DE1806319A1

DE1806319A1 - Ventilstoessel

Info

Publication number: DE1806319A1
Application number: DE19681806319
Authority: DE
Inventors: Abell Jun Roy Francis
Original assignee: Eaton Yale and Towne Inc
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1967-11-13
Filing date: 1968-10-31
Publication date: 1969-06-12
Also published as: US3437080A; FR1591717A; GB1198218A

Description

Ventilstößel Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ventilstößel und insbesondere auf einen mechanischen Ventilstößel mit einem Hauptkörper, der durch eine Nocke bewegt wird und, wenn so bewegt, die Bewegung einer Muffe hervorruft, um das Öffnen eines einem Verbrennungsmotor zugeordneten Ventils herbeizuführen.
Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen und verbesserten Ventilstößels, der zur Erzielung einer zuverlässigen Messung des zur Schubstange strömenden Strömungsmittels konstruiert und ohne äußerst enge Toleranzen leicht herstellbar ist.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen und verbesserten, zuverlässigen Ventilstössels, bei welchem die Messung der Strömungsmittelströmung durch Oberflächen des Ventilstößels erfolgt und nicht von anderen Itotorteilen oder deren Toleranzen abhängt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen und verbesserten Ventilstößels, welcher einen Hauptkörper und eine Muffe mit einem in ihr verlaufenden Strömungsmittelkanal aufweist und bei welchem ein Abschnitt des Hauptkörpers bei seiner Aufwö'rtsbewegung mit der Muffe in Eingriff gelangt und ihre Aufwärtsbewegung herbeiführt, wobei die Messung der Strömungsmittelströmung zur Muffe durch an der Muffe und am Hauptkörper befindliche Oberflächen herbeigeführt wird.
Ein Weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen und verbesserten Ventilstößels, der einen Hauptkörper und eine Muffe aufweist, wobei ein Spielraum zwischen den beiden vorhanden ist, wenn der Hauptkörper mit einem konzentrischen Teil eines Nockenteils in Anlage gelangt, der die Bewegung des Hauptkörpers steuert und wobei bei der Aufwärtsbewegung des Hauptkörpers der Spielraum geschlossen wird, um die Strömung des Strömungsmittels durch die Muffe während des Aufwärtshubes des Hauptkörpers und der Muffe abzusperren.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen und verbesserten Ventilstößels nach dem vorhergehenden Absatz, bei welchem ein Meßdurchgang für das Strömungsmittel von zusammenarbeitenden Oberflächen des Hauptkörpers bzw. der Muffe umgrenzt oder gebildet ist, durch welchen das Strömungsmittel hindurch strömt, während der Hauptkörperteil mit dem konzentrischen Teil der Nocke in Anlage gelangt, wobei die Strömung des Strömungsmittels durch den Meßdurchgang hindurch versperrt wird, wenn Abschnitte des Hauptkörpers mit Abschnitten der Muffe während ihrer Aufwärtsbewegung in Eingriff gelangen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines,neuartigen-und verbesserten Ventilstößels, der einen Hauptkörper und eine Muffe sowie Mittel aufweist, die zflm absperren der Ströinungsmittelströmung zu einem Strömungsmitteldurchgangskanal in der Muffe bei der Aufwärtsbewegung des HfDuptkörpers betätigbar sind.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung erhellen den Fachleuten auf dem einschlägigen Gebiet aus der nachfolgenden näheren Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die einen Bestandteil der Patentanmeldung bildenden Zeichnungen; darin zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht zweier Ventilstößel, die nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet und in einem ion V-Form ausgebildeten doppelten Reihenbrennkraftmotor angeordnet sind; Fig. 2 eine Querschnittsansicht des in Pig. 1 dargestellten Ventilstößels annähernd entlang der Schnittlinie 2-2 der Pig. 1; und Fig. 3 eine Schnittansicht - in vergrößertem Maßstab -eines Abschnittes des in Pig. 2 dargestellten Ventilstößels.
