Kontaktflächen zwischen Kontaktkopf und Schlepphebel und für das Schalten des Schlepphebels vorgesehene Drucköl enthält, welches von Verschmutzungen und Rückständen freigehalten werden soll.

Der zweite Druckölraum bietet genügend Platz, um einen leistungsfähigen rohrförmi-gen Filter unterzubringen, ohne den Außendurchmesser des Kolbens und damit des Abstützelements zu vergrößern. Mit einer höh Ikörperförm igen, von außen mit dem Drucköl beaufschlagten Filterkartusche kann somit eine größtmögliche Filterfläche verwirklicht werden. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist das erste Ende der Filterkartusche verschlossen, so dass das Drucköl über die rohrförmige Filterfläche ins Innere der Filterkartusche und von dort zum Kontaktkopf gelangt.

Eine Weiterbildung der Filterkartusche sieht vor, dass die Filterkartusche an ihren beiden Enden jeweils einen Dichtkragen aufweist, wobei der dem ersten Ende der Filterkartusche zugeordnete Dichtkragen abdichtend auf dem Trennwandelement aufsitzt und der dem zweiten Ende der Filterkartusche zugeordnete Dichtkragen abdichtend an der Innenwand des Kontaktkopfes anliegt.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filterkartusche mit ihrem ersten Ende auf eine zum zweiten Druckölraum hin gerichtete rohrartige Ausstülpung des Trennwandelementes aufgezogen ist, und dass das zweite Ende eine Dichtmanschette trägt, die abdichtend an der Innenwand des Kon-taktkopfes anliegt.

Um einen Druckausgleich zwischen dem ersten Druckölraum und zweiten Druckölraum zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das

Trennwandelement mit einer den ersten Druckölraum mit dem zweiten Druckölraum verbindenden Drosselöffnung versehen.

Die Druckölzufuhr zu den Druckölräumen ist erfindungsgemäß in der Weise ermög-licht, dass die Druckölzuführungen für die Druckölräume jeweils eine in der Wand des Zylinders ausgebildete, mit einer Druckölzuführleitung verbindbare Zuführöffnung, ferner wenigstens eine in der Wand des hohlen Kolbens ausgebildete Eingangsöffnung und einen im Bereich dieser Öffnungen zwischen der Wand des Zylinders und der Wand des Kolbens ausgebildeten Ringraum mit einer axialen Ausdeh-nung umfasst, die bei allen möglichen Kolbenstellungen eine Verbindung zwischen den Zuführöffnungen und den Eingangsöffnungen gewährleistet.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt

• Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein zweiflutiges hydraulisches Abstützelement mit den Merkmalen der Erfindung und

• Fig. 2 ein Abstützelement gemäß Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte hydraulische Abstützelement 2 weist einen äußeren, topf-förmigen Zylinder 4 und einen in diesem axial verschiebbaren hohlen Kolben 6 auf. Der Kolben 6 hat an seinem in Fig. 1 unteren, zylinderseitigen Ende einen Kolbenboden 8, an welchem ein nach unten öffnendes, aus einer Kugel und einem zuge-ordneten Kugelsitz gebildetes federbelastetes Rückschlagventil 10 angeordnet ist. Eine einerseits am Kolbenboden 8 und andererseits am Boden 12 des Zylinders 4 anliegende Druckfeder 14 belastet den Kolben 6 in Richtung nach oben, wobei der Weg des Kolbens 6 in Richtung nach oben durch einen an der Innenseite des Zylinders 4 angeordneten Anschlagring 16 begrenzt ist.

An dem vom Kolbenboden 8 abgewandten Ende des Kolbens 6 ist ein Kontaktkopf 18 ausgebildet, welcher für eine Auflage eines nicht dargestellten schaltbaren Schlepphebels vorgesehen ist. Im Kontaktkopf 18 ist eine Austrittsöffnung 20 ausgebildet, welche mit einem Innenraum 7 des Kolbens 6 in Verbindung steht.

Der Innenraum 7 des Kolbens 6 ist mittels eines Trennwandelements 22 in einen ersten, dem Kolbenboden 8 zugeordneten Druckölraum 24 und einen zweiten, dem Kontaktkopf 18 zugeordneten Druckölraum 26 geteilt. Die beiden Druckölräume 24, 26 haben jeweils eigene Druckölzuführungen. Dazu sind in der Wand des Zylinders 4 zwei jeweils mit nicht dargestellten Druckölzuführleitungen verbindbare Zuführöffnungen 28, 30 vorhanden, wobei die erste Zuführöffnung 28 über einen zugeordne-ten, zwischen der zylindrischen Wand des Zylinders 4 und der zylindrischen Wand des Kolbens 6 ausgebildeten Ringraum 32 mit einer in der Wand des Kolbens 6 ausgebildeten, zum ersten Druckölraum 24 führenden Eingangsöffnung 34 in Verbindung steht. Die zweite Zuführöffnung 30 steht über einen zugeordneten Ringraum 36 mit einer zum zweiten Druckölraum 26 führenden Eingangsöffnung 38 in Verbin-dung.

Bei einer axialen Belastung des Abstützelementes 2 wird der Kolben 6 über das in dem unterhalb des Kolbenbodens 8 befindlichen Hochdruckraum 40 vorhandene Drucköl starr eingespannt und bildet so eine starre Abstützung für einen Schlepphe-bei. Bei einer Entlastung wird der Kolben 6 durch die Druckfeder 14 nach oben belastet und kann über das Rückschlagventil 10 Öl in den Hochdruckraum 40 nachsaugen und damit gegebenenfalls vorhandenes Spiel zum Schlepphebel ausgleichen.

In dem dem Kontaktkopf 18 zugeordneten zweiten Druckölraum 26 ist eine rohrför-mige Filterkartusche 42 angeordnet, deren erstes, dem Trennwandelement 22 zugewandtes axiales Ende abdichtend auf diesem Trennwandelement 22 sitzt, und dessen zweites, offenes Ende mit der Austrittsöffnung 20 des Kontaktkopfes 18 in Verbindung steht. Dazu weist die Filterkartusche 42 an ihren beiden Enden jeweils einen Dichtkragen 44, 46 auf, wobei der dem ersten Ende zugeordnete erste Dichtkragen 44 abdichtend auf dem Trennwandelement 22 aufsitzt und der dem zweiten Ende zugeordnete zweite Dichtkragen 46 abdichtend an der seitlichen Innenwand des Kontaktkopfes 18 anliegt. Das im zweiten Druckölraum 26 befindliche Drucköl beaufschlagt im Betrieb die Filterkartusche 42 von radial außen nach radial innen, und das gefilterte Drucköl kann durch die Austrittsöffnung 20 zum Zwecke der Schmierung der Kontaktflächen und der Schaltung des schaltbaren Schlepphebels austreten.

Fig. 2 zeigt ein hydraulisches Abstützelement 48, welches im Wesentlichen gleich aufgebaut ist wie das Abstützelement 2 der Fig. 1. Es unterscheidet sich von letzterem nur in der Geometrie des Trennwandelementes 50 und der mit diesem zusammenwirkenden Filterkartusche 52, so dass Aufbau und Funktion des eigentlichen Abstützelementes nicht nochmals im Einzelnen beschrieben zu werden brauchen.

Das Trennwandelement 50 gemäß Fig. 2 hat zum zweiten Druckölraum 54 hin eine rohrartige Ausstülpung 56, auf welche die rohrförmige Filterkartusche 52 mit ihrem in Fig. 2 unteren Ende aufgezogen ist, wodurch dieses Ende verschlossen ist. Das obere Ende der Filterkartusche 52 trägt eine Dichtmanschette 58, die abdichtend an der seitlichen Innenwand des Kontaktkopfes 60 anliegt. Das offene obere Ende der Filterkartusche 52 steht demnach mit der Austrittsöffnung 62 des Kontaktkopfes 60 in Verbindung, womit eine Schmierung der Kontaktflächen zwischen Kontaktkopf 60 und Schlepphebel gegeben ist sowie dessen Schaltung mit gefiltertem Drucköl erfol-gen kann.

In beiden dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Trennwandelement 22, 50 jeweils mit einer den ersten Druckölraum 24; 53 mit dem zweiten Druckölraum 26; 54 verbindenden Drosselöffnung 47; 64 versehen, welche einen Druckausgleich ermög-licht.

Bezugszahlen

2 Hydraulisches Abstützelement

4 Zylinder

6 Kolben

7 Innenraum

8 Kolbenboden

10 Rückschlagventil

12 Boden von Zylinder

14 Druckfeder

16 Anschlagring

18 Kontaktkopf

20 Austrittsöffnung

22 Trennwandelement

24 Erster Druckölraum

26 Zweiter Druckölraum

28 Zuführöffnung

30 Zuführöffnung

32 Ringraum

34 Eingangsöffnung

36 Ringraum

38 Eingangsöffnung

40 Hochdruckraum

42 Filterkartusche

44 Dichtkragen

46 Dichtkragen

47 Drosselöffnung

48 Hydraulisches Abstützelement

50 Trennwandelement

52 Filterkartusche

53 Erster Druckölraum

54 Zweiter Druckölraum

56 Rohrartige Ausstülpung

Dichtmanschette Kontaktkopf Austrittsöffnung Drosselöffnung