DE2655497A1 - Vorrichtung zur kuehlung und/oder schmierung von ventilen - Google Patents

Vorrichtung zur kuehlung und/oder schmierung von ventilen

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DE2655497A1 DE19762655497 DE2655497A DE2655497A1 DE 2655497 A1 DE2655497 A1 DE 2655497A1 DE 19762655497 DE19762655497 DE 19762655497 DE 2655497 A DE2655497 A DE 2655497A DE 2655497 A1 DE2655497 A1 DE 2655497A1
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Description

i ti d-2 Hamburg 70, ziesenisstr.6
TELEFON (040)652 96
DIPL. ING. H. SCHAEFER Telegrammadresse:patentiwe
DIPL. PHYS. K. SCHAEFER datum: 7. Dezember 1976
UNSER ZEICHEN: KSch/E PATENTANWÄLTE SCHAEFER1 D-2 HAMBURG 70, ZIESENISSTRASSE 6 t J. IHRZEICHEN:
SOCIETE D'ETUDES DE MACHINES THERMIQUES S. E. M.T., 2, Quai de Seine, 9 3202 SAINT DENIS, Frankreich.
Vorrichtung zur Kühlung und/oder Schmierung von Ventilen,
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung und/oder Schmierung von Ventilen und insbesondere eine Anordnung zum dauernden Umlauf einer Kühlungs- und/ oder Schmierflüssigkeit in wenigstens einem pilzartigen Ventil einer Brennkraftmaschine.
Das Problem der dauernden Kühlung eines pilzartigen Ventiles mit zwei parallelen Einlaß- bzw. Auslaßkanälen im Ventilschaft und einer ringförmigen Kammer im Ventilkopf ist schon mit dem derzeitigen Stand der Technik gelöst. Zu diesem Zweck fließt ein Kühlmedium z. B. das öl des Motorgehäuses über eine im Zylinderkopf ausgebildete Leitung und
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eine Einlaßöffnung in den Einlaßkanal des Ventilschaftes und wird dem Motor durch eine Rückflußleitung zurückgeleitet, welche mit einer Ausgangsöffnung der Auslaßleitung des Ventilschaftes in Verbindung steht. Um die kontinuierliche Kühlung des Ventiles zu gewährleisten, steht die Zufuhröffnung des Kühlmediums mit der Einlaßöffnung der Ventileinlaßleitung über eine ringförmige Kammer in Verbindung, welche derartige Abmessungen aufweist, daß im Laufe der geradlinigen, hin- und hergehenden Bewegung des Ventiles die Einlaßöffnung der Einlaßleitung des Ventiles mit der genannten Kammer dauernd verbunden ist.
In einer derartigen Kühlungs anordnung muß die Leiturfg zur Zuführung des Kühlmediums im Zylinderkopf ausgearbeitet sein. Ferner ermöglicht diese Anordnung nur die Kühlung eines einzigen Ventiles, so daß eine der Anzahl der vorhandenen Ventile entsprechende Anzahl von Zufuhrleitungen vorgesehen sein muß.
Im Gegensatz dazu sieht die erfindungsgemäße Kühlanordnung zwischen der Zufuhr des Mediums und dem Eingang der Kühlleitung des Ventiles ein zwischenliegendes Verbindungselement vor, das sich entsprechend der Bewegung des Ventiles bewegt.
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Bei dieser Anordnung mit einem Verbindungselement kann für die Kühlung eines einzigen Ventiles die Mediumzufuhrleitung im Zylinderkopf entfallen, und wenn mehrere Zwillingsventile vorgesehen sind, kann diese Anordnung mit einer einzigen Kühlflüssigkeitszuführung betrieben werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb eine Anordnung zur Kühlung bzw. Schmierung von Ventilen insbesondere von pilzförmigen Ventilen, die durch den Umlauf eines Kühlmediums der Brennkraftmaschine gekühlt werden, mit einer Mediumzuführung und einer Einlaßöffnung auf der Höhe des in dem genannten Ventil ausgearbeiteten Kühlkanales, wobei diese Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie mit einem beweglichen zwischenliegenden Verbindungselement versehen ist, welches zwischen der Mediumzuführung und der genannten Einlaßöffnung angeordnet ist und den dauernden Umlauf des Kühlmediums im Ventil im Laufe der geradlinigen, hin- und hergehenden Bewegung desselben ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch.dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kühlanordnung nach einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 eine Darstellung im Schnitt gemäß der Linie II - II der Fig. 1 durch die Vorrichtung zur Zuführung des Mediums und
Fig. 3 einen Längsschnitt einer Kühlanordnung nach einer zweiten Ausführungsform.
