DE1148812B

DE1148812B - Ventilfuehrung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1148812B
Application number: DEV20895A
Authority: DE
Inventors: Gustav Vogelsang
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1961-07-01
Filing date: 1961-07-01
Publication date: 1963-05-16

Description

Ventilführung für Brennkraftmaschinen Bei Ventilführungen von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, statt einer durchgehenden Führungsbuchse zwei im Abstand voneinander angeordnete Einzelbuchsen aus Metall vorzusehen.
Es ist ferner bekannt, im Zylinderkopf eine Metallführungshülse vorzusehen, in welcher der Ventilschaft an dem in den Ventilkanal hineinragenden Ende der Führungsbuchse in unmittelbarer metallischer Berührung mit dieser steht, während er am anderen Ende der Ventilführungsbuchse in einer Kunststoffbuchse aus schmierungslosem Material geführt ist. Dabei hat diese Kunststoffbuchse den Zweck, die vom Ventilantrieb auf den Schaft übertragenen seitlichen Kräfte aufzunehmen. Dabei ist ferner vorgesehen, auch die ganze Ventilführungsbuchse aus dem betreffenden Kunststoff herzustellen. In diesem Fall enthält die Kunststofführungsbuchse am oberen und unteren Ende je einen Führungsabschnitt, während zwischen diesen Abschnitten die Innenbohrung etwas erweitert ist. In beiden bekannten Fällen ist also gerade in dem Bereich, in welchem der wesentliche Teil der vom Ventil aufgenommenen Wärme abgeführt werden soll, ein Luftspalt vorgesehen, in dem zuletzt genannten Fall sogar noch das schlecht wärmeleitende Material der Kunststoffbuchse, so daß die Wärmeabfuhr stark behindert wird. Außerdem ist in dem Fall, in dem die gesamte Ventilführungsbuchse aus Kunststoff hergestellt ist, der Aufwand für das teuere Buchsenmaterial sehr hoch.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einer Ventilführung für Brennkraftmaschinen, bei welcher der Ventilschaft durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Bohrungsabschnitte aus schmierungslosem Kunststoff geführt ist, den Materialaufwand wesentlich zu verringern und zugleich für eine verbesserte Wärmeabfuhr aus dem Ventilschaft zu sorgen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden Bohrungsabschnitte zwei Buchsen angehören, zwischen denen der Werkstoff des Zylinderkopfes den Ventilschaft derart eng umschließt, daß der Ventilschaft in diesem Teil der Führungsbohrung möglichst geringes Spiel, aber keinesfalls kleineres Spiel als in den Buchsen aufweist.
Es sei noch erwähnt, daß es auch bekannt ist, die Führung des vom Nocken direkt bewegten Stößels in zwei Einzelbuchsen aus Kunststoff aufzuteilen. An dieser Stelle herrschen jedoch nur verhältnismäßig niedrige Temperaturen. Die Übertragung dieser Führung durch zwei Einzelbuchsen auf den Ventilschaft war bisher nicht möglich, da die zur Verfügung stehenden Kunststoffe für die erheblich höhere Wärmebelastung am Ventilschaft ungeeignet waren. Erst in neuerer Zeit sind Kunststoffe mit Selbstschmiereigenschaften auf den Markt gekommen, die auch bei höheren Temperaturen noch geeignet sind. Nun ist diese Widerstandsfähigkeit gegen Wärmebeanspruchung natürlich nicht unbegrenzt. Es kommt vielmehr ganz wesentlich darauf an, daß die Wärme rasch aus dem Ventilschaft abgeführt wird, damit dieser eine bestimmte Temperatur nicht übersteigen kann. Das Wesen der Erfindung ist daher darin zu sehen, daß in dem Raum zwischen den beiden Buchsen der Werkstoff des Zylinderkopfes in der im Anspruch 1 erwähnten Weise eng an den Ventilschaft herangeführt ist, um die Wärme aus diesem abführen zu können und dadurch erst die Aufteilung der Ventilführung in zwei Einzelbuchsen aus Kunststoff zu ermöglichen. Die Kunststoffbuchsen haben bekanntlich den Nachteil, daß sie wärmeisolierend wirken. Besteht der Zylinderkopf aus Leichtmetall oder einem anderen als Stoff mit schlechten Gleiteigenschaften, so ergibt sich die glückliche Kombination, daß die eigentliche Führung im wesentlichen von den beste Gleiteigenschaften aufweisenden, jedoch stark isolierenden Buchsen, und zwar an den am stärksten belasteten Stellen des Ventilschaftes übernommen wird, wogegen die Wärmeableitung durch das Leichtmetall erfolgt, das eine hohe Wärmeleitzahl, aber verhältnismäßig ungünstige Gleiteigenschaften hat.
