DE2539712A1 - MOUNTING FOR A ROTATING MACHINE PART MOVING TO AND BACK IN AXIS - Google Patents

MOUNTING FOR A ROTATING MACHINE PART MOVING TO AND BACK IN AXIS

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DE2539712A1 DE19752539712 DE2539712A DE2539712A1 DE 2539712 A1 DE2539712 A1 DE 2539712A1 DE 19752539712 DE19752539712 DE 19752539712 DE 2539712 A DE2539712 A DE 2539712A DE 2539712 A1 DE2539712 A1 DE 2539712A1
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Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft .8900 Augsburg , Stadtbachstraße 1Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft, 8900 Augsburg, Stadtbachstrasse 1

P.B. 2852/1267 Augsburg, den 4. Sept. 1975P.B. 2852/1267 Augsburg, September 4, 1975

Lagerung für ein in Achsrichtung hin- und herbewegtes rotierendes MaschinenteilBearing for a rotating machine part that moves back and forth in the axial direction

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für ein in Achsrichtung hin- und herbewegtes, rotierendes Maschinenteil, insbesondere ein mit einer Drehvorrichtung versehenes Ein- oder Auslaßventil einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a bearing for a rotating machine part that is moved back and forth in the axial direction, in particular an inlet or outlet valve of an internal combustion engine provided with a rotating device.

Die Ventile von Brennkraftmaschinen werden bekanntlich zur Erzielung einer selbsttätigen Reinigung der Ventilsitze absatzweise gedreht. Dies macht eine drehbare Abstützung in axialer Richtung erforderlich. Bisher fanden hierfür üblicherweise Axialrillenkugellager Verwendung. Die hiermit verbundenen Nachteile sind jedoch insbesondere darin zu sehen, daß diese Art der Lagerung keinerlei Dämpfung der beim Aufsetzen der Ventilteller auf ihren Sitz erfolgenden Stöße in axialer Richtung ermöglichte. Die Ventilfedern sind daher bei einer derart ungedämpften Lagerung der Ventile hohen Belastungen The valves of internal combustion engines are known to achieve automatic cleaning of the valve seats rotated intermittently. This makes a rotatable support in the axial direction necessary. So far found axial deep groove ball bearings are usually used for this purpose. The disadvantages associated with this, however, are particular it can be seen that this type of storage does not dampen when the valve disc is put on made possible on their seat shocks in the axial direction. The valve springs are therefore subject to high loads when the valves are mounted in such an undamped manner

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ausgesetzt. Um frühzeitige Ventilfederbrüche zu vermeiden, müssen daher zusätzliche lederdämpfer eingebaut werden. Dies ist aufwendig und teuer und beansprucht zudem sehr viel Platz in dem ohnehin beengten Bereich der Ventillagerung. Außerdem besteht hier die Gefahr, daß sich die Kugeln infolge der stoßartigen Belastung und aufgrund von Motorschwingungen in die Lauf rillen einprägen. Dies führt zum vorzeitigen Verschleiß der Lager. Außerdem können sich in den waagerechten Laufrillen Schmutz und andere Fremdkörper ansammeln und das Lager blockieren. Ferner ist zu befürchten, daß bei einer axialen öffnung des Lagers sich der Kugelkranz aus den Laufrillen axial verschiebt. exposed. In order to avoid premature valve spring breakage, additional leather dampers must be installed will. This is complex and expensive and also takes up a lot of space in what is already cramped Area of the valve bearing. In addition, there is a risk here that the balls as a result of the shock-like Load and due to engine vibrations in the running grooves. This leads to premature Wear of the bearings. In addition, dirt and other foreign bodies can accumulate in the horizontal running grooves accumulate and block the bearing. It is also to be feared that with an axial opening of the bearing the ball ring moves axially out of the grooves.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile eine einfache und über lange Zeit betriebssichere Lagerung der eingangs erwähnten Art, insbesondere für gedrehte Ventile einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Dämpfung von stoßartigen Schlagen in axialer Richtung ergibt.Proceeding from this, it is the object of the present invention, avoiding the aforementioned Disadvantages of a simple and long-term reliable storage of the type mentioned, in particular to create rotated valves of an internal combustion engine that dampen sudden impacts results in the axial direction.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt in überraschend einfacher Weise dadurch, daß als Axiallager ein Kegellager mit gegen die Achse des Maschinenteils unter einem spitzen Winkel geneigten Lagerflächen Verwendung findet. Hierbei werden die beim Aufsetzen der Ventile auf den Ventilsitz in axialer Richtung wirkenden Kraftkomponenten in radiale Kraftkomponenten umgesetzt und aufgrund der Lagerelastizität in dieser Richtung elastisch abgefangen. Die vorliegende Erfindung ergibt daher eine hohe Dämpfung der in axialer Richtung wirkenden StößeThis object is achieved in a surprisingly simple manner in that a conical bearing is used as the axial bearing is used with bearing surfaces inclined at an acute angle to the axis of the machine part. The force components acting in the axial direction when the valves are placed on the valve seat are thereby removed converted into radial force components and elastic in this direction due to the bearing elasticity intercepted. The present invention therefore results in high damping of the impacts acting in the axial direction

