DE10325764B3

DE10325764B3 - Ventilschaftabdichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10325764B3
Application number: DE10325764A
Authority: DE
Inventors: Massimo Martelli; Stefano Bermond
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: WO2004109067A1; DE502004010167D1; EP1633957B1; EP1633957A1

Abstract

Ventilschaftabdichtung für Brennkraftmaschinen mit einem an einem Ventilschaft anliegenden dynamischen Dichtteil und einem an der Ventilschaftführung anliegenden statischen Dichtteil aus elastomeren Werkstoffen, wobei das statische Dichtteil von einem formstabilen Versteifungskörper umgeben ist, wobei durch einen von dem Versteifungsring 7 des statischen Dichtteils 6 separaten Auflagering 14, 20, der eine freie Drehbewegung der Ventilfeder 11 und des Ventilfedertellers erlaubt ...

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Ventilschaftabdichtung für Brennkraftmaschinen mit einem an einem Ventilschaft anliegenden dynamischen Dichtteil und einem an einer Ventilführung anliegenden statischen Dichtteil aus elastomeren Werkstoffen, wobei das statische Dichtteil von einem formstabilen Versteifungsring umgeben ist.
Technisches Gebiet
Ventilschaftabdichtungen dieser Art haben eine vielseitige Verwendung. Die modernen Ventilschaftabdichtungen haben eine dynamische Dichtung, welche den Ventilschaft dichtend umschließt. Die Dichtung soll verhindern, dass Schmiermittel am Ventilschaft entlang in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Sie soll jedoch nicht 100%ig dicht sein, damit eine geringe Menge an Öl zur Schmierung des Ventilschafts hindurchtreten kann. Die statische Dichtung liegt an der Ventilschaftführung an und dient als Befestigungsteil für die dynamische Dichtung.

In der DE 100 28 587 A1 ist ein Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine gezeigt, die mit einer statischen und einer dynamischen Dichtung versehen ist, die eine vormontierte Einheit bildet. Die statische Dichtung ist von einem Stützkörper oder auch Versteifungsring umgeben, der einen radial nach außen sich erstreckenden Flansch hat auf dem die Ventilfeder sich abstützt.

Auch in der DE 39 02 518 A1 ist eine Ventilschaftabdichtung vergleichbarer Bauart gezeigt. Um zu einer besseren Maßgenauigkeit bei der Herstellung der Ventilschaftabdichtung zu gelangen und auch gleichzeitig die Herstellungskosten zu senken ist bei dieser Ventilschaftabdichtung am radial abgebogenen Schenkel federseitig eine verschleißfeste Ventilfederauflage angeordnet. Die Ventilfederauflage kann als ringförmige Scheibe ausgebildet sein, die aus gehärtetem Stahl besteht. Dabei ist es vorteilhaft, die Scheibe fest mit dem Rohrkörper zu verbinden, welcher die statische Dichtung umgibt, um auf diese Weise eine Einbaueinheit zu schaffen. Am Innenumfang der Scheibe sind radial nach innen sich erstreckende Zungen angeordnet, die mit ihrem radial inneren Endbereich mit dem Außenumfang des Rohrkörpers fest verbindbar sind. Nachteil dieser Lösung ist, dass die Ventilfeder und damit auch der Ventilstößel mit Ventilteller sich nicht frei bewegen können. Die Feder arbeitet sich in den Flansch bzw. die ringförmige Scheibe ein und wird dadurch an ihrer Drehbewegung gehindert.

