DE102013013229A1

DE102013013229A1 - Gaswechselventil mit einer Ventildrehvorrichtung

Info

Publication number: DE102013013229A1
Application number: DE102013013229.0A
Authority: DE
Inventors: Robert Kuda; Manfred Walenta
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-02-12
Also published as: CN104343485B; JP2015034551A; FI127589B; KR20150018446A; FI20145706A; KR102233587B1; JP6400975B2; CN104343485A

Abstract

Gaswechselventil (10) einer Brennkraftmaschine, mit einem im Bereich eines Zylinderkopfs (14) ausgebildeten Ventilsitz, mit einem an einem Ventilschaft (11) angreifenden Ventilkörper, der zum Öffnen des Gaswechselventils (10) entgegen der Federkraft mindestens einer Ventilfeder (12, 13) von dem Ventilsitz abhebbar und zum Schließen des Gaswechselventils durch die Federkraft der oder jeder Ventilfeder (12, 13) gegen den Ventilsitz drückbar ist, mit einer Ventilführung (15) für den Ventilschaft (11), und mit einer Ventildrehvorrichtung (16), die untenliegend zwischen dem Zylinderkopf (14) und der oder jeder Ventilfeder 12, 13 positioniert ist, wobei die Ventildrehvorrichtung (16) unter Ausbildung eines Spalts (20) zwischen der Ventildrehvorrichtung (16) und dem Zylinderkopf (14) hängend ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine mit einer Ventildrehvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Ventildrehvorrichtung für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Brennkraftmaschinen, deren Gaswechselventile Ventildrehvorrichtungen aufweisen, sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Mit Hilfe von Ventildrehvorrichtungen kann bei jedem Hub der Ventilkörper des Gaswechselventils relativ zum Ventilsitz desselben verdreht werden, um einer ungleichmäßigen Erwärmung und einem Verzug des Ventilkörpers entgegen zu wirken sowie eine Ausbildung von Ablagerungen von Verbrennungsrückständen auf Ventilkörper und Ventilsitz zu verhindern.
Ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine mit einer Ventildrehvorrichtung ist aus der DE 1 475 978 A bekannt. So ist dort ein Gaswechselventil mit einem im Bereich eines Zylinderkopfs ausgebildeten Ventilsitz bekannt, wobei ein Ventilkörper des Gaswechselventils zum Öffnen desselben entgegen der Federkraft von zwei Federelementen vom Ventilsitz abgehoben und zum Schließen des Gaswechselventils durch die Federkraft der beiden Federelemente gegen den Ventilsitz gedrückt wird. Der mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilkörper, der auch aus Ventilteller bezeichnet werden kann, ist an einem Ventilschaft befestigt, der in einer Ventilführung geführt ist. Zwischen den Ventilfedern des Gaswechselventils und dem Zylinderkopf ist nach diesem Stand der Technik die Ventildrehvorrichtung positioniert, wobei die Ventildrehvorrichtung auf dem Zylinderkopf stehend ausgeführt ist.
Nach der DE 1 475 978 A steht demnach die Ventildrehvorrichtung des Gaswechselventils im Ölsumpf des Zylinderkopfs, wodurch die Ventildrehvorrichtung durch die sich im Ölsumpf des Zylinderkopfs ansammelnden Verschmutzungen einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist. Ferner besteht die Gefahr, dass die Ventilführung infolge der Verschmutzungen am Ventilschaft, die eine Reibung zwischen dem Ventilschaft und der Ventilführung erhöhen, aus dem Zylinderkopf herausgezogen wird.
Es besteht Bedarf an einem neuartigen Gaswechselventil mit einer Ventildrehvorrichtung und einer entsprechenden Ventildrehvorrichtung, mit Hilfe derer die obigen Nachteile des Standes der Technik einfach und zuverlässig vermieden werden können.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Gaswechselventil mit einer Ventildrehvorrichtung und eine neuartige Ventildrehvorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Gaswechselventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Ventildrehvorrichtung unter Ausbildung eines Spalts zwischen der Ventildrehvorrichtung und dem Zylinderkopf hängend ausgebildet.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist die Ventildrehvorrichtung unter Ausbildung eines Spalts zwischen der Ventildrehvorrichtung und dem Zylinderkopf hängend ausgebildet. Hiermit kann verhindert werden, dass die Ventildrehvorrichtung im Ölsumpf des Zylinderkopfs steht. So wird vermieden, dass sich Verschmutzungen im Bereich der Ventildrehvorrichtung sammeln. Verschmutztes Schmieröl kann abgeführt werden. Hierdurch unterliegt das erfindungsgemäße Gaswechselventil einem geringeren Verschleiß. Weiterhin wird die Gefahr vermieden, dass die Ventilführung infolge von Verschmutzungen am Ventilschaft aus dem Zylinderkopf herausgezogen wird.
Vorzugsweise ist die Ventildrehvorrichtung an der Ventilführung hängend ausgebildet ist. Die hängende Ausführung der Ventildrehvorrichtung an der Ventilführung ist einfach und daher bevorzugt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung greift die Ventildrehvorrichtung an der Ventilführung kraftschlüssig an. Dann, wenn die Ventildrehvorrichtung an der Ventilführung kraftschlüssig angreift, kann einfach und zuverlässig vermieden werden, dass die Ventilführung infolge von Verschmutzungen am Ventilschaft aus den Zylinderkopf herausgezogen wird.
Vorzugsweise ist die Ventildrehvorrichtung an der Ventilführung über einen Kegelsitz befestigt. Die Befestigung der Ventildrehvorrichtung an der Ventilführung über den Kegelsitz ist einfach und daher bevorzugt.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 einen schematisierten Ausschnitt eines einem erfindungsgemäßen Gaswechselventil im Bereich einer erfindungsgemäßen Ventildrehvorrichtung.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine mit einer Ventildrehvorrichtung und eine Ventildrehvorrichtung für ein solches Gaswechselventil.
