DE3501221A1

DE3501221A1 - Vorrichtung zum drehen von tellerventilen

Info

Publication number: DE3501221A1
Application number: DE19853501221
Authority: DE
Inventors: Fritz 2305 Heikendorf Gerwien
Original assignee: Krupp Mak Maschinenbau GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1985-01-16
Filing date: 1985-01-16
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3560687D1; EP0190432A1; EP0190432B1; JPS61164007A

Description

Krupp MaK Maschinenbau GmbH 3501221

M. 901

Anmelderin: Krupp MaK Maschinenbau GmbH Falckensteiner Straße 2-4 2300 Kiel 17

Vorrichtung zum Drehen von Tellerventilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Drehen von durch schraubenförmige Federn belasteten Tellerventilen in Brennkraftmaschinen während der Bewegung des Ventils, wobei die Feder zwischen einem Federteller und einem über ein Lager drehbar angeordnetes Widerlager angeordnet ist, dessen Drehbewegung gegenüber einer Grundplatte nach dem Freilaufprinzip in einer Richtung gesperrt ist, indem über Wälzkörper als Klemmkörper konzentrisch um die Achse der Grundplatte angeordnete Aufnahmen unter Bildung von schiefen Ebenen vorgesehen sind sowie beim zunehmenden Spannen der Feder und Öffnen des Tellerventils der Wälzkörper entlastet sowie freiläuft, während beim Entspannen der Feder und Schließen des Tellerventils zum relativen Verdrehen der Grundplatte gegenüber der Feder der Wälzkörper zunehmend belastet sowie festgesetzt wird.

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Durch den Einbau derartiger Vorrichtungen, die bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt sind, wird insbesondere bei mit Schweröl betriebenen Dieselmotoren der Ansatz von Verbrennungsrückständen am Ventilsitz verhindert, wodurch der Verschleiß verringert und die Standzeit der Ventile verlängert werden kann.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Drehen der Ventile, bei der die Drehbewegung durch die Torsionsarbeit der Ventilfeder eingeleitet wird, ist das die Ventilfeder abstützende Widerlager drehbar auf einer Grundplatte gelagert, wobei zur Aufnahme der Axialkräfte ein Kugellager vorgesehen ist, dessen Drehbewegung in einer Richtung durch einen Freilauf gesperrt ist.

Der Mangel bei dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß kein einwandfreier Betrieb für alle Drehzahlbereiche ermöglicht wird. Ferner treten durch nicht zu beherrschende Fertigungsungenauigkeiten Auswirkungen auf den Freilauf bzw. für seine festgesetzte Stellung auf, die zum vorzeitigen Verschleiß und letztendlich zum Ausfall der Vorrichtung führen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln eine funktionsfähige Anordnung zu schaffen, die die Fertigungsungenauigkeiten ausgleicht und eine zuverlässige Zuordnung der Flächen in der festgesetzten Stellung gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Grundplatte mit Aufnahmen für Wälzkörper als Zylinderrolle vom verdrehbaren Widerlager ringartig umfaßt wird und der Wälzkörper zwischen einer Innenwandung des Widerlagers und einer zugeordneten Begrenzungsfläche der Aufnahme in der Grundplatte in der Art einer schiefen Ebene zur Innenwandung des Widerlagers angeordnet ist und daß mindestens der Bereich der Begren-

zungsfläche für den Wälzkörper in der festgesetzten Stellung als verschwenkbar eingesetztes Plattenelement ausgebildet ist, das eine plane Lauffläche für den Wälzkörper aufweist, während seine gegenüberliegende Auflagerseite zur selbsttätigen Einstellung kreisbogenartig gewölbt und eine korrespondierende Aufnahmefläche zur Einstellung parallel zur Wälzkörperachse aufweist. Hiermit wird auf einfache Weise eine Anordnung ermöglicht, die in der festgesetzten Stellung des Freilaufs eine einwandfreie Zuordnung der Flächen für den Wälzkörper ermöglicht um eine Festsetzung des Wälzkörpers durchzuführen. Dabei werden die entsprechend auftretenden Fertigungstoleranzen durch die selbsttätige Einstellung des Plattenelementes über seine Auflageseite ausgeglichen.

Eine günstige Ausbildung wird dadurch erreicht, daß eine ungerade Anzahl von Aufnahmen in der Grundplatte angeordnet sind.

Um einen einwandfreien Betrieb auch bei auftretenden Schwingungen und Motorresonanz zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß der Wälzkörper in Klemmrichtung durch eine Feder, insbesondere eine Blattfeder, beaufschlagt ist.

Ferner wird vorgeschlagen, daß das Plattenelement als Hartmetallplättchen ausgebilddet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit einem Ventil im Zylinderkopf,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Grundplatte mit Widerlager,

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig, 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Plattenelement im vergrößerten Maßstab,

Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4.

Bei der dargestellten Anordnung ist ein Tellerventil 1 einer Brennkraftmaschine angeordnet, das mit seinem Ventilschaft in der im Zylinderkopf 3 aufgenommenen Ventilführung 4 gleitend gelagert ist. Hierbei umgibt eine Schraubenfeder 5 den Ventilschaft 2, die sich mit ihrem einen Ende gegen einen Federteller 6 und mit ihrem anderen Ende gegen ein Widerlager 7 abstützt.

Das Widerlager 7 ist unter Zwischenschaltung eines Kugellagers 8 auf einer Grundplatte 9 am Zylinderkopf 3 gelagert. Zur Ausbildung eines Freilauf prinzips sind in der Grundplatte 9 Aufnahmen 10 angeordnet, die einen Wälzkörper 11 als Zylinderrolle aufnehmen. Die Grundplatte 9 wird vom verdrehbaren Widerlager 7 ringartig umfaßt, so daß die Zylinderrolle 11 zwischen einer Innenwandung 12 des Widerlagers 7 und einer Begrenzungsfläche 13 der Aufnahme 10 in der Grundplatte 9 abrollt. Hierbei verläuft die Begrenzungsfläche 13 in einem Winkel zur Tangente der Berührungslinie der Zylinderrolle 11 an der Innenwandung 12, so daß sich eine schiefe Ebene zur Innenwandung 12 des Widerlagers 7 ergibt und die Zylinderrolle 11 in der einen Lage zwischen Innenwandung 12 und Begrenzungsfläche 13 geklemmt wird, während die Zylinderrolle 11'in der anderen Lage freiläuft. In diesem Fall wird

die Zylinderrolle 11 im Klemmrichtung durch eine Blattfeder 14 beaufschlagt.

Der Bereich der Begrenzungsfläche 13 in der Aufnahme 10 für die Zylinderrolle 11 für die festgesetzte Stellung ist durch ein verschwenkbar eingesetztes Plattenelement 15 gebildet. Das Plattenelement 15» das in eine Nut 19 eingesetzt ist, weist dabei eine plane Lauffläche 16 auf, wobei seine gegenüberliegende Auflagerseite 17 kreisbogenförmig gewölbt ist und eine korrespondierende Aufnahmefläche 18 in der Grundplatte 9 zur Einstellung parallel zur Achse der Zylinderrolle 11 aufweist.

Der Funktionsablauf ist wie folgt:

Über den nicht näher gezeigten Ventilantrieb wird das Tellerventil 1 über seinen Ventilschaft 2 in Axialrichtung in die Öffnungsstellung bewegt. Die Schraubenfeder 5 wird dabei zusammengedrückt und dreht sich in Spiralrichtung. Da das Widerlager 7 über das Kugellager 8 angeordnet ist, macht das Widerlager 7 den Weg der Federdrehung entsprechend Pfeil 20 mit. Hierbei wird die Zylinderolle 11 aus ihrer Klemmstellung gelöst indem sie in die Stellung 11' abrollt. Dabei wird das Ventil 1 gedreht.

Beim Schließvorgang des Ventils 1 wird die Schraubenfeder 5 entspannt und hat das Bestreben, in ihre Ausgangslage sich zurückzudrehen. Durch diese eingeleitete Drehrichtung wird die Zylinderrolle 11 in ihre Ausgangsposition, d.h. in eine Klemmstellung, zwischen der Innenwanung 12 und der Begrenzungsfläche 13 der Aufnahme 10 gebracht, so daß die Rückdrehbewegung verhindert wird und das Ventil in einer versetzten Stellung abdichtet.

Diese Klemmstellung der Zylinderrolle 11 wird nur korrekt gewährleistet, wenn die Zylinderrolle 11 an ihren Berührungslinien mit der Innenwandung 12 und der Begrenzungs-

fläche 13 parallel gestützt wird. Die Aufgabe der Parallelstellung wird über das Plattenelement 15 erreicht, da die Auflagerseite 17 kreisbogenförmig gewölbt ist und eine korrespondierende Aufnahmefläche 18 aufweist. Durch die damit durchführbare Schwenkmöglichkeit des Plattenelementes 15 ist immer eine einwandfreie Klemmstellung der Zylinderrolle 11 einstellbar.

Claims

Krupp MaK Maschinenbau GmbH 3501221

M.9O1

Anmelderin; Krupp MaK Maschinenbau GmbH Falckensteiner Straße 2-4 2300 Kiel 17

Patentansprüche

M J Vorrichtung zum Drehen von durch schraubenförmige % Federn belasteten Tellerventilen in Brennkraft- _m maschinen während der Bewegung des Ventils, wobei die Feder zwischen einem Federteller und einem über ein Lager drehbar angeordnetes Widerlager angeordnet ist, dessen Drehbewegung gegenüber einer Grundplatte nach dem Freilauf prinzip in einer Richtung gesperrt ist, indem über Wälzkörper als Klemmkörper konzentrisch um die Achse der Grundplatte angeordnete Aufnahmen unter Bildung von schiefen Eberaen vorgesehen sind sowie beim zunehmenden Spannen der Feder und Öffnen des Tellerventils der Wälzkörper entlastet sowie freiläuft, während beim Entspannen der Feder und Schließen des Tellerventils zum relativen Verdrehen der Grundplatte gegenüber der Feder der Wälzkörper zunehmend belastet sowie festgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (9) mit Aufnahmen (10) für Wälzkörper (11)

als Zylinderrolle vom verdrehbaren Widerlager (7) ringartig umfaßt wird und der Wälzkörper (11) zwischen einer Innenwandung (12) des Widerlagers (7) und einer zugeordneten Begrenzungsfläche (13) der Aufnahme in der Grundplatte (9) in der Art einer schiefen Ebene zur Innenwandung (12) des Widerlagers (7) angeordnet ist und daß mindestens der Bereich der Begrenzungsfläche (13) für den Wälzkörper (11) in der festgesetzten Stellung als verschwenkbar eingesetztes Plattenelement (15) ausgebildet ist, das eine plane Lauffläche (16) für den Wälzkörper (11) aufweist, während seine gegenüberliegende Auflagerseite (17) zur selbsttätigen Einstellung kreisbogenartig gewölbt und eine korrespondierende Aufnahmefläche (18) zur Einstellung parallel zur Wälzkörperachse aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungerade Anzahl von Aufnahmen (10) in der Grundplatte (9) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzkörper (11) in Klemmrichtung durch eine Feder (14), insbesondere eine Blattfeder, beaufschlagt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement (15) als Hartmetallplättchen ausgebildet ist.