Schließlich ist es aus der EP 0 877 150 A1 bekannt, bei einer Ventilschaftabdichtung zwei zylindrische Hülsenteile zu verwenden, die ineinander greifen und von denen eines mit der daran anliegenden Ventilfelder drehen kann. Beide Hülsenteile sind konstruktiv und betriebstechnisch aufwendig gestaltet und damit kostenträchtig.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilschaftabdichtung zu schaffen, welche eine freie Drehbewegung des Ventilkopfes am Ventilsitz ermöglicht. Dadurch wird ein gleichmäßiger Kontakt dieser Teile zueinander erreicht, was seinerseits zu einer höheren Kompression innerhalb des Zylinders führt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Ventilschaftabdichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Der Auflagering mit dem Versteifungsring sind zunächst zu einer Einheit zusammengefasst und erst nach der Montage der Ventilschaftabdichtung wird der Versteifungsring vom Auflagering separiert. Dieses wird dadurch erreicht, dass der Auflagering in Form eines Stützrings zunächst über wenigstens eine Sollbruchstelle mit dem Versteifungsring verbunden ist, das heißt eine Einheit darstellt. Während der Montage kann der Auflagering durch entsprechend angewendeten Druck vom Versteifungsring abgebrochen werden. Möglich ist aber auch die Sollbruchstelle so auszuführen, dass sie erst nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine bricht und dann den Auflagering freigibt. Der vom Versteifungsring des statischen Dichtteils separate Auflagering erlaubt eine freie Drehbewegung der Ventilfeder und des Ventilfedertellers einschließlich des Ventilfederkopfes. Die Ventilschaftabdichtung soll eine vormontierte Einheit darstellen und aus diesem Grunde ist es günstig, wenn der Auflagering während der Montage mit der Ventilfeder beispielsweise durch Kleben verbunden ist. Erst nach der Montage der Ventilschaftabdichtung am Zylinderkopf des Motors soll sich der Auflagering von der Ventilfeder lösen.

Eine andere Möglichkeit sieht vor den Auflagering verdrehbar auf einem mit dem Versteifungsring integral nach außen gerichteten und am Zylinderkopf anliegenden Flansch des Versteifungsrings aufgelegt wird. Für Montagezwecke wird dieser Ring durch die Feder an den Flansch gedrückt, so dass Federring und Flansch mit zugehörigem Versteifungsring zu der Ventilschafteinheit zugehörig zu betrachten sind.

Der Flansch mit Auflagering bzw. der Auflagering allein kann in einer Vertiefung im Zylinderkopf eingefügt sein. Dadurch wird, insbesondere wenn der Innendurchmesser des Auflagerings relativ groß ist, einer Verlagerung des Auflagerings entgegengewirkt.

In Weiterführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Positionierung des statischen Dichtteils an der Stirnfläche der Ventilschaftführung erfolgt. Dieses erleichtert die Montage der einzelnen Teile. Das statische Dichtteil kann für die Anlage an der Stirnfläche der Ventilschaftführung mit einer Axialringfläche versehen sein.