1 zeigt einen schematisierten Querschnitt eines erfindungsgemäßen Gaswechselventils im Bereich einer erfindungsgemäßen Ventildrehvorrichtung, wobei vom Gaswechselventil 10 ein Ventilschaft 11 gezeigt ist, an welchem ein nicht gezeigter Ventilkörper, der auch als Ventilteller bezeichnet wird, angreift.
Der nicht gezeigte Ventilkörper des Gaswechselventils 10 wirkt mit einem ebenfalls nicht gezeigten Ventilsitz des Gaswechselventils 10 zusammen, nämlich derart, dass zum Öffnen des Gaswechselventils 10 der Ventilkörper entgegen der Federkraft mindestens einer Ventilfeder 12, 13 vom Ventilsitz abhebbar ist, wohingegen zum Schließen des Gaswechselventils 10 der Ventilkörper durch die Federkraft der oder jeder Ventilfeder 12, 13 gegen den Ventilsitz drückbar ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Gaswechselventil 10 zwei derartige Ventilfedern 12, 13, nämlich eine innere Ventilfeder 12 und eine äußere Ventilfeder 13. Es kann auch lediglich eine Ventilfeder vorhanden sein.
Der nicht gezeigte Ventilsitz des Gaswechselventils 10, der mit dem nicht gezeigten Ventilkörper des Gaswechselventils 10 zusammenwirkt, ist im Bereich eines Zylinderkopfs 14 ausgebildet, wobei der Ventilschaft 11, der den nicht gezeigten Ventilkörper trägt, in einer Ventilführung 15 des Gaswechselventils 10 geführt ist.
Das Gaswechselventil 10 verfügt über eine in 1 lediglich schematisiert dargestellte Ventildrehvorrichtung 16, die untenliegend zwischen dem Zylinderkopf 14 und den Ventilfedern 12, 13 positioniert ist.
Die Funktionsweise solcher Ventildrehvorrichtungen ist dem hier angesprochenen Fachmann geläufig.
Die Ventildrehvorrichtung 16 umfasst einen ersten Federteller 17, an welchem sich die beiden Ventilfedern 12, 13 mit einem ersten, unteren Ende abstützen, wobei sich die Ventilfedern 12, 13 mit einem zweiten, oberen Ende an einem zweiten Federteller 18, der über eine Klemmvorrichtung 19 am Ventilschaft 11 befestigt ist, abstützen.
Das erfindungsgemäße Gaswechselventil 10 bzw. die Ventildrehvorrichtung 16 desselben ist derart ausgebildet, dass die Ventildrehvorrichtung 16 unter Ausbildung eines Spalts 20 zwischen der Ventildrehvorrichtung 16 und dem Zylinderkopf 14 hängend ausgebildet ist.
Hierdurch ist gewährleistet, dass die Ventildrehvorrichtung 16 nicht im Ölsumpf des Zylinderkopfs 14 steht, vielmehr kann über den Spalt 20 eine ausreichende Ölzirkulation zwischen der Ventildrehvorrichtung 16 und dem Zylinderkopf 14 gewährleistet werden, über die Verschmutzungen abgeführt werden können. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Ventildrehvorrichtung 16 gegenüber dem Stand der Technik einem geringeren Verschleiß ausgesetzt ist.
In der gezeigten, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventildrehvorrichtung 16 des Gaswechselventils 10 an der Ventilführung 15 für den Ventilschaft 11 hängend ausgebildet, wobei die Ventildrehvorrichtung 16 an der Ventilführung 15 kraftschlüssig angreift.
Diese vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung verfügt insbesondere über den Vorteil, dass einfach verhindert werden kann, dass die Ventilführung 15 für den Ventilschaft 11 infolge von sich am Ventilschaft 11 sammelnden Verschmutzungen aus dem Zylinderkopf 14 herausgezogen wird, nämlich infolge von Reibung zwischen dem Ventilschaft 11 und der Ventilführung 15.
Vorzugsweise ist die Ventildrehvorrichtung 16 an der Ventilführung 15 über einen Kegelsitz 21 befestigt. So weist die Ventildrehvorrichtung 16 eine mittlere Ausnehmung mit einer kegelstumpfartigen Sitzfläche 22 auf, wobei die Ventilführung 15 einen kragenartigen Vorsprung mit einer ebenfalls kegelstumpfartigen Sitzfläche 23 aufweist. Die Sitzfläche 22 der Ventildrehvorrichtung 16 sitzt auf der korrespondierenden Sitzfläche 23 des kragenartigen Vorsprungs der Ventilführung 15 auf. Hierdurch wird auf besondere Art und Weise die kraftschlüssige Befestigung der Ventildrehvorrichtung 16 auf der Ventilführung 15 unter Ausbildung des Spalts 20 zwischen der Ventildrehvorrichtung 16 und dem Zylinderkopf 14 gewährleistet.
Durch die hängende Ausführung der untenliegenden Ventildrehvorrichtung 16 werden demnach die Nachteile des Standes der Technik vermieden. Dadurch, dass die Ventildrehvorrichtung 16 insbesondere über den Kegelsitz 21 oder eine alternative geeignete geometrische Ausführung an der Ventilführung 15 kraftschlüssig befestigt ist, greifen beide Ventilfedern 12, 13 über die Ventildrehvorrichtung 16 an der Ventilführung 15 an und verhindern, dass die Ventilführung 15 aus dem Zylinderkopf 14 herausgezogen werden kann. Durch die hängende Ausführung der Ventildrehvorrichtung 16 wird der Spalt 20 zwischen der Ventildrehvorrichtung 16 und dem Zylinderkopf 14 bereitgestellt, über welchen ein ausreichender Schmierölaustausch gewährleistet werden kann, um so zu verhindern, dass sich Verschmutzungen zwischen der Ventildrehvorrichtung 16 und dem Zylinderkopf 14 sammeln.
Gegebenenfalls kann in die Ventildrehvorrichtung 16 mindestens eine nicht gezeigte Bohrung eingebracht sein, um den Schmierölaustausch zu unterstützen. Darüber hinaus kann in den Zylinderkopf 14 mindestens ein nicht gezeigter Ablauf eingebracht sein, um den Schmierölaustausch weiter zu unterstützen. Jedoch auch ohne eine derartige Bohrung in der Ventildrehvorrichtung 16 sowie ohne einen derartigen Ablauf im Zylinderkopf 14 kann ein ausreichender Schmierölaustausch im Bereich des Spalts 20 durch die hängende Ausführung der Ventildrehvorrichtung 16 gewährleistet werden.
Bezugszeichenliste

