DE1923781C - Federanordnung fur wenigstens zwei voneinander getrennt angeordnete und be tatigbare Ventile von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich uuf eine Federanord- Bei einer Federunordnung für wenigstens zwei vonnung für wenigstens zwei voneinander getrennt on- einander getrennt angeordnete und beUitigbare Vengeordnete und bettltlgbare Ventile von Brennkraft- wie von Brennkraftmaschinen, die eine um Ihre Winmasehinen, die ein Einlaß- und ein Auslaßventil der dungaachse vcrwindbure Feder enthillt mit zumindest Maschine sein Mimen. S zwei sich nach entgegengesetzten Richtungen an dk

Im allgemeinen ist es üblich, diese für den Schließ- mit Abstand nebeneinander angeordneten Windungen und ÖITnungsvorgang der Ventile benötigten Druck- der Feder anschließenden, an jeweils einem Ventil federn auf dem oberen Ende der Ventilspindeln kon- angreifenden und bei Verlagerung eines der Ventile zontrisch zu deren Achse anzuordnen. Für die Spin- in Offenstelliing das andere Ventil in Schließstellung dein wird deshalb eine entsprechend größere LHnge \o drückenden Armen besteht somit die Lösung gemilß benötigt, wodurch auch die Gesumthöhe des Motors der Erfindung durin, daß die von zwischen drei Win- und dadurch auch die Baumaße der Brennkraft- düngen angeordneten und im wesentlichen U-förmig maschinenanlage, beispielsweise eines Fahrzeuges, gestalteten Querverbindungen gebildeten Anne in bevergrößert werden. zug auf die Verwindungsachse der Fetler unterschied-

Zur Verminderung dieser Bauhöhe ist es bereits 15 lieh lang sind, daß der lungere Arm an der Spindel

aus der schweizerischen Patentschrift 182 801 be- des einen Ventils und der kürzere Arm an der Spindel

kannt, zwischen zwei benachbarten Ventilen eine um des anderen Ventils angreift und daß eine zweite,

ihre Windungsachse verwindbare Feder vorzusehen, etwa gleichgestaltcle Feder vorgesehen ist, die so an-

die mit zumindest zwei sieh nach entgegengesetzten. geordnet ist, daß an jedem Ventil ein liingerer und

Richtungen an die mit Abstand nebeneinander ange- ao ein kürzerer Arm angreift.

ordneten Windungen der Feder anschließenden, an Diese Federanordnung läßt sich leicht in der Weise jeweils einem Ventil angreifenden und bei Verlage- ausbilden, daß an den gegenüberliegenden Seiten der rung eines der Ventile in Offenstellung das andere Ventilspindeln jedes Ventils je ein Arm der zwei Ventil in Schließstellung drückenden Armen versehen Federn angreift. Diese Anordnung kann in zweckist. Abgesehen davon, daß die auf Abstand neben- 25 mäßiger Ausführung weiter in der Weise ausgebildet einander angeordneten Windungslocken dieser be- sein, daß jede Feder eine teils weiter und eine teils kannten Haarnadelleder in der Breitenlichtung ver- kürzer ausgebogen* Querverbindung aufweise und die hültnisinüßig viel Raum beanspruchen und deshalb jeweils kürzer ausgebogene Querverbindung an der die Ventilspindelenden entsprechend weit vonein- einen Seite jeder Ventilspinde! und die jeweils weiter ander entfernt sein müssen, bedarf es zur Halterung 30 ausgebogene Querverbindung an der anderen Seite dieser Feder im Zylinderblock einer oder mehrerer, jeder Ventilspindel angreift. Hierbei können die beisich quer zu den abstehenden Armen erstreckender den etwa gleichgestalteten Federn in soldier Lage Stiit/M-mgen, wodurch die Montage einer solchen nebeneinander angeordnet sein, daß ihre Windungen Feder erheblich erschwert wird. entsprechend der axialen Versetzung der Ventile in

Bei einer anderen Ausführung, bekannt aus der 35 einer Ebene angenähert rechtwinklig zu einer sie be-

USA.-Patentschrift 2 824 554, ist zwischen zwei be- tätigenden Nockenwelle liegen,

nachbarten Ventilen eine Schraubenfeder angeordnet, ■ Weitere Einzelheiten der gemäß der Erfindung aus-

deren beide Enden unter die Steuerhebel der Ventile gebildeten Federanordnung ergeben sich aus der ein

greifen. Durch die Anordnung der Windungslocke der Ausführungsbeispiel wiedergebenden Zeichnung; in

