本发明涉及一种用于内燃机的气门机构的独立的、即不依赖于外部供油的液压支撑元件，其具有罐状柱体式壳体和在其中以能轴向运动的方式引导的空心柱体式活塞，活塞的内端部通过弹簧支撑在壳体的底壁上，活塞的外端部凸出于壳体的外边缘并且构造为支承头，并且活塞的内部空间形成储备压力空间，储备压力空间可以通过止回阀与在活塞的内端部与壳体的底壁之间围出的高压空间连接。
背景技术：
在装入状态下，液压支撑元件通常插入到内燃机的缸盖的在一定程度上竖直地取向的盲孔中，与内燃机的压力油供应装置联接的供应线路大多通入到盲孔的柱体式孔壁中。支撑元件的储备压力空间在该情况下通过壳体和活塞的柱体式侧壁中的开口与供应线路连接，从而由于泄漏引起的漏出的液压油或机油可以再运送至储备压力空间中。
液压支撑元件应用在内燃机的气门机构中，其中，换气阀，例如进气阀和排气阀通过摇臂由凸轮轴的凸轮来操作。各自的摇臂在一个端部上与至少一个换气阀的阀杆的外端部连接，并且在其另一端部上通过液压支撑元件以能枢转的方式支承在缸盖的壳体上。在其两个端部之间，摇臂在背对换气阀和支撑元件的那一侧与凸轮轴的至少一个凸轮接触。在凸轮轴转动时，摇臂根据凸轮的升程轮廓围绕支撑元件上的支承部朝换气阀的方向摆动，或者在阀弹簧的作用下朝相反的方向摆动，由此，换气阀被打开和关闭。在支撑元件被加负载的情况下，支撑元件的活塞轴向压入到壳体内，由此，在高压空间中建立高压，借助高压，止回阀保持关闭，并且结合在高压空间中的不可压缩的液压油形成活塞与壳体之间的刚性的连接。在支撑元件去负载的情况下，支撑元件的活塞通过弹簧轴向上从壳体中向外挤压，并且因此补偿在气门机构中可能存在的空隙。在此，在高压空间中形成负压，通过负压打开止回阀，并且液压油可以从储备压力空间流入到高压空间中，用以补偿泄漏损失。
现代内燃机在每个缸中具有越来越多的进气阀和/或排气阀，它们也经常通过单独的凸轮轴打开和关闭。为了改变换气阀的打开和关闭时间，凸轮轴可以通过移相器与内燃机的曲轴传动连接。此外，现代内燃机的气门机构也部分地具有用于换气阀的升程切换的切换设备或用于闭缸的切换设备。这必然导致缸盖的越来越复杂的结构，并且导致狭小的用于安置用来输送压力油的供应线路的空间条件。因为给凸轮轴的滑动轴承供应压力油和给凸轮和升程传递元件的滑动面供应喷油优先于给另外的油消耗器的供应，所以已经提出不再具有与内燃机的压力油供应装置联接的液压支撑元件。
因此，例如在DE 10 2012 208 238 A1中描述了具有液压支撑元件的气门机构，其中，支撑元件的油供应通过接收的喷油进行。在气门机构的这种实施方案中，在缸盖上方或在阀盖内部的可用的喷油利用紧固在摇臂的相关的端部上的漏斗形的板来接收，并且通过摇臂中的孔和活塞的支承头中的中心孔被导入到支撑元件的储备压力空间中。
由DE 10 2014 214 383 A1公知了这种液压支撑元件的替选的实施方案，其中，在缸盖上侧收集的喷油通过两个径向对置的纵向槽和壳体的柱体式侧壁中的径向孔以及通过活塞的柱体式侧壁中的至少一个径向孔被导入到支撑元件的储备压力空间中。
被设计成以喷油来供应的液压支撑元件的缺点是：至少针对相同类属的换气阀，即进气阀或排气阀使用相同的支撑元件，但在缸盖与阀盖之间的空间中积聚的喷油通常在局部分布不同。因此可能导致给各个支撑元件的喷油供应过多或过少。该缺点可以通过使用独立的，即不依赖于每个外部供油的支撑元件来避免。
这种独立的液压支撑元件由DE 10 2013 225 067 A1公知。支撑元件利用长期填充的液压油来填充。在活塞与壳体之间的柱体式泄漏缝隙通过至少一个置入到活塞的侧壁中的外环形槽中的或置入到壳体的侧壁中的内环形槽中的O形圈向外密闭。渗入到泄漏缝隙中的液压油被收集在壳体的侧壁中的内环形槽中和在活塞的侧壁中的外环形槽(其结合固定圈是活塞的运输固定件的组成部分)中，并且通过活塞的柱体式侧壁中的至少一个径向孔被导入到支撑元件的储备压力空间中。
