DE1293789B

DE1293789B - Valve arrangement of a reciprocating internal combustion engine with a rotating device

Info

Publication number: DE1293789B
Application number: DES110927A
Authority: DE
Inventors: Buser; Dipl-Ing Kurt
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1967-07-19
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1190505A; CH476203A; ES355805A1; NL6711123A; FR1574339A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung einer Es zeigtThe invention relates to a valve assembly of an It shows

Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Ventilfeder- Fig. 1 eine Ansicht einer Ventilanordnung mitPiston internal combustion engine with a valve spring- Fig. 1 is a view of a valve arrangement with

system, einer unter dem Einfluß des Ventilfeder- Drehvorrichtung und der benachbarten Teile dersystem, one under the influence of the valve spring rotating device and the adjacent parts of the

systems stehenden Drehvorrichtung zur Herbeifüh- Brennkraftmaschine, teilweise im Schnitt,systems standing rotating device for bringing about internal combustion engine, partly in section,

rung einer Drehbewegung des Ventils und einem 5 F i g. 2 ein Detail aus der F i g. 1 in größerer Dar-tion of a rotary movement of the valve and a 5 F i g. 2 shows a detail from FIG. 1 in a larger

durch Ventilfederkraft belasteten Axiallager. stellung und im Schnitt mit der erfindungsgemäßenthrust bearings loaded by valve spring force. position and in section with the invention

Es ist bekannt, Ventile von Kolbenbrennkraft- Anordnung,It is known to have valves of piston-type combustion systems,

maschinen mit Drehvorrichtungen, z. B. nach dem F i g. 3 den Schnitt III-III in F i g. 2 undmachines with turning devices, e.g. B. after the F i g. 3 the section III-III in F i g. 2 and

unter der Bezeichnung »Rotocap« auf dem Markt F i g. 4 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellungunder the name "Rotocap" on the market F i g. 4 one of the F i g. 2 corresponding illustration

befindlichen System zu versehen, um damit im Be- io einer anderen Ausführung der Erfindung,to provide the system located in order to use it in the case of another embodiment of the invention,

trieb eine langsame schrittweise Drehbewegung der In der F i g. 1 ist ein Ventil 1 dargestellt, das indrove a slow, incremental rotary motion of the FIG. 1 shows a valve 1 which is shown in FIG

Ventile zusätzlich zu ihrer hin- und hergehenden einer Ventilführung 2 im Zylinderkopf 3 einer KoI-Valves in addition to their reciprocating valve guide 2 in the cylinder head 3 of a cylinder

Hubbewegung zu gewährleisten. Dadurch wird eine benbrennkraftmaschine geführt ist. Das Ventil 1 wirdTo ensure lifting movement. As a result, an internal combustion engine is guided. The valve 1 is

erhöhte Lebensdauer der Ventile erzielt. durch einen auf sein oberes Ende einwirkenden Kipp-increased valve life achieved. by a tilting device acting on its upper end

Bei großen Kolbenbrennkraftmaschinen mit hohen 15 hebel 4 betätigt. Es ist mit einem Federteller S ver-In large piston internal combustion engines with high lever 4 operated. It is equipped with a spring plate S

Drehzahlen übersteigen die erforderlichen Kräfte der sehen, gegen welchen sich Ventilfedern 6,7 abstüt-Speeds exceed the required forces to see against which valve springs 6,7 support themselves.

Ventilfedern die Belastbarkeit der bekannten Dreh- zen. Die anderen Enden der Ventilfedern sind inValve springs the resilience of the known rotation. The other ends of the valve springs are in

Vorrichtungen. Andererseits wird jedoch bei diesen einem Gehäuse 8 abgestützt, welches eine Drehvor-Devices. On the other hand, however, a housing 8 is supported in these, which has a rotating mechanism

Federkräften die von der Drehvorrichtung ausgeübte richtung enthält und in den Fig.2 und 4 im DetailSpring forces contains the direction exerted by the rotating device and in Figures 2 and 4 in detail

Drehkraft unnötig groß. ao gezeigt ist.Torque unnecessarily large. ao is shown.

Im Zusammenhang mit Drehvorrichtungen sind In der F i g. 2 ist das obere Ende des Ventils 1 mitIn connection with rotating devices, FIG. 2 is the upper end of valve 1 with

bereits Axiallager im Bereich der Drehvorrichtung dem Federteller S und dem Gehäuse 8 im Schnittalready axial bearings in the area of the rotary device the spring plate S and the housing 8 in section

vorgesehen worden. In einem bekannten Fall dienen dargestellt. Das Gehäuse 8 ist durch einen rohrförmi-has been provided. In a known case are shown serving. The housing 8 is formed by a tubular

die Kugeln des Axiallagers einer Deformation der gen Teil gebildet, welcher einen inneren ringförmigenthe balls of the thrust bearing formed a deformation of the gene part, which is an inner annular

zur Drehvorrichtung gehörenden Tellerfeder, um 25 Vorsprung 9 aufweist, gegen den sich ein Axialnadel-plate spring belonging to the rotating device, has a protrusion 9 by 25, against which an axial needle

diese nicht durch die Antriebskugeln deformieren zu lager 10 abstützt. Auf dem Nadellager 10 liegt dasthis does not deform by the drive balls to bearing 10 is supported. This is on the needle bearing 10

müssen, was bestenfalls eine gewisse Entlastung der untere Ende der äußeren Ventilfeder 6 auf.must, what at best some relief of the lower end of the outer valve spring 6 on.

Kugeln der Drehvorrichtung bedeutet. Innerhalb des Gehäuses 8 befindet sich der festeMeans balls of the rotating device. Inside the housing 8 is the fixed

In einem anderen bekannten Fall sind die Kugeln Teil 11 einer Drehvorrichtung. Im Teil 11 der Dreheines Axiallagers dem Ring der Drehvorrichtung 30 vorrichtung sind Nuten 12 ausgebildet, deren Form nachgeschaltet und sie müssen daher die gleichen aus der F i g. 3 hervorgeht, die eine Abwicklung eines Kräfte übertragen, wie sie auf die Antriebskugeln der Schnittes in Umfangsrichtung nach der Linie III-III Drehvorrichtung selbst wirken. in der F i g. 2 darstellt. In den Nuten 12 sind KugelnIn another known case, the balls are part 11 of a rotating device. In part 11 of the Dreheines Axial bearing the ring of the rotating device 30 device are grooves 12 formed, the shape of which downstream and they must therefore be the same from FIG. 3 shows that a settlement of a Forces transferred as they are on the drive balls of the section in the circumferential direction according to the line III-III Rotating device itself act. in FIG. 2 represents. In the grooves 12 are balls

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 13 angeordnet, die unter dem Einfluß von Federn 14 Anordnung zu schaffen, welche eine Entlastung der 35 stehen. Die Federn 14 stützen sich gegen Zwischengesamten Drehvorrichtung bei einem Ventil einer platten 14'. Durch die Federn 14 werden die Kugeln Kolbenbrennkraftmaschine gewährleistet, bei gleich- 13 auf den schrägen Böden der Nuten 12 gegen eine zeitiger Beibehaltung eines für die Drehbewegung Tellerfeder 15 gedrückt, die mit ihrem inneren Rand ausreichenden Drehmomentes. auf dem Teil 11 abgestützt ist. Gegen den äußerenThe object of the invention is to provide a 13 which, under the influence of springs 14 To create an arrangement which relieves the 35 standing. The springs 14 are supported against the interim whole Rotating device for a valve of a plate 14 '. By the springs 14, the balls Piston internal combustion engine guaranteed, at the same 13 on the inclined bottoms of the grooves 12 against a timely retention of a plate spring 15 pressed for the rotary movement, with its inner edge sufficient torque. is supported on part 11. Against the outside

Die eingangs geschilderte Ventilanordnung ist zur 40 Teil der Tellerfeder 15 stützt sich ein Ring 16, gegenThe valve arrangement described at the beginning is part of the disk spring 15, a ring 16 is supported against it

Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß dadurch ge- welchen das untere Ende der Ventilfeder 7 drückt,This object is achieved according to the invention in that the lower end of the valve spring 7 presses,

kennzeichnet, daß das Ventilfedersystem zum Teil Die Teile 11 bis 15 bzw. 16 bilden eine bekannteindicates that the valve spring system is partially The parts 11 to 15 and 16 form a known one

auf der Drehvorrichtung und zum Teil dauernd auf Drehvorrichtung für Ventile, die sich unter der Be-on the rotating device and partly permanently on the rotating device for valves, which are located under the

dem von der Drehvorrichtung unabhängigen Axial- zeichnung »Rotocap« auf dem Markt befindet,the axial drawing »Rotocap«, which is independent of the rotating device, is on the market,

lager abgestützt ist. 45 Während des Betriebes stützt sich das durch diebearing is supported. 45 During operation, this is supported by the

Es ist dabei möglich, bei einem üblichen Ventil- Ventilfedern 6 und 7 gebildete Federsystem einerfedersystem mit mindestens zwei Ventilfedern eine seits gegen das Wälzlager 10 und andererseits gegen der Ventilfedern direkt auf dem Wälzlager abzustüt- die Tellerfeder 15 und die Drehvorrichtung. Die Fezen. Die andere der Ventilfedern wirkt dann in be- derkraft der Feder 6 wird direkt in den Zylinderkannter Weise auf die Drehvorrichtung. Bei dieser 50 kopf 3 geleitet. Die Federkraft der Federn 7 wird Anordnung, die verhältnismäßig einfach ist, ist es zur Betätigung der Drehvorrichtung und zur Hermöglich, je nach der Aufteilung der Federkräfte der beiführung einer Drehbewegung des Ventils 1 her-Ventilfedern die Drehvorrichtung einer größeren angezogen. Das Axiallager 10 ermöglicht dabei eine oder einer kleineren Federkraft auszusetzen. Abstützung der Feder 6 am Zylinderkopf mit gerin-It is possible to use a spring system formed in a conventional valve / valve springs 6 and 7 with at least two valve springs on the one hand against the roller bearing 10 and on the other hand against the valve springs directly on the roller bearing support the plate spring 15 and the rotating device. The Fezen. The other of the valve springs then acts in the elastic force of the spring 6 is directly in the cylinder Way to the rotating device. At this 50 head 3 headed. The spring force of the springs 7 is Arrangement, which is relatively simple, it is possible to operate the rotating device and to depending on the distribution of the spring forces when a rotary movement of the valve 1 is performed, valve springs the turning device attracted a larger one. The axial bearing 10 enables one or subject to a smaller spring force. Support of the spring 6 on the cylinder head with a small

Es ist auch möglich, das Ventilfedersystem zuerst 55 ger Reibung.It is also possible to use the valve spring system first for 55 ger friction.