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und gewährleistet damit eine hohe Lebensdauer der Ventilfedern und eine zufriedenstellende Funktion der gesamten Einrichtung über lange Zeiträume hinweg. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung können in der Selbstzentrierung des erfindungsgemäßen Kegellagers "bei einer axialen öffnung sowie in der Selbstreinigung der stark geneigten Laufflächen gesehen werden. Aufgrund der radialen Elastizität und guten AxLaI-dämpfung besteht hier auch keine Gefahr, daß sich die Kegelrollen in die Laufflächen einprägen. Außerdem ist die Anlaufreibung äußerst gering, beispielsweise nur halb so groß wie bei einem Rillenkugellager. Weiter gestattet die erfindungsgemäße Anordnung einen guten Kraftfluß von den Ventilfedern über das Federteller zum Ventilschaft. Aus diesem Grund kann die gesamte Lageranordnung hier sehr leicht ausgeführt werden. Dadurch ergibt sich ein Abbau der dynamischen Belastung des Ventilschaftes. In besonders vorteilhafter Weise eignet sich die erfindungsgemäße Lagerung für durch Drehflügel angetriebene Ventile, bei welchen mechanische Drehvorrichtungen, die eine bestimmte Dämpfung ergeben, nicht mehr erforderlich sind.and thus guarantees a long service life for the valve springs and satisfactory operation of the entire facility for long periods of time. Further Advantages of the arrangement according to the invention can be found in the self-centering of the tapered bearing according to the invention "with an axial opening and with self-cleaning the steeply sloping treads can be seen. Due to the radial elasticity and good AxLaI damping there is also no risk of the tapered rollers imprinting themselves on the running surfaces. Also is the starting friction is extremely low, for example only half the size of a deep groove ball bearing. Furthermore, the arrangement according to the invention allows a good Power flow from the valve springs via the spring plate to the valve stem. Because of this, the entire Bearing arrangement can be carried out very easily here. This results in a reduction in the dynamic load of the valve stem. In a particularly advantageous way the storage according to the invention is suitable for valves driven by rotary vanes, in which mechanical Rotary devices that result in a certain damping are no longer required.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment based on the drawing in conjunction with the subclaims.

Hierbei zeigtHere shows

Figur 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Axiallager eines Ventilschafts.FIG. 1 shows a section through an axial bearing of a valve stem according to the invention.

