DE1292665B

DE1292665B - Device for attaching a valve housing to the cylinder head of a reciprocating internal combustion engine

Info

Publication number: DE1292665B
Application number: DEK56287A
Authority: DE
Inventors: Hoenicke Rolf
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1965-06-02
Filing date: 1965-06-02
Publication date: 1969-04-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung eines zur Führung des Ventilschaftes dienenden zylindrischen Ventilgehäuses am Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mittels einer zentralen Verschraubung.The invention relates to a device for fastening a Cylindrical valve housing on the cylinder head serving to guide the valve stem a reciprocating internal combustion engine by means of a central screw connection.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 1545 948) wird das Ventilgehäuse durch eine koaxial zum Ventilschaft angeordnete Gewindebüchse im Zylinderkopf gehalten. Die Gewindebüchse reicht bis zum oberen Rand der Ventilfeder und dient als Vorratsbehälter für die Veritilschmiermittel. Zwischen der Gewindebüchse und dem VentilgQhäuse ist ein Dichtungsring eingelegt, der den Austritt -der Schmietmittel an dieser Stelle' #rerhindeit. Der Dichtring hat einen dreieckigen Querschnitt und ., die durch die Abist in einer Vertiefung eingebettet fasung des Ventilgehäuserandes und der Zyliüderkopfwand gebildet wird. Dadurch wirkt die Gewindebüchse unmittelbar auf das Ventilgehäuse, wodurch das Ventilgehäuse starr mit dem Zylinderkopf verbunden ist. Infolge der auftretenden unterschiedlichen Wärmedehnungen stellen sich im Zylinderkopf unkontrollierbar hohe Spannungen ein. Außerdem um-.gibt die Gewindebuchse die Ventilfeder und den oberen Teil des Ventilschaftes, so daß der Ein- und Ausbau der Ventilfedern und der Ventile erschwert wird.In a known device of this type (USA. Patent 1,545,948), the valve housing is supported by a coaxially arranged with the valve stem threaded bushing in the cylinder head. The threaded bushing extends to the upper edge of the valve spring and serves as a reservoir for the veritil lubricant. A sealing ring is inserted between the threaded bushing and the valve housing, which prevents the lubricant from escaping at this point. The sealing ring has a triangular cross-section and., The chamfering embedded by the Abist in a recess of the valve housing edge and the Zyliüderkopfwand is formed. As a result, the threaded bush acts directly on the valve housing, whereby the valve housing is rigidly connected to the cylinder head. As a result of the different thermal expansions that occur, uncontrollably high stresses arise in the cylinder head. In addition, the threaded bushing surrounds the valve spring and the upper part of the valve stem, so that the installation and removal of the valve springs and the valves is made more difficult.

Es ist ferner bekannt, die Ventilgehäuse bei hängenden Ventilen, die im Zylinderkopf nebeneinander angeordnet sind, durch Ringmuttern oder eine Reihe von Bolzenschrauben festzuhalten. Um die Zugäng-Echkeit zu den Ventilen zu verbessern, ist auch vorgeschlagen worden, den Lagerbock für die Ventilbetätigungshebel als Spannbügel zum Anpressen der Ventilgehäuse auszubilden (deutsche Patentschrift 238 187). Derartige Anordnungen sind für hoch ausgenutzte und thermisch hoch beanspruchte Motoren zu starr und zu sperrig.It is also known to hold the valve housing in the case of overhead valves, which are arranged next to one another in the cylinder head, by means of ring nuts or a series of bolts. In order to improve the accessibility to the valves, it has also been proposed to design the bearing block for the valve actuating lever as a clamping bracket for pressing the valve housing on (German Patent 238 187). Such arrangements are too rigid and bulky for highly utilized and thermally highly stressed engines.

Bei Zündkerzen ist es an sich bekannt (USA.-Patentschrift 2 380 579), zur Beherrschung der Wärmeausdehnung Federelemente zu verwenden. Dieser Anwendungsfall zeigt jedoch keine Möglichkeit für einen einfachen Ein- und Ausbau eines vollständigen Ventils.In the case of spark plugs, it is known per se (US Pat. No. 2,380,579 ) to use spring elements to control thermal expansion. However, this application does not show any possibility for a simple installation and removal of a complete valve.

Außerdem ist es bekannt (deutsche Patentschrift 344 082), Ventilgehäuse mit einer Reihe von Bolzenschrauben festzuhalten, die über Federelemente auf das Ventilgehäuse wirken. Diese Anordnung hat den Zweck, daß das Ventilgehäuse als Sicherheitsventil dienen kann. Neben dem Nachteil des großen beanspruchten Einbauraurnes besteht der Nachteil, daß der Ein- und Ausbau erschwert werden und die Möglichkeit besteht, daß das Ventilgehäuse schief angezogen wird. - Die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Befestigung für Ventilgehäuse zu schaffen, bei der ein Minimum an Einbauraum bean--sprucht und die zuverlässige Beherrschung der thermischen Ausdehnung gewährleistet wird und darüber hinaus gute Voraussetzungen für einfachen Ein- und Ausbau des vollständigen Ventils gegeben sind.It is also known (German patent specification 344 082) to hold the valve housing in place with a series of stud screws which act on the valve housing via spring elements. The purpose of this arrangement is that the valve housing can serve as a safety valve. In addition to the disadvantage of the large amount of built-in installation, there is the disadvantage that installation and removal are made more difficult and there is a possibility that the valve housing will be tightened at an angle. - The this object underlying the invention is to provide a mounting for the valve housing, in which a minimum of installation space bean - sprucht and reliable control of thermal expansion is ensured and beyond good conditions for easy installation and removal of the complete valve given are.

Die Lösung der Aufgabe erfolgte dadurch, daß die zentrale Verschraubung aus einem zum Ventilgehäuse konzentrischen Gewindering besteht, der die Spannkraft über einen Druckring und über diesem nachgeschaltete Tellerfedern auf das Ventilgehäuse ausübt, wobei der Innendurchmesser des Gewinderinges größer ist als der Innendurchmesser des Druckringes und dieser größer ist als der Außendurchmesser des Federtellers.The object was achieved in that the central screw connection consists of a threaded ring concentric to the valve housing, which provides the clamping force via a pressure ring and cup springs connected downstream on the valve housing exercises, the inner diameter of the threaded ring being larger than the inner diameter of the pressure ring and this is larger than the outer diameter of the spring plate.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine Reihe von Vorteilen erzielt.With the help of the arrangement according to the invention, a number of advantages achieved.

Durch Vermeidung einer punktförmigen Kräfteeinleitung in den Zylinderkopf ist die Gefahr von Kopfbrüchen und Undichtigkeiten an der Brennraumplatte wesentlich vermindert.By avoiding punctiform introduction of forces into the cylinder head the risk of head fractures and leaks on the combustion chamber plate is essential reduced.

Das Arbeitsvermögen und die bekannte Charakteristik der Tellerfedern gewährleisten praktisch konstanten Anpreßdruck bei allen vorkommenden Temperaturen, was besonders bei den Auspuffventilen von großer Bedeutung ist. Die großen, zum Vorspannen der Tellerfedern erforderlichen Kräfte können in einfacher Weise mittels einer an sich bekannten hydraulischen Einpreßvorrichtung, die mittels der Zylinderkopfschrauben auf dem Zylinderkopf befestigt wird, ausgeübt werden.The ability to work and the well-known characteristics of the disc springs guarantee practically constant contact pressure at all occurring temperatures, which is particularly important for the exhaust valves. The big ones, for Pretensioning the disc springs required forces can be done in a simple manner a known hydraulic press-fit device, which by means of the cylinder head screws attached to the cylinder head.

Durch den relativ großen Umfang des Gewinderinges wird eine günstige Krafteinleitung in den Zylinderkopf und das Ventilgehäuse gewährleistet und ein Verwerfen des Ventilsitzringes vermieden. Schließlich 'werden noch durch den Fortfall von Spannschrauben und Spannbügeln günstigere Raumverhältnisse geschaffen.Due to the relatively large size of the threaded ring, a favorable one Force introduction into the cylinder head and the valve housing ensured and a Avoiding the valve seat insert being discarded. Finally 'are still due to the elimination More favorable spatial conditions created by clamping screws and clamps.

In Ausgestaltung -des - Lö#uüksgedankens ist vorgesehen, den Durchmesser der Auflagefläche zwischen Gewindering und Druckring etwa gleich dem Durchmesser des dem Druckring zugewandten Randes der Tellerfeder zu- machen. - In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel eiäei erfindungsgemäßen Ventilanordnung dargestellt, und zwar als Schnitt durch- die Mittellängsebene eines Ventils.In an embodiment of the concept of the solution , provision is made for the diameter of the bearing surface between the threaded ring and the pressure ring to be approximately equal to the diameter of the edge of the plate spring facing the pressure ring. - In the figure an embodiment is illustrated eiäei valve assembly according to the invention, as a section of the central longitudinal plane of transit of a valve.

Das Ventflgehäuse 1 ist ein zylindrischer Körper, in dessen Mittelbohrung der Ventilschaft 2 geführt ist. Der Ventilteller 3 findet seinen Sitz im Ventilsitzring 4, welcher durch die untere Stirnfläche des Ventägehäuses 1 gegen die Brennraumplatte 5 a des Zylinderkopfes 5 gepreßt wird. Das obere Ende des Ventflgehäuses 1 ist im Durchmesser abgestuft, so daß sich in der Sitzbohrung des Zylinderkopfes 5 der Einbauraum für einen Gewindering 6, einen Druckring 7 und ein Paket von Tellerfedern 8 ergibt. Durch den Innendurchmesserdes Druckringes 7 ragt der gewöhnlich aus mehreren Wendelfedern bestehende Ventilfedersatz hindurch und stützt sich gegen den im Durchmesser etwa gleich großen Federteller 9 ab, der seinerseits am Ende des VentiIschaftes 2 in üblicher Weise befestigt ist.The valve housing 1 is a cylindrical body, in the central bore of which the valve stem 2 is guided. The valve disk 3 is seated in the valve seat ring 4, which is pressed against the combustion chamber plate 5 a of the cylinder head 5 by the lower end face of the valve housing 1. The upper end of the valve housing 1 is stepped in diameter, so that the installation space for a threaded ring 6, a pressure ring 7 and a package of disc springs 8 results in the seat bore of the cylinder head 5. The valve spring set, which usually consists of several helical springs, protrudes through the inner diameter of the pressure ring 7 and is supported against the spring plate 9 , which is approximately the same diameter and which in turn is attached to the end of the valve stem 2 in the usual way.

Die angegebene Abstufung der Durchmesser erfolgte zwecks Schaffung einer von oben zugänglichen Ringfläche des Druckringes 7, gegen die sich ein zu einer nicht dargestellten Einpreßvorrichtung gehörendes rohrförmiges Druckstück abstützen kann, ohne dabei den Gewindering 6 oder den unteren FederteHer 9 a zu berühren. So ist man in der Lage, mittels der Preßvorrichtung den konstruktiv vorgesehenen Anpreßdruck auf das Ventilgehäuse auszuüben. Der Druck pflanzt sich über den Druckring 7 und die Tellerfedern 8 fort die sich dabei entsprechend verformen. Der Gewindering 6 braucht jetzt nur noch angezogen zu werden, um den Anpreßdruck auch nach Lösen der Preßvorrichtung aufrechtzuerhalten.The specified gradation of the diameter was made for the purpose of creating an accessible from the top annular face of the pressure ring 7 against which a belonging to a not shown press-tubular pressure member can be supported without the threaded ring 6 or the lower Absorbs Rather 9 to touch a. So you are able to use the pressing device to exert the pressure provided by the design on the valve housing. The pressure is propagated via the pressure ring 7 and the disc springs 8 , which deform accordingly. The threaded ring 6 now only needs to be tightened in order to maintain the contact pressure even after the pressing device has been loosened.

Der Ausbau des vollständigen Ventils erfolgt nach Entfernen des Gewinderinges 6 durch Ziehen am Ventilschaft 2. Hierzu kann die gleiche Vorrichtung benutzt werden wie zum Einpressen. Die Durchmesser der Auflagefläche zwischen Gewindering 6 und Druckring 7 sowie der Durchmesser der Tellerfedern 8 sind so aufeinander abgestimmt, daß im Druckring möglichst keine Momente entstehen.The complete valve is removed after removing the threaded ring 6 by pulling on the valve stem 2. The same device can be used for this purpose as for pressing in. The diameter of the contact surface between the threaded ring 6 and pressure ring 7 and the diameter of the disc springs 8 are coordinated so that as few moments as possible arise in the pressure ring.

Claims

Patent claims: 1. Device for fastening a cylindrical valve housing serving to guide the valve stem on the cylinder head of a reciprocating internal combustion engine by means of a central screw connection, characterized in that the central screw connection consists of a threaded ring (6) which is concentric to the valve housing (1) and which exerts the clamping force exerts a pressure ring (7) and, above this, disc springs (8) connected downstream on the valve housing (1), the inner diameter of the threaded ring (6) being greater than the inner diameter of the pressure ring (7) and this being greater than the outer diameter of the spring plate (9) ).

2. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the diameter of the bearing surface between the threaded ring (6) and pressure ring (7) is approximately equal to the diameter of the edge of the disc springs (8) facing the pressure ring (7) .