DE102018130098A1

DE102018130098A1 - Ventildrehvorrichtung

Info

Publication number: DE102018130098A1
Application number: DE102018130098.0A
Authority: DE
Inventors: Ulrich BOEHME
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2020-05-28
Also published as: CN112771251B; EP3887655B1; WO2020109164A1; BR112021006304A2; CN112771251A; US20210388742A1; US11486276B2; EP3887655A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventildrehvorrichtung (24) für ein Ventil (10), vorzugsweise Einlass- oder Auslassventil, einer Brennkraftmaschine. Die Ventildrehvorrichtung (24) weist eine Ventilrückstellfeder (22) zum Vorspannen des Ventils (10) in einer Richtung zu einer Schließstellung des Ventils (10) und eine Tellerfeder (40), die in Wirkverbindung zwischen der Ventilrückstellfeder (22) und einer mit einem Schmierfluid geschmierten Abstützfläche (44) angeordnet ist, auf. An einem Umfang, vorzugsweise Innenumfang, der Tellerfeder (40) ist ein zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umlaufender Kragenabschnitt (46) angeordnet. Der Kragenabschnitt (46) kann verschleißmindernd sein und/oder eine Montierbarkeit der Ventildrehvorrichtung (24) verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventildrehvorrichtung für ein Ventil, vorzugsweise Einlass- oder Auslassventil, einer Brennkraftmaschine.
Die US 2,827,885 A offenbart eine Ventildrehvorrichtung mit einer Unterlegscheibe und einer Tellerfeder. Da sich die Unterlegscheibe und die Tellerfeder unter einer Ventilschraubenfeder am Zylinderkopf befinden, werden ihre Oberflächen normalerweise mit Öl aus dem Ventilschaft- und Kippschmiersystem versorgt. Das heißt, der Zylinderkopf wird jederzeit reichlich mit Schmieröl aus dem Motorschmiersystem versorgt und somit steht immer genügend Öl zur Schmierung der Oberflächen zur Verfügung. Dieses Öl wird beim Zusammendrücken der Tellerfeder aus dem Raum zwischen den Oberflächen herausgedrückt. Eine ausreichende Verzögerung dieses Ölaustritts zwischen diesen Oberflächen tritt jedoch auf, so dass während eines Teils des Ventilhubs ein Ölfilm zwischen diesen Oberflächen eingeschlossen wird, um die reibungslose Lagerbeziehung zu erhöhen, während sie sich in einer angepassten oder parallelen Beziehung zueinander befinden.
Die US 2,613,656 A offenbart ebenfalls eine Ventildrehvorrichtung mir einer Tellerfeder. Die Tellerfeder hat eine normalerweise kegelige Konfiguration und der Druck, den die Ventilschraubenfeder bei geschlossenem Ventil auf sie ausübt, reicht nicht aus, um die Tellerfeder gegen die Anlagefläche des Zylinderkopfes zu drücken. Daher bewirkt die äußere Unterkante der Tellerfeder in geschlossener Position einen im Wesentlichen linearen Kontakt mit der Oberfläche mit ausreichendem Druck, um die Drehung der Tellerfeder um die Ventilachse zu begrenzen. Mit zunehmender Belastung der Tellerfeder durch die Ventilspiralfeder beim Antreiben des Ventils in die Öffnungsstellung klappt die Tellerfeder zusammen, d. h. sie biegt parallel zur Oberfläche in eine abgeflachte Konfiguration ab. Das Öl auf der Oberfläche während dieser Aktion wird vorübergehend zwischen der Oberfläche, dem Absatz und der Tellerfeder eingeschlossen, und bis zu seinem Austritt unter der Tellerfeder dient es dazu, die Tellerfeder mit praktisch vernachlässigbarem Drehwiderstand zu lagern. Diese Verzögerung beim Austreten des Öls und das daraus resultierende Aufschwimmen der Tellerfeder sind von begrenzter Dauer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative und/oder verbesserte Ventildrehvorrichtung zu schaffen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Die Erfindung schafft eine Ventildrehvorrichtung für ein Ventil (z. B. Tellerventil), vorzugsweise Einlass- oder Auslassventil, einer Brennkraftmaschine. Die Ventildrehvorrichtung weist eine Ventilrückstellfeder (z. B. in Form einer Schraubenfeder) zum Vorspannen des Ventils in einer Richtung zu einer Schließstellung des Ventils auf. Die Ventildrehvorrichtung weist eine Tellerfeder auf, die in Wirkverbindung zwischen der Ventilrückstellfeder und einer mit einem Schmierfluid geschmierten (z. B. stationären) Abstützfläche (z. B. der Ventildrehvorrichtung oder eines Zylinderkopfes) angeordnet ist. Die Tellerfeder ist so ausgebildet, dass sie (z. B. erst) beim Öffnen des Ventils unter der Krafteinwirkung der Ventilrückstellfeder in eine abgeflachte Form, vorzugsweise parallel zur Abstützfläche, zusammengedrückt wird und in der abgeflachten Form von dem Schmierfluid zwischen der Tellerfeder und der Abstützfläche zum Ermöglichen einer Ventildrehung gleitreibend abgestützt ist (z. B. mittels Verdrängungstragens). An einem Umfang, vorzugsweise Innenumfang, der Tellerfeder ist ein zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umlaufender Kragenabschnitt angeordnet.
Der Kragenabschnitt kann zweckmäßig einen Verschleiß der Ventildrehvorrichtung verringern. Bei der Drehung der Ventildrehvorrichtung kann der Kragenabschnitt bspw. verhindern, dass die sich im Betrieb drehende Tellerfeder innenumfangsseitig nicht in ein weiteres Ventilelement des Ventils, z. B. eine Ventilführung, einschneidet. Stattdessen kann der Kragenabschnitt für eine flächige, verschleißmindernde Anlage sorgen. Es ist auch möglich, dass der Kragenabschnitt so ausgebildet ist, dass er mehrere separate Elemente der Ventildrehvorrichtung verliersicher zusammenhält, z. B. auch die Tellerfeder und die Ventilrückstellfeder. So kann bspw. eine Montage der Ventildrehvorrichtung vereinfacht werden. Außerdem kann der Kragenabschnitt die Tellerfeder und/oder die Ventildrehvorrichtung zweckmäßig zentrieren.
Vorzugsweise kann sich, wie hierin verwendet, der Ausdruck „Tellerfeder“ auf ein elastisch verformbares, ringförmiges, abflachbares Element beziehen.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Tellerfeder einen elastisch verformbaren Hauptkörperabschnitt, vorzugsweise aufweisend eine keglige und ringförmige Scheibenform, auf. Vorzugsweise kann der Kragenabschnitt abgewinkelt zu dem Hauptkörperabschnitt sein, zum Beispiel in einem Winkel von 90° ± 50%, vorzugsweise 90° ± 25%. Alternativ oder zusätzlich kann sich der Kragenabschnitt ausgehend von dem elastischen Hauptkörper erstrecken. Damit kann beispielsweise eine besonders wirkungsvolle Verschleißminderung durch den Kragenabschnitt erzielt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel begrenzt der Kragenabschnitt die Tellerfeder an deren Innenumfang.
In einer Ausführungsvariante ist der Kragenabschnitt dazu ausgebildet, sich im Wesentlichen parallel und/oder koaxial zu einer Ventilachse des Ventils und/oder einer Längsachse eines Ventilkörpers des Ventils zu erstrecken.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Kragenabschnitt zum radialen Abstützen der Tellerfeder angeordnet ist, vorzugsweise radial bezüglich einer Ventilachse des Ventils. Damit kann beispielsweise eine besonders wirkungsvolle Verschleißminderung durch den Kragenabschnitt erzielt werden.