Schraubenfeder zwischen den Steuerhebeln müssen 40 dieser ist

auch bei dieser Ausführung die Ventilspindeln einen Fig. 1 eine Draufsicht auf einen zwei Ventile um-

ausreichend großen Abstand voneinander haben. fassenden Abschnitt eines Motorzylinderkopfes,

Bei einer anderen aus der USA.-Patentschrift Fig. 2 ein Längsschnitt längs der Linie 2-2 in

1974 802 bekannten Bauart ist gleichfalls zwischen Fig. 1,

benachbarten Ventilen eine Schraubenfeder angeoid- 45 Fig. 3 ein Querschnitt längs der Linie 3-3 in

net, deren freie Enden jeweils auf eines der Ventile Fig. 1,

wirkt. Die Ventilspindel und die zu deren Führung Fig. 4 eine Ansicht einer Feder,

vorgesehene Hülse sind mit miteinander in Flucht zu Fig. 5 ein Querschnitt längs der Linie 5-5 in

bringenden Schlitzöffnungen versehen, durch welche Fig. I,

die Federenden eingeführt werden müssen; die Mon- 50 F i g. 6 eine Draufsicht auf zwei zusammenwirkende

tage ist hierdurch erschwert. Auch dort führen die Federn,

gegen die Enden der Ventilspindeln anliegenden F i g. 7 eine Stirnansicht auf die nebeneinander-Steuerhebel zu einer entsprechenden Bauhöhe und liegenden Windungen zweier Federn,
die Anordnung der Schraubenfeder /wischen den Die Teihiusschnitte eines Zylinderkopfes einer Ventilspindeln zu einem übermäßig breit uusgebilde- 55 Brennkraftmaschine wiedergebenden Fig. 1, 3, 5 zeiten Zylinderkopf. Überdies ist bei Verwendung einer gen von den üblicherweise in Mehrzahl vorgesehenen auf zwei Ventile einwirkenden Schraubenfeder diese Einlaß- und Auslaßventilen je ein solches Ventil, ein groß und schwer auszuführen. Einlaßventil 12 und ein Auslaßventil 14, deren hin-

Eine solche Federanordnung in leichterer Bauweise und hergehende Bewegung durch eine Nockenwelle raumsparender anzuordneirund sie trotzdem sicher 60 19 und durch Federn gesteuert wird. Die Nockenauf wenigstens zwei voneinander getrennte Ventile welle ist in Lagern 18 eines mit Schrauben 17 beeinwirken zu lassen, ist Aufgabe der Erfindung. Dies festigten Zylinderkopfdeckcls 16 gelagert. Von den wird in grundsätzlicher Hinsicht durch Verwendung zur Steuerung tier verschiedenen Ventile an der Welle von zwei Federn erreicht, die je auf zwei Ventile ein- 19 vorhandenen Nocken dienen die mit 20 und 22 wirken, wobei auf jedes Ventil zwei Federelemente 65 bezeichneten Nocken zur Steuerung der Ventile 12 einwirken, die sich in der Weise raumsparend anonl- und 14 über Hebel 24 und 26. Diese Ventile werden neu lassen, daß sie im Zylinderkopf paarweise mit- durch Federn, wie sie mit 28 und 30 bezeichnet sind, einander verschlungen sind. in ihrer Schließstellung gehalten.

Das dnc Ende dor Steuerhebel 24 und 26 Hegt nul' K"8«li}olonkcn 32 bzw. 34 uuf,; ihr entgegengesetztes Ende ist »Is (label 36 bzw. 38 ausgebildet, die uuf an den Ventilspindeln 44 bzw. 46 angebrachten Scheiben oder Hunden 40 bzw. 42 aufliegen, um beim S Niederdrücken eines Hebelendes die Kraft aufzunehmen und auf die Ventilspindel zu Übertrugen. Wie Üblich, sind dich! unterhulb der Scheiben 42 und 40 Tellerscheibe!! 45 und 47 auf den Ventilspindeln 44 bzw. 46 angebracht, gegen welche die Federn 28 und 30 anliegen, die nachfolgend nüher erlUulert sind. Die Spindel 44 des Ventils 12 ist im Zylinderkopf in oberen und UiHtTeη Führungen 48 und 50 ubgcstUui, und in entsprechender Weise dienen zur Abstützung der Spindel 46 des Ventils 14 obere und untere Füllrungcn 52 und 54.

Hie zur Verwendung kommenden Federn 28 und 30 hüben die aus F i g. 6 ersichtliche gleiche Raum· form, sind aber um I8(l· verdreht zueinander angeordnet. I olglich bedarf e"s der Erläuterung nur der ao einen leder 28; die zu den entsprechenden Teilen an der Feder 30 vermerkten Bezugs/eichen sind mit dem Zu>:ii/. »/1« versehen. Diese Federn sind paarweise im /■) linderkopf miteinander verschlungen, und zwar in der Anzahl wie Ventile vorhanden sind. Jede Feder as wirkt auf zwei Ventile, und jedes Ventil wird durch Armteile von zwei Federn betätigt.

