DE1156284B

DE1156284B - Device for generating a rotary movement between two parts of valves

Info

Publication number: DE1156284B
Application number: DET15046A
Authority: DE
Inventors: Samuel Harry Norton
Original assignee: Thompson Products Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1958-04-23
Filing date: 1958-04-23
Publication date: 1963-10-24

Description

Vorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung zwischen zwei Teilen von Ventilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugnug einer Drehbewegung zwischen zwei sich nähernden Teilen von Ventilen, insbesondere von Brennkraftmaschinen, mit einer zwischen Anlageflächen der drehbaren Teile schlauchartig und kreisförmig eingelegten Schraubenfeder, deren Windungen bei axialer Belastung der Teile kippen und dadurch eine Drehung des einen Teils gegenüber dem anderen herbeiführen. Solche Vorrichtungen können insbesondere Verwendung finden bei den Ventilen von Brennkraftmaschinen, da es erwünscht ist, diese Ventile während des Betriebes zu drehen, damit Verbrennungen an den Ventilen und das Entstehen von Freßstellen und Riefen am Ventilschaft vermieden werden.Device for generating a rotary movement between two parts of valves The invention relates to a device for producing a Rotational movement between two approaching parts of valves, in particular of Internal combustion engines, with a hose-like between contact surfaces of the rotatable parts and circularly inserted helical spring, the coils of which under axial load of the parts tilt and thereby a rotation of one part relative to the other bring about. Such devices can be used in particular in the Valves of internal combustion engines, as it is desirable to have these valves during the Turning operation, so that burns on the valves and the formation of seizures and scores on the valve stem are avoided.

Bei Freilaufkupplungen ist es bereits bekannt, zwischen zwei Teilen eine Schraubenfeder vorzusehen, die zu einem in sich geschlossenen Ring gewunden ist und deren Windungen unter Vorspannung schräggestellt sind und sich an gegenüberliegenden Flächen dieser Teile abstützen. Die Schraubenfeder bei dieser bekannten Kupplungsanordnung dient jedoch nur als Klemmkörper.With overrunning clutches, it is already known between two parts to provide a coil spring which is wound into a self-contained ring is and the turns are tilted under bias and are on opposite sides Support surfaces of these parts. The coil spring in this known clutch arrangement however, only serves as a clamp body.

Es sind auch bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen die Drehung zwischen zwei Teilen mit Hilfe aufeinander gleitender Schrägflächen oder mit Hilfe von Kugeln erreicht wird, die auf Schrägflächen laufen. Derartige Vorrichtungen sind jedoch baulich kompliziert und teuer. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, zur Erzeugung der Drehbewegung eine zwischen den drehbaren Teilen kreisförmig angeordnete Schraubenfeder zu verwenden, deren Windungen bei axialer Belastung der Teile kippen und dadurch eine Drehung des einen Teils gegenüber dem anderen herbeiführen. Dabei sieht der Vorschlag zwischen den beiden zueinander drehbaren Teilen eine konische Federscheibe vor, die eine Anlage für die Feder auf der Seite des einen Teils bildet und die Teile an der gegenseitigen Drehung hindert, solange die axiale Belastung ein bestimmtes Maß nicht überschreitet, um die Drehung erst nach einer gewissen Annäherung der beiden Teile, also z. B. nach dem Abheben eines Ventiltellers, zu ermöglichen.There are also already known devices in which the rotation between two parts with the help of sloping surfaces sliding on each other or with the help of is reached by balls that run on inclined surfaces. Such devices however, they are structurally complex and expensive. It has therefore already been suggested for generating the rotary movement a circularly arranged between the rotatable parts Use coil springs, the coils of which tilt when the parts are axially loaded and thereby cause one part to rotate relative to the other. Included the proposal sees a conical between the two mutually rotatable parts Spring washer before, which forms an attachment for the spring on the side of one part and prevents the parts from rotating with respect to one another as long as the axial load is applied does not exceed a certain amount, the rotation only after a certain amount Approach of the two parts, so z. B. after lifting a valve plate, too enable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, in einfacher und billiger Weise eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung zu schaffen, die überall dort Anwendung finden kann, wo zwei Teile von Ventilen unter axialer Belastung eine hin- und hergehende Bewegung zueinander ausführen, wobei die Drehung erst nach dem Abheben des Ventils von seinem Sitz stattfinden soll.It is an object of the invention to provide a simple and cheap way To create a device for generating a rotary movement that can be used anywhere can find where two parts of valves under axial load one reciprocating Execute movement towards each other, the rotation only after the valve has been lifted off should take place from his seat.

Nach der Erfindung soll diese Aufgabe dadurch gelöst werden, daß bei konzentrischer Ausbildung der Anlageflächen die Anlagefläche für die schlauchartig und kreisförmig eingelegte Schraubenfeder des einen drehbaren Teils konisch zu dieser Schraubenfeder ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der andere drehbare Teil eine zur Drehachse konzentrische Kreiszylinderfläche auf, an der die Windungen der Schraubenfeder an ihrem äußeren Umfang anliegen.According to the invention, this object is to be achieved in that at concentric design of the contact surfaces the contact surface for the hose-like and circularly inserted helical spring of the one rotatable part conically to this Helical spring is formed. Preferably, the other rotatable part has one to the axis of rotation concentric circular cylinder surface on which the turns of the helical spring rest on their outer periphery.

