DE19712610C2 - Halterungsvorrichtung für Ventilstößel und Verbrennungsmotor mit dieser Halterungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halterungsvorrichtung für Ventilstößel von Verbrennungsmotoren und einen Verbren­ nungsmotor mit hängenden Ventilen, obenliegender Nockenwelle (OHC-Motoren) und dieser Halterungsvorrichtung.

Derartige Verbrennungsmotoren weisen üblicherweise mit Noc­ kenerhebungen einer Nockenwelle in Eingriff stehende Rollen­ ventilstößel auf. Es ist allgemein bekannt, daß sich Rollen­ ventilstößel nicht um ihre Längsachse drehen dürfen, da die Rollen an den Stößeln in der derselben Ebene wie die Noc­ kenerhebungen bleiben müssen.

Bestimmte Vorrichtungen nach dem Stand der Technik richten die Stößel in dem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors in geeigneter Weise aus, um die vorstehend erwähnte Drehung zu verhindern. Aus der US 508 84 55 ist ein Beispiel für eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der, wie aus der Darstel­ lung in Fig. 2 der vorliegenden Anmeldung ersichtlich, eine Befestigungsvorrichtung 10 an dem Zylinderblock 12 eines Mo­ tors 14 mittels Schrauben 16 befestigt ist. Es hat sich aber herausgestellt, daß die Verwendung von Schrauben für die Be­ festigung der Halterungsvorrichtung an einem Motorblock nachteilig ist. Bei­ spielsweise müssen bei dem Einbau einer Halterungsvorrichtung 10 nach dem Stand der Technik die Schrauben 16 zu den Gewin­ debohrungen geeignet ausgerichtet werden und mit einem ge­ eigneten Drehmoment angezogen werden. Anderenfalls können die Schrauben ausreißen oder nicht richtig angezogen sein. Des­ weiteren erfordert die Verwendung von Schrauben zusätzliche Montagezeit. Außerdem entstehen zusätzliche Kosten aufgrund der Notwendigkeit, für die Schrauben der Halterungsvorrich­ tung Löcher zu bohren und Gewinde einzuschneiden.

Aus der US 4 704 995 ist eine Anordnung zur Führung von Rol­ lenventilstößeln bekannt, bei welcher die Rotation der Ven­ tilstößel um ihre Längsachse durch eine Führungsplatte mit rechteckigen Ausschnitten verhindert wird, wobei die Seiten der Ausschnitte mit abgeflachten Seiten der Ventilstößel zu­ sammenwirken. Die Dimensionierung der rechteckigen Ausschnit­ te in der Führungsplatte erfolgt so, dass ein gewisses Spiel für eine Rotation der Ventilstößel verbleibt, was als vor­ teilhaft angesehen wird. Die Ventilstößel werden überwiegend in Bohrungen des Zylinderkörpers geführt und nur die Verhin­ derung einer Längsrotation erfolgt über die erläuterte Füh­ rungsplatte. Die Führungsplatte wird bei einer Ausgestaltung der Anordnung von einer Spiralfeder gegen den Zylinderkörper gedrückt, wobei sich die Spiralfeder mit ihrem oberen Ende am Zylinderkopf abstützt und wobei die Spiralfeder um den durch den Zylinderkopf austretenden Ventilstößel herum angeordnet ist. Bei einer alternativen Anordnung drückt eine Spiralfeder die Führungsplatte gegen den Zylinderblock, wobei die Spiral­ feder um einen im Zylinderblock verschraubten Bolzen herum angeordnet ist.

Bei beiden Ausgestaltungsformen ist das untere Ende der Spi­ ralfeder durch ein Loch in der Führungsplatte geführt, um so eine Drehung der Spiralfeder zu verhindern.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halterungsvorrichtung für Ventilstößel, welche während der Motormontage leicht eingebaut werden kann, und einen Verbren­ nungsmotor mit einer derartigen Halterungsvorrichtung bereit­ zustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 4 gelöst. Die Nachteile bisheriger Lösungsversuche werden überwunden, indem eine neue Halte­ rungsvorrichtung zum Haltern von Ventilstößeln in Verbren­ nungsmotoren bereitgestellt wird. Motoren enthalten in einem Zylinderblock eingebaute Ventilstößel und einen an dem Zylin­ derblock befestigten Zylinderkopf. Jeder Ventilstößel weist eine Längsachse auf. Die Halterungsvorrichtung umfaßt einen langgestreckten Körper mit mehreren Ventilstößel- Aufnahmebuchsen, die in Abständen über dessen Länge für die Aufnahme der Stößel angeordnet sind. Ein elastisches Vorspan­ nelement ist so an dem Körper der Halterungsvorrichtung ange­ bracht, daß die Halterungsvorrichtung zwischen dem Zylinder­ block und dem Zylinderkopf befestigt werden kann, wenn der Zylinderkopf auf den Zylinderblock montiert wird.

Das elastische Vorspannelement ist eine Blattfeder, welche in einer Nut der Halterungsvorrichtung untergebracht ist. Somit kann die Halterungsvorrichtung während des Zusammenbaus des Motors einfach so in den Motorblock eingesetzt werden, daß sie mit den Ventilstößeln in Eingriff steht. Der Zylinderkopf wird dann auf dem Zylinderblock befestigt, was ein Zusammen­ drücken der Blattfeder bewirkt und dadurch die Halterungsvorrichtung in dem Motor befestigt. Natürlich können auch andere elastische Vorspannelemente verwendet werden, z. B. Schraubenfedern, Gum­ mibuchsen, Federscheiben oder in den Körper der Hal­ terungsvorrichtung integrierte Hebelarm-Federelemente.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Zusammenbau des Motors vereinfacht und dadurch Zeit gespart und Kosten reduziert werden können.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß durch die Anbringung des elastischen Vorspannelementes an der Halterungsvorrichtung, eine Ausrichtung des elastischen Vorspannelementes bezogen auf die Halterungsvorrichtung wäh­ rend des Zusammenbaus des Motors ohne die Verwendung oder Notwendigkeit irgendwelcher Befestigungsvorrichtungen er­ reicht werden kann.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der geeignete auf die Halterungsvorrichtung aus­ zuübende Kraftaufwand erreicht werden kann, ohne darauf ange­ wiesen zu sein, daß ein Monteur irgendwelche Befesti­ gungselemente mit einem geeigneten Drehmoment anzieht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei­ spielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung in einem Motorzylinderblock;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer an einem Motorzylinderblock befestigten Halterungsvor­ richtung nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 3-3 aus Fig. 1;

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des durch die Linie 5 von Fig. 3 eingekreisten Bereiches; und

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht, welche einen Abschnitt der in den Motor eingebauten Halterungsvorrichtung dar­ stellt.

Die in den Fig. 1 und 3 dargestellte Ventilstößel-Halterungs­ vorrichtung 20 ist in einer in dem Zylinderblock 24 des Mo­ tors 26 ausgebildeten Halterungsvorrichtungsnut 22 angeord­ net. Wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, weist der Motor 26 eine Nockenwelle 32 mit mehreren über deren Länge in Abständen verteilten Nockenerhebungen 34 auf, welche drehbar auf dem Zylinderblock 24 befestigt ist. Während der Drehung der Nockenwelle 32 stehen die Nocken 34 mit den Rol­ len 36 der Stößel 28 in Kontakt und bewirken, daß sich die Stößel 28 in der in dem Motorblock 24 ausgebildeten Stößel­ bohrung 38 hin und her bewegen. Wenn sich die Stößel 28 hin und her bewegen, öffnen und schließen Stößelstangen 40 (nicht dargestellte) Einlaß- und Auslaßventile.

Die Halterungsvorrichtung 20 weist mehrere Ventilstößel-Auf­ nahmebuchsen 44 (siehe auch Fig. 4) zur Aufnahme von Enden 46 der Stößel 28 auf. Damit sich die Stößel 28 bei ihrer Hin- und Herbewegung nicht verklemmen, muß eine Drehung der Stößel 28 um ihre Achse verhindert werden. Dies wird dadurch er­ reicht, daß beispielsweise Abflachungen 48 an der Außenober­ fläche der Stößel 28 vorgesehen sind, welche mit Abflachungen 50 (Fig. 4) in den Buchsen 44 zusammenwirken. Zur Verhinde­ rung der vorstehend erwähnten Drehung muß die Tiefe ds jeder Buchse 44 größer als der Betrag des Hubs l sein, über welchen sich der Ventilstößel 28 bewegt, damit der Stößel 28 nicht aus dem Eingriff mit der Buchse 44 gerät.

Gemäß Darstellung in den Fig. 4 bis 6 umfaßt die Halterungs­ vorrichtung 20 einen langgestreckten Körper 52 mit einer Höhe h. Die Halterungsvorrichtung 20 enthält ferner ein elasti­ sches Vorspannelement 54, wie z. B. eine U-förmige Blattfeder, die in einer zwischen nebeneinanderliegenden Buchsen ausgebildeten Nut 56 gehaltert ist. Wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, kann das elastische Vorspannelement 54 auch aus anderen Federelementen, zu denen Schraubenfedern, Gummibuchsen, Federscheiben oder sogar in den Körper der Hal­ terungsvorrichtung integrierte Hebelarm-Federelemente gehö­ ren, bestehen.

Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, ist die Halterungsvor­ richtung 20 in der Halterungsvorrichtungsnut 22 des Zylinder­ blocks 24 untergebracht. Erfindungsgemäß ist die Höhe h der Halterungsvorrichtung 20 von der Oberfläche 58 des Zylinder­ blocks 24 aus gemessen kleiner als die Tiefe d der Nut 22. Somit kommt dann, wenn der Zylinderkopf 60 (vgl. Fig. 6) auf dem Zylinderblock 24 bevorzugt mit einer dazwischenliegenden Kopfdichtung 63 befestigt wird, die Biegung 61 der U-förmigen Blattfeder 54 mit dem Zylinderkopf 60 in Kontakt, was ein Zu­ sammendrücken der Blattfeder 54 bewirkt, und dadurch eine Normalkraft auf die Halterungsvorrichtung 20 ausübt, so daß die Halterungsvorrichtung 20 in der Nut 22 befestigt wird. Somit sind keine Befestigungselemente für die Befestigung der Halterungsvorrichtung 20 an dem Zylinderblock 24 erforder­ lich. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird erkennen, daß die Nut 22 alternativ in dem Zylinderkopf 60 ausgebildet werden kann, vorausgesetzt, daß sich die Blattfeder 54 biegen kann.