Erfindungsgemäß wird ein verbesserter Ventilstößel und insbesondere ein verbesserter mechanischer Ventil stößel geschaffen. Ein erfindungsgemäßer Ventilstößel kann bei verschiedenen Rotoren Verwendung finden und ist hier als einem doppelten, in V-Form angeordneten Reihenverbrennungsmotor 10 zugeordnet veranschaulicht.
Der Verbrennungsmotor 10 weist einen Motorblock 11 und Ventilstößel 14 bzw. 15 auf, die in Bohrungen 14a bzw. 15a im Motorblock ii angeordnet sind. Die Ventilstößel 14, 15 sind in den Bohrungen 14a bzw. 15a gleitbar angeordnet und führen jeweils die Betätigung der nicht dargestellten Schwingarmanordnung und eines Ventils1 die mit dem Ventilstößel verbunden sind, herbei. Die Ventilstößel werden in den Bohrungen durch eine Nocke 20 bewegt. Die Nocke 20 weist einen konzentrischen Oberflächenteil 21 und einen Betatigungs- oder Nasenteil oder Nockenanlauf 22 auf. Wenn der konzentrische Teil 21 des Nokkens mit den Ventilstößeln 14 oder 15 in Eingriff steht, befinden sich die Ventilstößel in einer unteren Stellung, wobei keine Bewegung der Ventilstößel durch den konzentrischen Teil 21 des Nockens 20 herbeigeführt wird. Gelangt dagegen die Nase 22 des Nockens in Eingriff mit den Stößeln 14 und 15 und dreht sie sich in Bezug auf die Stößel, dann werden diese im allgemeinen senkrecht in den Bohrungen 14a bzw. 15a hin- und herbewegt.
Die Ventilstößel 14 und 15 sind identisch ausgebildet, so daß nur der Ventilstößel 14 hier eingehend beschrieben wird. Der Ventilstößel 14 weist einen Hauptkörper 30 und eine Muffe 31 auf. Die Muffe 31 weist einen Schubstangensitz 32 auf, der mit einer Schubstange 33 in Anlage steht. Bei der Bewegung der Schubstange 33 führt diese die Betätigung der Schwingarmanordnung und eines Ventils herbei, die mit dem Verbrennungsmotor auf allgemein bekannte Weise verbunden sind. Die spezifischen Konstruktionen der Schwingarmanordnung und des Ventils bilden nicht einen Teil der vorliegenden Erfindung und sind infolgedessen weder in der Zeichnung dargestellt, noch näher beschrieben. Die Schubstange 33 weist einen Durgangskanal 34 für das Strömungsmittel auf, der sich in ihr zum Leiten des Strömungsmittels aus dem Ventilstößel 14 nch oben zur Schwingarmanordnung erstreckt.
Der Hauptkörper 30 weist eine Öffnung 35 in seinem Seitenc;bschnitt auf, die mit einer geeigneten Schmiermittelpumpe zum Zuführen eines Schmiermittels in eine vom Hauptkörper 30 umgrenzte oder in ihm gebildete Kammer 36 in Verbindung steht.
Das obere Ende des in Fig. 2 gezeigten Hauptkörpers 30 weist eine Gegenbohrung zum Erhalt einer Schulter 37 am oberen Ende uf. Die Muffe 31 befindet sich in diesem oberen Ende des Ventilstößelhauptkörpers 30 über seiner Schulter 37 (Fig. 2).
Sin im Hauptkörper 30 befestigter Sicherung 5 ring 38 hält die Muffe 31 in sil sich bekannter Weise im Hauptkörper 30 in Stellung. Die Nocke 20 steht mit der Unterseite 30a des @ Hauptkörpers in Eingriff.
Der Ventilstößel 14 ist zum Erhalt einer Strömungsmittelströmung zum Durchgangskanal 34 in der Schubstange ausgebildet, wenn der konzentrische Teil 21 der Nocke 20 mit dem Hauptkörper 30 in Eingriff gelangt. Um einen Strömungsmitteldurchgangskanal für die Strömungsmittelströmung zum Strömungsmitteldurchgangskanal 34 zu erholten, wenn der konzentrische Teil 21 der Nocke 20 mit dem Hauptkörperteil 30 in Eingriff gelangt, ist der Ventilstößel 14 so ausgebildet, daß ein Spielraum 42 zwischen der Muffe 31 und dem Hauptkörper 30 vorhanden ist, um dem Strömungsmittel zu ermög^lichen, dazwischen durchzuströmen. Der Spielraum 42 ist durch den auf die Unterseite 46 der Muffe 31 wirkenden Motoröldruck geschaffen.
Dieser Öldruck schafft in Zusammenhang mit dem Festsitzen des Ventilsteuergestänges den Spielraum 42.