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nn -Jf--Jf-

In Figur 1 bezeichnet 1 den Schaft eines Ventils, beispielsweise eines Auslaßventils einer Brennkraftmaschine, das durch an sich bekannte Kipphebel, die hier der Einfachheit halber nicht dargestellt sind, geöffnet und durch die hier mit 2 bezeichneten Ventilfedern geschlossen wird und so eine entlang seiner Achse 3 hin- und hergehende Bewegung durchführt. Die Ventilfedern 2 stützen sich an einem am Ventilschaft 1 in axialer Richtung festgelegten Federteller 4- ab. Um eine Drehung des Ventilschafts 1 zu gestatten und damit eine Selbstreinigung des hier nicht dargestellten Ventilsitzes zu erreichen, ist der im Betrieb in Umfangsrichtung feststehende Federteller 4- mittels eines Axiallagers 5 su& Ventilschaft 1 festgelegt. Als Axiallager 5 findet hier gemäß der Erfindung ein Kegellager Verwendung, bei dem die Achsen 6 der Kegelrollen 7 unter einem relativ spitzen Winkel gegen die Achse 3 des Ventilschafts 1 geneigt sind. Hierdurch ergibt sich eine gute Umsetzung von axialen Kraftkomponenten in radiale Kraftkomponenten. Der Kegel der Kegelrollen 7 ist zweckmäßig sehr schwach nach oben geöffnet. Die Kegelrollen 7 laufen in an sich bekannter Weise zwischen einem Lagerinnenring 8 und einem Lageraußenring 9· Der Lagerinnenring 8 ist hier zweckmäßig durch einlegbare Klemmkeile 10 am Ventilschaft 1 festgelegt.In Figure 1, 1 denotes the shaft of a valve, for example an exhaust valve of an internal combustion engine, which is opened by rocker arms known per se, which are not shown here for the sake of simplicity is closed by the valve springs designated here with 2 and so one back and forth along its axis 3 carrying out forward movement. The valve springs 2 are supported on one on the valve stem 1 in the axial direction fixed spring plate 4- off. To allow rotation of the valve stem 1 and thus self-cleaning of the valve seat, not shown here, is the one that is stationary in the circumferential direction during operation Spring plate 4- by means of an axial bearing 5 su & Valve stem 1 set. According to the invention, a conical bearing is used as the axial bearing 5 here which the axes 6 of the tapered rollers 7 at a relatively acute angle to the axis 3 of the valve stem 1 are inclined. This results in a good conversion of axial force components into radial force components. The cone of the tapered rollers 7 is expediently very slightly open at the top. The tapered rollers 7 run in per se known way between a bearing inner ring 8 and a bearing outer ring 9 · The bearing inner ring 8 is here expediently fixed by insertable clamping wedges 10 on the valve stem 1.

Der Lageraußenring 9 ist in eine in der vorliegenden Darstellung nach oben offene Nut des Federtellers 4-eingesetzt und in radialer Richtung durch einen schmalen Steg 11 des Federtellers 4 abgestützt. Der schmale Steg 11 ist in radialer Richtung elastisch, so daß eine Dehnung des Lageraußenrings 9 aufgenommen werüenThe bearing outer ring 9 is inserted into a groove of the spring plate 4 that is open at the top in the present illustration and supported in the radial direction by a narrow web 11 of the spring plate 4. The narrow one Web 11 is elastic in the radial direction, so that an expansion of the bearing outer ring 9 werüen

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kann. Der Lageraußenring 9 kann somit die in axialer Richtung wirkenden Stöße federnd abfangen. Hierdurch ergibt sich eine gute Dämpfung in axialer Richtung, die leicht einzusehen ist. Außerdem ergibt sich hierbei die Möglichkeit, durch die Wahl der Dicke des Steges 11 den Grad der Elastizität der gesamten Anordnung zu beeinflussen. Es kann daher ein und derselbe Federteller 4 lediglich mit unterschiedlich weit abgedrehtem Steg 11 für Anordnungen mit verschiedener Elastizität Verwendung finden. Der Lagerinnenring 8 weist vorteilhaft einen die Lagerkörper abdeckenden, bis in den radialen Bereich des schmalen Stegs reichenden Vorsprung 12 auf, der das Eindringen von Schmutz in den Berei ch der Lagerflächen verhindert. Um eine Zufuhr von Schmiermittel zu ermöglichen, sind im Vorsprung 12 etwa im radialen Bereich der Lagerkörper 7 zweckmäßig eine größere Anzahl von Bohrungen 13 vorgesehen. Zum Schutz der Lagerlaufflächen von unter her weist der IPederteller 4- vorteilhaft unterhalb des Lageraußenrings einen die Lagerkörper 7 nach innen abdeckenden Vorsprung 14 mit Schmiermittelablaufbohrungen 15 auf. Der den Lageraußenring 9 enthaltende Ventilteller M- ist in axialer Richtung mittels eines Spannrings 16 am Lagerinnenring 8 festgelegt. Diese Ausführung ist einfach und leicht lösbar.can. The bearing outer ring 9 can thus resiliently absorb the impacts acting in the axial direction. This results in good damping in the axial direction, which is easy to see. In addition, this results in the possibility of influencing the degree of elasticity of the entire arrangement through the choice of the thickness of the web 11. One and the same spring plate 4 can therefore only be used with web 11 turned to different extents for arrangements with different elasticity. The inner bearing ring 8 advantageously has a projection 12 that covers the bearing body and extends into the radial region of the narrow web and prevents dirt from penetrating into the regions of the bearing surfaces. In order to enable a supply of lubricant, a larger number of bores 13 are expediently provided in the projection 12 approximately in the radial area of the bearing body 7. In order to protect the bearing running surfaces from below, the I-spring plate 4 advantageously has a projection 14 with lubricant drainage bores 15 below the bearing outer ring which covers the bearing body 7 inwardly. The valve disk M- containing the bearing outer ring 9 is fixed in the axial direction by means of a clamping ring 16 on the bearing inner ring 8. This design is simple and easy to solve.

Genauso wie hier für ein Wälzlager beschrieben, kann eine axiale Dämpfung auch mit Hilfe eines Gleitlagers erreicht werden, dessen Gleitflächen unter einem spitzen Winkel zur Achse des Ventilschafts geneigt sind.Just as described here for a roller bearing, axial damping can also be achieved with the aid of a plain bearing can be achieved whose sliding surfaces are inclined at an acute angle to the axis of the valve stem are.

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Vorstehend sind zwar einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert, ohne daß jedoch hiermit eine Beschränkung verbunden sein soll. Vielmehr stehen dem lachmann eine Eeihe von Möglichkeiten zur Verfugung, wie angedeutet, um den allgemeinen Gedanken der Erfindung an die Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen.A few advantageous embodiments have been mentioned above the invention explained in more detail, but without this should be associated with a restriction. Much more there are a number of possibilities available to the laughing man, as indicated, around the general idea adapt the invention to the circumstances of the individual case.

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Claims (7)

P.B. 2852/1267 AnsprücheP.B. 2852/1267 claims 1. Lagerung für ein in Achsrichtung hin- und herbewegtes, rotierendes Maschinenteil, insbesondere ein mit einer Drehvorrichtung versehenes Ein- oder Auslaßventil einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß als Axiallager (5) ein Kegellager mit gegen die Achse (3) des Maschinenteils (1) unter einem spitzen Winkel geneigten Lagerflächen Verwendung findet.1. Storage for a rotating machine part that is moved back and forth in the axial direction, in particular an inlet or outlet valve of an internal combustion engine provided with a rotating device, thereby characterized in that the axial bearing (5) is a tapered bearing against the axis (3) of the machine part (1) Storage surfaces inclined at an acute angle are used. 2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageraußenring (9) von einem schmalen Steg (11) des Federtellers (4) umfaßt ist.2. Storage according to claim 1, characterized in that the bearing outer ring (9) of a narrow web (11) of the spring plate (4) is included. 3. Lagerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerinnenring (8) einen die Lagerflächen abdeckenden, bis in den radialen Bereich des den inneren Lagerring (9) umfassenden Steges (11) reichenden Vorsprung (12) aufweist.3. Storage according to at least one of the preceding claims, characterized in that the bearing inner ring (8) one that covers the bearing surfaces up to the radial area of the inner bearing ring (9) has comprehensive web (11) extending projection (12). 4. Lagerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der 3?ederteller (4-) im Bereich unterhalb des Lageraußenrings (9) einen die Lagerflächen nach innen abdeckenden Vorsprung (14) aufweist.4. Storage according to at least one of the preceding claims, characterized in that the 3? Ederteller (4-) in the area below the bearing outer ring (9) an inwardly covering the bearing surfaces Has projection (14). 709811/0062709811/0062 5. Lagerung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Yorsprünge (12, 14-) Schmiermittel zu- und Schmiermittelabflußbohrungen (13, 15) aufweisen.5. Storage according to at least one of claims 3 and 4-, characterized in that the projections (12, 14-) have lubricant inlet and lubricant outlet bores (13, 15). 6. Lagerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Lageraußenring (9) enthaltende Pederteller (4-) in axialer Richtung mittels eines Spannrings (16) am Lagerinnenring (8) festgelegt ist.6. Storage according to at least one of the preceding claims, characterized in that the Pederteller containing the bearing outer ring (9) (4-) is fixed in the axial direction by means of a clamping ring (16) on the bearing inner ring (8). 7. Lagerung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die "Verwendung bei einem Drehflügelventil.7. Storage according to at least one of the preceding claims, characterized by the "use with a rotary paddle valve. 70981 1 /006270981 1/0062
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