Zusätzlich dazu, daß d größer als h ist, ist es, um eine Bie­ gung der Blattfeder 54 bei der Befestigung des Zylinderkopfes 60 auf dem Zylinderblock 24 zuzulassen, ferner wünschenswert, die Nut 56 mit einer Länge größer als die Länge zwischen den Enden 62 der nicht gebogenen Blattfeder 54 zu versehen. Der Unterschied zwischen diesen zwei Strecken bildet einen Raum 64 zwischen den Enden 62 und den Enden der Nut 56 aus. Somit kann sich die Blattfeder 54 dann, wenn der Zylinderkopf 60 auf dem Motorblock 24 montiert wird, in Längsrichtung in der Nut 56 gemäß Darstellung in Fig. 6 bewegen.

Claims (7)

1. Halterungsvorrichtung (20) zum Haltern von Ventilstößeln (28) in einem Verbrennungsmotor (26), wobei der Motor einen Zylinderblock (24) und einen an dem Zylinderblock befestigten Zylinderkopf (60) aufweist und jeder Ventil­ stößel eine Längsachse besitzt, mit:
einem langgestreckten Körper (52) mit mehreren Ventil­ stößel-Aufnahmebuchsen (44), die in Abständen über des­ sen Länge zur Aufnahme der Stößel (28) angeordnet sind; und
einem elastischen Vorspannelement (54), das an dem Kör­ per (52) angebracht ist, um die Halterungsvorrichtung (20) zwischen dem Zylinderblock (24) und dem Zylinder­ kopf (60) zu befestigen, wenn der Zylinderkopf auf dem Zylinderblock montiert ist;
wobei
das elastische Vorspannelement (54) eine Blattfeder ist;
der Körper (52) eine Nut (56) aufweist, welche sich zu­ mindest teilweise über die Länge des Körpers zwischen nebeneinanderliegenden Buchsen (44) für die Aufnahme der Enden (62) der Blattfeder (54) erstreckt; und
die Blattfeder (54) U-förmig ausgebildet ist und eine Biegung (61) aufweist, die mit dem Zylinderkopf (60) in Kontakt steht, wenn der Zylinderkopf auf dem Zylin­ derblock (24) montiert ist.

2. Halterungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nut (56) ausreichend lang ist, daß sich die Blattfeder (54) in Längsrichtung in der Nut be­ wegen kann, wenn die Blattfeder gebogen wird.

3. Halterungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner beabstandete gegenüberliegende abgeflachte Seiten (50) für ein Zusam­ menwirken mit radial beabstandeten abgeflachten Seiten (48) an den Stößeln (28) aufweist, um ein Drehen der Stößel um die Stößellängsachse zu verhindern.

4. Verbrennungsmotor (26) mit obenliegender Nockenwelle, mit:
einem Zylinderblock (24);
einer Nockenwelle (32) mit mehreren daran entlang in Ab­ ständen angeordneten Nockenerhebungen (34), wobei die Nockenwelle drehbar auf dem Zylinderblock (24) befestigt ist;
mehreren Ventilstößeln (28), Wobei jeder Stößel zumin­ dest teilweise in einer Bohrung (38) in dem Zylinder­ block (24) untergebracht ist und mit einer der Nockener­ hebungen (34) in Kontakt steht;
einem auf dem Zylinderblock (24) montierten Zylinderkopf (60); und
einer zwischen dem Zylinderblock (24) und dem Zylin­ derkopf (60) angeordneten Halterungsvorrichtung (20), wobei die Halterungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgestaltet ist.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zylinderblock (24) eine sich im wesentli­ chen entlang der Länge des Zylinderblockes erstreckende Halterungsvorrichtungsnut (22) mit einer Tiefe (d) grö­ ßer als die Höhe (h) des Körpers (52) der Halterungsvor­ richtung (20) aufweist, und daß die Halterungsvorrich­ tungsnut die Halterungsvorrichtung aufnimmt.

6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich jeder Stößel (28) mit der Drehung der Nockenwelle (32) in der Bohrung (38) und in der Buchse (44) hin und her bewegt und dadurch einen Hub (l) ausführt, und daß jede Buchse eine Tiefe (ds) aufweist, die größer als dieser Hub ist, um zu verhindern, daß der Stößel aus dem Eingriff mit der Buchse gerät.

7. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Buchse (44) beabstandete gegenüberliegende abgeflachte Seiten (50) und jeder Stö­ ßel (28) radial beabstandete abgeflachte Seiten (48) in der Nähe der Stößelenden für ein Zusammenwirken mit den abgeflachten Seiten in der Buchse aufweist, um ein Dre­ hen der Stößel um die Stößellängsachse zu verhindern.