Bei einer derartigen Anordnung wird infolge der Vorspannung, unter der die Feder sich zwischen den beiden Teilen befindet, und infolge der Reibung der Windungen an der konzentrischen Kreiszylinderfläche des ersten Teils der Annäherungsbewegung der beiden Teile, also z. B. im ersten Teil der öffnungsbewegung eines Ventils, eine Drehung der Teile zueinander verhindert. Erst sobald die axiale Belastung ein bestimmtes Maß überschreitet, tritt ein Kippen der Windungen ein. Dabei bewirkt die Reibung der Windungen an der Kreiszylinderfläche des einen Teils außerdem, daß die Feder auch beim Wiederaufrichten der Windungen ein Stück vorrückt und ein Drehen der Teile zueinander herbeiführt.In such an arrangement, as a result of the bias, under which the spring is between the two parts, and due to the friction of the turns on the concentric circular cylinder surface of the first part of the approach movement of the two parts, so z. B. in the first part of the opening movement of a valve, prevents the parts from rotating relative to one another. Only as soon as the axial load occurs exceeds a certain level, the turns will tilt. It causes the friction of the windings on the circular cylinder surface of one part also that the spring also advances and turns a little when the coils are straightened up again which brings parts together.

Um den richtigen Abstand zwischen den Windungen zu gewährleisten, kann der eine drehbare Teil mit Nuten versehen sein, die die Windungen der Schraubenfeder aufnehmen und im Abstand voneinander halten.To ensure the correct spacing between the coils, can the one rotatable part with Grooves be provided that the turns the coil spring and keep them at a distance from each other.

Zweckmäßig ist es ferner, die Annäherungsbewegung der zueinander drehbaren Teile durch einen Anschlag zu begrenzen, um eine überlastung der Feder beim Kippen der Windungen zu vermeiden bzw. um eine Vorspannung der Feder beim Wiederaufrichten der Windungen zu sichern.It is also useful, the approach movement of the mutually rotatable Limit parts with a stop to avoid overloading the spring when tilting to avoid the coils or to pre-tension the spring when it is straightened up again to secure the turns.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using several exemplary embodiments.

Fig. 1 und 11 zeigen jeweils als Teildarstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen einer Drehbewegung zwischen zwei Teilen, und zwar in Anwendung bei einer Tellerventilanordnung eines Verbrennungsmotors, wobei bestimmte Teile weggebrochen und andere Teile im Schnitt dargestellt sind, um die Lage der Bauteile während der zyklischen Betätigung des Ventils zu zeigen. Fig. 1 zeigt die Ventildreheinrichtung am Beginn eines Arbeitsspiels zum Drehen des Ventils, während Fig. 11 die Bauteile der Ventildreheinrichiung am Ende der Ventildrehperiode veranschaulicht.1 and 11 each show, as a partial representation, a device according to the invention Device for generating a rotary movement between two parts, in use in a poppet valve assembly of an internal combustion engine, with certain parts broken away and other parts shown in section to show the location of the components to show during the cyclic actuation of the valve. Fig. 1 shows the valve rotating device at the beginning of a working cycle for rotating the valve, while FIG. 11 shows the components the valve turning device illustrated at the end of the valve turning period.

Fig. 2 zeigt die Ventildreheinrichtung im Grundriß, wobei ein Teil im wesentlichen längs der Linie II-II in Fig. 1 weggebrochen gezeichnet ist, um die Schrägstellung der Federwindungen erkennen zu lassen.Fig. 2 shows the valve rotating device in plan, with a part is drawn broken away substantially along the line II-II in Fig. 1 to to reveal the inclination of the spring coils.

Fig. 3 ist ein in größerem Maßstab gezeichneter Teilschnitt, der im wesentlichen der Linie III-III in Fig. 2 folgt.Fig. 3 is a larger-scale partial section shown in essentially the line III-III in Fig. 2 follows.

Fig. 4 ist eine teilweise als Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3 und teilweise als Ansicht gezeichnete Darstellung der Ventildreheinrichtung, und zwar zeigt sie die Lage der Federwindungen vor dem Kippen durch das Aufbringen größerer axialer Lasten.Fig. 4 is a partially sectioned along the line IV-IV in Fig. 3 and partially shown as a view of the valve rotating device, and although it shows the position of the spring coils before tilting by applying larger ones axial loads.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht im wesentlichen längs der Linie V-V in Fig. 3 und zeigt die Federwindungen in dem auch aus Fig. 4 ersichtlichen Zustand.Figure 5 is a side view taken substantially along line V-V in FIG. 3 and shows the spring coils in the state also shown in FIG.