Pie nachfolgend erläuterte Feder 28 besteht aus einem ledernden Draht, der mit drei auf Abstand voneinander angeordneten und im wesentlichen axial ausgerichteten Windungen 56, 58, 60 versehen ist. von denen die Windung 58 mittig gegenüber den beiden Außenwindungen 56, 60 liegt. An die mittlere Windung 58 schließt als Übergang zu den außenliegenden Windungen 56 und 60 je ein im wesentliehen U-förmig gebogener und sich quer erstreckender Verbindungsteil 62 und 64 an, dessen Querbereich mit 66 bzw. 68 bezeichnet ist. Die außenliegenden Windungen 56 und 60 des Federdrahtes laufen in · freie Enden 70 und 72 aus, über welche die Feder 28 im Zylinderkopf verankert wird. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist das freie Ende 72 der Feder 28 in der Öffnung 74 und das freie Ende 70/1 der Feder 30 in der Öffnung 76 verankert. Diese Ankerenden wirken als Widerlager für sich in den Federn auswirkende Verbindungskräfte. Die Federn sind durch geeignete Anordnung der zur Aufnahme der Ankerenden dienenden öffnung vorgespannt, um für die Ventile die ei forderliche Hubkraft zugeben. Der Zylinderkopf ist mit dner Mehrzahl solcher öffnungen 74 und 76 versehen, die z-i beiden Seiten der Nockenwelle in Anpassung an die Windungen der Feilem angeordnet sind. Der Querbereich 66 der Feder 28 und der Querbcrcicli 68.1 der Feder 30 liegen gegen die Unterseite der Tellerscheibe 47 der Ventilspindel 46 an und drücken das Ventil 14 in die Schließstellung. Der Querbereich 66Λ der Feiler 30 und der Querbereich 68 der Feder 28 liegen gegen die Unterseite der Tellerscheibe 45 der Ventilspindel 44 an und drücken das Ventil 12 in die Schließstellung. Wie sich aus den Fig. I, 3, 5 und 6 ergibt, liegt der Querbereich gegen den nach innen, zu gelegenen Teil der Tellerscheibe 45 der Ventilspindel 44 und der Querbereich 66/1 gegen die gegenüberliegende nach außen zu gelegene Seite dieser Tellerscheibe an. In entsprechender Weise wirkt der Querbereleh 68/1 auf den nach imen zu gelegenen Teil der Tellerscheibe 47 der Venlikel^ibe 46 und der Querbereich 66 auf den gegenüberliegenden, nach außen zu gelegenen Teil diesu Tellerscheibe, lis wirken also sowohl die Steuerhebel als auch die Arme der Federn auf die Ventilspindeln.

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und zwar auf den mittleren Teil der Spindel. Hierdurch wird natürlich eine wuchtigere bzw. kräftigere Ventilbetätigung erreicht und wird die allseitige OrOUe des Motors, insbesondere in der Höhe, verkleinert. Die sonst üblicherweise auf dem oberen Ende der Ventilspindel nngeoidncien Druckfedern und ein uuf das obere Ende der Ventilspindel wirkender Steuerhebel nehmen einen belrtich'Mch größeren Raum ein als die hier beschriebene Ventilunoidnung. In Betrieb svird das Ventil 12 durch den \oir Nocken 20 gesteuerten Steuerhebel 24 in die OITcnslellung gebracht. Der .Steuerhebel 24 wälzt sich hierbei auf dem Kugelgelenk 32 ab und drückt auf die an dei Spindel 44 angebrachte Scheibe 40. Diiuh die hierdurch verursachte Spindel· crlagorung wird .nicli der sich quer erstreckende Verbindungslei! 64 dci Feder 28 nach unten bewegt, und dadurch entsteht in den Windungen 58 und 60 dieser Feder eine Biegcsp;inm ng. Da die Richtung der Drahtwindung 58 und des mit dem Ventil 14 in Wirkverbindung stehenden Verbindungstcils 62 eine nach oben gerichtete Hubkrafl auf das Ventil 14 ausüben, wird dieses um so kräftiger in eine Schließstellung gedrückt. Die hei Bewegung nach unten erfolgende (iberliihrung iL's Ventils 12 in die Olfenstellung bewegt den Verbindungsteil 62/1 der Feder 30 nach unten und verstärkt dadurch die Biegespannung in den Windungen 56.1 und 58/1, und demzufolge übt der Verbindungsteii 68/1 über den Verbindungsteil 62 eine zusätzliche Hubkraft auf das Ventil 14 aus.