Gemäß der ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient die Kühlanordnung dazu, ein Kühlungsmedium gleichzeitig in zwei durch denselben Kipphebel gesteuerte Ventile über einen Steg, der in diesem Fall das genannte zwischenliegende Verbindungselement zwischen der Mediumzuführung und den Ventilen bildet, in Umlauf zu bringen.
Zwei Ventile 1 und 2 sind in an sich bekannter Weise in dem Zylinderkopf 3 des Motors in zwei jeweils durch die Lauf-
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büchsen 4, 5 gebildete Führungen eingebaut, in welchen die Ventilschäfte 6, 7 gleiten können, wobei die Ventilköpfe 8, 9 in einer Stellung mit ringförmigen Flächen auf Sitzen 10, 11 im Zylinderkopf 3 liegen. Die Stirnflächen der freien Enden der Schäfte 6, 7 der Ventile 1, 2 sind an einem durch einen Kipphebel 13 gesteuerten Steg 12 abgestützt.
Der im wesentlichen symmetrisch angeordnete Steg 12 umfaßt zwei den jeweiligen Ventilen 1, 2 zugeordnete Schenkel 14, 15. Er weist ferner eine mittlere Bohrung 16 auf, deren Längsachse parallel zu den Schäften 6, 7 der Ventile verläuft und auf einer feststehenden Achse 17 gleitet, mit einem Ende im Zylinderkopf 3 des Motors steht und mit ihrem anderen Ende über den Zylinderkopf hinausragt, um die jeweils aufwärts und abwärts gerichteten Bewegungen des Steges 12 zuzulassen.
Jeder der Schenkel 14, 15 des Steges 12 besitzt auf seiner gegenüber der Endstirnfläche des Ventilschaftes 6 bzw. 7 angeordneten Fläche ein Sackloch 18, welches aus drei koaxial angeordneten Kammern besteht, die jeweils einen abnehmenden Durchmesser aufweisen und auf diese Weise zwei Schultern und 20 ausbilden.
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Die freien Enden der Ventilschäfte 6, 7, die einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Boden des jeweiligen Sackloches 18, gelangen gegen diesen in Anschlag. Eine ringförmige Dichtung 21, die um die Ventilstangen 6, 7 herum angeordnet ist, stützt sich gegen die Schulter 20. Die Dichtungen 21 sind mit Hilfe von Schellen, die gegen die Schulter 19 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von ringförmigen Zwischenstücken 23 abgestützt sind, festgehalten. Der Durchmesser der Ventilschäfte 6, 7 ist geringer als der Durchmesser der Böden der Sacklöcher 20, so daß in jedem Sackloch um das freie Ende der Ventilschäfte 6 bzw. 7 eine ringförmige Kammer 24 ausgebildet ist.
Um die Schäfte 6, 7 der Ventile 1, 2 sind zwischen dem Steg 12 und dem Zylinderkopf 3 ringförmige, jeweils obere lind untere Schalen 25, 26 angeordnet, auf welchen konzentrisch angeordnete Ventilfedern 27, 28 abgestützt sind. Die obere Schale 25 besteht in an sich bekannter Weise aus zwei konzentrischen, jeweils äußeren und inneren Teilen, wobei das innere Teil mit einem Ringverbinder 29 versehen ist, der in eine ringförmige Nute des zugeordneten Ventils eingreift, damit die obere Schale 25 den Ventilbewegungen folgen kann.
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Der dem Ventil 2 zugeordnete Schenkel 15 des Steges 12 besitzt außerdem eine Gewindebohrung 30, die eine Stellschraube 31 aufnimmt, welche mit einem Ende auf der freien Endfläche der Stange 7 des Ventiles 2 abgestützt ist.
Die mittlere Bohrung 16 des Steges 12 endet in der Nähe ihres oberen freien Endes in einem Ansatz 32, in welchem ein Stopfen 33, der mit einem gegen die ringförmige Endfläche des Ansatzes 32 abgestützten äußeren Flansch 34 versehen ist, kraftschlüssig eingesetzt ist. Dieser Stopfen 33 stützt sich mit seinem anderen Ende gegen den Kipphebel
Die Anordnung zur gleichzeitigen Kühlung der Ventile 1 und 2 besteht aus einer Vielzahl von Kanälen, die von einer Mediumzuführungsleitung, die an Hand der Fig. 2 später beschrieben wird, über den Steg 12 gespeist werden. Ein Sacklocb 50 ist in der Längsrichtung der die Gleitführung des Steges 12 bildenden Achse 17 ausgearbeitet, ist an seinem freien Ende mit einem Stopfen 51 verschlossen und bildet einen Kanal zur Führung des Kühlungsmediuirs, der mit einer Speiseöffnung für das Medium, die später noch beschrieben wird, in Verbindung steht. Auf dem Umfang der feststehenden Achse 17, auf welche der Steg 12 gleitet, ist eine ring-
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förmige Kammer 5 2 ausgearbeitet, die über zwei radial angeordneten Kanälen 53 mit dem mittleren Kanal 50 verbunden ist. In jedem Schenkel 14, 15 des Steges 12 ist ein Kanal
54 ausgearbeitet, der mit einem Ende mit der ringförmigen Kammer 5 2 verbunden ist, während das andere Ende dieses Kanals mit einem Stopfen 55 verschlossen ist. In dem Kanal
55 mündet ein Ende eines Kanals 56, dessen anderes Ende in der ringförmigen Kammer 24 mündet, die jeweils durch das Ende des Ventilschaftes 6 bzw. 7 und den Boden des entsprechenden Sackloches 18 begrenzt ist.
In jedem Ventil 1, 2 ist ein erster längsgerichteter, im jeweiligen Schaft 6 bzw. 7 ausgearbeiteter Kanal 57 vorgesehen, der über einen radial gerichteten Kanal 59 in eine ringförmige Kammer 58 im jeweiligen Kopf 8 bzw. 9 des Ventiles mündet. Ein zweiter, in der jeweiligen Ventilstange 6, 7 ausgearbeiteter Kanal bzw. Mediumrückflußkanal 60 mündet ebenfalls über einen radial gerichteten Kanal 61 in die ringförmige Kammer 58. Jeder Einlaßkanal 5 7 steht über eine Einlaßöffnung 6 2 mit der entsprechenden Kammer 24 in Verbindung. Jeder Rückflußkanal 60 ist über eine Auslaßöffnung nach außen offen.
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In Fig. 2 wird nun die Zuführung des Kühlmediums, welches z. B. von dem Gehäuse des Motors her kommt, erläutert. Zu diesem Zweck ist in dem Zylinderkopfteil des Motors ein Kanal 64 vorgesehen, der mit einem nicht dargestellten Verbindungsstück mit dem Motorgehäuse verbunden ist und mit seinem anderen Ende in eine ringförmige Kammer 66 mündet, die auf dem Umfang der feststehenden Achse 17 in der Nähe des in dem Zylinderkopf 3 eingesetzten Endes ausgearbeitet ist. Die ringförmige Kammer 66 steht über zwei radial angeordnete Kanäle 6 7 mit der mittleren durchgehenden Bohrung 50 der feststehenden Achse 17 in Verbindung. Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Kühlanordnung wird nun auf die Fig. und 2 Bezug genommen.
Das von dem Motorgehäuse herkommende Medium fließt durch die Einlaßleitung 64 im Zylinderkopf 3, gelangt in die ringförmige Kammer 60 im Bereich der feststehenden, zur Gleitführung des Steges 12 dienenden Achse 17 und strömt durch die radial gerichteten Kanäle 67 in die mittlere durchgehende Bohrung 50 der feststehenden Achse 17. Danach fließt das Medium über die radial gerichteten Kanäle 53 in die ringförmige Kammer 52 und dann im Bereich des Steges 12 in den Kanal 54 und schließlich in den Kanal 56, bevor es in die
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um das freie Ende einer jeden Ventilstange 6, 7 vorgesehene ringförmige Kammer 24 gelangt. Von der Kammer 24 dringt
das Medium über die Einlaßöffnung 62 in den Kühlungseinlaßkanal 57 des jeweiligen Ventils 1 und fließt über den radial gerichteten Kanal 59 in die ringförmige Kammer 58 der Ventilköpfe. Von der Kammer 58 strömt das Medium über den radial gerichteten Kanal 61 in den Rückflußkanal 60
der Ventilstange zurück und wird über die Auslaßöffnung nach außen abgeführt.
Die erfindungsgemäße Kühlungsanordnung ist bezüglich der feststehenden Achse 17 symmetrisch angeordnet, wobei die Verteilung des Mediums zu den Ventilen 1 und 2 auf der
Höhe der ringförmigen Kammer 52 sowie der zwei Kanäle 54 des Steges 12 vor sich geht. Aus Fig. 1 ergibt sich, daß die ringförmige Kammer 52 eine derartige Höhe aufweist,
daß bei der geradlinig hin- und hergehenden Bewegung des Steges 12 auf der feststehenden Achse 17 die Kanäle 54 an der ringförmigen Kammer 52 vorbeigleiten und dabei mit dieser in Verbindung bleiben.
Mit einer erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung gemäß, dieser ersten Ausführungsart können aus einer einzigen Mediumzu-
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führung 64 gleichzeitig zwei Ventile 1 und 2 gekühlt werden, die über einen Steg 12 miteinander verbunden sind. Eine andere Ausführungsart der vorliegenden Erfindung wird nun an Hand der Fig. 3 erläutert, wobei in diesem Fall die Kühlanordnung einem einzigen Ventil zugeordnet ist. In diesem Fall besteht das bewegliche, zwischenliegende Verbindungselement, welches zwischen der Mediumzuführung und der Einlaßöffnung der Ventilstange angeordnet ist, aus dem Kipphebel selbst.
Ein Kipphebel 70 wird in an sich bekannter Weise von einem Stößel 71 betätigt, wobei die erzeugte Schwenkbewegung die geradlinig hin- und hergehende Bewegung eines Ventiles 72 steuert und der Kipphebel um eine feststehende Achse 73 mit einem Lager 74 schwenkbar angeordnet ist. Die Kühlanordnung gemäß dieser zweiten Ausführungsart besteht aus einer Zuführung für das aus dem Motorgehäuse hergeleitete Medium, welche in einen längs gerichteten, in der Schwenkachse 73 ausgearbeiteten Kanal 75 mündet. Ein radial gerichteter Kanal 76 steht mit einem Ende mit dem mittleren Kanal 75 in Verbindung und mündet mit seinem anderen Ende ins Innere des Lagers 74, um über eine Öffnung 77 in einem in dem Kipphebel 70 ausgearbeiteten Kanal 78 zu münden. Auf der dem Ventil
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zugeordneten Seite des Kipphebels 70 ist eine Bohrung 79 vorgesehen, durch welche eine Gewindeachse 80 geführt ist, deren gegenüber der Endstirnfläche des Schaftes 72a des Ventiles 72 angeordnetes Ende in einem Kugelgelenk 81 endet, dessen Sitz 82 auf der Stirnendfläche des Ventiles 72 abgestützt ist. Die Achse 80 ist mit einem axial längsgerichteten Kanal 83 versehen, der mit dem Kanal 78 verbunden ist und über eine in der Nähe des Kugelgelenkes 81 vorgesehene erweiterte Stelle 84 nach außen mündet. Durch den Sitz 82 des Kugelgelenkes 81 ist ein Kanal 85 hindurchgeführt, der mit einem Ende mit dem Kanal 83 der Welle 80 über die erweiterte Stelle 84 und mit seinem anderen Ende mit einem im Schaft 72a des Ventiles 72 ausgearbeiteten Kanal 86 zur Einführung des Mediums in Verbindung steht, wobei der Einführungskanal 86 zu diesem Zweck über eine erweiterte Stelle 87 an der Endstirnfläche der Ventilstange mündet.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließt das vom Motorgehäuse kommende Medium in den Kanal 75 der Schwenkachse 73 des Kipphebels 70, dann in den radial gerichteten Kanal 76 und schließlich über die Öffnung 77 in den Kanal 78. Das Medium strömt danach in den Kanal 83 der Gewindeachse 80, dann in den Kanal 85 des Sitzes 82 des Kugel-
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gelenkes 81 und weiter in den Einlaßkanal 86 des Ventiles 72, wobei es dann, wie in der ersten Ausführungsform, durch einen Kanal 88, der parallel zu dem Einlaßkanal 86 im Ventilschaft 72a ausgearbeitet ist, zurückfließt, um schließlich über eine Auslaßöffnung 89 nach außen, d. h. in Richtung des Motorgehäuses abgeleitet zu werden.
Die Öffnung 77 im Bereich der Verbindung zwischen dem Kanal 75 der Schwenkachse 73 und dem Kanal 78 muß ausreichend groß ausgebildet sein, um eine kontinuierliche Verbindung bei der Schwenkbewegung des Kipphebels 70 zu gewährleisten. Wie man aus Fig. 3 sehen kann, steht der Kanal 78 einerseits durch ein Ende mit dem Einlaßkanal 86 des Ventiles 72 und andererseits durch sein anderes Ende mit dem Teil 90 in Verbindung, welches in dem Kipphebel 70 vorgesehen ist, um die Verbindung zwischen dem Stößel und dem Kipphebel herzustellen. Dieses Teil 90 ist an seinem Umfang mit einer Nute 91 versehen, in welche das Ende des Kanales 78 mündet. Das Teil 90 endet im Bereich des Stößels mit einem Kugelgelenk 92, dessen Sitz 93 gegen die Endstirnfläche der Stange 94 des Stößels 71 abgestützt ist. Um die Umfangsflache des Kugelgelenkes 92, die mit ihrem Sitz 93 in Berührung steht, zu schmieren, kann ein nicht dargestellter Kanal vorgesehen
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werden, der durch ein Ende mit der ringförmigen Nute 91 verbunden ist und im Bereich des Kugelgelenkes 92 nach außen geleitet ist.
Die erweiterten Stellen 84 und 87 im Bereich des Kugelgelenkes 81 am Ventilschaft 72 besitzen jeweils ausreichende Abmessungen, damit zwischen den Kanälen 83 und 86 über den Kanal 85 des Kugelgelenksitzes 82 bei der Bewegung desselben eine dauernde Verbindung hergestellt wird. Der Sitz 82 des Kugelgelenkes 81 steht mit der Endstirnfläche des Schaftes 72a des Ventiles 72 aufgrund der Wirkung einer dem Stößel zugeordneten Feder 95 und einer dem Ventil 72 zugeordneten Feder 96 in dauernder Anlage.
Das Ventil 72 ist gemäß dieser zweiten Ausführungsart dauernd über den Kipphebel 70 selbst gekühlt. Wenn mehrere Ventile vorhanden sind, ist es vorteilhaft, für die Kipphebel eine gemeinsame Achse vorzusehen, damit gleichzeitig alle Ventile von einer in den Kanal der Achse mündenden Mediumzuführung gekühlt werden können.
Die erfindungsgemäße Schmierungsanordnung, die ein zwischenliegendes bewegliches Verbindungselement zwischen der Medium-
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zuführung und einer Einlaßöffnung der Ventile einsetzt, ist dadiirch vorteilhaft, daß dieses Element kein zusätzliches Element darstellt, welches den Aufbau der Anordnung kompliziert. Im Gegensatz handelt es sich um ein Element, welches ohnehin vorhanden ist, und zwar bei einer Ausführungsform als Steg 12 und bei der anderen Ausführungsform als Kipphebel 70.
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/Ii
Leerseite

Claims (7)

  1. SOCIETE D1ETUDES DE MACHINES THERMIOUES S.E.M.T., 2, Cuai de Seine, 9 3202 SAINT DENIS, Frankreich.
    PATENTANSPRÜCHE:
    ™\
    !.!Anordnung zur Kühlung und/oder Schmierung· von Ventilen,
    \J
    insbesondere von pilzförmigen Ventilen, die durch den Umlauf eines Mediums der Brennkraftmaschine gekühlt werden, mit einer Mediumzuführung und einer Einlaßöffnung im Bereich des Ventiles, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem beweglichen zwischenliegenden Verbindungselement (12, 70) versehen ist, welches zwischen der Hediumzuführung und der Einlaßöffnung angeordnet ist und einen dauernden Mediumumlauf bei der geradlinig hin- und hergehenden Bewegung des Ventiles (1, 2, 72) ermöglicht.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischenliegende Verbindungselement aus dem dem Ventil (72) zugeordneten Kipphebel (70) besteht.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    709825/0702
    ORIGINAL INSPECTED
    « H.
    daß die Zuführung des Mediums in einen in der Schwenkachse (73) des Kipphebels (70) ausgearbeiteten Kanal (75) mündet, der über Kanäle (76, 78, 83) außerhalb des Kipphebels in der Nähe des Sitzes (82) des dem Kipphebel (70) zugeordneten Kugelgelenkes (81) mündet, wobei der von einem Kanal (85) durchsetzte Sitz (82) des Kugelgelenkes auf der Endstirnfläche des Ventiles (72) im Bereich eines im Ventilschaft (72a) ausgearbeiteten Mediumeinlaßkanales (86) dauernd abgestützt ist, um zwischen der Mediumzuführung und dem genannten Einlaßkanal (86) des Ventiles (72) eine dauernde Verbindung herzustellen.
  4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für mehrere Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mediumzuführung über eine einzige Schwenkachse alle Kipphebel dieser Ventile versorgt.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 zur Versorgung mehrerer von einem Kipphebel betätigter Ventile, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche zwischenliegende Verbindungselement aus einem die beiden Ventile (1, 2) verbindenden Steg (12) besteht.
    709825/0702
    '3.
  6. 6. Anordnung, nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (12) auf einer im Zylinderkopf des Motors feststehenden Achse (17) gleitbar angeordnet ist, wobei die Achse (17) mit einer mittleren Bohrung (50) versehen ist, die einen Kanal bildet, der über einen in dem Zylinderkopf ausgearbeiteten Kanal (64) mit der Mediumzuführung in Verbindung steht, und wobei die Achse (17) mit einer ringförmigen Kammer (52) versehen ist, die mit zwei in den jeweiligen Schenkeln des Steges (12) ausgearbeiteten Kanälen (54, 56), die die Verbindung des Mediums mit jedem Ventil (1, 2) herstellen, dauernd verbunden ist.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in jedem Schenkel (14, 15) des Steges (12) ausgearbeiteten Kanäle (54, 56) jeweils über eine im jeweiligen Schenkel (14, 15) des Steges (12) ausgearbeitete ringförmige Kammer (24) mit einem in der Ventilstange (6, 7) vorgesehenen Einlaßkanal (57) in Verbindung stehen,
    ORIGINAL
    709825/07 02
DE19762655497 1975-12-12 1976-12-08 Vorrichtung zur kuehlung und/oder schmierung von ventilen Pending DE2655497A1 (de)

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