DE102011107956A1

DE102011107956A1 - Guide for guiding valve stem of e.g. outlet valve of steam engine, has lubricant return channel provided outside of aperture in housing and branching, between axial ends of aperture, from aperture that runs along longitudinal axis

Info

Publication number: DE102011107956A1
Application number: DE102011107956A
Authority: DE
Inventors: Christian Bausch; Jens Grieser; Jürgen Berger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: SteamDrive GmbH
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-01-24

Abstract

The guide has a housing (1) comprising an aperture (3) running along a longitudinal axis (2) for accommodating a valve stem (7). The aperture has axial ends (4, 5) for enclosing a valve body-side end region and an opposite end region of the valve stem, respectively. A lubricant return channel is provided outside of the aperture in the housing and branches, between the axial ends of the aperture, from the aperture, where a lubricant e.g. oil and grease, is guided over the channel. A sealing body (11) is provided between an opening of the channel and one of the axial ends of the aperture. An independent claim is also included for an inlet valve or an outlet valve.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilschaftführung für eine Kolbenmaschine, insbesondere für einen Dampfmotor, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a valve stem guide for a piston engine, in particular for a steam engine, in detail according to the preamble of claim 1.

Eine Ventilschaftführung, wie sie die vorliegende Erfindung betrifft, wird dazu verwendet, den Ventilschaft eines Einlassventils oder Auslassventils einer Kolbenmaschine zu führen. Ein solcher Ventilschaft weist einen ventilkörperseitigen Endbereich und einen diesem abgewandten, entsprechend ventilkörperfernen Endbereich auf, zwischen denen sich in der Regel der mittels der Ventilschaftführung geführte Bereich des Ventilschafts erstreckt. Der ventilkörperseitige Endbereich des Ventilschafts trägt und/oder betätigt einen Ventilkörper, der zusammen mit einem Ventilsitz des Ventils einen Einlass oder Auslass für das Arbeitsmedium der Kolbenmaschine öffnet und schließt, damit dieses in einzelnen Zyklen (Takten) in den Zylinderraum oder aus dem Zylinderraum der Kolbenmaschine strömen kann, je nachdem, ob es sich um ein Einlassventil oder ein Auslassventil handelt.A valve stem guide as it relates to the present invention is used to guide the valve stem of an intake valve or exhaust valve of a reciprocating engine. Such a valve stem has a valve-body-side end region and an end region, which faces away from the valve body, and faces away from it, between which, as a rule, the region of the valve stem guided by means of the valve stem guide extends. The valve body end portion of the valve stem carries and / or actuates a valve body which, together with a valve seat of the valve, opens and closes an inlet or outlet for the working fluid of the reciprocating engine, thus causing it to cycle into the cylinder space or cylinder space of the reciprocating cylinder can flow, depending on whether it is an inlet valve or an exhaust valve.

An eine solche Ventilschaftführung werden nun verschiedene Anforderungen gestellt. So sollte die Ventilschaftführung in der Regel zur Minderung des Verschleißes mit einem Schmierstoff geschmiert sein. Als Schmierstoff kommen beispielsweise Öle oder Fette in Betracht. Problematisch ist hierbei, dass der Ventilkörper vom Arbeitsmedium der Kolbenmaschine umströmt wird und eine Leckage des Arbeitsmediums, bei einem Dampfmotor des Dampfes, entlang des Ventilschafts beziehungsweise zwischen Ventilschaft und Ventilschaftführung nicht ausgeschlossen werden kann. Hierdurch wird nicht nur ein Teil des Arbeitsmediums in den Schmierstoff eingetragen, was eine spätere erneute Trennung zur Sicherung der Schmiereigenschaften des Schmierstoffes erforderlich macht, sondern es kann eine Ausspülung des Schmierstoffes aus dem zu schmierenden Bereich zwischen Ventilschaft und Ventilschaftführung erfolgen, wodurch der Schmierfilm gestört oder unterbrochen wird und eine erhöhter Verschleiß auftritt.At such a valve stem guide various requirements are now made. Thus, the valve stem guide should usually be lubricated with a lubricant to reduce wear. As a lubricant, for example, oils or fats into consideration. The problem here is that the valve body is flowed around by the working fluid of the piston engine and leakage of the working fluid, in a steam engine of the steam, along the valve stem or between the valve stem and valve stem guide can not be excluded. As a result, not only a part of the working medium is introduced into the lubricant, which makes a subsequent re-separation to secure the lubricating properties of the lubricant required, but it can be a rinsing of the lubricant from the area to be lubricated valve stem and valve stem guide, causing the lubricant film disturbed or is interrupted and increased wear occurs.

Gemäß einem alternativen Ansatz wurde versucht, die Ventilschaftführung beziehungsweise die Kontaktflächen zwischen dem Ventilschaft und der Ventilschaftführung ausschließlich mit dem Arbeitsmedium der Kolbenmaschine, bei einem Dampfmotor mit dem Dampf zu schmieren. Besonders bei einer Kombination eines hochlegierten Ventilschafts mit die Ventilschaftführung ausbildenden Kohlenstoffsegmenten wurde eine ausreichende Schmierung erwartet. Eine solche Ausführungsform weist jedoch den Nachteil auf, dass die Schmiereigenschaften gegenüber einer Öl- oder Fettschmierung ungünstiger sind und besonders die Kohlenstoffsegmente einem Verschleiß unterliegen. Auch der Eintrag von Kohlenstoffpartikeln in das Arbeitsmedium kann nachteilige Folgen haben. Ein Vorteil ist hingegen darin zu sehen, dass mangels Öl oder Fett als Schmierstoff keine unerwünschte Vermischung oder Vermengung mit dem Arbeitsmedium der Kolbenmaschine, insbesondere mit Dampf, stattfinden kann.According to an alternative approach, it has been attempted to lubricate the valve stem guide or the contact surfaces between the valve stem and the valve stem guide exclusively with the working fluid of the reciprocating engine in a steam engine with the steam. Especially with a combination of a high alloy valve stem with the valve stem guide forming carbon segments, adequate lubrication was expected. However, such an embodiment has the disadvantage that the lubricating properties are less favorable compared to an oil or grease lubrication and especially the carbon segments are subject to wear. Also, the entry of carbon particles in the working medium can have adverse consequences. An advantage, however, is the fact that lack of oil or fat as a lubricant no unwanted mixing or mixing with the working fluid of the reciprocating engine, especially with steam, can take place.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilschaftführung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Schmierung zwischen Ventilschaft und Ventilschaftführung verbessert und dauerhaft ohne Beeinträchtigung aufrechterhalten wird.The present invention has the object, a valve stem guide of the type mentioned in such a way that the lubrication between the valve stem and valve stem guide is improved and maintained permanently without impairment.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Ventilschaftführung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.The object of the invention is achieved by a valve stem guide having the features of claim 1. In the dependent claims advantageous and particularly expedient embodiments of the invention are given.

Eine erfindungsgemäße Ventilschaftführung umfasst ein Gehäuse, das eine Längsachse aufweist. Ferner ist im Gehäuse eine in Richtung der Längsachse verlaufende Öffnung zur Aufnahme eines Ventilschaftes vorgesehen. Eine solche Öffnung kann unmittelbar im Gehäuse oder in einem in das Gehäuse eingesetzten Einsatz verlaufen. Der Einsatz kann beispielsweise einen Werkstoff mit besonderen Schmiereigenschaften aufweisen oder mit einer Gleitbeschichtung versehen sein. Dasselbe trifft auf das Gehäuse zu, wenn dieses die Öffnung zur Aufnahme des Ventilschafts ausbildet.A valve stem guide according to the invention comprises a housing which has a longitudinal axis. Further, in the housing extending in the direction of the longitudinal axis opening for receiving a valve stem is provided. Such an opening can run directly in the housing or in an insert inserted into the housing. The insert may for example have a material with special lubricating properties or be provided with a lubricious coating. The same applies to the housing when it forms the opening for receiving the valve stem.

Die Öffnung weist ein erstes axiales Ende zum Umschließen des ventilkörperseitigen Endbereiches des Ventilschafts und ein zweites axiales Ende zum Umschließen des dem Ventilkörper abgewandten Endbereichs des Ventilschafts auf. In der Regel wird der ventilkörperseitige Endbereich des Ventilschafts, der den Ventilkörper trägt und/oder betätigt stets aus dem ersten axialen Ende der Öffnung in dem Gehäuse herausragen, und der dem Ventilkörper abgewandte Endbereich des Ventilschafts wird stets auf dem zweiten axialen Ende der Öffnung in dem Gehäuse herausragen. Jedoch ist es auch möglich, dass beispielsweise der zweite Endbereich des Ventilschafts je nach Ventilstellung in die Öffnung hinein und aus dieser heraus gleitet.The opening has a first axial end for enclosing the valve body-side end region of the valve stem and a second axial end for enclosing the end region of the valve stem facing away from the valve body. In general, the valve body-side end portion of the valve stem carrying and / or actuating the valve body will always protrude from the first axial end of the opening in the housing, and the end portion of the valve stem remote from the valve body will always rest on the second axial end of the opening in the housing Protrude housing. However, it is also possible, for example, for the second end region of the valve stem to slide into and out of the opening, depending on the valve position.

Der dem Ventilkörper abgewandte Endbereich des Ventilschafts kann beispielsweise ein Widerlager tragen, an welchem sich eine Ventilfeder, die den Ventilschaft zusammen mit dem Ventilkörper insbesondere im Sinne eines Schließens des Ventils beaufschlagt, abstützt. Ein zweites entgegengesetztes Widerlager kann dann beispielsweise in dem Ventilgehäuse und/oder in dem Gehäuse der Ventilschaftführung gebildet sein.The valve body facing away from the end portion of the valve stem, for example, carry an abutment on which a valve spring, which acts on the valve stem together with the valve body in particular in the sense of closing the valve, is supported. A second opposing abutment can then be formed, for example, in the valve housing and / or in the housing of the valve stem guide.

Erfindungsgemäß ist nun außerhalb der Öffnung in dem Gehäuse der Ventilschaftführung wenigstens ein Schmierstoffrückführungskanal vorgesehen, der zwischen dem ersten axialen Ende der Öffnung und dem zweiten axialen Ende der Öffnung aus der Öffnung abzweigt. In der Regel ist diese Abzweigung beziehungsweise Mündungsstelle des Schmierstoffrückführungskanals in der Öffnung mit einem Abstand zu den beiden Endbereichen der Öffnung vorgesehen. Jedoch ist es auch möglich, diese Abzweigung beziehungsweise Mündung unmittelbar im Bereich eines Endes der Öffnung vorzusehen, besonderes am ersten axialen Ende. According to the invention, at least one lubricant recirculation passage is now provided outside the opening in the housing of the valve stem guide, which branches off from the opening between the first axial end of the opening and the second axial end of the opening. As a rule, this branch or estuarine point of the lubricant return duct is provided in the opening at a distance from the two end regions of the opening. However, it is also possible to provide this branch or mouth directly in the region of one end of the opening, especially at the first axial end.

Günstig ist es, wenn die Abzweigung des Schmierstoffrückführungskanals näher an dem ersten axialen Ende der Öffnung als an dem zweiten axialen Ende positioniert ist, insbesondere unmittelbar hinter einem Dichtkörper, der den geschmierten Bereich der Ventilschaftführung von einem mit dem Arbeitsmedium der Kolbenmaschine beaufschlagten Bereich der Ventilschaftführung oder des Ventilschafts abdichtet. Ein solcher mit dem Arbeitsmedium beaufschlagter Bereich kann insbesondere ein größeres Spiel zwischen der Ventilschaftführung und dem Ventilschaft aufweisen als der geschmierte Bereich, sodass die Gefahr eines Verschleißes dort vergleichsweise geringer ist. Durch die Abzweigung des Schmierstoffrückführungskanals wird erreicht, dass über die Abdichtung mittels des Dichtkörpers unerwünscht eindringendes Arbeitsmedium gleich wieder über den Schmierstoffrückführungskanal in dem Gehäuse abgeführt wird, bevor es in den kritischen Bereich zwischen der Ventilschaftführung und dem Ventilschaft gelangt, der aufgrund des vergleichsweise kleineren Spiels eine gute Schmierung aufweisen sollte. Somit kann ein Auswaschen oder Ausspülen des Schmierstoffes in diesem kritischen Bereich durch das Arbeitsmedium der Kolbenmaschine, bei einem Dampfmotor durch den Dampf, wirkungsvoll verhindert werden.It is advantageous if the branch of the lubricant return channel is positioned closer to the first axial end of the opening than at the second axial end, in particular immediately behind a sealing body, the lubricated portion of the valve stem guide of an acted upon by the working fluid of the piston engine portion of the valve stem guide or the valve stem seals. Such an area acted upon by the working medium may in particular have a greater clearance between the valve stem guide and the valve stem than the lubricated area, so that the risk of wear there is comparatively lower. Through the diversion of the lubricant return channel is achieved that over the seal by means of the sealing body undesirably penetrating working fluid is again discharged through the lubricant return passage in the housing before it enters the critical area between the valve stem guide and the valve stem, due to the relatively smaller game one should have good lubrication. Thus, leaching or rinsing of the lubricant in this critical area can be effectively prevented by the working medium of the reciprocating engine, in a steam engine by the steam.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst der Schmierstoffrückführungskanal wenigstens eine oder eine Vielzahl von Bohrungen oder wird hierdurch gebildet, welche sich parallel zu der Öffnung erstreckt/erstrecken. Beispielsweise können zwei Bohrungen, vorteilhaft auf entgegengesetzten Seiten der Öffnung zur Aufnahme des Ventilschafts vorgesehen sein.According to an embodiment of the invention, the lubricant return passage comprises or is formed by at least one or a plurality of bores extending in parallel to the opening. For example, two holes, advantageously on opposite sides of the opening may be provided for receiving the valve stem.

Beginnend von seiner Abzweigung beziehungsweise Mündung kann sich der Schmierölrückführungskanal insbesondere bis zu dem zweiten axialen Ende der Öffnung in dem Gehäuse erstrecken und vorteilhaft hinsichtlich der Strömung und/oder des Verlaufs parallel zu dieser aus dem Gehäuse austreten, wobei die Abzweigung mit einem Abstand zum ersten axialen Ende der Öffnung vorgesehen ist.Starting from its branch or mouth, the lubricating oil return passage may in particular extend to the second axial end of the opening in the housing and advantageously exit the housing parallel to the flow and / or the course, the branch being at a distance from the first axial one End of the opening is provided.

Zwischen der Mündung des Schmierstoffrückführungskanals und dem ersten axialen Ende der Öffnung ist Vorteilhaft ein Dichtkörper zur Abdichtung des Ventilschafts gegen das Gehäuse, die Öffnung umschließend in dem Gehäuse vorgesehen, um die zuvor beschriebene Abdichtung des geschmierten Bereichs der Ventilschaftführung gegenüber dem dampfumströmten Bereich beziehungsweise allgemein arbeitsmediumumströmten Bereich des Ventilschafts zu erreichen. Der Dichtkörper kann beispielsweise aus PTFE hergestellt oder auf seiner dem Ventilschaft zugewandten Oberfläche eine Beschichtung mit oder aus PTFE aufweisen. Andere Materialien sind möglich, beispielsweise Kunststoffe oder Metalle, letzteres insbesondere Messing oder eine Sintermetall.Between the mouth of the lubricant return passage and the first axial end of the opening is advantageously a sealing body for sealing the valve stem against the housing, the opening provided enclosing the housing to the previously described sealing of the lubricated portion of the valve stem guide against the steam flow area or generally Arbeitsmediumumströmten area to reach the valve stem. The sealing body can be made of PTFE, for example, or have a coating with or made of PTFE on its surface facing the valve stem. Other materials are possible, for example plastics or metals, the latter in particular brass or a sintered metal.

Ferner kann zwischen der Mündung des Schmierstoffrückführungskanals und dem ersten axialen Ende der Öffnung, insbesondere zwischen dem Dichtkörper und dem ersten axialen Ende der Öffnung ein Abstandselement in das Gehäuse eingesetzt sein, das einen Abstand der Mündung des Schmierstoffrückführungskanals beziehungsweise des Dichtkörpers zum thermisch hochbelasteten Bereich des ersten axialen Endes der Öffnung herstellt. Das Abstandselement kann beispielsweise mit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit als das Gehäuse versehen sein oder derart in das Gehäuse eingesetzt sein, dass die Wärmeleitfähigkeit über den Bereich mit dem Abstandselement hinweg gegenüber dem insbesondere das Abstandselement umschließende Gehäuse vermindert ist.Further, between the mouth of the lubricant return passage and the first axial end of the opening, in particular between the sealing body and the first axial end of the opening, a spacer element may be inserted into the housing, which is a distance of the mouth of the lubricant return passage or the sealing body to the thermally highly loaded region of the first axial end of the opening establishes. The spacer element can be provided, for example, with a lower thermal conductivity than the housing or be inserted into the housing in such a way that the thermal conductivity is reduced over the region with the spacer element with respect to the housing, in particular enclosing the spacer element.

Günstig ist es, wenn das Abstandselement in Richtung der Längsachse stirnseitig an dem Dichtkörper anliegt, insbesondere um diesen an seiner Position im Gehäuse zu halten, und einen gleich großen oder größeren Außendurchmesser als der Dichtkörper aufweist, um die gewünschte thermische Isolierung des Dichtkörpers gegenüber dem ersten axialen Ende der Öffnung zu verbessern.It is advantageous if the spacing element bears against the sealing body in the direction of the longitudinal axis, in particular in order to hold it in its position in the housing, and has the same or larger outer diameter than the sealing body in order to achieve the desired thermal insulation of the sealing body relative to the first axial end of the opening to improve.

Das Gehäuse kann beispielsweise einen in Radialrichtung vorstehenden Bund zur Ausbildung einer Anlage für eine Ventilfeder aufweisen, insbesondere um das zuvor beschriebene Widerlager auszubilden, das mit dem Widerlager an dem ventilkörperfernen Ende des Ventilschafts die Ventilfeder einschließt, die beispielweise als Druckfeder, insbesondere Spiraldruckfeder ausgebildet ist.The housing may for example have a radially projecting collar to form a system for a valve spring, in particular to form the abutment described above, which includes the abutment at the valve body remote end of the valve stem, the valve spring, which is designed for example as a compression spring, in particular helical compression spring.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Gehäuse einen Schmierstoffzuführungskanal auf, der ebenfalls in der Öffnung mündet, insbesondere in Form wenigstens einer oder zwei oder mehr in Radialrichtung verlaufenden Bohrungen. Über diesen Schmierstoffzuführungskanal kann der Schmierstoff, insbesondere Öl oder Fett, in den Bereich zwischen dem Ventilschaft und der Ventilschaftführung, insbesondere auf der von dem arbeitsmediumführenden Bereich abgewandten Seite des Dichtkörpers, eingeführt werden. Hierzu kann der Schmierstoff mit Druck beaufschlagt werden oder durch die Bewegung des Ventilschafts in der Ventilschaftführung selbstständig eingetragen werden.According to one embodiment of the invention, the housing has a lubricant supply channel, which also opens into the opening, in particular in the form of at least one or two or more holes extending in the radial direction. About this lubricant supply passage of the lubricant, in particular oil or grease, in the area between the valve stem and the Valve stem guide, in particular on the side facing away from the working medium leading portion of the sealing body, are introduced. For this purpose, the lubricant can be pressurized or independently registered by the movement of the valve stem in the valve stem guide.