Fig. 6 zeigt die Federwindungen in derjenigen Lage, die sie einnehmen, nachdem sie durch eine zwischen den einander axial benachbarten Teilen übertragene gesteigerte AxiaIkraft gekippt worden sind.Fig. 6 shows the spring coils in the position they assume after being transmitted by one between the axially adjacent parts increased axial force have been tilted.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht und zeigt die Federwindungen in dem gleichen Zustand wie Fig. 6.Fig. 7 is a side view showing the spring coils in the same condition as FIG. 6.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt, der auf der entgegengesetzten Seite der Ventildreheinrichtung geführt ist und die Lage der Teile zeigt, wenn das Ventil geöffnet und die Ventilfeder zusammengedrückt ist.Fig. 8 shows a section taken on the opposite side of the Valve rotating device is guided and shows the location of the parts when the valve open and the valve spring is compressed.

Fig. 9 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel, bei dem die erfindungsgemäße Ventiidreheinrichtung zwischen der Ventilfeder und einem Bauteil des Motors angeordnet ist.Fig. 9 shows a modified embodiment in which the invention Valve rotating device arranged between the valve spring and a component of the engine is.

Fig. 10 zeigt eine Abwicklung, welche die Bewegungsbahn eines Punktes auf der Karte eines der einander axial benachbarten Teile während ihrer zyklischen Betätigung erkennen läßt.Fig. 10 shows a development showing the trajectory of a point on the map one of the axially adjacent parts during their cyclical Actuation can be recognized.

Die einander axial benachbarten, relativ zueinander drehbaren Teile bestehen hier aus einer mit dem Ventilschaft 37 verbundenen Ventilkappe bzw. einem Federteller 10 sowie einem Bundteil 11. Am Oberteil des Federtellers 10 ist eine ringförmige Schulter 15 mit einer ringförmigen, sich radial nach außen erstreckenden Stirnfläche 14 und einer ringförmigen, axial verlaufenden Wand 16 ausgebildet. Von der ringförmigen Schulter 15 aus erstreckt sich radial nach außen ein als ringförmige konische Anlagefläche 18 ausgebildeter Flansch 17. Die Anlagefläche 18 ist durch eine sich axial erstreckende äußere Umfangskante 19 begrenzt.The axially adjacent, relatively rotatable parts consist here of a valve cap connected to the valve stem 37 or a Spring plate 10 and a collar part 11. On the upper part of the spring plate 10 is a annular shoulder 15 with an annular, radially outwardly extending End face 14 and an annular, axially extending wall 16 is formed. from the annular shoulder 15 from extends radially outwardly as an annular conical contact surface 18 formed flange 17. The contact surface 18 is through an axially extending outer peripheral edge 19 delimits.

Der Bund- oder Ringteil 11 umfaßt einen zylindrischen Hauptabschnitt 21 mit einer konzentrisch angeordneten Kreiszylinderfläche 27 sowie einen Flansch mit einer flachen, zu der Seitenwand 21 rechtwinklig angeordneten Stirnwand 22. Diese Stirnwand 22 weist einen als Führungsabschnitt für die Schließfeder 39 wirkenden axialen Fortsatz 23 auf, der die Ventilkappe 10 in einem Abstand konzentrisch umgibt.The collar or ring part 11 comprises a cylindrical main section 21 with a concentrically arranged circular cylinder surface 27 and a flange with a flat end wall 22 arranged at right angles to the side wall 21. This end wall 22 has a guide section for the closing spring 39 axial extension 23 which surrounds the valve cap 10 concentrically at a distance.

Der Flansch 22 bildet eine Sitzfläche 24 für die Ventilschließfeder 39. Die flache Innenfläche 26 des Flansches 22 ist in einem axialen Abstand von der Lagerfläche 18 angeordnet und der Fläche 27 benachbart.The flange 22 forms a seat surface 24 for the valve closing spring 39. The flat inner surface 26 of the flange 22 is at an axial distance from the bearing surface 18 arranged and the surface 27 adjacent.

Die Anlagefläche 18 bildet zusammen mit der flachen, gleichfalls als Anlagefläche dienenden Innenseite 26 und der Kreiszylinderfläche 27 einen ringförmigen Raum, in dem Federmittel angeordnet sind, beispielsweise eine zu einem Ring gewundene Schraubenfeder 28, deren Enden sich entweder berühren oder sich in einem geringen Abstand voneinander befinden.The contact surface 18 forms together with the flat, also as The inner side 26 serving the contact surface and the circular cylindrical surface 27 has an annular shape Space in which spring means are arranged, for example one wound into a ring Coil spring 28, the ends of which either touch or move slightly Distance from each other.

Beim Zusammenbau der Ventilkappe 10 des Bundteils 11 und der Feder 28 wird zunächst die Ventilkappe 10 auf die Feder 28 aufgelegt und nach unten gedrückt, bis sämtliche Windungen einem Druck ausgesetzt sind, der annähernd der vorgesehenen kleinsten axialen Last entspricht, die z. B. durch den normalen Ventilfederdruck gegeben ist. Wenn es sich um eine linksgängige Schraubenfeder handelt, wird die Ventilkappe 10 gleichzeitig nach links gedreht, bis die Windungen der Feder umkippen, bei einer rechtsgängigen Schraubenfeder entsprechend nach rechts. Hierauf wird der Druck vermindert, bis er noch etwas größer ist als die vorgesehene kleinste axiale Last, und der Rand 29 des Bundteils 21 durch Drücken oder Umbördeln an die Oberseite 20 der Ventilkappe 10 angelegt, so daß die Ventilkappe durch die Kraft der Feder 28 nicht mehr gehoben werden kann. Die Ventilkappe 10 und das Bundteil 11 sind somit im vorgespannten Zustand zusammengebaut. Gemäß den Grundgedanken der Erfindung soll die Feder 28 nicht nur normale Federkräfte zwischen dem Bundteil 11 und der Ventilkappe 10 übertragen und relative Drehbewegungen der Teile normalerweise verhindern, sondern die Windungen der Feder 28 sollen zweckmäßigerweise zwischen den relativ zueinander drehbaren Teilen 10 und 11 zur Erzeugung einer Drehbewegung dienen. Die Feder 28 weist daher zweckmäßigerweise eine Vielzahl von einzelnen Windungen auf, die in geringen gegenseitigen Abständen angeordnet sind, so daß der Schraubenwinkel der einzelnen Windungen genügend klein ist und die Feder 28 Kräfte quer zur Längsachse der Feder übertragen kann.When assembling the valve cap 10 of the collar part 11 and the spring 28, the valve cap 10 is first placed on the spring 28 and pressed down, until all turns are exposed to a pressure that is approximately that intended corresponds to the smallest axial load z. B. by the normal valve spring pressure given is. If it is a left-hand coil spring, the Turn valve cap 10 to the left at the same time until the coils of the spring tip over, in the case of a right-hand helical spring, correspondingly to the right. Then the Pressure is reduced until it is a little larger than the intended smallest axial Last, and the edge 29 of the collar part 21 by pressing or flanging to the top 20 of the valve cap 10 applied so that the valve cap by the force of the spring 28 can no longer be lifted. The valve cap 10 and the collar part 11 are thus assembled in the pretensioned state. According to the basic idea of the invention the spring 28 not only normal spring forces between the collar part 11 and the valve cap 10 and normally prevent relative rotational movements of the parts, but the turns of the spring 28 should expediently between the relative to each other rotatable parts 10 and 11 are used to generate a rotary movement. The spring 28 therefore expediently has a large number of individual turns, which in are arranged small mutual distances, so that the screw angle of the individual turns is sufficiently small and the spring 28 forces transversely to the longitudinal axis the spring can transmit.

In Fig. 1 zeigt ein Motorbauteil 30 mit einem Kanal P, einer Ventilöffnung 32 sowie einem schrägen Ventilsitz 33, mit der die Sitzfläche 34 eines am Ende des Ventilschaftes 37 angeordneten Ventiltellers 36 zusammenwirkt. Der Ventilschaft ist in einem Bauteil 31 des Motors in einer Ventilschaftführung 38 gleitend geführt. Das eine Ende 40 der Ventilfeder 39 stützt sich an dem Bauteil 31 des Motors und das entgegengesetzte Ende 41 an der Ventilfedersitzfläche 24 des Flansches 22 ab.1 shows an engine component 30 with a channel P, a valve opening 32 and an inclined valve seat 33, with which the seat surface 34 of a valve disk 36 arranged at the end of the valve stem 37 interacts. The valve stem is slidably guided in a component 31 of the engine in a valve stem guide 38. One end 40 of the valve spring 39 is supported on the component 31 of the motor and the opposite end 41 on the valve spring seat surface 24 of the flange 22.

Wie aus Fig. 3, 5, 7 und 8 ersichtlich, weist die Anlagefläche 18 eine Anzahl von in Umfangsabständen verteilten Nuten 50 auf. Jede dieser Nuten 50 umfaßt eine Bodenfläche 51 und geneigte Seitenwände 52 und 53 (Fig. 5). Die Anzahl der Nuten 50 entspricht vorzugsweise der Anzahl der Federwindungen, kann jedoch auch davon abweichen. Die Windungen der Feder 28 werden beim Zusammenbau unter Druck teilweise oder vollständig in Fluchtung mit den entsprechenden Nuten oder Rillen 50 in der Anlagefläche 18 gebracht. Wenn die Teile in dieser Weise zusammengebaut sind, werden die Windungen der Feder 28 durch die Nuten 50 ständig getrennt und in den richtigen Abständen voneinander gehalten. Die Breite der Nuten 50 ist jedoch so gewählt, daß die einzelnen Windungen 56 ungehindert kippen können. Die schrägen Seitenwände 52 und 53 haben die Aufgabe, die einzelnen Windungen voneinander getrennt zu halten und ein Zusammendrücken der Windungen während der zyklischen Betätigung der Vorrichtung zu verhindern.As can be seen from FIGS. 3, 5, 7 and 8, the contact surface 18 has a number of circumferentially spaced grooves 50. Each of these grooves 50 includes a bottom surface 51 and sloping side walls 52 and 53 (Fig. 5). The number of the grooves 50 preferably corresponds to the number of spring coils, but can also differ from it. The coils of the spring 28 are under pressure during assembly partially or completely in alignment with the corresponding grooves or grooves 50 brought into the contact surface 18. When the parts are assembled in this way are, the turns of the spring 28 are constantly separated by the grooves 50 and kept at the correct distances from each other. However, the width of the grooves 50 is chosen so that the individual turns 56 can tilt freely. The sloping ones Side walls 52 and 53 have the task of separating the individual turns from one another and a compression of the windings during the cyclic actuation to prevent the device.