10: Gaswechselventil
11: Ventilschaft
12: Ventilfeder
13: Ventilfeder
14: Zylinderkopf
15: Ventilführung
16: Ventildrehvorrichtung
17: Federteller
18: Federteller
19: Klemmvorrichtung
20: Spalt
21: Kegelsitz
22: Sitzfläche
23: Sitzfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1475978 A [0003, 0004]

Claims

Gaswechselventil (10) einer Brennkraftmaschine, mit einem im Bereich eines Zylinderkopfs (14) ausgebildeten Ventilsitz, mit einem an einem Ventilschaft (11) angreifenden Ventilkörper, der zum Öffnen des Gaswechselventils entgegen der Federkraft mindestens einer Ventilfeder (12, 13) von dem Ventilsitz abhebbar und zum Schließen des Gaswechselventils durch die Federkraft der oder jeder Ventilfeder (12, 13) gegen den Ventilsitz drückbar ist, mit einer Ventilführung (15) für den Ventilschaft (11), und mit einer Ventildrehvorrichtung (16), die untenliegend zwischen dem Zylinderkopf (14) und der oder jeder Ventilfeder (12, 13) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildrehvorrichtung (16) unter Ausbildung eines Spalts (20) zwischen der Ventildrehvorrichtung (16) und dem Zylinderkopf (14) hängend ausgebildet ist.
Gaswechselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildrehvorrichtung (16) an der Ventilführung (15) hängend ausgebildet ist.
Gaswechselventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildrehvorrichtung (15) an der Ventilführung (15) kraftschlüssig angreift.
Gaswechselventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildrehvorrichtung (16) an der Ventilführung (15) über einen Kegelsitz (21) befestigt ist.
Gaswechselventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildrehvorrichtung (16) eine Ausnehmung mit einer kegelstumpfartigen Sitzfläche (22) aufweist.
Gaswechselventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (15) einen kragenartigen Vorsprung mit einer kegelstumpfartigen Sitzfläche (23) für die Ventildrehvorrichtung (16) aufweist, wobei die Sitzfläche (22) der Ventildrehvorrichtung (16) auf der korrespondierenden Sitzfläche (23) des kragenartigen Vorsprungs der Ventilführung (15) aufsitzt.
Ventildrehvorrichtung (16) für ein Gaswechselventil (10) einer Brennkraftmaschine, die untenliegend zwischen einem Zylinderkopf (14) und mindestens einer Ventilfeder (12, 13) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventildrehvorrichtung (16) unter Ausbildung eines Spalts (20) zwischen der Ventildrehvorrichtung (16) und dem Zylinderkopf (14) hängend ausgebildet ist.
Ventildrehvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe nach einem der Ansprüche 2 bis 5 ausgebildet ist.