gegen einen Zwischenteil abzustützen und diesen Bei der Ausführung nach der F i g. 4, in welcher Zwischenteil seinerseits dann über zwei elastische gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen Organe auf dem Axiallager und auf der Drehvorrich- sind, enthält das Gehäuse 8 einen oberen Teil 20 und tung abzustützen. Bei dieser Ausführung kann durch einen unteren Teil 21. Der untere Teil 21 entspricht die Wahl der Federkonstanten der beiden elastischen 60 im wesentlichen dem Teil 11 aus der F i g. 2 und Organe ebenfalls die Kraft beeinflußt werden, welche enthält die bekannte Drehvorrichtung mit Kugeln 13 direkt auf die Drehvorrichtung einwirkt. Diese An- und einer Tellerfeder 15. Der Teil 20 ist bei der Ausordnung hat unter anderem den Vorteil, daß sie ohne führung nach der F i g. 4 ein Zwischenteil, gegen wel-Schwierigkeiten bei Ventilen anwendbar ist, deren chen beide Ventilfedern 6 und 7 abgestützt sind. Der Ventilfedersystem eine Ventilfeder oder auch mehr 65 Zwischenteil 20 stützt sich mit seinem äußeren Rand als zwei enthält. gegen den äußeren Rand der Tellerfeder 15. Im Zwi-Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung sehe- schenteil 20 ist eine zweite Tellerfeder 22 untermatisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. gebracht, die sich mit ihrem inneren Rand auf einemto support against an intermediate part and this In the execution according to F i g. 4, in which The intermediate part is then provided with the same reference numerals over two elastic identical parts Organs on the thrust bearing and on the Drehvorrich- are, the housing 8 includes an upper part 20 and support. In this embodiment, a lower part 21 can be used. The lower part 21 corresponds the choice of the spring constants of the two elastic 60 essentially corresponds to part 11 from FIG. 2 and Organs also the force can be influenced, which contains the known rotating device with balls 13 acts directly on the rotating device. This assembly and a plate spring 15. Part 20 is in the process of arranging has the advantage, among other things, that it can be used without guidance according to FIG. 4 an intermediate part, against wel difficulties is applicable to valves whose surfaces both valve springs 6 and 7 are supported. Of the Valve spring system a valve spring or also more intermediate part 20 is supported with its outer edge than contains two. against the outer edge of the disc spring 15. In the middle Invention will be seen with reference to the drawing. Small part 20 is a second disc spring 22 underneath illustrated embodiments explained. brought with their inner edge on a

Nadellager 23 abstützt. Das Nadellager 23 liegt auf einem inneren Rand des festen Teiles 21 auf.Needle bearing 23 is supported. The needle bearing 23 rests on an inner edge of the fixed part 21 .

Bei der Ausführung nach der F i g. 4 wird die gesamte Federkraft des durch die Federn 6 und 7 gebildeten Ventilfedersystems in den Zwischenteil 20 geleitet. Nach dem Zwischenteil 20 erfolgt eine Verzweigung des Kraftflusses, wobei ein Zweig durch die Tellerfeder 22 über das Lager 23 und den Teil 21 direkt in den Zylinderkopf geleitet wird. Der andere Zweig dient in an sich bekannter Weise über die Tellerfeder 15 der Betätigung der Drehvorrichtung. Die Aufteilung der auf die Drehvorrichtung und auf das Lager 23 wirkenden Kräfte erfolgt durch eine geeignete Wahl der Federkonstanten der Tellerfedern 15 und 22.When executing according to FIG. 4, the entire spring force of the valve spring system formed by the springs 6 and 7 is directed into the intermediate part 20. After the intermediate part 20 there is a branching of the power flow, one branch being passed through the plate spring 22 via the bearing 23 and the part 21 directly into the cylinder head. The other branch is used in a manner known per se via the plate spring 15 to actuate the rotating device. The distribution of the forces acting on the rotating device and on the bearing 23 takes place through a suitable choice of the spring constants of the disc springs 15 and 22.

Die Ausführung nach der F i g. 4 ist nicht, wie die Ausführung nach der F i g. 2, an die Existenz mindestens zweier Ventilfedern gebunden. Es kann z. B. auch eine einzige Ventilfeder vorgesehen sein, die auf dem Zwischenteil 20 abgestützt ist. aoThe execution according to FIG. 4 is not, like the embodiment according to FIG. 2, to the existence of at least two valve springs bound. It can e.g. B. also be provided a single valve spring, the is supported on the intermediate part 20. ao

Es versteht sich, daß bei den beiden dargestellten Ausführungen auch mehr als zwei Ventilfedern vorgesehen sein können. So können z. B. bei der Ausführung nach der Fig.4 auf den Zwischenteil20 drei Federn einwirken. Bei der Ausführung nach der F i g. 2 kann die obere, der Feder 6 zugewandte Fläche des oberen Ringes des Lagers 10 so breit ausgeführt werden, daß anstatt einer Feder 6 auch zwei Federn darauf abgestützt sein können. In der gleichen Weise können sich jedoch auch zwei Federn gegen den Ring 16 der Drehvorrichtung abstützen.It goes without saying that more than two valve springs are also provided in the two embodiments shown could be. So z. B. in the embodiment according to FIG three springs act. When executing according to FIG. 2 can be the upper one facing the spring 6 Surface of the upper ring of the bearing 10 are made so wide that instead of a spring 6, two Springs can be supported on it. In the same way, however, two springs can also be support against the ring 16 of the rotating device.

Weiter ist es möglich, das Axiallager und unter Umständen auch die Drehvorrichtung nicht auf der Seite des Zylinderkopfes, sondern auf der Seite des Federtellers anzuordnen. Wenn z. B. bei der Ausführung nach der F i g. 2 das Axiallager 10 zwischen der Feder 6 und dem Federteller 5 angebracht wird, so wird dabei der Vorteil erzielt, daß bei der Drehbewegung des Ventils die Feder 6 nicht beschleunigt zu werden braucht.It is also possible that the axial bearing and, under certain circumstances, the rotating device are not on the Side of the cylinder head, but to be arranged on the side of the spring plate. If z. B. in execution according to FIG. 2 the axial bearing 10 is attached between the spring 6 and the spring plate 5, thus the advantage is achieved that the spring 6 does not accelerate during the rotary movement of the valve needs to become.

Was die Ausführung nach der Fig.4 betrifft, so kann bei dieser z. B. das Lager 23 an der äußeren Seite der Tellerfeder 22 zwischen dieser Feder und dem Zwischenteil 20 angeordnet sein. Diese Ausbildung hat unter Umständen den Vorteil, daß zur Aufnähme der Federkraft ein größeres Axiallager verwendet werden kann. Es versteht sich, daß auch in diesem Falle die Teile 20 und 21 zusammen mit den zugeordneten Teilen auf der Seite des Federtellers 5 angeordnet sein können. In diesem Falle würden sich die Federn 6 und 7 direkt auf dem Zylinderkopf 3 abstützen.As far as the embodiment according to FIG. 4 is concerned, this z. B. the bearing 23 can be arranged on the outer side of the plate spring 22 between this spring and the intermediate part 20. Under certain circumstances, this design has the advantage that a larger axial bearing can be used to absorb the spring force. It goes without saying that in this case too the parts 20 and 21 can be arranged together with the associated parts on the side of the spring plate 5. In this case the springs 6 and 7 would be supported directly on the cylinder head 3.

Claims

Patent claims:

1. Valve arrangement of a piston internal combustion engine with a valve spring system, a rotating device under the influence of the valve spring system for bringing about a rotating movement of the valve and a thrust bearing loaded by valve spring force, characterized in that the valve spring system (6,7) is partly on the rotating device (13,15 ) and is supported in part continuously on the axial bearing (10, 23) which is independent of the rotating device (13, 15).

2. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the valve spring system at least contains two valve springs (6,7), one of which on the thrust bearing (10) and one the other is supported on the rotating device (13, 15) (FIG. 2).

3. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the valve spring system (6,7) is supported on an intermediate part (20), which in turn rests on two elastic organs (15,22) is supported, the one elastic member (15) transmitting the contact pressure to the Rotary device (13, 15) and the other (22) a support on the axial bearing (23) is used (Fig. 4).

4. Valve arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial bearing (10, 23) is a roller bearing in a manner known per se.

5. Valve arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial bearing (10, 23) and / or the rotating device (13, 15) is supported on a fixed machine part (3, 8, 21).

6. Valve arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the axial bearing and / or the rotating device is supported on the spring plate of the valve spring system.

1 sheet of drawings