Zusätzlich oder alternativ kann der Schmierstoff auch im Bereich des zweiten axialen Endes der Öffnung zwischen den Ventilschaft und die Ventilschaftführung eingeleitet werden, wiederum entweder durch Druckbeaufschlagung oder selbsttätig durch die Bewegung des Ventilschafts in der Ventilschaftführung.Additionally or alternatively, the lubricant may also be introduced in the region of the second axial end of the opening between the valve stem and the valve stem guide, again either by pressurization or automatically by the movement of the valve stem in the valve stem guide.

Gemäß einer besonders leicht herstellbaren Ausführungsform, insbesondere mit zylindrischem oder auch anders gestaltetem Gehäuse der Ventilschaftführung, das insbesondere einteilig ausgeführt ist, wird die Verbindung zwischen der Mündung des Schmierstoffrückführungskanals und der oder den Bohrungen, die sich parallel zu der Öffnung in dem Gehäuse erstreckt/erstrecken, durch einen radial von der Öffnung nach außen ragenden Absatz im Gehäuse, insbesondere zusammen mit einem in das Gehäuse in die Öffnung eingelegten Einlageelement begrenzt. Ein solcher Absatz kann beispielsweise dadurch in dem Gehäuse hergestellt werden, dass die Öffnung, insbesondere vom ersten axialen Ende aus, auf einen vergleichsweise größeren Durchmesser aufgeweitet, insbesondere aufgebohrt wird, sodass sich am Ende dieser Aufweitung der nach außen ragende Absatz in dem Gehäuse bildet. An diesen Absatz anliegend mit Freihalten eines entsprechenden Durchganges oder einer Vielzahl entsprechender Durchgänge zu den Bohrungen oder der Bohrung des Schmierstoffrückführungskanals kann dann das Einlageelement in den erweiterten Bereich der Öffnung eingesetzt und dort gegen Herausrutschen gesichert werden, letzteres insbesondere mittels des Dichtkörpers und/oder des Abstandselementes.According to a particularly easy to manufacture embodiment, in particular with a cylindrical or otherwise designed housing of the valve stem guide, which is designed in particular in one piece, the connection between the mouth of the lubricant return channel and the or the bores, which extend parallel to the opening in the housing / extend , limited by a radially projecting from the opening to the outside paragraph in the housing, in particular together with an inserted into the housing in the opening insert element. Such a shoulder can for example be made in the housing, that the opening, in particular from the first axial end, expanded to a relatively larger diameter, in particular drilled, so that forms at the end of this expansion of the outwardly projecting shoulder in the housing. Adjacent to this paragraph with keeping a corresponding passage or a plurality of corresponding passages to the holes or the bore of the lubricant return channel then the insert element can be inserted into the extended region of the opening and secured there against slipping, the latter in particular by means of the sealing body and / or the spacer element ,

Ein erfindungsgemäßes Ventil einer Kolbenmaschine (Expansionsmaschine oder Kompressionsmaschine) ist mit einer erfindungsgemäßen Ventilschaftführung versehen, die durch ein Ventilgehäuse gebildet wird oder an einem solchen angeschlossen oder in dieses eingesetzt ist.An inventive valve of a piston engine (expansion machine or compression machine) is provided with a valve stem guide according to the invention, which is formed by a valve housing or connected to such or inserted into this.

Ein Einlassventil- oder Auslassventil mit der erfindungsgemäß ausgeführten Ventilschaftführung kann vorteilhaft als stehendes Ventil einer Kolbenmaschine ausgeführt sein. Jedoch kommt auch die Ausführung als hängendes Ventil in Betracht. Das Gehäuse der Ventilschaftführung kann beispielsweise aus Messing oder einem Sintermetall hergestellt sein.An inlet valve or outlet valve with the valve stem guide designed according to the invention can advantageously be designed as a stationary valve of a piston engine. However, the design comes as a hanging valve into consideration. The housing of the valve stem guide may be made of brass or a sintered metal, for example.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch beschrieben werden.The invention will be described below by way of example with reference to an embodiment.

Es zeigen:Show it:

1 einen schematischen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Ventilschaftführung mit Ventilschaft und Ventilgehäuse; 1 a schematic axial section through a valve stem guide according to the invention with valve stem and valve housing;

2 einen Axialschnitt durch die Ventilschaftführung aus der 1 um 90 Grad versetzt um die Längsachse der Ventilschaftführung, jedoch ohne Ventilschaft und Ventilgehäuse. 2 an axial section through the valve stem guide from the 1 offset by 90 degrees about the longitudinal axis of the valve stem guide, but without valve stem and valve housing.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Ventilschaftführung eingesetzt in ein Ventilgehäuse 17 eines Einlassventils oder Auslassventils einer Kolbenmaschine dargestellt. Im Folgenden wird die Anwendung der Erfindung anhand des Einlassventils eines Dampfmotors dargestellt. Die Anwendung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.In the 1 is a valve stem guide according to the invention used in a valve housing 17 an intake valve or exhaust valve of a piston engine illustrated. In the following, the application of the invention will be described with reference to the inlet valve of a steam engine. However, the application is not limited to this.

Das Einlassventil weist einen Ventilkörper 8 auf, der am ventilkörperseitigen Endbereich 6 des Ventilschafts 7 angeschlossen ist. Der Ventilkörper 8 arbeitet mit einem Ventilsitz 19 im Ventilgehäuse 17 zusammen, um einen Dampfeinlass in einen Zylinder des Dampfmotors (nicht dargestellt) wahlweise zu öffnen und zu verschließen.The inlet valve has a valve body 8th on, on the valve body side end 6 of the valve stem 7 connected. The valve body 8th works with a valve seat 19 in the valve housing 17 together to selectively open and close a steam inlet in a cylinder of the steam engine (not shown).

In dem dem Ventilkörper 8 abgewandten Endbereich 9 des Ventilschafts 7 ist der Ventilschaft 7 an eine Nockenwelle (nicht dargestellt) angeschlossen und trägt ferner ein Widerlager 20 für eine Ventilfeder 18, welche den Ventilschaft 7 und damit den Ventilkörper 8 im Sinne eines Andrückens an den Ventilsitz 19 und damit eines Schließens des Ventils vorspannt. Die Ventilfeder 18 stützt sich mit ihrem anderen Ende an einem in Radialrichtung vorstehenden Bund 13 des Gehäuses 1 der in das Ventilgehäuse 17 eingesetzten Ventilschaftführung ab.In the valve body 8th opposite end region 9 of the valve stem 7 is the valve stem 7 connected to a camshaft (not shown) and also carries an abutment 20 for a valve spring 18 , which the valve stem 7 and thus the valve body 8th in the sense of pressing against the valve seat 19 and thus biasing a closing of the valve. The valve spring 18 is supported at its other end to a radially projecting collar 13 of the housing 1 in the valve housing 17 used valve stem guide from.

Die Ventilschaftführung beziehungsweise das Gehäuse 1 der Ventilschaftführung weist eine Längsachse 2 auf, entlang von welcher der Ventilschaft 7 wechselseitig gleitet, je nachdem, wie stark er entgegen der Kraft der Ventilfeder 18 von dem nicht dargestellten Nocken der Nockenwelle betätigt wird. Der Ventilschaft 7 gleitet innerhalb einer Öffnung 3 in dem Gehäuse 1 der Ventilschaftführung, die von einem ersten axialen Ende 4 bis zu einem zweiten axialen Ende 5 reicht.The valve stem guide or the housing 1 the valve stem guide has a longitudinal axis 2 on, along which the valve stem 7 alternately, depending on how strong it is against the force of the valve spring 18 is operated by the cam of the camshaft, not shown. The valve stem 7 slides inside an opening 3 in the case 1 the valve stem guide extending from a first axial end 4 to a second axial end 5 enough.

Ausgehend vom ersten axialen Ende 4 der Öffnung 3 sind folgenden Bereiche der Öffnung 3 hintereinander geschaltet: Ein erster Bereich mit dem größten Durchmesser der Öffnung 3, in den ein Abstandselement 12 eingesetzt ist; ein zweiter Bereich mit einem etwas kleineren Durchmesser, in den ein Dichtkörper 11 zur Abdichtung des dampfführenden Bereiches gegenüber dem schmierstoffführenden Bereich der Öffnung 3 eingesetzt ist, wobei sich an den Dichtkörper 11 hier mit demselben Außendurchmesser ein Einlageelement 16 anschließt, dessen Funktion später noch erläutert wird; ein dritter Bereich mit vergleichsweise kleinstem Durchmesser, welcher den mit Schmierstoff beaufschlagten Bereich der Ventilschaftführung ausbildet.Starting from the first axial end 4 the opening 3 are following areas of the opening 3 connected in series: A first area with the largest diameter of the opening 3 in which a spacer element 12 is used; a second area with a slightly smaller diameter, into which a sealing body 11 for sealing the steam-carrying region with respect to the lubricant-carrying region of the opening 3 is used, being attached to the sealing body 11 here with the same outer diameter an insert element 16 whose function will be explained later; a third region of comparatively smallest diameter, which forms the region of the valve stem guide acted upon by lubricant.

In diesem dritten Bereich, vorliegend unmittelbar hinter dem Dichtkörper 11 beziehungsweise dem Einlageelement 16, mündet ein Schmierstoffrückführungskanal 10, umfassend zwei sich auf entgegengesetzten Seiten der Öffnung 3 parallel zur Öffnung 3 erstreckenden Bohrungen, in der Öffnung 3 beziehungsweise, bei Betrachtung in Richtung des Dampfflusses bei einer Leckage über den Dichtkörper 11 und/oder in Richtung der Strömung des Schmierstoffes zweigt der Schmierstoffrückführungskanal 10 an dieser Stelle von der Öffnung 3 ab. Hierdurch wird erreicht, dass für den Fall einer Dampfleckage über den Dichtkörper 11 dieser Dampf nicht in den kritischen schmierstoffführenden Bereich zwischen dem Ventilschaft 7 und dem Gehäuse 1 (zuvor als dritter Bereich der Öffnung 3 bezeichnet) gelangt, sondern aufgrund des vergleichsweise geringeren Strömungswiderstandes über den Schmierstoffrückführungskanal 10 abströmt. Zugleich kann in Richtung des ersten axialen Endes 4 der Öffnung 3 aus dem schmierstoffführenden Bereich zwischen dem Ventilschaft 7 und dem Gehäuse 1 austretender Schmierstoff, insbesondere Öl oder Fett, aufgrund des vergleichsweise geringeren Strömungswiderstandes über den Schmierstoffrückführungskanal 10 abgeleitet werden, ohne dass der Schmierstoff in den dampfführenden Bereich des Ventils beziehungsweise des Ventilschafts 7 gelangt.In this third area, in this case immediately behind the sealing body 11 or the insert element 16 , a lubricant return channel opens 10 comprising two on opposite sides of the opening 3 parallel to the opening 3 extending holes, in the opening 3 or, when viewed in the direction of the vapor flow in the case of a leakage over the sealing body 11 and / or in the direction of the flow of the lubricant branches the lubricant return passage 10 at this point from the opening 3 from. This ensures that in the event of steam leakage through the sealing body 11 this steam is not in the critical lubricant-carrying area between the valve stem 7 and the housing 1 (previously as the third area of the opening 3 referred), but due to the relatively lower flow resistance via the lubricant return passage 10 flows. At the same time, in the direction of the first axial end 4 the opening 3 from the lubricant-carrying area between the valve stem 7 and the housing 1 escaping lubricant, in particular oil or grease, due to the comparatively lower flow resistance via the lubricant return channel 10 be derived without the lubricant in the steam-carrying region of the valve or the valve stem 7 arrives.

Die Verbindung zwischen der Mündung des Schmierstoffrückführungskanals 10 und den beiden parallel zur Öffnung 3 verlaufenden Bohrungen wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Kanal hergestellt, der auf der einen Seite durch einen Absatz 15 im Gehäuse 1 und auf der entgegengesetzten Seite durch das Einlageelement 16 begrenzt ist. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit der erfindungsgemäßen Ventilschaftführung. So muss nämlich lediglich die Öffnung 3 durch das Gehäuse 1 durchgebohrt werden und im Bereich des ersten axialen Endes 4 zur Aufnahme des Einlageelementes 16, des Dichtkörpers 11 und des Abstandselementes 12 aufgeweitet werden. Wenn nun die Bohrung oder Bohrungen des Schmierstoffrückführungskanals 10, die parallel zur Öffnung 3 verlaufen, vom zweiten axialen Ende 5 der Öffnung 3 aus in das Gehäuse 1 eingebracht werden, bis sie im Bereich des Absatzes 15 einen Durchbruch erzeugen, so ist die gewünschte Verbindung zwischen der Öffnung 3 und der oder den Bohrungen hergestellt. Natürlich können auch erst die parallelen Bohrungen in das Gehäuse 1 eingebracht und danach die Öffnung 3 eingebracht und/oder aufgeweitet werden. Die dem Absatz 15 abgewandte Seite braucht nun nur noch durch das Einlageelement 16 oder gemäß einer alternativen Ausführungsform auch durch den Dichtkörper 11 selbst oder ein geeignetes anderes Element derart begrenzt werden, dass die gewünschte Verbindung erhalten bleibt.The connection between the mouth of the lubricant return channel 10 and the two parallel to the opening 3 extending holes is made in the embodiment shown by a channel on one side by a paragraph 15 in the case 1 and on the opposite side through the insert element 16 is limited. This enables a particularly cost-effective manufacturability of the valve stem guide according to the invention. So only the opening has to be 3 through the housing 1 be drilled through and in the region of the first axial end 4 for receiving the insert element 16 , the sealing body 11 and the spacer element 12 be widened. If now the bore or holes of the lubricant return channel 10 parallel to the opening 3 run, from the second axial end 5 the opening 3 out in the case 1 be introduced until they are within the scope of the paragraph 15 create a breakthrough, so is the desired connection between the opening 3 and made the or the holes. Of course, only the parallel holes in the housing 1 and then the opening 3 be introduced and / or expanded. The paragraph 15 remote side now only needs through the insert element 16 or according to an alternative embodiment also by the sealing body 11 itself or a suitable other element are limited so that the desired connection is maintained.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Schmierstoff über einen Schmierstoffzuführungskanal 14 in den zu schmierenden Bereich zwischen Ventilschaft 7 und Ventilschaftführung eingebracht, beispielsweise unter Druckbeaufschlagung. Der Schmierstoffzuführungskanal 14 umfasst hier zwei in Radialrichtung, beispielweise senkrecht zur Öffnung 3 verlaufenden Bohrungen im Gehäuse 1, siehe hierzu auch die 2, in welcher die entsprechende Elemente mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet sind.In the embodiment shown, the lubricant is via a lubricant supply channel 14 in the area to be lubricated between valve stem 7 and valve stem guide introduced, for example under pressure. The lubricant supply channel 14 here comprises two in the radial direction, for example perpendicular to the opening 3 running holes in the housing 1 , see also the 2 in which the corresponding elements are designated by corresponding reference numerals.

