DE1955820B1

DE1955820B1 - Vorrichtung zum Drehen eines Tellerventils fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1955820B1
Application number: DE19691955820
Authority: DE
Inventors: Arnold Dr-Ing May
Original assignee: Teves Thompson and Co GmbH
Current assignee: Teves Thompson and Co GmbH
Priority date: 1969-11-06
Filing date: 1969-11-06
Publication date: 1971-08-26
Also published as: US3710768A; FR2065093A5; GB1291502A; SE358703B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum eine Bremsscheibe, vorzugsweise eine konische Schei-

Drehen eines Tellerventils für Brennkraftmaschinen benfeder, eingesetzt sein,

während der Schließbewegung des Ventils. Die Neigung der Wälz- oder Gleitebenen muß so

Es ist bekannt, Ventilvorrichtungen in Otto- und groß sein, daß alle Drehwiderstände von der durch Dieselmotoren zu verwenden, die die axial wirkende, 5 das Federelement erzeugten Umfangskraft aus der steigende Ventilfederkraft beim Öffnen des Ventils Axialkraft überwunden werden können,
ausnutzen, um die Drehung hervorzurufen. Dabei Das Federelement, das vorzugsweise eine konische wird erfahrungsgemäß erreicht, daß sich das Ventil Scheibenfeder, bekannt unter der Bezeichnung Tellerwährend des öffnens um einige Winkelgrade dreht, feder, ist, dient als Arbeitsspeicher für die Energie, jedoch während der Schließbewegung keine Rota- io die beim Drehvorgang verbraucht wird, im Gegentionsbewegung mehr ausführt, um unnötigen Ver- satz zu seiner Funktion in herkömmlichen Ventilschleiß am Ventilsitz zu vermeiden. Bei einem mit drehvorrichtungen, wo es als Kraftübersetzer verSchweröl betriebenen Dieselmotor ist dagegen eine wendet wird. Das die Arbeit einleitende Glied muß Drehbewegung des Ventils während des Schließens nicht notwendigerweise eine Ventilfeder sein, sondern erwünscht, um die sich bildenden glasurartigen Ab- 15 kann auch ein axial bewegtes starres Bauteil sein, lagerungen zu entfernen. Das Ventil setzt dabei noch das ebenso wie die Ventilfeder zusätzlich die Funkrotierend auf seinem Sitz auf. Durch die USA.- tion des drehübertragenden Elementes bzw. der dreh-Patentschrift 1467 647 ist bereits ein Ventil mit einer fessten Abstützung übernimmt.
Vorrichtung bekannt, das sich während der Schließ- Im folgenden werden die Einzelheiten von Ausbewegung um einige Winkelgrade dreht. Die dafür 20 führungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichverwendeten Teile sind einem verhältnismäßig nungen (Fig. 1 bis 9) beschrieben,
großen Verschleiß unterworfen, so daß sich diese Fig. 1 zeigt die Drehvorrichtung bei voll geöff-Ausführung für einen Dauerbetrieb nicht eignet. Ins- netem Ventil mit gespanntem Federelement 1 und die gesamt ist die Drehvorrichtung auch zu aufwendig Lage der Wälzkörper, dargestellt als Kugel 2, in der in der Herstellung. 25 Endstellung vor Beginn der Drehung. Die in den

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventildrehvor- Grundkörper 3 eingearbeiteten schrägen Laufbahnen 4 richtung zu schaffen, die sich durch geringen Bau- mit dem Neigungswinkel α sind im Querschnitt la, aufwand, große Wirksamkeit und große Lebensdauer in der Draufsicht 1 b und in der tangentialen Abauszeichnet, wicklung lc auf dem Kugelteilkreis, Radius r, dar-

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekenn- 3° gestellt. Das Federelement 1 stützt sich auf der am

zeichnet, daß in an sich bekannter Weise Wälz- oder Grundkörper 3 befestigten Grundplatte 5 ab und

Gleitkörper vorgesehen sind, die in konzentrisch um wird vom Deckel 6 axial belastet. Die Tangential-

die Achse eines Grundkörpers angeordneten Taschen federn 7 haben die Kugeln 2 in die für sie erreich-

mit schiefen Ebenen durch tangential wirkende, bei bare geringste Tiefe der geneigten Laufbahnen 4

Belastung der Wälz- oder Gleitkörper zusammen- 35 gedrückt, so daß sie das Federelement 1 und die

drückbare Federn in Richtung auf die flacheren Laufbahnen 4 berühren.

Seiten der Taschen belastet sind und mit einem den Wird die von der Ventilfeder aufgebrachte kon-

Taschen gegenüberliegenden, beim Öffnungsvorgang zentrische Axialkraft P beim Schließen des Ventils

des Ventils unter zunehmender Belastung durch die vermindert oder ganz weggenommen, so übt das ge-

Ventilfeder bzw. Ventilfedern sich in Ventilachsrich- 40 spannte Federelement 1 Kräfte auf die Kugeln 2 aus,

tung spannenden Federelement zusammenwirken und die dann nach Maßgabe dieser Kräfte infolge von

daß die Wälz- oder Gleitkörper in Ventilachsrichtung Kraftkomponenten in Umfangsrichtung auf den Lauf-

beim zunehmenden Spannen des Federelements ent- bahnen 4 abrollen und ihre Rollbewegung auf das

lastet, dagegen beim Entspannen des Federelements Federelement 1 übertragen, das dadurch den doppel-

zum relativen Verdrehen des Grundkörpers gegen- 45 ten Rollweg der Kugeln 2 macht und so um die

über dem Federelement zunehmend belastet werden. Achse a-b des Grundkörpers rotiert. Bei Verwendung

Nach einem den Gegenstand der Erfindung weiter von Gleitelementen an Stelle der Wälzkörper dreht

ausbildenden Merkmal kann der Grundkörper mit sich das Federelement 1 um den gleichen Weg wie

einer Grundplatte festgehalten und die Drehung des die Gleitstücke.

Federelements über einen Deckel auf die Ventilfeder 50 In F i g. 2 ist der Zustand bei beendeter Drehung

und das Ventil übertragen werden. Ebenso ist es aber dargestellt. Die Kugeln 2 befinden sich in der für sie

auch möglich, daß das Federelement über einen erreichbaren größten Tiefe der Laufbahnen 4. Sie

Deckel von der Ventilfeder festgehalten und die sind von Pos. 1 Bild Ib zu Pos. 2 Bild 2 b, gerollt

Drehung des Grundkörpers über einen Konus und und haben dabei eine Translation um den Winkel α,

Kegelstücke auf das Ventil übertragen wird. Zur Ver-. 55 Bild 2 b, mit dem Rollweg r ■ oc, Bild 2 c ausgeführt,

ringerung der Reibung zwischen dem Federelement so daß sich das Federelement 1 theoretisch um 2<x

und der Grundplatte ist es von Vorteil, Wälzlager gedreht und den Rollweg 2 · roe zurückgelegt hat.

einzusetzen. An Stelle der Grundplatte kann auch Falls keine Axialkraft mehr auf den Deckel 6 wirkt,

der Flansch einer Hülse verwendet werden und in stützt sich dieser an dem Sicherungsring 8 ab, und

geeigneter Weise mit dem Grundkörper verbunden 6° die Kugeln 2 berühren die Laufbahnen 4 und das

sein. Federelement 1 nach Maßgabe der Tangentialfeder-

Das axial verformbare Federelement muß nicht kräfte. Dieser Zustand tritt auch ein, wenn der notwendigerweise eine Scheibenfeder sein, sondern Deckel 6 noch axial belastet ist, so daß das Federkann auch aus einer Scheibe und einer oder mehreren element 1 eine entsprechende Gegenkraft ausüben Schraubenfedern oder anderen elastischen Feder- 65 muß.

elementen bestehen, die sich auf einen Wälzlager ab- F i g. 3 zeigt eine Ausführung der Drehvorrichtung,

stützen. Sollte es sich als notwendig erweisen, kann wie sie am Ende eines Ventilschaftes eingebaut wer-

zwischen dem Federelement und dem Grundkörper den kann. Die Bohrung des Grundkörpers 3 ist zur

Aufnahme von Kegelstücken als Konus 24 ausgeführt. Der Grundkörper 3 dreht sich gegen das Federelement 1, das mit dem Deckel 9 drehfest verbunden ist. Dieser ist hier als Auflage für die Ventilfeder 10 ausgebildet und wird von ihr gegen Drehung festgehalten.

F i g. 4 stellt eine Vorrichtung, ähnlich den F i g. 1 und 2 dar, wobei ein Bördelrand 25 am Deckel 11 um einen Bund 26 der Grundplatte 13 den Sicherungsring oder Sprengring 8 ersetzt.

Eine Ausführung, die die Elemente der Fig. 3 und 4 vereinigt, wird in F i g. 5 gezeigt. Der gebördelte Deckel 12 ist gleichzeitig als Auflage, für die Ventilfeder 10 ausgeführt, und an Stelle der Grundplatte ist der Flansch einer Hülse 13 getreten, die einen Innenkonus 24 für die Aufnahme der Kegelstücke enthält.

In F i g. 6 erkennt man einen Laufring 14 zwischen den Wälzkörpern 2 und dem Federelement 1, der die Wälzpressungen am Federelement 1 herabsetzt, da dieser sich nun auf einem Wulst 27 mit Linienberührung abstützt.

Fig. 7 zeigt eine Konstruktion, die vorzugsweise bei erforderlichem großem Drehmoment der Vorrichtung geeignet ist. Sie enthält als Federelement zwei konische Scheibenfedern 15 a und ISb, die die Grundplatte 5 mittelbar über ein Wälzlager 16 belasten. Die Verspannungskräfte für die konischen Scheibenfedern 15 a und 15 b werden von einer oder mehreren Ventilfedern 10 und 18 über den als Federauflage geformten Deckel 19 aufgebracht. Wegen der durch das Wälzlager 16 verringerten Reibung zwischen der Grundplatte 5 und Federelement kann es notwendig werden, eine zusätzliche Bremsscheibe 20 zwischen Federelement 1 und Grundkörper 3 einzusetzen, um unkontrollierbare Drehungen des Federelementes gegen den Grundkörper 3 beim Verspannungsvorgang zu unterbinden.

In der Vorrichtung nach Fig. 8 besteht das Federelement aus einer Scheibe 21, in die eine Wälzkörperlaufbahn 22 eingearbeitet sein kann, Fig. 9, und die sich über Schraubenfedern 23 oder andere elastische Glieder auf einem Wälzlager 16 abstützt. Die Höhe des Teils 13 ist so gewählt, daß dadurch der axiale Weg der Scheibe 21 auf ein vorbestimmtes Maß 28 begrenzt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Drehen eines Tellerventils für Brennkraftmaschinen während der Schließbewegung des Ventils, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Wälz- oder Gleitkörper (2) vorgesehen sind, die in konzentrisch um die Achse eines Grundkörpers

(3) angeordneten Taschen mit schiefen Ebenen

(4) durch tangential wirkende, bei Belastung der Wälz- oder Gleitkörper (2) zusammendrückbare Federn (7) in Richtung auf die flacheren Seiten der Taschen belastet sind und mit einem den Taschen gegenüberliegenden, beim Öffnungsvorgang des Ventils unter zunehmender Belastung durch die Ventilfeder bzw. Ventilfedern sich in Ventilachsrichtung spannenden Federelement (1) zusammenwirken und daß die Wälz- oder Gleitkörper (2) in Ventilachsrichtung beim zunehmenden Spannen des Federelements (1) entlastet, dagegen beim Entspannen des Federelements (1) zum relativen Verdrehen des Grundkörpers (3) gegenüber dem Federelement (1) zunehmend belastet werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (3) mit einer Grundplatte (5) festgehalten und die Drehung des Federelements (1) über einen Deckel (6) auf die Ventilfeder und das Ventil übertragen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (1) über einen Deckel (9) von der Ventilfeder bzw. den Ventilfedern festgehalten wird und die Drehung des Grundkörpers (3) über einen Konus (24) und Kegelstücke auf das Ventil übertragen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Reibung zwischen dem Federelement (1) und der Grundplatte (5) ein Wälzlager (16) eingesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Grundplatte (5) der Flansch einer Hülse (13) verwendet und in geeigneter Weise mit dem Grundkörper (3) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das axial verformbare Federelement aus einer Scheibe (21) und einer oder mehreren Schraubenfedern (23) oder anderen elastischen Federn besteht, die sich auf einem Wälzlager (16) abstützen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Federelement und dem Grundkörper (3) eine Bremsscheibe (20), vorzugsweise eine konische Scheibenfeder eingesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY