DE2739403A1

DE2739403A1 - Drehvorrichtung fuer gaswechselventile einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2739403A1
Application number: DE19772739403
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Ing Keylwert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2739403C2

Description

5000 Köln 80, den 29. August 1977 Unser Zeichen: D 77/51 AG-XP Ca/Lo

Drehvorrichtung für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehvorrichtung für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, bei der der Ventilschaft des Gaswechselventils von einer Ventilfeder, die sich zumindest mittelbar einerseits an einem drehfest mit dem Ventilschaft verbundenen Federteller und andererseits auf einer Auflagefläche des Zylinderkopfes abstützt, umgeben ist, und bei der der Ventilschaft mit einer Kulissenführung in Wirkverbindung steht, wobei die Kulissenführung aus einem einen schräg zur Ventilachse verlaufenden geraden oder bogenförmigen Schlitz aufweisenden Zylindersegment und einem in dem Schlitz verschiebbar gelagerten Koppelelement besteht.

Der Einsatz von Ventil-Drehvorrichtungen ist aufgrund von Leistungssteigerungen und Schwerölbetrieb an Brennkraftmaschinen in zunehmendem Maße nötig geworden. Einerseits wird durch entsprechende Vorrichtungen eine ungleichmäßige Erwärmung des Gaswechselventils verhindert, und andererseits werden durch die aus der Drehbewegung resultierende Schleifwirkung des Ventiltellers auf dem Sitzring Undichtigkeiten, die ihre Ursache in Ablagerungen von Verbrennungsrückständen und Aufrauung durch Korrosion haben insbesondere dann vermieden, wenn die Drehung des Ventilschaftes während des Schließvorganges des Ventils erzwungen wird und erst mit dem Aufsetzen des Ventiltellers auf den Ventilsitz abgebremst wird. Es ist bekannt (US-PS 1.213.590), ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine mit einer gattungsgemäßen Drehvorrichtung mit Kulissenführung auszurüsten. Die Kulissenführung besteht aus einem Zylindersegment) in dessen Schlitz als Koppelelement

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KlöcknerrtnibolcR-OeuteAG 6&ii>XU,JlUi? .- 3 - 29. Aug. 1977

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ein quer durch den Ventilschaft geführter Stift beweglich gelagert ist. Außerdem stützt sich das Zylindersegment über eine zusätzliche Feder direkt auf dem Zylinderkopf ab, so daß eine eindeutige Relativbewegung des Ventiltellers gegenüber dem Ventilsitz nicht durchführbar ist. Weitere Nachteile sind die durch die Anordnung des Stiftes am Ventilschaft auftretende Querschnittsschwächung sowie die geringen Möglichkeiten bei der Wahl der Anordnung der Ventildrehvorrichtung in einem bestimmten Bereich des Ventilschaftes. Häufig muß die Ventildrehvorrichtung nämlich entsprechend einem vorgegebenen Bauraum des Zylinderkopfes nachträglich eingeführt werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehvorrichtung für Gaswechselventile zu schaffen, die universell, d.h. oben- oder untenliegend einsetzbar ist, gegenüber dem im Bereich des Ventilschafts und der Ventilfeder auftretenden Beschleunigungskräfte unempfindlich ist und sich mit einfachen technischen Mitteln herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird bei Ventil-Drehvorrichtungen der in Rede stehenden Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der Ventildrehvorrichtung gemäß der Erfindung kann somit die Gestalt des einfachen Ventiltriebes beibehalten werden, wobei sich auch insgesamt günstige äußere Abmessungen einhalten -lassen. Durch die Verwendung des Freilaufs und eines Axiallagers zwischen der Ventilfeder und der Auflagefläche des Zylinderkopfes ist stets ein sicherer Bewegungsablauf gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Durch die Ausführung des Koppelelements

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als Federelement wird der Beschleunigungsstoß in der Kulissensteuerung soweit abgebaut, daß auch eine gewichtssparende Ausführung den auftretenden Beanspruchungen gerecht wird und somit auch die Anwendung der Ventildrehvorrichtung für höhere Drehzahlen möglich ist.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der drei Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ventildrehvorrichtung mit einem als Spiralfeder ausgebildeten Koppelelement, das die Ventilfeder konzentrisch zur Ventilachse umgibt,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Ventildrehvorrichtung gemäß der Linie II - II in Figur 1,

Fig. 3 einen. Längsschnitt durch eine Ventildrehvorrichtung mit einem als Spiralfeder ausgeführten Koppelelement, daß konzentrisch zur Ventilachse innerhalb der Ventilfeder angeordnet ist und

Fig. 4 einen Abschnitt einer Ventildrehvorrichtung, bei dem das Koppelelement als Biegestabfeder ausgeführt ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist, soweit dargestellt, mit 1 ein Zylinderkopf bezeichnet, in dem über eine Ventilführung 2 ein Ventilschaft 3 eines Gaswechselventils 4 geführt ist. Der Ventilschaft 3 ist von einer Ventilfeder 5 umgeben, die sich einerseits über ein Lager 6 auf einer Auflagefläche 7 des Zylinderkopfes 1 abstützt.

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In den Fig. 1 und 2 stützt sich die Ventilfeder 5 andererseits an einem Federteller 8 ab, der über Klemmkegel 17 drehfest mit dem Ventilschaft 3 verbunden ist. Der Federteller 8 steht über einen Freilauf 9 mit einer Kulissenführung 10 in Wirkverbindung. Dabei besteht die Kulissenführung 10 aus einem Zylindersegment 11, daß einen schräg zur Ventilachse verlaufenden Schlitz 12 aufweist, .und einem Koppelelement 13. Das eine Ende 14 des Koppelelements 13 ist am Zylinderkopf 1 befestigt, während das andere Ende 15 in dem Schlitz 12 des Zylindersegments Il verschiebbar gelagert ist. Dabei ist die als Koppelelement 13 dienende Spiralfeder konzentrisch zum Ventilschaft 3 angeordnet und umgibt die Ventilfeder 5.

In der Fig. 3 stützt sich die Ventilfeder 5 auf dem Zylindersegment 11 ab, während das Zylindersegment 11 über den Freilauf 9 mit dem Federteller 8 und somit über die Klemmkegel 10 mit dem Ventilschaft 3 verbunden ist. Zur Verringerung der Reibung ist zwischen dem Zylindersegment 11 und dem Federteller 8 ein Axiallager 16 angeordnet. Die als Koppelelement 13 dienende Spiralfeder ist konzentrisch zum Ventilschaft 3 innerhalb der Ventilfeder 5 angeordnet und mit dem einen Ende 14 am Zylinderkopf 1 befestigt, während das andere Ende 15 im Schlitz 12 des Zylindersegments 11 verschiebbar gelagert ist.

Weiterhin ist in der Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem das Koppelelement 13 als Biegestabfeder ausgeführt ist, wobei die Biegestabfeder quer zur Ventilachse am Zylinderkopf 1 befestigt ist.

Wie aus den Figuren hervorgeht, bewirkt das federnde Koppelelement 13 zusammen mit dem Schlitz 12 des Zylindersegments 11 je nach Dreh- bzw. Sperrichtung des Freilaufs 9 während jedes Öffnungs- oder Schließhubes eine Verdrehung des Gaswechselventils 4. Wahlweise können das Koppelelement 13 am Zylinderkopf 1 oder

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am Federteller 8 bzw. das Zylindersegment 11 am Zylinderkopf 1 oder am Federteller 8 angeordnet sein. Ähnliches gilt auch für den Freilauf 9, der in vorteilhafter Weise als Klemmrollen-Freilauf ausgeführt ist.

Die erfindungsgemäße Ventildrehvorrichtung läßt sich mit einfachen Mitteln herstellen und garantiert aufgrund eines geringen Verschleißes selbst nach langer Betriebszeit der Brennkraftmaschine eine ausreichende Funktionssicherheit. Durch das federnde Koppelelement wird der Beschleunigungsstoß in der Kulissenführung 10 soweit abgebaut, daß auch eine gewichtssparende Ausführung den als Folge der Massenkräfte an der Kulissenführung 10 auftretenden Beanspruchungen gerecht wird. Der Federweg und die Federkraft des federnden Koppelelements 13 steht in keinem Zusammenhang mit der Bemessung der Ventilfeder 5. Die Auslegung des Koppelelements 13 kann daher ohne schädliche Rückwirkung auf die Ventilbetätigung so erfolgen, daß auch bei auftretendem Verschleiß in der Kulissenführung 10 die Betätigung des Freilaufes 9 nicht beeinträchtigt wird.

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Patentansprüche

Iy Drehvorrichtung für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, bei der der Ventilschaft des Gaswechselventils von einer Ventilfeder, die sich zumindest mittelbar einerseits an einem drehfest mit dem Ventilschaft verbundenen Federteller und andererseits auf einer Auflagefläche des Zylinderkopfes abstützt, umgeben ist, und bei der der Ventilschaft mit einer Kulissenführung in Wirkverbindung steht, wobei die Kulissenführung aus einem einen schräg zur Ventilachse verlaufenden geraden oder bogenförmigen Schlitz aufweisenden Zylindersegment und einem in dem Schlitz verschiebbar gelagerten Koppelelement besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kulissenführung (10) und dem Federteller (8) und/oder dem Zylinderkopf (1) ein Freilauf (9) angeordnet ist, der den Zylinderkopf (1) mit dem Zylindersegment (11) oder dem Koppelelement (13) bzw. den Federteller (8) mit dem Zylindersegment (11) oder dem Koppelelement (13) verbindet, und daß die Ventilfeder (5) auf der Auflagefläche (7) des Zylinderkopfes (1) und/oder dem Federteller (8) drehbar gelagert ist.
2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (13) als Biegestabfeder ausgeführt ist, die quer zur Ventilachse angeordnet ist.
3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (13) als konzentrisch zur Ventilachse angeordnete Spiralfeder ausgebildet ist.

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