Der Versteifungsring hat im Längsschnitt gesehen eine Winkel- oder S-Form, wobei der nach innen gerichtete Schenkel am Übergang zur Dichtlippe liegt und von dem Elastomermaterial des Dichtelements umfasst ist. Der in Längsrichtung der Ventilschaftführung liegende Teil des Versteifungsrings ist im Wesentlichen über die gesamte Länge seiner Innenfläche mit dem Elastomermaterial des Dichtteils verbunden. Desweiteren ist es günstig, wenn die Ventilschaftführung aus einem Rohr mit auf seiner gesamten Länge konstanten Innen- und Außendurchmesser besteht.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigt:
1 eine Ventilschaftabdichtung im Längsschnitt mit angedeuteten Sollbruchstellen,
2 die Ventilschaftabdichtung nach 1 nach Abbrechen des Auflagerings und
3 einen Längsschnitt durch eine Ventilschaftabdichtung mit einem gesonderten Auflagering auf dem Flansch des Versteifungsrings
Ausführung der Erfindung
In der 1 ist im Längsschnitt die linke Seite einer Ventilschaftabdichtung 1 dargestellt. Dabei sind der Ventilschaft mit Ventilkopf und Ventilteller der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Die Ventilschaftabdichtung 1 besteht aus dem am Ventilschaft anliegenden dynamischen Dichtteil 2 der aus einem elastomeren Werkstoff gebildet ist und die Dichtlippe 3 hat. Die Dichtlippe 3 wird durch eine Schraubenfeder 4 an den Ventilschaft angedrückt. Der Ventilschaft selbst ist in der Ventilschaftführung 5 geführt. Auf die Ventilschaftführung 5 ist der statische Dichtteil 6 der Dichtung aufgesetzt. Die statische Dichtung 6 wird von dem Versteifungsring 7 aus Metall umfasst. Zur Positionierung des statischen Dichtteils 6 an der Stirnfläche 8 der Ventilschaftführung 5 ist der statische Dichtteil 6 mit einer axialen Ringfläche versehen. Der Versteifungsring 7 ist S-förmig ausgebildet und sein nach innen gerichteter Schenkel 9, der am Übergang zur Dichtlippe 3 liegt, ist von dem Elastomermaterial des Dichtteils 2 umfasst.
Der Versteifungsring 7 ist mit einem treppenartig ausgebildeten und radial nach außen gerichteten Flansch 10 versehen. Auf dem Flansch 10 stützt sich die Feder 11 ab. Der Flansch 10 liegt seinerseits auf dem Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine auf. Der Flansch 10 wird bevorzugt an der Stelle 13 mit einer Sollbruchstelle versehen, welche eine Trennung des äußersten Flanschteils von dem Versteifungsring 7 während der Montage der Ventilschaftabdichtung 1 oder auch nach kurzer Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine ergibt. Der abgetrennte Flanschteil stellt den Auflagering 14 für die Ventilfeder 11 dar, der unabhänig vom Versteifungsring 7 sich mit der Feder 11 verdrehen kann. Mit 15 sind zwei weitere Sollbruchstellen angedeutet, von denen jeweils eine an die Stelle der Sollbruchstelle 13 treten kann. Die Sollbruchstelle 13 wird jedoch bevorzugt.
In der 2 ist die rechte Seite der Ventilschaftabdichtung nach 1 gezeigt nachdem der Auflagering 14 von dem Versteifungsring 7 abgetrennt wurde. Beide Teile sind sodann unabhängig voneinander. Damit eine Verschiebung des Auflagerings 14 in Bezug zum Versteifungsring bzw. zur Ventilschaftführung 5 nicht eintritt, ist im Zylinderkopf 12 eine Vertiefung 16 vorhanden, welche den Auflagering 14 bzw. dessen Außenrand radial umfasst.
Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel im Längsschnitt bei dem der prinzipielle Aufbau der Ventilschaftabdichtung 1, wie er in den 1 und 2 gezeigt wurde, beibehalten ist. Abweichend ist die Ausbildung des Versteifungskörpres 7, der ohne Sollbruchstellen ausgeführt worden ist. Dafür ist der äußere Flanschteil 10 des Versteifungskörpers 7 mit einem separaten Auflagering 20 ausgestattet, der auf dem mit dem Versteifungsring 7 integral verbundenen nach außen gerichteten und am Zylinderkopf 12 anliegenden Flansch aufliegt. Der Auflagering 20 ist dabei verdrehbar angeordnet und aus einem hochfesten Material im Gegensatz zum Versteifungsring 7, der aus einem preisgünstigeren Material gefertigt werden kann. Der lose auf dem Flansch 10 aufliegende Auflagering 20 kann sich mit der Feder 11 frei verdrehen.

Claims

Ventilschaftabdichtung für Brennkraftmaschinen mit einem an einem Ventilschaft anliegenden dynamischen Dichtteil (2) und einem an der Ventilschaftführung anliegenden statischen Dichtteil (6) aus elastomeren Werkstoffen, wobei das statische Dichtteil (6) von einem formstabilen Versteifungsring (7) umgeben ist, gekennzeichnet durch einen von dem Versteifungsring (7) des statischen Dichtteils (6) während oder nach der Montage der Ventilschaftabdichtung am Zylinderkopf (12) eines Motors separierbaren Auflagering (14).
Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagering (14) in der Form eines Stützrings über wenigstens eine Sollbruchstelle (13) mit dem Versteifungsring (7) verbunden ist.
Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagering (20) verdrehbar auf einem mit dem Versteifungsring (7) integral verbundenen nach außen gerichteten und am Zylinderkopf anliegenden Flansch (10) aufliegt.
Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) mit Auflagering (20) oder der Auflagering (14) in einer Vertiefung (16) im Zylinderkopf (12) eingefügt sind.
Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung des statischen Dichtteils (6) an einer Stirnfläche (8) der Ventilschaftführung (5) erfolgt.
Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Dichtteil (6) mit einer axialen Ringfläche für die Anlage an der Stirnfläche (8) der Ventilschaftführung (5) versehen ist.
Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (7) im Längsschnitt gesehen eine Winkel- oder S-Form hat, wobei ein nach innen gerichteter Schenkel (9) am Übergang zur Dichtlippe (3) liegt und vom Elastomermaterial (13) des dynamischen Dichtteils (2) umfasst ist.
Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der in Längsrichtung der Ventilschaftführung (5) liegende Teil des Versteifungsrings (7) im Wesentlichen über die Gesamte Länge seiner Innenfläche (16) mit dem Elastomermaterial (13) des dynamischen Dichtteils (2) verbunden ist.
Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilschaftführung (5) aus einem Rohr mit auf seiner gesamten Länge konstanten Innen- und Außendurchmesser (d, D) besteht.