DnI dem Vorhandensein des Spielraumes 42 strömt das Strömungsmittel von der Strömungsmittelpumpe her durch die Öffnung 35 im Hauptkörper hindurch und in die Kammer 36 hinein. Dann strömt das Strömungsmittel aus der Kammer 36 durch den Spielraum 42 und senkrecht durch einen Zumeßdurchgang 50 hindurch.
Der Zu:neßdurchgang 50 ist durch den Abstand von der Unterseite te 46 zur Kante 53a einer Sammelnut 53 und den Diametralzwischenraum zwischen ihnen gebildet. Die Sammelnut 53 ist als in Außendurchmesser der Muffe 31 gebildet dargestellt, kann zur wahlweise im Innendurohmesser des Hauptkörpers 30 vorgesehen werden. Übrigens kann die Sammelnut 53 weggelassen werden, indem ein durch die ganze Muffe quergebohrtes Loch verwendet wird.
Der Zumeßdurchgang 50 regelt die Strömung des durch ihn ,ufwärts hindurchströmenden Strömungsmittels und schränkt die Strömungsmittel'strömuflg durch ihn hindurch ein. Das Messen oder Zumessen kann geregelt werden, indem der Abstand von der Unterseite 46 zur Kante- 53a der Nut 53 und/oder der Diametralzwischenraum - zwischen der Muffe und dem Hauptkörpér verändert wird, der den Durchgang 50 bildet. Das Strömungsmittel strömt aufwärts durch den Zumeßdurchgang 50 hindurch zu einem sich radial erstreckenden Durchgangskanal 60 in der Muffe 31.
Der sich radial erstreckende Durchgangskanal 60 in der Äquffe 91 steht mit einem senkrecht verlauf enden Durchgangskanal 61 in Verbindung, der den Durchgangskanal 60 überschneidet und mit dem Durchgangskanal 34 In der Schubstange 33 in Verbindung steht.
Aus dem Obigen erhellt, daß ein Schmiermittel durch den Ventilstößel hindurch zu der der Schubstange 33 zugeordneten Schwingarmanordnung geleitet wird, wenn der konzentrische Teil 21 der Nocke 20 mit dem Ventilstößelhauptkörper 30 in Eingriff gelangt, Zu dieser Zeit strömt das Strömungsmittel durch die Öffnung 35 in die Kammer 36 im Hauptkörper 30. Das Strömungsmittel strömt dann durch den Spielraum 42 hindurch und nach oben durch den Zumeßdurchgang 50 hindurch und in die Durchgangskanäle 60 und 61 hinein, die einen Strömungsmitteldurchgang durch die Muffe hindurch zur Schubstange. 33 bilden.
Auf diese Weise strömt während der ganzen Zeit, während welcher der konzentrische Teil 21 der Nocke 20 mit dem Ventilstößel in Anlage steht, das Schmiermittel durch den Ventilstößel hindurch und aufwärts in Bezug auf die Schubstange -3-3.
zur Schwingarmanordnung.
Infolge der Tatsache, daß die Zumessung zu dieser Ze.it-durch die Zusammenarbeit der Oberflächen 51 und 52 erfolgt, entsteht hier bei der Zumessung kein Problemzwischen einem Motorteil und dem Ventilstößel, wie es bei den mechanischen Auf-.
hebern oder Stößeln besteht. Infolgedessen kann durch die Konstruktion des Ventilstößels selbst eine wirksame Strömungsregelung des Strömungsmittels ohne Rücksicht auf Toleranzen von Motorteilen aufrechterhalten werden, die keinen Integralteil des Ventilstößels bilden. Darüber hinaus sind die Zumeßoberflachen 51 und 52 an sich selbstreinigend, da sich der Ventilstößelhauptkörper 30 seiner inneren Natur nach bekanntlich bis zu einem gewissen Grad in seiner Bohrung im Motorblock und relativ zur Muffe 31 dreht.
Sobald der Betätigungsteil oder Anlauf 22 der Nocke 20 mit der Oberfläche 3oades Hauptkörpers 30 in-Anlage gelangt und sich relativ zu ihr bewegt, wird der Hauptkörper 30 zur Herbeiführung einer Hubbewegung der Schubstange 33 sowie zum Öffnen des dem Verbrennungsmotor zugeordneten Ventil gliedes aufwärts bewegt, worauf er dann abwärts bewegt wird. Die Abwärtsbewegung des Ventilstößels 14 wird durch eine nicht dargestellte Feder herbeigeführt, die das Motorventil zu schließen sucht und es in an sich bekannter Weise schließt.
Der Ventilstößel 14 ist in Fig. 3 in seiner Stellung dargestellt, in welcher die Nase 22 der Nocke 20 die senkrechte Belegung des Ventilstößels 14 herbeiführt. Wenn die Nase 22 mit der Oberfläche 30a des Hauptkörpers 30 des Ventilstößels 14 in Eingriff gelangt, wird der Hauptkörper 30 senkrecht bewegt.