Die Stirnfläche 14 der ringförmigen Schulter 15 überlappt den inneren Teil der ebenen Anlagefläche 26 des Flansches 22. Die Flächen 14 und 26 bilden daher einen axialen Anschlag für axiale Bewegung der Bauteile 10 und 11 und begrenzen das Kippen der Federwindungen.The end face 14 of the annular shoulder 15 overlaps the inner part of the flat contact surface 26 of the flange 22. The surfaces 14 and 26 therefore form an axial stop for the axial movement of the components 10 and 11 and limit the tilting of the spring coils.

In Fig. 3 ist eine einzelne Windung 56 der ringförmigen Feder gezeigt, die die Ventilkappe 10 im Punkt A, die Kreiszylinderfläche 27 des Bundteils 11 im Punkt B und die flache Innenseite 26 im Punkt C berührt. Die Kegelwinkel der Anlagefläche 18 beträgt vorzugsweise etwa 25°, kann jedoch zwischen 20 und 30° variieren. Bei dieser Anordnung wird der Druck jeder einzelnen Windung 56 gegen das Bundteil 11 im Punkt C größer sein als am Punkt B, was auf die Keilwirkung der mit Nuten versehenen konischen Anlagefläche 18 der Ventilkappe 10 zurückzuführen ist. Wenn die Ventilkappe 10 gegenüber dem Bundteil 11 unter Aufbringen von Druck gedreht wird, wie es während des Zusammenbaues der Fall ist, und wenn die Windungen 56 der Feder 28 umkippen, wird somit jeder Punkt A eine annähernd doppelt so große Strecke zurücklegen wie der Punkt B, während die dem Punkt C benachbarten Abschnitte der Feder 28 keine Bewegung ausführen. Wie aus Fig. 4 und 5 bzw. 6 und 7 ersichtlich, werden die einzelnen Windungen 56 der Federmittel 28 somit im Punkt B fest gegen, den Bundteil 11 gedrückt, und da die Windungen 56 bei- A' und C Schwenkbewegungen ausführen können, wird die bei B' auftretende Reibung bestrebt sein, jede Windung 56 im Punkt B' zurückzuhalten. Dadurch wird bewirkt, daß die Windungen nicht nur bei A' nach vorn, sondern auch bei B' nach hinten kippen. Wenn man die Windungen 56 in Fig. 6 von oben oder in Fig. 7 von der Seite aus betrachtet, so erkennt man, daß die Windungen bei A' nach vorn gekippt und bei B' zu- rückgehalten worden sind, so daß die Windungen der Federmittel 28 eine Schrägstellung gegenüber der Kreiszylinderfläche 27 einnehmen. Da die Windungen infolge des Neigungswinkels der Anlagefläche 18 der Ventilkappe 10 gegenüber der ebenen Anlagefläche 26 des Bundteils 11 mit dieser Fläche 27 verkeilt werden, arbeiten sie nach Art der bei einer Überholkupplung vorgesehenen. Anschläge, und sie setzen einer Bewegung auf dem Bundteii 11 in einer zur Drehrichtung der Ventilkappe 10 entgegengesetzten Richtung einen Widerstand entgegen; die Drehrichtung ist in Fig. 6 und 7 durch den Pfeil 54 angedeutet. Die gleiche Winkellage der Windungen 56 ist auch in Fig. 2 dargestellt.In Fig. 3, a single turn 56 of the annular spring is shown, which touches the valve cap 10 at point A, the circular cylinder surface 27 of the collar part 11 at point B and the flat inside 26 at point C. The cone angle of the contact surface 18 is preferably approximately 25 °, but can vary between 20 and 30 °. With this arrangement, the pressure of each individual turn 56 against the collar part 11 will be greater at point C than at point B, which is due to the wedge effect of the grooved conical contact surface 18 of the valve cap 10. If the valve cap 10 is rotated with respect to the collar portion 11 with the application of pressure, as is the case during assembly, and if the coils 56 of the spring 28 overturn, each point A will thus cover approximately twice as long as the point B , while the sections of the spring 28 adjacent to the point C do not move. As can be seen from FIGS. 4 and 5 or 6 and 7, the individual windings 56 of the spring means 28 are thus pressed firmly against the collar part 11 at point B, and since the windings 56 can perform pivoting movements at A 'and C the friction occurring at B 'endeavor to hold back each turn 56 at point B'. This causes the turns to tilt not only forwards at A 'but also backwards at B'. If one looks at the windings 56 in FIG. 6 from above or in FIG. 7 from the side, it can be seen that the windings at A 'have been tilted forward and at B' have been retained so that the windings of the Spring means 28 assume an inclined position with respect to circular cylinder surface 27. Since the windings are wedged with this surface 27 as a result of the angle of inclination of the contact surface 18 of the valve cap 10 with respect to the flat contact surface 26 of the collar part 11, they work in the manner provided for an overrunning clutch. Stops, and they oppose a movement on the collar portion 11 in a direction opposite to the direction of rotation of the valve cap 10; the direction of rotation is indicated in FIGS. 6 and 7 by the arrow 54. The same angular position of the turns 56 is also shown in FIG.

Bei geschlossenem Ventil nach Fig. 1 ist die Ventilfeder 39 teilweise entspannt, und die von ihr aufgebrachte Druckkraft ist erheblich kleiner als bei geöffnetem Ventil nach Fig. 11. Die einzelnen Windungen 56 der Feder 28 werden somit die aus Fig. 4 und 5 ersichtliche Lage einnehmen, bei der sie an der Oberseite gemäß Fig. 5 etwas gekippt sind und bei der sie, wie in Fig.4 bei B angedeutet, auch etwas in Richtung auf die Innenfläche 27 des Bundteils 11 gekippt sind. Wenn die Ventilfeder 39 während der Ventilöffnungsbewegung zusammengedrückt wird, wird auf die Windungen 56 der Feder 28 eine immer größer werdende Last aufgebracht, bis die Windungen 56 in der in Fig. 6 bei A' angedeuteten Weise nach vorn kippen, während sie gemäß Fig. 7 bei B' infolge ihrer Reibung an der Innenfläche 27 des Bundteils 11 zurückgehalten werden. Wenn chc, Windungen 56 bei A' umkippen und sich bei C drehen, muß sich die Ventilkappe 10 notwendigerweise drehen. Durch die überholkupplungswirkung der Windungen 56 bei B' wird eine wirkliche Winkelbewegung zwischen den Teilen hervorgerufen.When the valve according to FIG. 1 is closed, the valve spring 39 is partially relaxed and the compressive force applied by it is considerably smaller than when the valve according to FIG. 11 is open. The individual turns 56 of the spring 28 thus become the position shown in FIGS occupy, in which they are slightly tilted at the top according to FIG. 5 and in which, as indicated in FIG. If the valve spring 39 is compressed during the valve opening movement, an increasing load is applied to the coils 56 of the spring 28 until the coils 56 tilt forward in the manner indicated at A 'in FIG be retained at B 'due to their friction on the inner surface 27 of the collar portion 11. If chc, turns 56 tip over at A 'and rotate at C , the valve cap 10 must necessarily rotate. The overrunning clutch action of the windings 56 at B 'causes real angular movement between the parts.

Wenn sich die Druckkraft der Ventilfeder 39 während der Schließbewegung des Ventils verringert, richten sich die Windungen 56 der Feder 28 auf, und die Ventilkappe 10 wird wieder in ihre ursprüngliche Lage nach oben bewegt. Wenn die Windungen 56 daraufhin erneut ihre ursprüngliche Lage einnehmen sollen, ist es erforderlich, daß die Windungen bei B' um eine Strecke zurückgleiten, die ebenso groß ist wie diejenige Gleitbewegung beim Kippen der Windungen.When the compressive force of the valve spring 39 during the closing movement of the valve is reduced, the windings 56 of the spring 28 are erected, and the Valve cap 10 is moved back up to its original position. If the Windings 56 are then to assume their original position again, it is necessary to that the turns at B 'slide back a distance which is as great as that sliding movement when tilting the windings.

Wie oben erwähnt, stehen die Windungen 56 im Punkt B' unter einem Winkel zu der Innenfläche 27 des Bundteils 11. Ferner sind die Windungen 56 zwischen der ebenen Anlagefläche 26 des Bundteils 11 und der mit Nuten versehenen konischen Anlagefläche 18 der Ventilkappe 10 eingekeilt. Die geringe Schrägstellung der Windungen 56 gegenüber dem Bundteil11 bei B' bewirkt, daß die Windungen an der Innenfläche 27 des Bundteils 11 bei B' fest angreifen. Der Punkt B' befindet sich in einem größeren Abstand von der Drehachse des Ventils als der Punkt C. Daher ist das an dem Punkt B' angreifende Drehmoment größer als das bei C auftretende. Ferner sei bemerkt, daß das Vorwärtskippen der Windungen 56 in der Umfangsrichtung bei A' die Windungen in eine Winkellage gegenüber der flachen Anlagefläche 26 des Bundteils 11 bei C bringt, bei der sie an dieser Fläche nicht fest angreifen. Wenn sich die Windungen infolge ihres Federungsvermögens geraderichten, können sie somit am Punkt C leichter gleiten als am Punkt B'. Demnach werden die Windungen am Punkt B' festgehalten und geschwenkt, während sie gemäß Fig. 7 am Punkt C nach rechts gleiten. Die kurze Strecke, welche die Windungen am Punkt C gleitend zurücklegen, wird von derjenigen Strecke abgezogen, um welche sich die Windungen am Punkt A' zurückbewegen. Infolgedessen tritt eine schrittweise Bewegung auf.As mentioned above, the turns 56 at point B 'are at an angle to the inner surface 27 of the collar part 11. Furthermore, the turns 56 are wedged between the flat contact surface 26 of the collar part 11 and the grooved conical contact surface 18 of the valve cap 10. The slight inclination of the turns 56 with respect to the collar part 11 at B 'has the effect that the turns firmly engage the inner surface 27 of the collar part 11 at B'. Point B 'is at a greater distance from the axis of rotation of the valve than point C. The torque acting at point B 'is therefore greater than that occurring at C. It should also be noted that the forward tilting of the turns 56 in the circumferential direction at A ' brings the turns into an angular position with respect to the flat contact surface 26 of the collar part 11 at C , in which they do not grip this surface firmly. If the coils straighten out due to their resilience, they can slide more easily at point C than at point B '. Accordingly, the turns are held at point B 'and pivoted while they slide to the right at point C as shown in FIG. The short distance that the windings slide back at point C is subtracted from that distance by which the windings move back at point A '. As a result, a gradual movement occurs.

Wie bereits erwähnt, wird durch die Vorspannwirkung der Feder 28 jede Drehbewegung zwischen Ventilkappe 10 und Bundteil 11 verhindert, während das Ventil den ersten Teil seiner Öffnungsbewegung durchläuft und seiner kleinsten Belastung ausgesetzt ist. Dies ist besonders zweckmäßig, da gerade im Anfangsstadium der Ventilöffnungsbewegung oder gerade im Ventilschließstadium bei einer Drehung eine zu schnelle Abnutzung der Bauteile des Ventils auftreten würde. Wenn man die Teile jedoch mit Vorspannung zusammenbaut, muß zum Drehen des Ventils die Ventilfeder 39 etwas zusammengedrückt werden, oder die zwischen den Teilen wirkende axiale Last muß über den Betrag der kleinsten Last gesteigert werden, z. B. wenn der Ventilteller 36 gerade von seinem Sitz 33 abgehoben wird, so daß ein weiteres Kippen der Windungen 56 stattfindet.As already mentioned, the biasing action of the spring 28 each Rotary motion between Valve cap 10 and collar part 11 prevents while the valve goes through the first part of its opening movement and his is exposed to the slightest load. This is particularly useful because the Initial stage of the valve opening movement or just in the valve closing stage rotation would cause the valve components to wear out too quickly. However, if the parts are assembled with preload, the valve must rotate the valve spring 39 are compressed somewhat, or the one acting between the parts axial load must be increased beyond the amount of the smallest load, e.g. B. if the valve plate 36 is just lifted from its seat 33, so that another Tilting of the turns 56 takes place.

Während der Schließbewegung des Ventils werden sich die Windungen 56 geradegerichtet haben, und die Ventilkappe 10 wird den umgebördelten Abschnitt 29 des Bundteils 11 berühren, bevor die axiale Last erneut auf ihren Kleinstwert vermindert worden ist bzw. bevor sich die Ventilfeder 39 vollständig ausgedehnt hat und der Ventilteller 36 mit der Sitzfläche 33 in Berührung gekommen ist. Hierdurch wird jede Drehbewegung des Ventils während seiner Berührung mit der Sitzfläche verhindert.During the closing movement of the valve, the coils will turn 56 straightened and the valve cap 10 will have the flanged portion 29 of the collar part 11 touch before the axial load is again at its lowest value has been reduced or before the valve spring 39 expands completely and the valve disk 36 has come into contact with the seat surface 33. Through this any rotary movement of the valve while it is in contact with the seat is prevented.

Fig. 10 veranschaulicht schematisch in Form einer Abwicklung, auf welche Weise sich ein Punkt X auf der Kante der Ventilkappe 10 bewegt, während das Ventil geöffnet und geschlossen wird. Zuerst bewegt sich der Punkt X senkrecht nach unten bis annähernd zu dem Punkt 60, woraufhin der Punkt X, wie bei 61 angedeutet, unter einem Winkel bewegt wird. Wenn sich das Ventil schließt, bewegt sich der Punkt X von 61 nach 62 nach oben unter einem Winkel gegenüber der Senkrechten, der kleiner ist als der Winkel bei der Abwärtsbewegung. Hierauf bewegt sich der Punkt X geradlinig nach oben bis zum Punkt 63, so daß er die in Fig. 10 mit 64 bezeichnete Strecke zurückgelegt hat.Fig. 10 illustrates schematically in the form of a development which way a point X moves on the edge of the valve cap 10 while the Valve is opened and closed. First the point X moves vertically down to approximately the point 60, whereupon the point X, as indicated at 61, is moved at an angle. When the valve closes, the point moves X from 61 to 62 upwards at an angle to the vertical which is smaller is than the angle when moving down. The point X then moves in a straight line upwards to point 63, so that it is the route designated by 64 in FIG has covered.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ist die Ventildreheinrichtung zwischen der Ventilfeder und einem Bauteil des Motors angeordnet. Bauteile, die den Bauteilen des weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiels entsprechen, sind jeweils mit den gleichen Bezugsziffern unter Hinzufügung des Buchstabens a bezeichnet. Der innere Bauteil 10a wird mit dem äußeren Bauteil 11 a durch einen bei 29 a ausgebildeten Flansch unter Vorspannung zusammengehalten. Der Flansch 29 a ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 nicht an dem äußeren Bauteil, sondern an dem inneren Bauteil 10a ausgebildet und überlappt den Wandabschnitt 23 a des außenliegenden Bauteils.In the embodiment according to FIG. 9, the valve rotating device is arranged between the valve spring and a component of the engine. Components that correspond to the components of the embodiment described above each with the same reference numerals with the addition of the letter a. The inner component 10a is formed with the outer component 11a by one at 29a Flange held together under prestress. The flange 29 a is in the embodiment According to FIG. 9, it is not formed on the outer component, but on the inner component 10a and overlaps the wall section 23 a of the outer component.

Der innere Bauteil ist mit Nuten 50 a versehen, durch welche die Windungen 56a der Feder 28a zwischen der Anlagefläche 26a, einer durch die Seitenwand 21a gebildeten zylinderförmigen Innenfläche 27 a und der konischen Anlagefläche 18 a in gegenseitigen Abständen gehalten werden.The inner member is provided with grooves 50 a, through which the turns of the spring 28a between the contact surface 26a, a cylindrical inner surface formed by the side wall 21a a and the conical abutment surface 18 are kept a in mutual distances 56a 27th

Am Ende des Ventilschaftes 37a ist ein üblicher Federteller 70 mit Hilfe üblicher, mit einer Nut 72 zusammenarbeitender Befestigungsmittel 71 verankert. Das bei 41a angedeutete obere Ende der Ventilfeder 39 a stützt sich an dem Federteller 70 ab. Die Arbeitsweise der Ventildreheinrichtung nach Fig. 9 ähnelt derjenigen des weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiels. Durch die Dreipunktauflage zwischen den Flächen der Ventildreheinrichtung und der Umfangsfläche der Windungen 56 wird ein Verschleiß der Feder 28 und der diese unmittelbar berührenden Bauteile 10 und 11 selbsttätig ausgeglichen. Außerdem können für den Durchmesser der Windungen 56 große Toleranzen vorgesehen werden, wodurch die Herstellungskosten der Feder erheblich vermindert werden.At the end of the valve stem 37a there is a conventional spring plate 70 Using conventional fastening means 71 cooperating with a groove 72 anchored. The indicated at 41a upper end of the valve spring 39a is supported on the spring plate 70 from. The operation of the valve rotating device according to FIG. 9 is similar to that of the embodiment described above. Thanks to the three-point support between the surfaces of the valve rotator and the circumferential surface of the coils 56 wear of the spring 28 and the components 10 and 10 in direct contact therewith 11 automatically balanced. In addition, for the diameter of the turns 56 large tolerances can be provided, whereby the manufacturing costs of the spring are considerable be reduced.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for generating a rotary movement between two parts of valves approaching under axial load, in particular of internal combustion engines, with a helical spring inserted in a hose-like and circular manner between contact surfaces of the rotatable parts, the coils of which tilt when the parts are axially loaded, thereby causing a rotation of the bring about one part over the other, characterized in that with concentric design of the contact surfaces (18, 26) the contact surface (18) for the hose-like and circularly inserted helical spring (28) of the one rotatable part (10) is conical to this helical spring (28) is trained.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the other rotatable part (11) has a circular cylindrical surface concentric to the axis of rotation (27) on which the turns of the helical spring (28) on its outer circumference issue.

3. Device according to claim. 1 or 2, characterized in that the a rotatable part (10) is provided with grooves (50) which hold the turns of the helical spring (28) and keep them at a distance from each other.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the grooves (50) have inclined side walls (52).

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the approach movement the mutually rotatable parts (10, 11) is limited by a stop (15, 26).

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the movement of the two parts (10, 11) at their distance from one another is also limited by a stop (20, 29). 7. Apparatus according to claim 1 to 6, in use on a valve for internal combustion engines, characterized in that the helical spring (28) is arranged between a valve cap (10) fastened to the end of the valve stem (37) and a sleeve-like part (11) surrounding it and having the surface (27) and that the valve spring (39) is supported with one end on the sleeve-like part (11), with the other end on the internal combustion engine. B. Device according to claim 1 to 6 in use on a valve for internal combustion engines, characterized in that the helical spring (28) between a part (10a) supported on the internal combustion engine and surrounding the valve stem and a part (10a ) surrounding the Surface (27a) having sleeve-like part (11a) is arranged and that the valve spring (39a) is supported with one end on this sleeve-like part (11a), with the other end on a spring plate (70) attached to the valve stem (31a) . Documents considered: German Patent Specifications No. 898 243, 952 046. Older patents considered: German Patent No. 1028 384.