由于在高压空间中的压力建立时关闭的止回阀，以液压油装填公知的支撑元件可以仅在活塞插入到壳体中之前或在此期间通过活塞的侧壁中的径向孔实现，其中，液压油的填充量通过径向孔的下棱边限制。
技术实现要素：
因此，本发明所基于的任务是，提出开头提到的结构类型的独立的液压支撑元件，其中，以液压油来装填能更简单地执行，并且液压油的填充量能自由改变。此外，液压支撑元件的结构应该尽可能简单地设计。
该任务结合权利要求1的前序部分的开头提到的特征以如下方式解决，即，在活塞的支承头中布置有起到注入开口的作用的中心孔，其在注入设置的填充量的液压油之后能被持续封闭，并且活塞的柱体式侧壁完全闭合。
这种支撑元件的有利的设计方案和改进方案是权利要求1的从属权利要求的主题。
本发明从尤其是由DE 10 2013 225 067 A1中公知的用于内燃机的气门机构的独立的液压支撑元件出发，其具有罐状柱体式壳体和在其中以能轴向运动的方式引导的空心柱体式活塞。活塞的轴向内端部通过弹簧支撑在壳体的底壁上，活塞的轴向外端部凸出于壳体的外边缘，并且构造为优选半球形的支承头。活塞的内部空间形成储备压力空间，储备压力空间可以通过止回阀与在活塞的轴向内端部与壳体的底壁之间围出的高压空间连接。
在根据本发明的支撑元件中，在活塞的支承头中构造有起到注入开口的作用的中心孔，其在注入提前确定的填充量的液压油之后能被持续封闭。因此在装配支撑元件的零件之后，可以从上方以能任意配量的填充量的液压油来装填支撑元件，并且随后支撑元件能被持续封闭。此外，在根据本发明的支撑元件中，活塞的柱体式侧壁完全闭合，即，其不具有穿通开口。由此，在泄漏油渗入的情况下，在活塞与壳体之间的柱体式泄漏缝隙中形成反压力，通过反压力阻止并且相应减少了泄漏油流。
注入开口的封闭可以例如通过压入锥形的封闭塞或通过将封闭体拧入到注入开口中、在注入开口中粘贴或铆接封闭体来实现。然而视为特别有利的是，活塞的注入开口在注入液压油之后通过压入设有过盈直径的钢球来封闭。
作为至少一个置入到活塞的外环形槽中的或置入到壳体的内环形槽中的O形圈的替选方案，为了密闭在活塞与壳体之间的柱体式泄漏缝隙优选设置了环形盖状的倒扣密封件(Stülpdichtung)，其由弹性体塑料构成，并且在已装配状态下放置到壳体的外边缘上，倒扣密封件利用布置在其外边缘上的环形的内紧固凸起部嵌入到壳体的侧壁中的环形的外槽中，并且利用构造在其径向内边缘上的内柱体式密封轮廓贴靠在活塞的外柱体式密封面上。由此，与借助O形圈的密闭件相比，有利地避免了在活塞中车削出外槽或在壳体中车削出内槽。
倒扣密封件的内柱体式密封轮廓可以具有柱体式光滑密封面，其贴靠在活塞的外柱体式密封面上。
但更好的密封效果可以以如下方式实现，即，倒扣密封件的内柱体式密封轮廓具有多个轴向间隔开的环形的密封筋，它们贴靠在活塞的外柱体式密封面上。
特别有利的是，活塞的外柱体式密封面构造在活塞的径向的收缩部上，收缩部的轴向内边缘结合倒扣密封件的内边缘起到对活塞的运输固定的止挡部的作用。现在通过将收缩部的内边缘抵靠到倒扣密封件的内边缘上来阻止活塞从壳体中掉出。通过取消常见的形式为在壳体的更宽的内槽中和活塞的更宽的外槽中引导的固定圈的运输固定件，壳体和活塞的柱体式侧壁现在可以柱体式光滑地实施，由此，这些构件的制造明显更简单和更廉价。
附图说明
为了阐明本发明，给说明书附上具有四个实施例的附图。其中：
图1以纵向中心截面图示出根据本发明的支撑元件的第一实施方式；
图2以纵向中心截面图示出根据本发明的支撑元件的第二实施方式；
图3以纵向中心截面图示出根据本发明的支撑元件的第三实施方式；
图3a以放大的片段图示出根据图3的支撑元件的细节图；
图4以纵向中心截面图示出根据本发明的支撑元件的第四实施方式；
图4a以放大的片段图示出根据图4的支撑元件的细节图；
图5a以纵向中心截面图示出在根据图3的支撑元件的示例中，在活塞完全伸出的情况下支撑元件的液位；
图5b以纵向中心截面图示出在根据图3的支撑元件的示例中，在活塞完全收回的情况下支撑元件的液位。
具体实施方式
图1以纵向中心截面图示出根据本发明的独立的、不依赖于外部供油的液压支撑元件1.1的第一实施方式，其被设置用于内燃机的气门机构。支撑元件1.1具有罐状柱体式壳体2和在其中能以轴向运动的方式引导的空心柱体式活塞10。活塞10两件式地构造，并且由罐状柱体式内部分11和在一定程度上罐状柱体式外部分12构成，它们围出起到储备压力空间的作用的内部空间24。活塞10的轴向内端部13通过构造为螺旋弹簧的弹簧25支撑在壳体2的底壁3上。活塞10的轴向外端部15凸出于壳体2的外边缘5，并且构造为半球形的支承头16，其通过径向的收缩部20相对于活塞10的在很大程度上柱体式的侧壁14缩进。
储备压力空间24可以通过止回阀26与在活塞10的内端部13和壳体2的底壁3之间围出的高压空间27连接，其中，止回阀26阻止液压油从高压空间27流入到储备压力空间24中。在装入状态下，液压支撑元件1.1以通常公知的方式插入到内燃机的当前未示出的缸盖的在一定程度上竖直地取向的盲孔中。
为了在支撑元件1.1的非装入的状态中避免活塞10从壳体2中掉出，当前设置了例如由DE 10 2013 225 067 A1公知的运输固定件，其由在壳体2的柱体式侧壁4中的更宽的内槽6、在活塞10的柱体式侧壁14中的更宽的外槽17以及在槽6、17中引导的敞开的固定圈28形成。在将活塞10第一次插入到壳体2中时，固定圈28撑开地布置在壳体2的内槽6中，并且在通过弹簧25向外挤压活塞10时，固定圈28通过贴靠在壳体2的内槽6的轴向外边缘和活塞10的外槽17的轴向内边缘上来阻止活塞10掉出。在装入到内燃机的缸盖中之后，固定圈28在活塞10由于运行引起地第一次压入到壳体2中的情况下被挤压到活塞10的外槽17中，并且随后是不起作用的。
为了密闭壳体2的侧壁4与活塞10的侧壁14之间的柱体式泄漏缝隙29，在同样公知的结构类型中，轴向上在壳体2的内槽6之外，并且轴向上在活塞10的外槽17的运动区域之外，在壳体2的侧壁4中构造有内槽7，构造为O形圈的密封圈30置入到该内槽中。密封圈30贴靠在活塞10的外柱体式密封面22上，该密封面位于外槽17与活塞10的侧壁14上的所提到的收缩部20之间。
为了以液压油来装填支撑元件1.1，根据本发明，活塞10的支承头16设有起到注入开口的作用的中心孔23。在将活塞10插入到壳体2中之后以限定的填充量的液压油来装填支撑元件1.1。在那之后，注入开口23被持续封闭，这在当前通过压入设有过盈直径的钢球32实现。为了在此使活塞10不被压入到壳体2中进而造成运输固定件无效，活塞10应该至少在压入过程期间例如通过将叉形的支撑工具嵌入到活塞10的收缩部20中而在轴向上得到支撑。
根据本发明的液压支撑元件1.2的在图2中以纵向中心截面图示出的第二实施方式在其他方面有相同结构的情况下与根据图1的液压支撑元件1.1的第一实施方式的不同之处仅在于，为了密闭在壳体2的侧壁4与活塞10的侧壁14之间的柱体式泄漏缝隙29，现在轴向上在活塞10的外槽17之外，在活塞10的侧壁14中构造有径向的外槽18，构造为O形圈的密封圈31置入到该外槽中。密封圈31贴靠在壳体2的内柱体式密封面8上，其在壳体2的侧壁4上的内槽6与外边缘5之间构造。
不与之同地，根据本发明的液压支撑元件1.3的在图3中以纵向中心截面图示出的第三实施方式与支撑元件1.1、1.2的先前的两个实施方案相比具有泄漏缝隙29的另外的密闭件以及活塞10的另外的运输固定件。为了密闭在活塞10与壳体2之间的柱体式泄漏缝隙29，现在设置有环形盖状的倒扣密封件33，其由弹性体塑料构成。在已装配状态下，倒扣密封件33轴向上在端部侧放置到壳体2的外边缘5上，并且以布置在其外边缘34上的环形的内紧固凸起部35嵌入壳体2的侧壁4中的环形的外槽9中。倒扣密封件33利用布置在其内边缘36上的内柱体式密封轮廓37在此贴靠在活塞10的外柱体式密封面19上。
在来自图3的在图3a中放大地示出的片段A中可以看到的是，倒扣密封件33的密封轮廓37具有柱体式光滑密封面38，其贴靠在活塞10的外柱体式密封面19上。活塞10的密封面19构造在活塞10的向轴向内侧延展的收缩部20’中，从而收缩部20’的轴向内边缘21结合倒扣密封件33的相应变窄的内边缘36形状锁合地阻止活塞10从壳体2中掉出，并且因此起到针对活塞10的运输固定件的作用。
相对于根据图1和2的支撑元件1.1、1.2的先前的两个实施方案，通过使用倒扣密封件33避免了针对O形圈30、31而在壳体2的侧壁4中车削出内槽7或在活塞10的侧壁14’中车削出外槽18，并且避免了针对借助固定圈28的运输固定而在壳体2的侧壁4中车削出或冲压出更宽的内槽6以及在活塞10的侧壁14’中车削出或冲压出更宽的外槽17。壳体2和活塞10的柱体式侧壁4、14’因此现在可以柱体式光滑地实施，由此，相对于根据图1和2的支撑元件1.1、1.2的先前的两个实施方案，制造这些构件明显更简单和更廉价。
根据本发明的液压支撑元件1.4的在图4中以纵向中心截面图示出的第四实施方式在其他方面有相同结构的情况下与根据图3的液压支撑元件1.3的第三实施方式的不同之处仅在于倒扣密封件33的密封轮廓37的另外的实施方案。在根据图4的在图4a中放大地示出的片段A’中可以看到的是，倒扣密封件33的密封轮廓37现在具有多个轴向间隔开的环形的密封筋39，它们贴靠在活塞10的外柱体式密封面19上。
在图5a中以纵向中心截面图借助根据图3的支撑元件1.3的第三实施方式示例性示出在活塞10从壳体2中最大伸出的情况下的液压油40的液位41和被无压力围住的空气42。在图5b中以相应的方式描绘出在活塞10最大沉入壳体2中的情况下的液压油40的液位41’以及被相应地压缩的空气42。从图5a和5b看到的是，需要足以能够实现活塞10的整个运动区域的空气体积。在例如在内燃机的较长的停止时间之后活塞10下降的情况下，被压缩的空气42在内燃机启动时促进了活塞10的快速伸出和以液压油40来填塞高压空间27。
附图标记列表
1.1 支撑元件(第一实施方式)
1.2 支撑元件(第二实施方式)
1.3 支撑元件(第三实施方式)
1.4 支撑元件(第四实施方式)
2 壳体
3 底壁
4 侧壁
5 外边缘
6 内槽
7 内槽
8 密封面
9 外槽
10 活塞
11 内部分
12 外部分
13 内端部
14、14’ 侧壁
15 外端部
16 支承头
17 外槽
18 外槽
19 密封面
20、20’ 收缩部
21 内边缘
22 密封面
23 中心孔、注入开口
24 内部空间、储备压力空间
25 弹簧、螺旋弹簧
26 止回阀
27 高压空间
28 固定圈
29 泄漏缝隙
30 密封圈、O形圈
31 密封圈、O形圈
32 封闭体、钢球
33 倒扣密封件
34 外边缘
35 紧固凸起部
36 内边缘
37 密封轮廓
38 密封面
39 密封筋
40 液压油
41、41’ 液位
42 空气
A、A’ 片段