DE102007057953A1 - Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einem einen Ventilschaft (11) und einen Ventilteller umfassenden Ventilkegel, wobei der Ventilschaft (11) in einer Ausnehmung (12) einer Ventilschaftführung (10) linear verschiebbar geführt ist und wobei eine Ventilsitzfläche des Ventiltellers mit einem Ventilsitzring derart zusammenwirkt, dass in geschlossenem Zustand die Ventilsitzfläche gegen den Ventilsitzring drückt und in geöffnetem Zustand die Ventilsitzfläche vom Ventilsitzring abgehoben ist. Erfindungsgemäß greift zur Abdichtung eines Spalts (13) zwischen dem Ventilschaft (11) und der Ausnehmung (12) der Ventilschaftführung (10) mindestens ein Gleitring (15) aus einem temperaturfesten, z. B. metallischen Werkstoff oder einem keramischen Werkstoff in eine Nut (16) des Ventilschafts (11) oder eine Nut der Ventilschaftführung ein, wobei die Dicke des oder jedes Gleitrings (15) kleiner als die Nutbreite der Nut (16) ist, in die der jeweilige Gleitring (15) eingreift, sodass bei Bewegung des Ventilschafts (10) Schmiermittel mit einer definierten Pumpwirkung den jeweiligen Gleitring (15) überwindet.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Brennkraftmaschinen verfügen über eine Vielzahl von Gaswechselventilen, wobei es sich bei Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine insbesondere um solche Ventile handelt, über welche entweder Ladeluft in Zylinder einer Brennkraftmaschine eingeführt oder Abgas aus Zylindern der Brennkraftmaschine abgeführt werden können.
- Aus der Praxis bekannte Gaswechselventile verfügen über einen translatorisch verlagerbaren Ventilkegel, der einen Ventilschaft und einen Ventilteller umfasst. Der Ventilschaft des Ventilkegels ist in einer Ausnehmung einer Ventilschaftführung linear verschiebbar geführt bzw. gelagert. Eine Ventilsitzfläche des Ventiltellers des Ventilkegels wirkt mit einem Ventilsitzring derart zusammen, dass in geschlossenem Zustand des Gaswechselventils die Ventilsitzfläche des Ventiltellers gegen den Ventilsitzring drückt, und dass in geöffnetem Zustand des Gaswechselventils die Ventilsitzfläche des Ventiltellers vom Ventilsitzring abgehoben ist.
- Bei aus der Praxis bekannten Gaswechselventilen wird ein Spalt zwischen dem Ventilschaft und der Ausnehmung der Ventilschaftführung über eine Ventilschaftabdichtung, die mindestens einen Dichtring aus einem elastischen Werkstoff umfasst, abgedichtet. Dabei muss die Ventilschaftabdichtung eine definierte Menge an Schmiermittel weiterleiten, um den Verschleiß des Ventils zu reduzieren und um ein Gleiten zwischen dem Ventilschaft und der Ventilschaftführung zu ermöglichen.
- Dann, wenn die Ventilschaftdichtung zu wenig Schmiermittel weiterleitet, kann es aufgrund einer zu geringen Schmierung zu einer unerwünschten Mischreibung kommen, die zu einem Feststecken des Ventilkegels führen kann. Wird hingegen zu viel Schmiermittel über die Ventilschaftabdichtung weitergeleitet, so steigen die Emissionswerte der Brennkraftmaschine und der Ventilkegel kann verkoken. Es besteht daher Bedarf an einem Gaswechselventil, welches die obigen Nachteile vermeidet.
- Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein neuartiges Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, zu schaffen.
- Dieses Problem wird durch ein Gaswechselventil nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß greift zur Abdichtung eines Spalts zwischen dem Ventilschaft und der Ausnehmung der Ventilschaftführung mindestens ein Gleitring aus einem temperaturfesten, z. Bsp. metallischen Werkstoff oder einem keramischen Werkstoff in eine Nut des Ventilschafts oder eine Nut der Ventilschaftführung ein, wobei die Dicke des oder jedes Gleitrings kleiner als die Nutbreite der Nut ist, in die der jeweilige Gleitring eingreift, sodass bei Bewegung des Ventilschafts Schmiermittel mit einer definierten Pumpwirkung den jeweiligen Gleitring überwindet.
- Beim erfindungsgemäßen Gaswechselventil erfolgt die Abdichtung des Spalts zwischen dem Ventilschaft und der Ausnehmung der Ventilschaftführung durch mindestens einen Gleitring aus einem temperaturfesten, z. Bsp. einem metallischen Werkstoff oder einem keramischen Werkstoff, der in eine Nut des Ventilschafts oder in eine Nut der Ventilschaftführung eingreift, nämlich derart, dass die Dicke des oder jeden Gleitrings kleiner ist als die Nutbreite der Nut, in die der jeweilige Gleitring eingreift. Hierdurch kann bei Bewegung des Ventilschafts in der Ausnehmung der Ventilschaftführung eine definierte Pumpwirkung für Schmiermittel realisiert werden, sodass stets eine exakt definierte Schmiermittelmenge die durch den oder jeden Gleitring gebildete Ventilschaftabdichtung überwinden kann.
- Hierdurch wird stets eine ausreichende Schmierung zwischen dem Ventilschaft und der Ventilschaftführung gewährleistet. Andererseits wird vermieden, dass zu viel Schmiermittel über die Ventilschaftabdichtung weitergeleitet wird.
- Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 : einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine; und -
2 bis4 : ein Detail des Ausschnitts der1 in unterschiedlichen Zuständen. -
1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine im Bereich einer Ventilschaftführung10 und eines Ventilschafts11 , wobei der Ventilschaft11 in einer Ausnehmung12 der Ventilschaftführung10 linear verschiebbar geführt bzw. gelagert ist. - Am Ventilschaft
11 greift ein nicht-gezeigter Ventilteller an, wobei Ventilschaft und Ventilteller zusammen einen Ventilkegel des Gaswechselventils bilden. Eine Ventilsitzfläche des Ventiltellers des Ventilkegels wirkt mit einem ebenfalls nichtdargestellten Ventilsitzring derart zusammen, dass in geschlossenem Zustand die Ventilsitzfläche des Ventiltellers gegen den Ventilsitzring drückt, und dass in geöffnetem Zustand die Ventilsitzfläche des Ventiltellers vom Ventilsitzring abgehoben ist. - Wie am besten
3 bis4 entnommen werden kann, verfügt der Ventilschaft11 über einen Außendurchmesser, der kleiner ist als ein Innendurchmesser der Ausnehmung12 der Ventilschaftführung10 , sodass sich zwischen dem Ventilschaft11 und der Ventilschaftführung10 ein Spalt13 ausbildet. - Der Spalt
13 zwischen dem Ventilschaft11 und der Ventilschaftführung10 wird mit Hilfe einer Ventilschaftabdichtung14 abgedichtet, die gemäß1 von drei in Axialrichtung des Ventilschafts11 hintereinander positionierten Gleitringen, die jeweils in eine separate Nut16 des Ventilschafts11 eingreifen, gebildet wird.2 bis4 zeigen ein Detail der1 im Bereich eines solchen Gleitrings15 , der in eine Nut16 des Ventilschafts11 eingreift. - Wie bereits ausgeführt, greift im Ausführungsbeispiel der
2 bis4 jeder Gleitring15 in eine Nut16 des Ventilschafts11 ein, nämlich derart, dass die Dicke bzw. axiale Erstreckung des Gleitrings15 kleiner als die Nutbreite bzw. axiale Erstreckung der Nut16 ist. Abhängig von der Bewegung des Ventilschafts11 relativ zur Ventilschaftführung10 , die in2 bis4 durch Pfeile visualisiert ist, kann sich die Relativposition des Gleitrings15 in der Nut16 verändern, wodurch letztendlich eine definierte Pumpwirkung für Schmiermittel bereitgestellt wird, welches in einer definierten Menge den jeweiligen Gleitring15 überwinden kann. - Dann, wenn der Gleitring
15 , wie in2 bis4 gezeigt, in die Nut16 des Ventilschafts11 eingreift, entspricht ein Außendurchmesser des Gleitrings15 in eingebautem Zustand dem Innendurchmesser der Ausnehmung12 der Ventilschaftführung10 , sodass der Gleitring15 stets an der Ausnehmung13 der Ventilschaftführung10 anliegt. Ein Innendurchmesser des Gleitrings15 ist hingegen größer als ein Nutgrunddurchmesser der jeweiligen Nut16 , sodass sich zwischen dem Gleitring15 und der jeweiligen Nut16 gemäß2 bis4 ein Spalt ausbildet, durch den Schmiermittel im Sinne einer Pumpwirkung gefördert werden kann. - Über den Unterschied in der Dicke des Gleitrings
15 zur Nutbreite der jeweiligen Nut16 und über den Unterschied zwischen den Innendurchmesser des Gleitrings15 und dem Nutgrunddurchmesser der jeweiligen Nut16 kann die Menge des den jeweiligen Gleitring16 überwindenden Schmiermittels definiert eingestellt werden. - Im Zusammenhang mit der Erfindung ist von Bedeutung, dass der Gleitring
15 nicht aus einem elastomeren Werkstoff, sondern vielmehr aus einem temperaturfesten, z. Bsp. metallischen oder keramischen und damit nicht-elastomeren Werkstoff gebildet ist. Jeder Gleitring15 ist daher temperaturbeständig, sodass dieselben in unmittelbarer Nähe zu den Zylindern und damit heißen Verbrennungsgasen der Brennkraftmaschine eingesetzt werden können. - Natürlich kann der oder die Gleitringe auch im oberen Bereich der Ventilführung liegen.