In einer Ausführungsform ist der Kragenabschnitt zur flächigen Anlage an ein Ventilelement des Ventils, vorzugsweise eine Ventilführung des Ventils, angeordnet. Damit kann der Kragenabschnitt einen Verschleiß der Tellerfeder an dem Ventilelement verhindern oder zumindest verringern.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Tellerfeder den Kragenabschnitt auf. Damit kann der Kragenabschnitt auf einfache Weise als Abschnitt der Tellerfeder, die beispielsweise ein Blechumformteil ist, ausgebildet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist ein Zylinderkopf die Abstützfläche auf. Dies kann einen besonders einfachen Aufbau der Ventildrehvorrichtung ermöglichen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Ventildrehvorrichtung ein ringförmiges Element, vorzugsweise eine weitere Tellerfeder oder eine ringförmige Unterlegscheibe, auf. Vorzugsweise kann das ringförmige Element die Abstützfläche aufweisen. Somit kann die Abstützfläche auf einfache Weise durch das ringförmige Element bereitgestellt werden. In einfacher Weise kann so durch das ringförmige Element eine weitere, harte und verschleißarme Kontaktfläche bzw. Gegenfläche bereitgestellt werden.
Beispielsweise kann das ringförmige Element elastisch verformbar sein.
Zweckmäßig kann sich das ringförmige Element in einem Zylinderkopf, vorzugsweise an einer Bodenfläche einer Ausnehmung des Zylinderkopfes, abstützen.
In einer Ausführungsvariante ist das ringförmige Element in einer Wirkverbindung zwischen der Tellerfeder und einem Zylinderkopf angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsvariante weist das ringförmige Element oder die Tellerfeder den Kragenabschnitt auf. Je nach Anforderung kann der Kragenabschnitt somit entweder ein Abschnitt des ringförmigen Elements oder der Tellerfeder sein.
In einem Ausführungsbeispiel weist das ringförmige Element den Kragenabschnitt auf. Vorzugsweise kann der Kragenabschnitt die Tellerfeder teilweise umgreifen, vorzugsweise innenumfangsseitig. Damit kann das ringförmige Element die Tellerfeder mittels des Kragenabschnitts verliersicher halten. Dies kann die Montage vereinfachen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Tellerfeder den Kragenabschnitt auf. Vorzugsweise kann der Kragenabschnitt das ringförmige Element teilweise umgreifen, vorzugsweise innenumfangsseitig. Damit kann die Tellerfeder das ringförmige Element mittels des Kragenabschnitts verliersicher halten. Dies kann die Montage vereinfachen.
In einer Ausführungsform sind die Tellerfeder und das ringförmige Element durch den Kragenabschnitt verliersicher zusammengehalten. Vorzugsweise können sie so eine gemeinsame Montageeinheit bilden. Dies kann die Montage vereinfachen.
In einer Weiterbildung ist die Montageeinheit so gebildet, dass sie sowohl in einer Ausrichtung, in der die Tellerfeder auf einer der Ventilrückstellfeder zugewandten Seite der Montageeinheit angeordnet ist, als auch in einer entgegengesetzten Ausrichtung, in der das ringförmige Element auf der der Ventilrückstellfeder zugewandten Seite der Montageeinheit angeordnet ist, montierbar ist. Die Montageeinheit kann somit beidseitig montierbar sein. Damit kann auf einfache Weise eine Fehlmontage verhindert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Tellerfeder in einer mit Schmierfluid füllbaren oder gefüllten Ausnehmung eines Zylinderkopfes angeordnet. Vorzugsweise kann in der Ausnehmung eine weitere Ausnehmung des Zylinderkopfes für den Kragenabschnitt angeordnet sein.
Zweckmäßig kann der Kragenabschnitt bundförmig oder hülsenförmig sein.
Es ist möglich, dass der Kragenabschnitt bspw. eine Höhe zwischen 1 mm und 20 mm aufweist.
Bspw. kann die Ventildrehvorrichtung und/oder die Tellerfeder koaxial zu einem verschiebbaren Ventilkörper des Ventils und/oder koaxial zu einer Ventilführung des Ventils angeordnet sein.
Vorzugsweise kann im Schließzustand des Ventils nur ein ringförmiger Linienkontakt zwischen der Tellerfeder und der Abstützfläche, vorzugsweise an einem Innenumfangsbereich der Tellerfeder, bestehen.