Um zur Fertigungserleichterung alle Bohrarbeiten am Zylinderkopf von der gleichen Seite aus vornehmen zu können, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung ein im Schaftdurchmesser abgesetztes Ventil verwendet, wobei die engere Führungsbuchse mit ihrem Außendurchmesser in der im Zylinderkopf gelegenen Führungsbohrung sitzt.
Ferner ist erfindungsgemäß die der Wärmeeinwirkung besonders stark ausgesetzte Einzelbuchse, insbesondere die dem Abgaskanal zugekehrte Buchse, um einen bestimmten Abstand zurückgesetzt. In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Beispiel erläutert.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zylinderkopf 1 aus Aluminium mit dem Auspuffkanal 2 und dem Raum 3 für das Kühlmittel - Wasser, Luft oder ein anderes Mittel - sitzen für das oberste und unterste Ende des (nicht gezeichneten) Auslaßventils zwei in den Durchmessern gleich große Führungsbuchsen 4, von denen die dem Auslaßkanal2 benachbarte Buchse zwecks Wärmeschutz um den Abstand x vom Rande des in den Kanal 2 hineinragenden Auges zurückversetzt ist. Beide Buchsen 4 sind gerade nur so lang ausgeführt, daß sie die Beanspruchungen, die durch das Verkanten des Ventils beim Betätigen mittels Kipphebels auftreten, aufnehmen. In dem zwischen den Buchsen 4 befindlichen, im Zylinderkopf 1 liegenden Teil der Ventilführung, der Führungsbohrung 5, ist zur Erreichung eines optimalen Wärmeübergangs vom Ventilschaft zum Zylinderkopf 1 ein möglichst geringes, aber keinesfalls kleineres Laufspiel als bei den Buchsen 4 vorgesehen. Das Laufspiel in den Buchsen 4 sollte allenfalls gleich, besser aber geringer als in der Bohrung 5 gewählt werden, damit die eigentliche Führung und Lagerung des Ventilschaftes nach Möglichkeit stets von den Buchsen übernommen wird, und das Mittelstück aus Aluminium im wesentlichen nur der Wärmeableitung dient.
Fig. 2 zeigt eine Ventilführung für ein Ventil 7 mit abgesetztem Schaftdurchmesser, bei der entsprechend auch die Buchsen 4, 6 im Durchmesser verschieden gehalten sind. Die stärkere Buchse 4 hat die gleichen Maße wie bei der Ausführung in Fig. 1, sie entspricht im Innendurchmesser dem Durchmesser der Führungsbohrung 5, für ihren Außendurchmesser benötigt sie eine größere Bohrung im Zylinderkopf 1. Die engere Buchse 6 dagegen paßt mit ihrem Außendurchmesser in die Führungsbohrung 5, während für ihren Innendurchmesser der Ventilschaftdurchmesser kleiner gehalten ist. Die Ausführung gemäß Fig. 2 hat den Vorteil, daß in der Herstellung alle Bohrarbeiten von der gleichen Seite aus vorgenommen werden können.

Claims

PATENTANS PR ÜCHE: 1. Ventilführung für Brennkraftmaschinen, bei welcher der Ventilschaft durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Bohrungsabschnitte aus schmierungslosem Kunststoff geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bohrungsabschnitte zwei Buchsen (4 bzw. 4 und 6) angehören, zwischen denen der Werkstoff des Zylinderkopfes (1) den Ventilschaft derart eng umschließt, daß der Ventilschaft in diesem Teil der Führungsbohrung (5) möglichst geringes Spiel, aber keinesfalls kleineres Spiel als in den Buchsen aufweist.
2. Ventilführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines im Schaftdurchmesser abgesetzten Ventils (7) die engere Buchse (6) mit ihrem Außendurchmesser in der Führungsbohrung (5) des Zylinderkopfes (1) sitzt.
3. Ventilführung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wärmeeinwirkung besonders ausgesetzte Buchse, insbesondere die dem Auslaßkanal (2) zugekehrte Buchse um einen bestimmten Abstand zurückgesetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1469 270, 1594 517; Buch von H. List »Die Verbrennungskraftmaschine«, Bd. 12, »Ortsfeste und Schiffsdieselmotoren« von F. Mayr, Wien, Springer-Verlag, 1960, S.141,142.