- Im Unterschied zum gezeigten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass der oder jeder Gleitring in eine Nut der Ventilschaftführung eingreift. In diesem Fall ist dann wiederum die Dicke des oder jedes Gleitrings kleiner als die Nutbreite der jeweiligen Nut. Im Unterschied zum gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht in diesem Fall jedoch ein Innendurchmesser des jeweiligen Gleitrings dem Außendurchmesser des Ventilschafts, sodass der Gleitring in eingebautem Zustand stets am Ventilschaft anliegt. Ein Außendurchmesser des jeweiligen Gleitrings ist in diesem Fall kleiner als ein Nutgrunddurchmesser der jeweiligen Nut der Ventilschaftführung.
- Beim erfindungsgemäßen Gaswechselventil erfolgt demnach eine Schmierung des Ventilschafts in der Ventilschaftführung mit Hilfe von Schmiermittel, das mindestens einen temperaturbeständigen Gleitring aus einem temperaturfesten, z. Bsp. metallischen Werkstoff oder einem keramischen Werkstoff überwinden kann, wobei der oder jeder Gleitring in eine Nut des Ventilschafts oder der Ventilschaftführung derart eingreift, dass die Dicke bzw. axiale Erstreckung des jeweili gen Gleitrings kleiner ist als die Nutbreite bzw. axiale Erstreckung der Nut, in die der jeweilige Gleitring eingreift.
- Hierdurch kann bei axialer Bewegung des Ventilschafts
11 in der Ventilschaftführung10 eine oszillierende axiale Bewegung des Gleitrings15 in der jeweiligen Nut realisiert werden, wodurch eine definierte Pumpwirkung für das Schmiermittel realisiert wird, sodass eine exakt definierte Schmiermittelmenge, den jeweiligen Gleitring15 überwinden kann. -
- 10
- Ventilschaftführung
- 11
- Ventilschaft
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Spalt
- 14
- Ventilschaftabdichtung
- 15
- Gleitring
- 16
- Nut
Claims (4)
- Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einem einen Ventilschaft und einen Ventilteller umfassenden Ventilkegel, wobei der Ventilschaft in einer Ausnehmung einer Ventilschaftführung linear verschiebbar geführt ist, und wobei eine Ventilsitzfläche des Ventiltellers mit einem Ventilsitzring derart zusammenwirkt, dass in geschlossenem Zustand die Ventilsitzfläche gegen den Ventilsitzring drückt und in geöffnetem Zustand die Ventilsitzfläche vom Ventilsitzring abgehoben ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung eines Spalts (
13 ) zwischen dem Ventilschaft (11 ) und der Ausnehmung (12 ) der Ventilschaftführung (10 ) mindestens ein Gleitring (15 ) aus einem temperaturfesten, z. Bsp. metallischen Werkstoff oder einem keramischen Werkstoff in eine Nut (16 ) des Ventilschafts (11 ) oder eine Nut der Ventilschaftführung eingreift, wobei die Dicke des oder jedes Gleitrings (15 ) kleiner als die Nutbreite der Nut (16 ) ist, in die der jeweilige Gleitring (15 ) eingreift, sodass bei Bewegung des Ventilschafts (10 ) Schmiermittel mit einer definierten Pumpwirkung den jeweiligen Gleitring (15 ) überwindet. - Gaswechselventil nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Ventilschafts (
11 ) kleiner als ein Innendurchmesser der Ausnehmung (12 ) der Ventilschaftführung (10 ) ist. - Gaswechselventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der oder jeder Gleitring (
15 ) in eine Nut (16 ) des Ventilschafts (11 ) eingreift, ein Außendurchmesser des jeweiligen Gleitrings (15 ) dem Innendurchmesser der Ausnehmung (12 ) der Ventilschaftführung (10 ) entspricht und ein Innendurchmesser des jeweiligen Gleitrings (15 ) größer ist als ein Nutgrunddurchmesser der jeweiligen Nut (16 ). - Gaswechselventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der oder jeder Gleitring in eine Nut des Ventilschaftführung eingreift, ein Innendurchmesser des jeweiligen Gleitrings dem Außendurchmesser des Ventilschafts entspricht und ein Außendurchmesser des jeweiligen Gleitrings kleiner ist als ein Nutgrunddurchmesser der jeweiligen Nut.
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