Beispielsweise kann die Tellerfeder die Ventilrückstellfeder und/oder die Abstützfläche kontaktieren.
Es ist auch möglich, dass das ringförmige Element die Tellerfeder und/oder einen Zylinderkopf, vorzugsweise eine Bodenfläche einer Ausnehmung des Zylinderkopfes, kontaktiert.
Die Offenbarung bezieht sich auch auf einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, wobei der Zylinderkopf ein Ventil (z. B. Einlass- oder Auslassventil), eine Ausnehmung und eine Ventildrehvorrichtung, wie hierin offenbart, die teilweise in der Ausnehmung angeordnet ist, aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug (zum Beispiel Lastkraftwagen oder Omnibus), mit einer Ventildrehvorrichtung wie hierin offenbart.
Es ist auch möglich, die Ventildrehvorrichtung wie hierin offenbart für Personenkraftwagen, Großmotoren, geländegängige Fahrzeuge, stationäre Motoren, Marinemotoren usw. zu verwenden.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine Halbschnittansicht eines geschlossenen Ventils mit einer beispielhaften Ventildrehvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 eine Halbschnittansicht eines geöffneten Ventils mit der beispielhaften Ventildrehvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 eine Halbschnittansicht eines geschlossenen Ventils mit einer weiteren beispielhaften Ventildrehvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
4 eine Halbschnittansicht eines geschlossenen Ventils mit einer weiteren anderen beispielhaften Ventildrehvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Die 1 zeigt ein Ventil 10 im Halbschnitt. Das Ventil 10 kann zweckmäßig ein Ventil einer Brennkraftmaschine, z. B. Hubkolben-Brennkraftmaschine, sein. Die Brennkraftmaschine kann beispielsweise eine Diesel-, Benzin- und/oder Gaskraftstoff-Brennkraftmaschine sein. Vorzugsweise kann das Ventil 10 einen Fluidkanal 12 in einem Zylinderkopf 14 der Brennkraftmaschine und eine Verbrennungskammer 16 der Brennkraftmaschine im geöffneten Zustand miteinander verbinden oder im geschlossenen Zustand voneinander trennen. Beispielsweise kann das Ventil 10 ein Einlassventil und der Fluidkanal 12 ein Luft- oder Luft-Kraftstoffgemisch-Einlasskanal sein. Es ist beispielsweise auch möglich, dass das Ventil 10 ein Auslassventil und der Fluidkanal 12 ein Abgaskanal ist. Die Brennkraftmaschine kann zweckmäßig in einem Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, umfasst sein. Das Ventil 10 kann beispielhaft als ein Tellerventil ausgebildet sein, wie dargestellt ist.
Das Ventil 10 weist einen Ventilkörper 18, eine Ventilführung 20, eine Ventilrückstellfeder 22 und eine Ventildrehvorrichtung 24 auf. Die Ventilrückstellfeder 22 kann funktionsmäßig auch als Teil der Ventildrehvorrichtung 24 angesehen werden.
Der Ventilkörper 18 weist einen Ventilschaft 26 und einen brennraumseitigen Verschlussteil 28, zum Beispiel in Tellerform oder Scheibenform, auf. Der Ventilschaft 26 und der Verschlussteil 28 sind miteinander verbunden, vorzugsweise integral-einstückig. Der Ventilkörper 18 ist in der bspw. hülsenförmigen Ventilführung 20 zum Öffnen und Schließen des Ventils 10 hin- und herbewegbar. Die Ventilführung 20 kann koaxial zum Ventilkörper 18 im Zylinderkopf 14 angeordnet sein.
Wie in 1 dargestellt ist, liegt der Verschlussteil 28 im geschlossenen Zustand des Ventils 10 abdichtend an einem Ventilsitz 30 im Zylinderkopf 14 an. Das Ventil 10 dichtet zwischen dem Fluidkanal 12 und der Verbrennungskammer 16 ab. Im geöffneten Zustand des Ventils 10 (siehe 2) besteht ein Ringspalt zwischen dem Verschlussteil 28 und dem Ventilsitz 30, sodass der Fluidkanal 12 und die Verbrennungskammer 16 in Fluidverbindung miteinander sind.