Claims

Valve stem guide of a piston engine, in particular a steam engine, 1.1 with a housing ( 1 ), which has a longitudinal axis ( 2 ) having; where 1.2 is the case ( 1 ) one in the direction of the longitudinal axis ( 2 ) opening ( 3 ) for receiving a valve stem ( 7 ) and 1.3 the opening ( 3 ) a first axial end ( 4 ) for enclosing the valve body end portion ( 6 ) of the valve stem ( 7 ) and a second axial end ( 5 ) for enclosing the valve body ( 8th ) remote end region ( 9 ) of the valve stem ( 7 ) having; characterized in that 1.4 outside the opening ( 3 ) in the housing ( 1 ) at least one lubricant return channel ( 10 ) provided between the first axial end ( 4 ) and the second axial end ( 5 ) of the opening ( 3 ) from the opening ( 3 ) branches off.

Valve stem guide according to claim 1, characterized in that the lubricant return channel ( 10 ) comprises or is formed by at least one or a plurality of bores, which are parallel to the opening ( 3 ) extends / extend.

Valve stem guide according to one of claims 1 or 2, characterized in that the lubricant return channel ( 10 ) starting with its mouth at a distance from the first axial end ( 4 ) of the opening ( 3 ) to the second axial end ( 5 ) in the housing ( 1 ).

Valve stem guide according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the mouth of the lubricant return channel ( 10 ) and the first axial end ( 4 ) of the opening ( 3 ) a sealing body ( 11 ) for sealing the valve stem ( 7 ) against the housing ( 1 ), the opening ( 3 ) enclosing in the housing ( 1 ) is provided.

Valve stem guide according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the mouth of the lubricant return channel ( 10 ) and the first axial end ( 4 ) of the opening ( 3 ), in particular between the sealing body ( 11 ) and the first axial end ( 4 ) of the opening ( 3 ) a spacer element ( 12 ), in particular with lower thermal conductivity than the housing ( 1 ), into the housing ( 1 ) is used.

Valve stem guide according to claims 4 and 5, characterized in that the spacer element ( 12 ) in the direction of the longitudinal axis ( 2 ) frontally on the sealing body ( 11 ) and in particular a same or larger outer diameter than the sealing body ( 11 ) having.

Valve stem guide according to one of claims 1 to 6, characterized in that the housing ( 1 ) a radially projecting collar ( 13 ) to form a system for a valve spring ( 18 ) having.

Valve stem guide according to one of claims 1 to 7, characterized in that the housing ( 1 ) a lubricant supply channel ( 14 ) located in the opening ( 3 ), in particular at least one or two holes extending in the radial direction.

Valve stem guide according to one of claims 2 to 8, characterized in that the connection between the mouth of the lubricant return channel ( 10 ) and the bores or holes which are parallel to the opening ( 3 ) extend, through a radially from the opening ( 3 ) outwardly projecting paragraph ( 15 ) in the housing ( 1 ) in particular together with a in the housing ( 1 ) in the opening ( 3 ) inserted insert element ( 16 ) is limited.

Inlet valve or exhaust valve of a piston engine, in particular of a steam engine, with a valve housing ( 17 ), a valve body ( 8th ) and a valve body actuating and / or leading valve stem ( 7 ), characterized in that the valve stem ( 7 ) is guided by means of a valve stem guide according to one of claims 1 to 9.

Inlet valve or outlet valve according to claim 10, characterized in that the housing ( 1 ) of the valve stem guide into the valve housing ( 17 ) used as a separate component and non-positively, positively and / or materially connected thereto.