Wenn des Festsitzen des Ventilsteuergestänges durch das Heben des Ventilstößelh?»uptl{isrpers 30 beseitigt ist, wird der Spielraum 42 infolge der Tatsache geschlossen, d.Rß die Schulter 37 de H,uptkörpers 30 mit der Unterseite 46 der Muffe 31 in Anlage gelangt. Nachdem die Schulter 37 mit der Unterseite 46 der Muffe 31 in Anlage gekommen ist, wird die Strömungsmittelströmung gesperrt. Die Strömungsmittelströmung zur der Speicherkammer 36 zum Zumeßdurchgang 50 wird also unterbrochen, so daß im wesentlichen kein Strömungsmittel zwischen der Oberflache 46 der Muffe und der Schulter 37 des Hauptkörpers strömt. Infolgedessen strömt kein Strömungsmittel durch die Schubstange 33 hindurch und daher such nicht zur Schwingarmanordnung während der Hubbewegung des Ventilstößels.
Darüber hinaus strömt kein Strömungsmittel zur Schwingarmanordnung so lange, wie die Schulter 37 und die Unterseite 46 in Anlage miteinander stehen. Dieser Zustand, in welchem die Schulter 37 mit der Oberfläche 46 in Anlage steht, kann während der Abwärtsbewegung des Hauptkörpers 30 fortdauern.' Aus dem Obigen erhellt, daß im, wesentlichen w'-.ihrend der g?,-zen Zeit der Hin- und Herbewegung des Hauptkörpers 30 kein Strömungsmittel zur Scwingarm- oder Schwinghebelanordung strömt. Dank der Tatsache, daß die Strömung im wesentlichen während der ganzen Zeit, während welcher sich der Hauptkörperteil 30 bewegt, unterbrochen ist, können größere Toleranzen zwischen den Oberflachen 51 und 52 vorgesehen werden. Dies leuchtet ein, da es erwünscht ist, daß eine gewisse Schmier-, mittelmenge während einer Umdrehung der Nocke 20 durch den Durchgangskanal 34 der Schubstange zur Schwinghebelanordnung geleitet wird. Da während der Bewegung des Ventilstößels 14 kein Strömungsmittel durch den Durchgangskanal 34 hindurch geleitet wird, kann mehr strömungsmittel durch den Durchgangskanal 34 hindurch während des Abschnitte-s der Nockendrehung geleitet werden, in welchem der konzentrische Nockenteil mit dem Hauptkörper 30 in Anlage steht. Da während des Abschnittes der Nockendrehung, in welchem der konzentrische Nockenteil mit dem Hauptkörper in Eingriff steht, mehr Strömungsmittel zum Durchgang 34 der Schubstange geführt wird, können die Toleranzen an den Oberflächen 51 und 52 größer sein, wobei sie weniger kritisch sind, 2s wenn die Strömung zum Durchg.angskanal 34 der Schubstange ohne Unterbrechung während jedes Abschnittes der Drehbewegung der Nocke 20 fortdauern wurde.
Angesichts des Obigen ist es offensichtlich, daß die Amnelderin einen neuartigen und verbesserten Ventilstößel erst-ellt hat und daß gewisse Modifikationen, Abwandlungen und Anpassungen innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche möglich sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Ventilstößel, gekennzeichnet durch einen Ha,uptkörper (30), der einen Abschnitt (30a) aufweist, der mit einer Nocke (20) in Eingriff gelangen kann, die einen konzentrischen Teil (21) und einen Betätigungs- oder Nasenteil (22) hat, eine Muffe (31), die dem Hauptkörper zugeordnet ist und einen Durchgangskanal (60, 61) für ein Strömungsmittel aufweist, wobei die Muffe und der Hauptkörper Oberflächen (42, 46) aufweisen, die bei der Aufwärtsbewegung des Hauptkörpers (30) zur Herbeiführung einer Aufwärtsbewegung der muffe (31) in Eingriff miteinander gelangen können und einen Zwischenraum zwischen sich aufweisen, wenn der Hauptkörper und der konzentrische Teil (21) der Nocke (20) miteinander in Bingriff gelangen, um eine Strömung des Strömungsmittels zum Strömungsmitteldurchgangskanal (60, 61) zu ermöglichen, während der Hauptkörper und der konzentrische Teil der Nocke miteinander in Eingriff stehen.

2. Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die einen Zumeßdurchgang (50) zwischen dem Hauptkörper (30) und der Muffe (31) zum Zumessen des zum Strömungsmitteldurchgs,ngskanal (60 61), strömenden Strömungsmittels aufweisen.

3. Ventilstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (30), und die Muffe (31) Zumeßoberflächen (51, 52) aufweisen, die zum Zumessen des zum Strömungsmitteldurchgangskanal (60, 61) in der Muffe strömenden Strömungsmittels zusammenarbeiten können.

4. Ventils-tößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßoberfläche des Hauptkörpers eine kreisringförmige Innenoberfläche (52) und die Zumeßoberfläche der Muffe.

eine kreisringförmige Kreisumfangsoberfläche (51) darstellt, die ich von der kreisringförmigen Innenoberfläche (52) des Hauptkörpers in Abstand befindet 5. Ventilstößel nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zumeßdurchgang (50) zwischen dem Strömungsmitteldurchgangskanal (60) in der Muffe und dem Raum zwischen den Oberflächen (42, 46) liegt, die in Eingriff miteinander gelangen können.

6. Ventilstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (31) im Hauptkörper (30) eingeordnet ist, wobei die Muffe mit einer Schubstange (33) in Eingriff kommen und ihr Strömungsmittel durch den Strömungsmitteldurchgangskanal (60, 61) liefern kann.

7. Ventilstößel nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen (42, 46) der Muffe (31) und des Wuptkörpers (30), die zur Herbeiführung einer Aufwärtsbewegung der Muffe in Eingriff miteinander gelangen können, dichtend in Anlage miteinander kommen können, um die Strömungsmittelströmung zwischen sich und zum Strömungsmitteldurchgangskanal (602 61) zu unterbrechen, wobei sie zwischen sich einen Spielraum aufweisen, der einen Strömungsmitteldurchgang bildet, wenn der konzentrische Nockenteil (21) mit dem Hauptkörper in Eingriff gelangt, wobei die Oberflächcn auf die Bewegung des Hauptkörpers (30) hin durch den Eetätig;ungsteil (22) der Nocke in Eingriff miteinander gelangen können,

8. Ventilstößel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Oberflächen, die miteinander in Bingriff gelangen können, aus einer Oberflache (42) einer Schulter (37) des Hauptkörpers bzw. einer Stirnoberfläche (46) der Muffe bestehen.

9. Ventilstößel noch Anspruch 7 oder 8, durch gekennzeichnet, daß der Spielraum durch s,uf die Unterseite (46) der Muffe wirkenden Strömungsmitteldruck gebildet wird.

10. Ventilstößel, gekennzeichnet durch einen hohlen Hauptkörper (30), der ,n einem Ende mit einer sich drehenden Nocke (20) in Eingriff gelangen kenn und eine Muffe (31) aufweist, die in ihm an seinem anderen Ende angeordnet ist und mit einer Schubstange (35) in Eingriff gelangen kann, die einen Strömungsmitteldurchgangskanal (34) für die Strömung eines Schmiermittels enthalt, und durch Mittel (42, 46), die zum Erhalt einer Sperre für die Schmiermittelströmung zum Strömung mitteldurchgangskanal bei der Aufwärtsbewegung des Hauptkörpers betätigt erden können.

11. Ventilstößel n,.ch Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zumeßdurchgang (50) vorgesehen ist, der von einer kreisringförmigen Umfangsoberfläche (51) der Muffe und einer kreisringförmigen Innenoberfläche (52) des Hauptkörpers umgrenzt oder gebildet ist und sich zwischen der Stellung der Sperre und dem Strömungsmitteldurchgangskanal in der Schubstange befindet.

12. Ventilstößel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, d die Mittel, die zum Sperren der Schmiermittelströmung zum Strömungsmitteldurchgangskanal betätigt werden können, aus je einer Oberflache (42 bzw. 46) des Hauptkörpers (30) bzw. der Muffe (31) bestehen, die nach einer Bewegung des Hauptkörpers miteinander in Eingriff gelangen können, um die Strömungsmittelströmung zwischen sich zu unterbrechen.