Zum Öffnen und Schließen des Ventils 10 kann das Ventil 10 beispielsweise von einem zweckmäßig mechanischen Ventiltrieb (nicht dargestellt) betätigt werden. Der Ventiltrieb kann zum Öffnen des Ventils 10 auf ein freies Ende 32 des Ventilschafts 26 drücken, um ein Abheben des Verschlussteils 28 von dem Ventilsitz 30 zu bewirken. Beispielsweise kann der Ventiltrieb ein Kraftübertragungselement, zum Beispiel Kipphebel, Schlepphebel oder Stößel, zum Betätigen des Ventils 10 und eine Nockenwelle zum Betätigen des Kraftübertragungselements aufweisen. Es ist auch möglich, dass andere Arten von Ventiltrieben und Betätigungsvorrichtungen zum Betätigen des Ventils 10 verwendet werden, z. B. elektromagnetisch oder elektromotorisch.
Die Ventilrückstellfeder 22 steht in Wirkverbindung zwischen dem Ventilkörper 18 und dem Zylinderkopf 14. Die Ventilrückstellfeder 22 bewirkt, dass das Ventil 10 in Richtung zu dem geschlossenen Zustand vorgespannt ist. Damit bewirkt die Ventilrückstellfeder 22 ein Schließen des Ventils 10, wenn dieses nicht mehr durch den Ventiltrieb offen gehalten wird. Im Einzelnen kann die Ventilrückstellfeder 22 als eine Schraubenfeder ausgebildet sein. Die Ventilrückstellfeder 22 kann koaxial zu dem Ventilkörper 18 und der Ventilführung 20 angeordnet sein. Die Ventilrückstellfeder 22 kann sich an einem Ventilteller 34 des Ventils 10 abstützen. Der Ventilteller 34 kann mit dem Ventilschaft 26 an dessen freien Ende 32 beispielsweise mittels eines Klemmteils 36 befestigt sein. Das Klemmteil 36 kann beispielsweise in eine oder mehrere Umfangsnuten am freien Ende 32 des Ventilschaft 26 eingreifen. Es ist auch möglich, dass die Ventilrückstellfeder 22 und/oder der Ventilteller 34 auf eine andere Art und Weise mit dem Ventilschaft 26 verbunden ist.
Die Ventilrückstellfeder 22 stützt sich am Zylinderkopf 14 mittels der Ventildrehvorrichtung 24 ab. Die Ventildrehvorrichtung 24 so ausgebildet, dass sie ein Drehen der Ventilrückstellfeder 22 bzw. des Ventils 10 beim Öffnen und Schließen des Ventils 10 ermöglicht. Der Drehimpuls zum Drehen kann durch die Helixform der Ventilrückstellfeder 22 bewirkt sein.
Die Ventildrehvorrichtung 24 ist zumindest teilweise in einer Ausnehmung 38 im Zylinderkopf 14 angeordnet. Während des Betriebs sammelt sich in der Ausnehmung 38 Schmierfluid, zum Beispiel Öl. Beispielsweise tropft das Schmierfluid von einem darüber angeordneten Ventiltrieb in die Ausnehmung 38.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Ventildrehvorrichtung 24 eine Tellerfeder 40 und ein ringförmiges Element 42 auf. Es möglich, dass das ringförmige Element 42 beispielsweise als eine weitere Tellerfeder oder als eine ringförmige Unterlegscheibe ausgebildet ist. Die Tellerfeder 40 und/oder das ringförmige Element 42 können beispielsweise jeweils als ein Blechteil, vorzugsweise Blechumformteil, gebildet sein.
Die Tellerfeder 40 ist zwischen der Ventilrückstellfeder 22 und dem ringförmigen Element 42 angeordnet. Eine Oberseite der Tellerfeder 40 kontaktiert die Ventilrückstellfeder 22 an einem Außenumfangsbereich der Tellerfeder 40. Eine Unterseite der Tellerfeder 40 kontaktiert das ringförmige Element 42 an einem Innenumfangsbereich der Tellerfeder 40. Im geschlossenen Zustand des Ventils 10 ergibt sich zweckmäßig ein Linienkontakt zwischen der Tellerfeder 40 und dem ringförmigen Element 42.