Wein die Nockenwelle umläuft, um das Ventil 14 zu öffnen, tritt im wesentlichen die gleiche Folge dei Zustände ein. In diesem Fall wird bei der nach unten erfolgenden Öffnungsbewegung für das Ventil 14 eine zusätzliche Biegespannung in den Windungen 58/1 und 60/1 der Feder 30 und in den Windungen 56 und 58 der Feder 28 erzeugt. Der mit dem Ventil 12 in Wirkverbindung stehende Verbindungsteil 62/1 drückt dann dieses Ventil kräftig in seine Schließstellung. Der buim öffnen des Ventils 14 mitgenommene Verbindungsteil 62 der Feder 28 verstärkt die Biegespannung der Windung 58, was zur Folge hat, daß der Verbindungs :il 68 das Ventil 12 mit um so giößcrer Kraft in die Schließstellung drückt. Bei dieser beschriebenen Vcntilsteuerausfülirung werden somit paarweise zusammenwirkende Torsionsfedern als Ventilbetütigungsmittel verwendet, die in bezug auf die Ventile derart raumsparend angeordnet sind, daß die Größe des Motors nach allen Seiten hin verkleinert wird.

F ig. 7 veranschaulicht schematisch, welche Bewegungen zueinander die Verbindungsteile der beiden Federn 28 und 30 wählend der hin- und hergehenden Bewegung der Ventile 12 und 14 ausführen. Wenn sich das Ventil 12 öffnet, bewegt sich der Verbindungsteil 64 der Feder 28 von /11 über A 2 nach A und der Verbindiingslcil 62/1 der Feder 30 mhi /Jl über Bl nach ß3. Wenn sich das Ventil 14 öffnet, bewegt sich der Verbindungsleil 64« der Feder von C 1 über Cl nach C3 und der Verbindungsteil der Feder 28 von D I über Dl nach />3.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Federanordnung für wenigstens zwei voneinander getiennt angeordnete und betätigbare

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   Ventile von Brennkraftmaschinen, die cine um ihre Windungsachsc verwindbare Feder enthält, mit zumindest zwei sich nach entgegengesetzten Richtungen an die mit Abstand nebeneinander angeordneten Windungen der Feder anschließenden..an jeweils einem Ventil angreifenden und bei Verlagerung eines der Ventile in OiTenstellung das andere Ventil in Schließstellung drückenden Armen, dadurch gekennzeichnet, daß die von zwischen drei Windungen (56, 58, 60) angeordneten und im wesentlichen U-förmig gestalteten Querverbindungen gebildeten Arme (62, 64) in bezug auf die Verwindungsaehse der Feder (28) unterschiedlich lang sind, daß der längere Arm (64) an der Spindel (44) des einen Ventils (12) und der kürzere Arm (62) an der Spindel (46) des anderen Ventils (14) angreift und daß eine zweite, etwa gleichgeslaltcte Feder vorgesehen ist, die so angeordnel ist. daß an jedem Ventil ein längerer und ein kürzerer Arm angreift.
2. 2. Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den gegenüberliegenden Seiten der Ventilspindeln (46, 44) jedes Ventils (14, 12) je ein Arm (66, 68/1 bzw. 68, 66Λ) der zwei Federn (28, 30) angreift.
3. 3. Federanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder (28, 30) eine teils weiter und eine teils kürzer ausgebogene Querverbindung (62, 64. 62/1, 64/1) aufweist und die jeweils kurzer ausgebogene Querverbindung (62, 62/4) an der einen Seite jeder Ventilspindel (44, 46) und die jeweils weiter ausgebogene Quer-■vcrbindung (64, 64/4) an der anderen Seite jeder Ventilspindel (46, 44) angreift.
4. 4. Federanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden etwa gleichgestalteten Federn (28, 30) in solcher Lage nebeneinander angeordnet sind, daß ihre Windungen (56, 58, 60 bzw. 60Λ, 58/4, 56Λ) entsprechend der axialen Versetzung der Ventile (12, 14) in einer Ebene angenähert rechtwinklig zu einer sie betätigenden Nockenwelle (19) liegen.
5. 5. Federanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jede Feder (28, 30) im Anschluß an die außenliegenden Windungen (56, 60 bzw. 56/4, 60/4) in Verankerungszapfen (70, 72) ausläuft.
6. 6. Federanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise unmittelbar von der Nockenwelle (19) betätigbare, mit ihrem einen freien Ende auf das eine der beiden Ventile (28 bzw. 30) zur Verlagerung in die Offenstellung einwirkende Steuerhebel (24, 26) im Zwischenraum zwischen den Windungen der Federn angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen