DE2110708C3

DE2110708C3 - Device for rotating a poppet valve for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2110708C3
Application number: DE19712110708
Authority: DE
Inventors: Arnold Dr.-Ing. 3052 Bad Nenndorf May
Original assignee: Teves-Thompson Gmbh, 3013 Barsinghausen
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1976-06-24

Description

Das Hauptpatent 19 55 820 betrifft eine Vorrichtung zum Drehen eines Tellerventils für Brennkraftmaschinen während der Schließbewegung des Ventils. Nach dem Hauptpatent sind Wälz- oder Gleitkörper vorgesehen, die in konzentrisch um die Achse eines 3» Grundkörpers angeordneten Taschen mit schiefen Ebenen durch tangential wirkende, bei Belastung der Wälzoder Gleitkörper zusammendrückbare Federn in Richtung auf die flacheren Seiten der Taschen belastet sind und mit einem sich in Ventilachsrichtung spannenden Federelement zusammenwirken, wobei die Wälz- oder Gleitkörper in Ventilachsrichtung beim zunehmenden Spannen des Federelements entlastet, dagegen beim Entspannen des Federelements zum relativen Verdrehen des Grundkörpers gegenüber dem Federclement zunehmend belastet werden.The main patent 19 55 820 relates to a device for rotating a poppet valve for internal combustion engines during the closing movement of the valve. According to the main patent, there are rolling or sliding bodies provided in concentric around the axis of a 3 » Pockets arranged on the base body with inclined planes due to tangentially acting, when the rolling or load is applied Slider compressible springs are loaded towards the flatter sides of the pockets and cooperate with a spring element tensioning in the valve axis direction, the rolling or Sliding body relieved in valve axis direction with increasing tensioning of the spring element, on the other hand with Relaxation of the spring element for relative rotation of the base body with respect to the spring element are increasingly burdened.

Bei der Vorrichtung gemäß dem Hauptpatent wird das axial verformbare, federnde Element durch die Kraft der Ventilfeder beim Öffnungsvorgang gespannt und während der Schließperiode durch Entlastung der Ventilfeder entspannt. Infolge der Kraftwirkung des axial verformbaren Federelements auf eine Anzahl von Wälzelementen werden diese auf schiefen Ebenen zum Abwälzen gezwungen und das axial verformbare, federnde Element selbst relativ zu den Wälzebenen bewegt Die schiefen Ebenen in Form von schrägen Laufbahnen sind kreisbogenförmig und konzentrisch um eine Achse angeordnet, so daß das Federelement eine Rotation um diese Achse ausführt. Diese Rotation wird genutzt, um entweder die auf dem axial verformbaren Federelement kraft- oder formschlüssig gehaltene Ventilfeder mit Ventilfederteller und Ventil gegen den festen Grundkörper, in den die Laufbahnen eingearbeitet sind, oder diesen Grundkörper, der drehfest mit dem Ventilschaft verbunden sein kann, gegen das durch die Ventilfeder drehfest gehaltene Federelement zu drehen. In the device according to the main patent, the axially deformable, resilient element is through the The force of the valve spring is tensioned during the opening process and by relieving the load during the closing period Valve spring relaxed. As a result of the force of the axially deformable spring element on a number of Rolling elements are forced to roll on inclined planes and the axially deformable, resilient one Element itself moved relative to the rolling planes The inclined planes in the form of inclined raceways are arranged in a circular arc and concentrically around an axis, so that the spring element a Rotation around this axis. This rotation is used to either the axially deformable Spring element held in a force-fitting or form-fitting manner with valve spring plate and valve against the fixed one Base body, in which the raceways are incorporated, or this base body, which rotates with the Valve stem can be connected to rotate against the spring element held non-rotatably by the valve spring.

Als Federelement dient vorzugsweise eine Tellerfeder, die als Arbeitsspeicher für die beim Drehvorgang benötigte Energie wirkt. ⁶SA plate spring is preferably used as the spring element, which acts as a working memory for the energy required during the turning process. ⁶ p

Infolge der Neigung der Wälzkörperlaufbahnen hängt der Rollweg der Wälzkörper in Umfangsrichtung von der axialen Bewegung der Tellerfeder ab, die jedoch auf Grund der physikalischen Gegebenheiten nur einen verhältnismäßig geringen Federweg hatAs a result of the inclination of the rolling element raceways, the rolling path of the rolling elements depends in the circumferential direction on the axial movement of the disc spring, which, however, due to the physical conditions only has a relatively short spring deflection