Das ringförmige Element 42 ist zwischen der Tellerfeder 40 und einer Bodenfläche der Ausnehmung 38 angeordnet. Eine Oberseite des ringförmigen Elements 42 kontaktiert die Tellerfeder 40 an einem Innenumfangsbereich des ringförmigen Elements 42. Eine Unterseite des ringförmigen Elements 42 kontaktiert die Bodenfläche der Ausnehmung 38, vorzugsweise an einem Außenumfangsbereich des ringförmigen Elements 42.
Die Oberseite des ringförmigen Elements 42 bildet eine Abstützfläche 44 für die Tellerfeder 40. Durch die Anordnung des ringförmigen Elements 42 in der Ausnehmung 38 ist die Abstützfläche 44 mit dem Schmierfluid in der Ausnehmung 38 geschmiert. Die Tellerfeder 40 ist so ausgebildet, dass sie sich beim Öffnen des Ventils 10 (siehe 2) infolge der steigenden Federkraft der Ventilrückstellfeder 22 elastisch verformt und sich abgeflacht, bis sie im Wesentlichen parallel zu der Abstützfläche 44 ist. Es ist möglich, dass sich das ringförmige Element 42 dabei ebenfalls elastisch verformt.
Das Schmierfluid wird aus einem kleiner werdenden Spalt zwischen der Abstützfläche 44 und der Unterseite der Tellerfeder 40 gedrückt. Die Betätigung des Ventils 10 erfolgt jedoch so schnell, dass ein Schmierfluidfilm zwischen der Abstützfläche 44 und der Unterseite der Tellerfeder 40 verbleibt. Der Schmierfluidfilm ermöglicht, dass die Tellerfeder40 zum Ermöglichen einer Drehung der Ventilrückstellfeder 22 annähernd reibungsfrei gleitreibend durch ein sogenanntes Verdrängungstragen auf der Abstützfläche 44 abgestützt ist. Der Schmierfluidfilm zwischen der Unterseite der Tellerfeder 40 und der Abstützfläche 44 nimmt die Ventilfederkraft auf. Die Tellerfeder 40 und das ringförmige Element 42 sind durch den Schmierfluidfilm voneinander getrennt. Die Reibung, insbesondere in Umfangsrichtung, geht gegen Null. Der Drehimpuls durch das Zusammendrücken der Ventilrückstellfeder 22 kann das Ventil 10 drehen. Diese Drehung ist bspw. unabhängig von bestimmten Drehzahlen und der Ventiltriebsdynamik.
In der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform weist die Tellerfeder 40 einen elastisch verformbaren Hauptkörperabschnitt 48 und einen umlaufenden Kragenabschnitt 46 auf. Der Hauptkörperabschnitt 48 weist eine keglige und ringförmige Scheibenform auf. Der Kragenabschnitt 46 ist innenumfangsseitig an dem Hauptkörperabschnitt 48 angeordnet. Der Kragenabschnitt 46 erstreckt sich ausgehend von dem Hauptkörperabschnitt 48 abgewinkelt zu dem Hauptkörperabschnitt 48.
Der Kragenabschnitt 46 kann eine flächige Anlage der Tellerfeder 40 an einer Außenmantelfläche der Ventilführung 20 ermöglichen. Somit kann verhindert werden, dass sich die Tellerfeder 40 während ihrer Drehung in die Ventilführung 20 sukzessive bspw. spanabhebend einschneidet und dabei sowohl die Ventilführung 20 als auch die Tellerfeder 40 verschleißen. Der Kragenabschnitt 46 dient somit zum Abstützen der Tellerfeder 40 in einer Radialrichtung bezüglich einer Längsachse A des Ventils 10. Der Kragenabschnitt 46 kann beispielsweise eine Höhe im ein- oder zweistelligen Millimeterbereich aufweisen.
Es ist beispielsweise auch möglich, dass das ringförmige Element anstelle der Tellerfeder den Kragenabschnitt aufweist, zweckmäßig um ein Einschneiden der Tellerfeder und/oder des ringförmigen Elements in die Ventilführung zu verhindern.
Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Ventildrehvorrichtung 24. Hier ist der Kragenabschnitt 46 der Tellerfeder 40 so angeordnet, dass er das ringförmige Element 42 innenumfangsseitig umgreift. Insbesondere bildet der Kragenabschnitt 46 der Tellerfeder 40 zusammen mit dem Hauptkörperabschnitt 48 eine ringförmige Ausnehmung, in der das ringförmige Element 42 teilweise aufgenommen ist. Damit kann das ringförmige Element 42 von der Tellerfeder 40 zweckmäßig bei der Montage der Ventildrehvorrichtung 24 verliersicher gehalten werden. Das ringförmige Element 42 und die Tellerfeder 40 können so eine montagefreundliche, gemeinsame Montageeinheit bilden.
Auch bezüglich dieses Ausführungsbeispiels besteht die Möglichkeit, dass das ringförmige Element anstelle der Tellerfeder den Kragenabschnitt aufweist. Der Kragenabschnitt kann die Tellerfeder teilweise umgreifen, sodass die Tellerfeder und das ringförmige Element verliersicher zusammengehalten sind.
Die von der Tellerfeder 40 und dem ringförmigen Element 42 gebildete Montageeinheit kann den weiteren Vorteil aufweisen, dass sie beidseitig einbaubar sein kann. Damit kann die Montageeinheit aus der Tellerfeder 40 und dem ringförmigen Element 42 sowohl in einer Ausrichtung, in der die Tellerfeder 40 die Ventilrückstellfeder 22 kontaktiert, als auch in einer Ausrichtung, in der das ringförmige Element 42 die Ventilrückstellfeder 22 kontaktiert, eingebaut werden. Damit kann die Montierbarkeit zweckmäßig weiter verbessert werden, da eine Fehlmontage ausgeschlossen ist.
Es ist möglich, dass in der Ausnehmung 38 eine weitere Ausnehmung 50 für den Kragenabschnitt 46 ausgebildet ist, wie in 3 dargestellt ist. Die weitere Ausnehmung 50 kann den Kragenabschnitt 46 teilweise aufnehmen, wenn das Ventil 10 geöffnet wird.
Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ventildrehvorrichtung 24. Hier weist die Ventildrehvorrichtung 24 lediglich die Tellerfeder 40 auf. Die Abstützfläche 44 für die Tellerfeder 40 ist durch eine Bodenfläche der Ausnehmung 38 gebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration der Ventilrückstellfeder, der Tellerfeder und/oder des Kragenabschnitts des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweilige bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.
Bezugszeichenliste

A: Ventilachse
10: Ventil
12: Fluidkanal
14: Zylinderkopf
16: Verbrennungskammer
18: Ventilkörper
20: Ventilführung
22: Ventilrückstellfeder
24: Ventildrehvorrichtung
26: Ventilschaft
28: Verschlussteil
30: Ventilsitz
32: Freies Ende
34: Ventilteller
36: Klemmteil
38: Ausnehmung
40: Tellerfeder
42: Ringförmiges Element
44: Abstützfläche
46: Kragenabschnitt
48: Hauptkörperabschnitt
50: Weitere Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2827885 A [0002]
US 2613656 A [0003]

Claims

Ventildrehvorrichtung (24) für ein Ventil (10), vorzugsweise Einlass- oder Auslassventil, einer Brennkraftmaschine, aufweisend: eine Ventilrückstellfeder (22) zum Vorspannen des Ventils (10) in einer Richtung zu einer Schließstellung des Ventils (10); und eine Tellerfeder (40), die in Wirkverbindung zwischen der Ventilrückstellfeder (22) und einer mit einem Schmierfluid geschmierten Abstützfläche (44) angeordnet ist, wobei die Tellerfeder (40) so ausgebildet ist, dass sie beim Öffnen des Ventils (10) unter der Krafteinwirkung der Ventilrückstellfeder (22) in eine abgeflachte Form, vorzugsweise parallel zur Abstützfläche (44), zusammengedrückt wird und in der abgeflachten Form von dem Schmierfluid zwischen der Tellerfeder (40) und der Abstützfläche (44) zum Ermöglichen einer Ventildrehung gleitreibend abgestützt ist, wobei an einer Umfang, vorzugsweise Innenumfang, der Tellerfeder (40) ein zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, umlaufender Kragenabschnitt (46) angeordnet ist.
Ventildrehvorrichtung (24) nach Anspruch 1, wobei die Tellerfeder (40) einen elastisch verformbaren Hauptkörperabschnitt (48), vorzugsweise aufweisend eine keglige und ringförmige Scheibenform, aufweist, und: der Kragenabschnitt (46) abgewinkelt zu dem Hauptkörperabschnitt (48) ist; und/oder der Kragenabschnitt (46) sich ausgehend von dem elastischen Hauptkörper (48) erstreckt.
Ventildrehvorrichtung (24) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: der Kragenabschnitt (46) die Tellerfeder (40) an deren Innenumfang begrenzt; und/oder der Kragenabschnitt (46) dazu ausgebildet ist, sich im Wesentlichen parallel und/oder koaxial zu einer Ventilachse (A) des Ventils (10) und/oder einer Längsachse (A) eines Ventilkörpers (18) des Ventils (10) zu erstrecken.
Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der Kragenabschnitt (46) zum radialen Abstützen der Tellerfeder (40) angeordnet ist, vorzugsweise radial bezüglich einer Ventilachse (A) des Ventils (10).
Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der Kragenabschnitt (46) zur flächigen Anlage an ein Ventilelement des Ventils (10), vorzugsweise eine Ventilführung (20) des Ventils (10), angeordnet ist.
Ventildrehvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die Tellerfeder (40) den Kragenabschnitt (46) aufweist.
Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: ein Zylinderkopf (14) die Abstützfläche (44) aufweist.
Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner aufweisend: ein ringförmiges Element (42), vorzugsweise eine weitere Tellerfeder oder eine ringförmige Unterlegscheibe, wobei das ringförmige Element (42) die Abstützfläche (44) aufweist.
Ventildrehvorrichtung (24) nach Anspruch 8, wobei: das ringförmige Element (42) in einer Wirkverbindung zwischen der Tellerfeder (40) und einem Zylinderkopf (14) angeordnet ist.
Ventildrehvorrichtung (24) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei: das ringförmige Element (42) oder die Tellerfeder (40) den Kragenabschnitt (46) aufweist.
Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei: das ringförmige Element (42) den Kragenabschnitt (46) aufweist und der Kragenabschnitt (46) die Tellerfeder (40) teilweise umgreift, vorzugsweise innenumfangsseitig; oder die Tellerfeder (40) den Kragenabschnitt (46) aufweist und der Kragenabschnitt (46) das ringförmige Element (42) teilweise umgreift, vorzugsweise innenumfangsseitig.
Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei: die Tellerfeder (40) und das ringförmige Element durch den Kragenabschnitt (46) verliersicher zusammengehalten sind, sodass sie eine gemeinsame Montageeinheit bilden.
Ventildrehvorrichtung (24) nach Anspruch 12, wobei: die Montageeinheit so gebildet ist, dass sie sowohl in einer Ausrichtung, in der die Tellerfeder (40) auf einer der Ventilrückstellfeder (22) zugewandten Seite der Montageeinheit angeordnet ist, als auch in einer entgegengesetzten Ausrichtung, in der das ringförmige Element (42) auf der der Ventilrückstellfeder (22) zugewandten Seite der Montageeinheit angeordnet ist, montierbar ist.
Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die Tellerfeder (40) in einer mit Schmierfluid füllbaren oder gefüllten Ausnehmung (38) eines Zylinderkopfes (14) angeordnet ist und in der Ausnehmung (38) eine weitere Ausnehmung (50) des Zylinderkopfes (14) für den Kragenabschnitt (46) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, mit einer Ventildrehvorrichtung (24) nach einem der vorherigen Ansprüche.