專利名稱：內燃機的控制傳動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內燃機的控制傳動裝置，具有液壓的閥門間隙補償元件，在該控 制傳動裝置中，元件包括各一個圓柱體形的殼體，該殼體在內燃機的容納室內運動，更確切 地說是可縱向移動地被引導，以及在軸向端部上由凸輪軸的凸輪加載，其中，閥門間隙補償 元件包括可在殼體內軸向移動的活塞，并且通過該活塞或者通過殼體與內燃機的換氣閥直 接連接或者通過其他設有接觸面的閥門傳動構件力配合地連接，其中，此外在殼體內布置 有止回閥作為控制閥，該止回閥包括閥球作為閉合體，該閥球可以緊貼在活塞上構成的閥 座上并且被置入布置在殼體內的球體保持架中。
背景技術：
液壓的閥門間隙補償元件用于補償在凸輪升程從凸輪軸傳遞到內燃機的換氣閥 上時由于磨損或者熱膨脹而在傳遞元件之間形成的間隙。通過使用補償元件應該實現(xiàn)閥門 傳動裝置(Ventiltrieb)低噪聲和低磨損的工作方式以及凸輪升程與換氣閥的升程最大 可能地相一致。這種補償元件具有各一個作為止回閥構成的控制閥，該控制閥具有閉合體， 例如球體，和作用于閉合體的控制閥彈簧。在控制閥的標準結構方式中，閉合體由控制閥彈 簧向閉合方向上加載。主要由此關閉控制閥。公知具有止回閥閉合體的閥門間隙補償元件，這些閉合體被實施為球體直徑為 3mm的鋼球或者陶瓷球。文獻DE 10 2005 062 171 Al示出一種開頭所稱類型的控制傳動 裝置，其閥門間隙補償元件包括閥球，對該閥球的原料沒有作說明。因此可以認為，在這里 閥球如常見的那樣由鋼制成。使用鋼的優(yōu)點是約為210GPa的低彈性模量。由此產(chǎn)生一種 良好的彈性可變形性，從而在閥座區(qū)域內形成良好的潤滑和密封條件。但鋼作為用于閥球 的原料的缺點在于高慣性值(Tragheitswert)，并且因此在于從7. 8g/cm3的高密度中形成 的很差的動態(tài)特性。文獻DE 28 24 873 Al介紹了一種氣體密封的球閥，在該球閥中，閥球由燒結陶 瓷Si3N4或者Al2O3，或者藍寶石或者紅寶石原料組成，其中，球體直徑為1.5mm。關于這種 閥門的具體應用領域，從該文獻中未能找到說明。那里只是說，利用球閥可以取得針對直至 600bar壓力的氣密性。用于閥球的陶瓷原料雖然與滾動軸承鋼相比的缺點是至少1. 5倍高 的彈性模量。但這種彈性模量在Si3N4中約為315GPa，在SiC中約為400Gpa而在Al2O3中約 為380Gpa，并且在閥座內產(chǎn)生更小的接觸區(qū)并且因此產(chǎn)生更加不利的潤滑和密封條件。但 陶瓷原料的優(yōu)點由于其約為3. 2g/cm3的更小的密度而還在于更小的慣性值，由此形成閥球 在止回閥內良好的動態(tài)特性。由文獻EP 1 967 704 Al公知一種控制傳動裝置，該控制傳動裝置與開頭所稱控 制傳動裝置的區(qū)別在于，其閥門間隙補償元件的圓柱體形殼體在內燃機的容納室內不運 動，而是如圖1所示的那樣地固定。因此，在這里閥球工作時在動力上比依據(jù)申請的控制傳 動裝置要求更小。該文獻中提到閥門體由含有有機氮化硅(Silikormitrid)的陶瓷材料 制成，由此該閥門體具有高硬度，以使得在撞到閥座時不會毀壞。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，針對內燃機的控制傳動裝置指出閥座幾何結構的結構上的構 造方式，該構造方式在與止回閥的氧化陶瓷或非氧化陶瓷閉合體的相互作用下，能夠在實 現(xiàn)良好的密封效果的同時實現(xiàn)良好的耐磨損性。該目的依據(jù)本發(fā)明通過如下方式得以實現(xiàn)，S卩，與閥座處于接觸狀態(tài)的、作為閉合 體起作用的閥球由陶瓷原料制成，其中，閥座具有閥座半徑，該閥座半徑是閥球的球體直徑 尺寸的0. 1倍或者更大，并且該閥座具有接觸直徑，該接觸直徑是閥球的球體直徑尺寸的 0.6倍或者更大?？晒┻x擇地，與閥座處于接觸狀態(tài)的、作為閉合體起作用的閥球由陶瓷原料制成， 其中，閥座具有0. 3mm大的或者更大的閥座半徑并且具有1. 8mm大的或者更大的接觸直徑。止回閥可以具有0.005mm的或者更小的閥座圓度。作為用于閥球的陶瓷原料可以 使用Si3N4、SiC或者A1203。也可以使用空心球體。閥門間隙補償元件優(yōu)選以杯形挺桿的形式實施，具有外部殼體和同中心地布置在 里面的液壓元件，該液壓元件由內部殼體和在里面進行配合地以及可縱向移動地置入的、 帶有止回閥的活塞組成，其中，用于閥球的閥座在活塞底部上構成，球體保持架由回位彈簧 保持在該活塞底部上。此外，本發(fā)明的保護范圍還涉及止回閥在所介紹的閥門傳動裝置應用以外的應 用，例如在內燃機的油管內。此外，用于油等的噴嘴可以據(jù)此構造。
在附圖中示出本發(fā)明的實施例，并且下面在與根據(jù)公知的現(xiàn)有技術的內燃機控制 傳動裝置的比較下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。其中圖1示出杯形挺桿形式的依據(jù)本發(fā)明的液壓閥門間隙補償元件，部分以側視圖示 出且部分以縱剖面示出；圖2示出閥門間隙補償元件的液壓元件與圖1相比的放大圖；圖3示出根據(jù)圖1的閥門間隙補償元件在切開的狀態(tài)下的透視圖；圖4示出根據(jù)圖2的閥門間隙補償元件在切開的狀態(tài)下的透視圖；圖5示出閥門間隙補償元件的活塞區(qū)域與圖1相比的放大圖，在該活塞內布置有 止回閥；圖6以縱剖面示出具有公知的閥門間隙補償元件的裝入內燃機內的控制傳動裝置。
具體實施例方式在圖6中所示的根據(jù)公知的現(xiàn)有技術的液壓閥門間隙補償元件1被裝入內燃機2 換氣閥用的閥門傳動裝置內。將該閥門間隙補償元件實施為杯形挺桿形式的凸輪隨動器 (Nockenfolger)，具有圓柱體形的外部殼體3，該殼體進行配合地且可縱向移動地布置在內 燃機2的孔內。外部殼體3在上端部上利用底部4來封閉，凸輪軸6的凸輪5作用于該底 部的外側。在外部殼體3內同中心地布置有圓柱體形的液壓元件7。該液壓元件在軸向上以其上端部支撐在外部殼體3的底部4上并且以其下端部支撐在換氣閥的閥門挺桿8上。 閥門挺桿8由在液壓元件7的方向上作用于該閥門挺桿的壓簧9所環(huán)繞。在圖1至5中所示的依據(jù)本發(fā)明的液壓閥門間隙補償元件10作為杯形挺桿具有 圓柱體形的外部殼體11，該外部殼體具有布置在上端部上的底部12。在外部殼體11內同 中心地布置有液壓元件13，該液壓元件包括內部殼體14和活塞15。閥門間隙補償元件10 的內部殼體14和活塞15同樣是圓柱體形的構件?；钊?5部分插入到內部殼體14內并且 在那里利用密封間隙可縱向移動地被引導?；钊?5利用其上端部支撐在底部12的內側 上。在其下端部的區(qū)域內，活塞15具有活塞底部16，通過活塞底部在液壓元件13內將低壓 室17與高壓室18分開。低壓室17由活塞15的內部空間形成并且布置在活塞底部16的 上面。該低壓室充當油儲備室。高壓室18與低壓室17通過布置在活塞底部16內的居中的軸向孔連接。該軸向孔 是具有止回閥彈簧20的、作為止回閥19構成的控制閥的部分。止回閥19具有閥球21作 為閉合體，該閥球由于貼靠在閥球21上的止回閥彈簧20的作用而封閉活塞底部16的軸向 孔。軸向孔區(qū)域內的活塞15的下邊緣中斷，由此作為用于閥球21的接觸面形成倒成圓形 的閥座22。倒圓部具有閥座半徑R，該閥座半徑依據(jù)本發(fā)明例如是0. 3mm大。閥座22的接 觸直徑D2可以為1.8mm。該接觸直徑在圖5中小于進行貼靠的閥球21的球體直徑Dp閥 座圓度C可以為0. 005mm。閥球21在此由陶瓷原料制成。止回閥彈簧20以其遠離閥球21的端部支撐在球體保持架23上。該球體保持架 在高壓室18內由回位彈簧24壓緊保持在活塞底部16上?；匚粡椈?4作為壓力彈簧以其 遠離活塞底部16的端部支撐在內部殼體14的底部25上并且在液壓元件13的軸向上向活 塞15施加其壓力。通過外部殼體11的開口 26和其底部12內的凹隙27，建立低壓室17與 內燃機閥門傳動裝置的潤滑油供給的連接。根據(jù)本發(fā)明的液壓補償元件也可以作為用于例如鏈條張緊器或者皮帶張緊器的 支撐件使用。附圖標記列表
1閥門間隙補償元件
2內燃機
3外部殼體
4外部殼體的底部
5凸輪
6凸輪軸
7液壓元件
8閥門挺桿
9壓力彈簧
10閥門間隙補償元件
11外部殼體
12外部殼體的底部
13液壓元件
14內部殼體
15活塞
16活塞底部
17低壓室
18高壓室
19止回閥
20止回閥彈簧
21閥球
22閥座
23球體保持架
24回位彈簧
25內部殼體的底部
26開口
27凹隙
R閥座半徑
D1球體直徑
D2接觸直徑
C閥座圓度
說明書
4/4頁
權利要求
1.內燃機的控制傳動裝置，具有液壓的閥門間隙補償元件，在所述控制傳動裝置中， 元件各包括一個圓柱體形的殼體，所述殼體在內燃機的容納室內運動，更確切地說是被可 縱向移動地引導，以及所述殼體在軸向端部上由凸輪軸的凸輪加載，其中，所述閥門間隙補 償元件包括能在所述殼體內軸向移動的活塞(15)，并且所述閥門間隙補償元件通過所述活 塞(15)或者通過所述殼體與所述內燃機的換氣閥直接連接或者通過其他設有接觸面的閥 門傳動構件與所述內燃機的換氣閥力配合地連接，其中，此外在所述殼體內布置有止回閥 (19)作為控制閥，所述止回閥(19)包括閥球(21)作為閉合體，所述閥球(21)能夠緊貼在 所述活塞(15)上構成的閥座(22)上并且被置入布置在所述殼體內的球體保持架(23)中， 其特征在于，與所述閥座(22)處于接觸狀態(tài)且作為閉合體起作用的所述閥球(21)由陶瓷 原料制成，其中，所述閥座(22)的閥座半徑(R)是所述閥球(21)的球體直徑(D1)尺寸的0.1倍或者更大，并且所述閥座(22)的接觸直徑(D2)是所述閥球(21)的所述球體直徑(D1) 尺寸的0.6倍或者更大。
2.內燃機的控制傳動裝置，具有液壓的閥門間隙補償元件，在所述控制傳動裝置中，元 件各包括一個圓柱體形的殼體，所述殼體在所述內燃機的容納室內運動，更確切地說是被 可縱向移動地引導，以及所述殼體在軸向端部上由凸輪軸的凸輪加載，其中，所述閥門間隙 補償元件包括能在所述殼體內軸向移動的活塞(15)，并且所述閥門間隙補償元件通過所述 活塞(15)或者通過所述殼體與所述內燃機的換氣閥直接連接或者通過其他設有接觸面的 閥門傳動構件與所述內燃機的換氣閥力配合地連接，其中，此外在所述殼體內布置有止回 閥(19)作為控制閥，所述止回閥(19)包括閥球(21)作為閉合體，所述閥球(21)能夠緊貼 在所述活塞(15)上構成的閥座(22)上并且被置入布置在所述殼體內的球體保持架(23) 中，其特征在于，與所述閥座(22)處于接觸狀態(tài)且作為閉合體起作用的所述閥球(21)由陶 瓷原料制成，其中，所述閥座(22)具有大于等于0. 3mm的閥座半徑(R)并且具有大于等于1.8mm的接觸直徑(D2)。
3.按權利要求1或2所述的控制傳動裝置，其特征在于，所述止回閥(19)具有小于等 于0. 005mm的閥座圓度(C)。
4.按權利要求1或2所述的控制傳動裝置，其特征在于，作為用于所述閥球(21)的陶 瓷原料使用Si3N4、SiC或者Al2O3。
5.按權利要求1或2所述的控制傳動裝置，其特征在于，所述閥球(21)為空心球體。
6.按權利要求1或2所述的控制傳動裝置，其特征在于，所述閥門間隙補償元件(10) 為杯形挺桿的形式，具有外部殼體(11)和同中心地布置在里面的液壓元件(13)，所述液壓 元件(13)由內部殼體(14)和在所述內部殼體內部配合地且可縱向移動地置入的、帶有所 述止回閥(19)的所述活塞(15)組成，其中，用于所述閥球(21)的所述閥座(22)在活塞底 部(16)上構成，所述球體保持架(23)由回位彈簧(24)保持在所述活塞底部(16)上。
7.具有液壓支撐元件的內燃機，所述支撐元件包括圓柱體形的殼體，所述殼體布置在 所述內燃機的容納室內并且包括在所述殼體內可縱向移動的活塞(15)，其中，此外在所述 殼體內布置有止回閥(19)作為控制閥，所述止回閥(19)包括閥球(21)作為閉合體，所述 閥球(21)能夠緊貼在所述活塞(15)上構成的閥座(22)上并且被置入布置在所述殼體內 的球體保持架(23)中，其特征在于，與所述閥座(22)處于接觸狀態(tài)且作為閉合體起作用的 所述閥球(21)由陶瓷原料制成，其中，所述閥座(22)的閥座半徑(R)是所述閥球(21)的球體直徑(D1)尺寸的0. 1倍或者更大，并且所述閥座(22)的接觸直徑(D2)是所述閥球(21) 的所述球體直徑(D1)尺寸的0. 6倍或者更大。
8.具有液壓支撐元件的內燃機，所述支撐元件包括圓柱體形的殼體，所述殼體布置在 所述內燃機的容納室內并且包括在所述殼體內可縱向移動的活塞(15)，其中，此外在所述 殼體內布置有止回閥(19)作為控制閥，所述止回閥(19)包括閥球(21)作為閉合體，所述 閥球(21)能夠緊貼在所述活塞(15)上構成的閥座(22)上并且被置入布置在所述殼體內 的球體保持架(23)中，其特征在于，與所述閥座(22)處于接觸狀態(tài)且作為閉合體起作用的 所述閥球(21)由陶瓷原料制成，其中，所述閥座(22)具有大于等于0.3mm的閥座半徑(R) 并且具有大于等于1. 8mm的接觸直徑(D2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及內燃機的控制傳動裝置，具有液壓的閥門間隙補償元件，在該控制傳動裝置中，元件在內燃機的容納室內可縱向移動地被引導并且包括活塞，該元件通過該活塞與內燃機的換氣閥力配合地連接，其中，在殼體內布置有止回閥作為控制閥，該止回閥包括閥球作為閉合體，該閥球可以緊貼在活塞上構成的閥座上并且處于球體保持架中，依據(jù)本發(fā)明，閥球由陶瓷原料制成，其中，閥座的閥座半徑是閥球的球體直徑尺寸的0.1倍或者更大，并且閥座的接觸直徑是閥球的球體直徑尺寸的0.6倍。
文檔編號F16K15/04GK101994534SQ20101024904
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權日2009年8月8日
發(fā)明者彼得·賽勒, 沃爾克·施密特, 沃爾夫岡·克里斯特根, 維爾納·布賴廷 申請人:謝夫勒科技有限兩合公司