Aufgabe der Erfindung ist es, die Drehvorrichtung gemäß dem Hauptpatent so zu gestalten, daß ihr ein größerer axial gerichteter Federweg zur Erzielung eines längeren Rollweges für die Wälzkörper zur Verfügung steht Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus mehreren, hintereinandergeschalteten Tellerfedern besteht, derart, daß bei einer die Belastbarkeit einer Einzelfeder nicht übersteigenden Belastung ein der Federanzahl entsprechender, gegenüber einem Einzelfederweg vervielfachter Federweg erreichbar istThe object of the invention is to make the rotating device according to the main patent so that its a larger axially directed spring travel to achieve a longer roll path for the rolling elements available The solution according to the invention is characterized in that the spring element consists of several series-connected disc springs is such that the load capacity of a single spring in one If the load does not exceed the number of springs, it is multiplied compared to a single spring travel Suspension travel is achievable

Eine der Federn muß dabei immer auf einem nicht drehbaren Teil der Drehvorrichtung aufliegen und soll sich, um die dabei auftretende Gleitreibung so gering wie möglich halten zu können, in bekannter Weise auf einem Axialwälzlager oder einem anderen reibungsmindernden Wälzkörpersystem abstützen.One of the springs must and should always rest on a non-rotatable part of the rotating device in order to keep the sliding friction occurring as low as possible, in a known manner a thrust roller bearing or another friction-reducing Support the rolling element system.

Mit einer erfindungsgemäßen Drehvorrichtung wird der große Vorteil erreicht, daß bei einer Schließbewegung des Tellerventils infolge des wesentlich größeren axialen Federweges der Tellerfedern ein wesentlich größerer Drehwinkel erreichbar ist. Die Hintereinanderschaltung von mehreren Federelementen gehört zwar zu den bekannten grundsätzlichen Anwendungsprinzipien der Federtechnik (S. Groß: »Berechnung und Gestaltung von Metallfedern«, Berlin, Göttingen, Heidelberg, 1951, S. 51) und ist auch bereits für Ventil-Drehvorrichtungen von Brennkraftmaschinen verwendet worden, (US-PS 28 55 113), jedoch nicht im Sinne eines unmittelbaren Zusammenwirkens von Roll- und Federelement, um den Rollweg der Rollelemente zu vergrößern.With a rotating device according to the invention, the great advantage is achieved that during a closing movement of the poppet valve due to the much larger axial spring travel of the disc springs a significantly larger angle of rotation is achievable. The series connection of several spring elements belongs to the well-known basic application principles of spring technology (S. Groß: »Calculation und Gestaltung von Metallfedern «, Berlin, Göttingen, Heidelberg, 1951, p. 51) and is also already for valve rotating devices has been used by internal combustion engines, (US-PS 28 55 113), but not in the sense a direct interaction of the rolling and spring elements in order to increase the rolling path of the rolling elements enlarge.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Gestaltung der Drehvorrichtung schematisch dargestellt und näher erläutert. Hierin zeigtIn the drawing, a design of the rotating device according to the invention is shown schematically and explained in more detail. Herein shows

F i g. 1 eine untenliegende, am zylinderkopfseitigen Ende der Ventilfeder montierbare Drehvorrichtung mit zwei Tellerfedern im Längsschnitt,F i g. 1 one below, on the cylinder head side Rotary device that can be mounted at the end of the valve spring with two disc springs in longitudinal section,

Fig.2 die Drehvorrichtung der Fig. 1 im Schnitt längs der Lin>e A-B, 2 shows the rotating device of FIG. 1 in section along the line AB,

F i g. 3 eine ebenfalls mit zwei Tellerfedern bestückte obenliegende Ausführung für die Montage am Schaftende des Ventils im Längsschnitt,F i g. 3 one also equipped with two disc springs overhead version for assembly at the shaft end of the valve in longitudinal section,

F i g. 4 die Vorrichtung der F i g. 3 im Schnitt längs der Linie C-D, F i g. 4 the device of FIG. 3 in section along the line CD,

Fig.5 eine Ausführung gemäß Fig. 1, jedoch mit drei hintereinander geschalteten Tellerfedern, und5 shows an embodiment according to FIG. 1, but with three disc springs connected in series, and

F i g. 6 eine Ausführung mit drei Tellerfedern in der Anordnung gemäß F i g. 3.F i g. 6 an embodiment with three disc springs in the Arrangement according to FIG. 3.

Das aus mehreren Tellerfedern bestehende axial verformbare Federelement 1 stützt sich mit einer Seite über reibungsmindernde Kugeln 9 auf der Grundplatte 5 und dieser Grundplatte gegenüberliegend mit der anderen Seite an dem von der Ventilfeder 10 belastbaren Deckel 6 ab. Die die Rotationsbewegung hervorrufenden Wälzkörper in Gestalt von Kugeln sind mit 2 bezeichnet. Sie liegen in schrägen Laufbahnen 4 des Grundkörpers 3. Zur Verschiebung der Kugein 2 in Richtung auf das flachere Ende der schrägen Laufbahnen 4 dienen die Tangentialfedern 7. Zur Begrenzung des axialen Weges des Deckels 6 ist ein Sicherungsring 8 am Grundkörper 3 angeordnet.The axially deformable spring element 1, which consists of a plurality of disc springs, is supported on one side Via friction-reducing balls 9 on the base plate 5 and this base plate opposite the other Side of the cover 6, which can be loaded by the valve spring 10. The ones causing the rotational movement Rolling bodies in the form of balls are denoted by 2. They lie in inclined raceways 4 des Base body 3. To move the ball 2 in the direction of the flatter end of the inclined raceways 4 are the tangential springs 7. To limit the axial path of the cover 6 is a locking ring 8 arranged on the base body 3.

Die Drehvorrichtungen sind bei geschlossenem Ventil dargestellt. Die Tellerfedern 1 sind entspannt, die Kugeln 2 gegen die Kraft der Tangentialfedern 7 in die tiefste Lage der Laufbahnen 4 gerollt. Bei BelastungThe turning devices are shown with the valve closed. The disc springs 1 are relaxed, the Balls 2 rolled into the lowest position of the raceways 4 against the force of the tangential springs 7. Under pressure

der Tellerfedern t durch die Ventilfeder 10 über den Deckel 6 bei öffnendem Ventil werden die Kugeln 2 freigegeben und durch die Tangentialfedern 7 in die höchste Lage der schrägen Laufbahnen 4 geschoben. Die Tellerfedern 1 führen dabei lediglich eine Axial-, aber keine Drehbewegung aus.of the disc springs t through the valve spring 10 via the cover 6 when the valve opens, the balls 2 released and pushed into the highest position of the inclined raceways 4 by the tangential springs 7. The disc springs 1 only perform an axial movement, but not a rotary movement.

Während der Schließperiode des Ventils nimmt die Kraft der Ventilfeder 10 ab. Die Kraft der sich entspannenden Tellerfedern 1 wirkt auf die Kugeln 2, die dadurch in die Laufbahnen 4 hineinrollen und den Tellerfedern 1 eine Drehung relativ zum Grundkörper 3 und der mit diesem fest verbundenen Grundplatte 5 aufzwingen. Diese Drehung wird durch die zwischen den Tellerfedern 1 und der Grundplatte 5 liegenden Kugeln 9 erleichtert und bei der untenliegenden Ausführung gemäß F i g. 1 und 5 über den Deckel 6 auf die Ventilfeder 10 und damit auf das Ventil übertragen. Bei der obenliegenden Ausführung gemäß F i g. 3 und 6 hält die Ventilfeder 10 den Deckel 6 und die Tellerfedern 1 fest. so daß der mit dem Ventilschaftende durch Kegelstükke verbundene Grundkörper 3 das Ventil dreht.During the closing period of the valve, the force of the valve spring 10 decreases. The power of relaxing Disk springs 1 acts on the balls 2, which thereby roll into the raceways 4 and the disk springs 1 force a rotation relative to the base body 3 and the base plate 5 firmly connected to it. This rotation is caused by the balls lying between the disc springs 1 and the base plate 5 9 facilitated and in the embodiment below according to FIG. 1 and 5 over the cover 6 onto the valve spring 10 and thus transferred to the valve. In the above version according to FIG. 3 and 6 holds the Valve spring 10 the cover 6 and the disc springs 1 firmly. so that the one with the valve stem end through pieces of cone connected base 3 rotates the valve.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

IU /UOIU / UO

Claim:

Device for rotating a poppet valve for internal combustion engines during the closing movement J movement of the valve using rolling or sliding elements that are concentric around the axis a base body arranged pockets with inclined planes by tangentially acting, when loaded the rolling or sliding body compressible springs in the direction of the flatter sides the pockets are loaded and interact with a spring element that is tensioned in the valve axis direction, according to patent 19 55 820, thereby characterized in that the spring element (1) consists of several cup springs connected in series exists in such a way that when the load does not exceed the load capacity of a single spring a spring deflection corresponding to the number of disc springs, compared to a single spring deflection is attainable