DE3508549A1 - Ventilfederteller-verriegelungsbaugruppe - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppe für Motortellerventile. Derartige Baugruppen bestehen aus einem Ventilfederteller zum Stützen der Ventilfedern, der an dem Ende des Ventilschaftes mittels eines Verriegelungsgliedes befestigt ist. Das Verriegelungsglied weist eine zylindrische Berührungsfläche zum Ventilschaft auf und ist ferner innen mit mindestens einer Wulst oder Rippe versehen, die in eine entsprechende Umfangsnut des Ventilschaftendes eingreift. Das Verriegelungsglied besitzt ferner mindestens eine konische Außenfläche. Der Ventilfederteller weist wenigstens eine der konischen Außenfläche des Verriegelungsgliedes entsprechende konische Innenfläche auf und stützt sich an dem Verriegelungsglied ab. Durch das Zusammenwirken der beiden konischeli Flächen wird das Verriegelungsglied an das Ventilschaf tende angedrückt und dadurch an dem Ventilschaft verriegelt. Derartige Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppen sind in zahlreichen Ausführungsformen, z.B. aus DE-OS 15 76 421 oder DE-AS 25 21 395 bekannt. Wegen der

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hohen auftretenden Kräfte besteht die Verriegelungsbaugruppe üblicherweise aus Metall, was jedoch infolge des hohen spezifischen Gewichts von Metall zu großen oszillierenden Massen führt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppe zu finden, die preiswert herstellbar ist und gegenüber den üblichen Verriegelungsbaugruppen eine erhebliche Gewichtseinsparung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppe gelöst.

In der Zeichnung wird anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel die Erfindung dargestellt und weiter erläutert.

In der Zeichnung sind das Ende des Ventilschaftes 1, das Verriegelungsglied 2 und der Ventilfederteller 3 in zusammengebautem Zustand im Schnitt dargestellt. Das Ventilschaftende 1 trägt eine Nut 5, in welche die Wulst oder Rippe 4 des Verriegelungsgliedes eingreift. Das Verriegelungsglied ist ferner mit einer konischen Außenfläche 7 sowie auf der dem freien Ventilschaftende zugekehrten Seite der Nut mit einer zylindrischen Berührungsfläche 6 versehen. Der Ventilfederteller 3 stützt sich an der schirmartigen Abstützfläche 8 des Verriegelungsgliedes ab und drückt unter dem Einfluß der Feder 10 mit seiner konischen Innenfläche 9 im Zusammenwirken mit der konischen Außenfläche 7

des Verriegelungsgliedes das Verriegelungsglied an das Ven-35

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tilschaftende. Das durch den Ventilfederteller in dem Verriegelungsglied erzeugte Kippmoment wird über die als Kragen ausgebildete zylindrische Berührungsfläche 6 des Verriegelungsgliedes in das Ventilschaftende eingeleitet. Es ist dabei von besonderem Vorteil und besonders sicher, wenn die zylindrische Berührungsfläche 6 des Verriegelungsgliedes 2 die konische Außenfläche 7 in Richtung auf das Ventilschaftende überragt. Es ist ferner von Vorteil, wenn die konische Außenfläche des Verriegelungsgliedes und die in die Nut eingreifende Warze oder Wulst axial etwa lagegleich angeordnet sind, da dies für eine besonders platz- und damit gewichtssparende Bauweise von Vorteil ist.

Der Federteller 3 besteht aus faserverstärktem Kunststoff und trägt im Bereich der konischen Außenfläche des Schirms des Verriegelungsgliedes einen auch dem Faserverlauf aufgeprägten konischen, die Innenfläche bildenden Absatz. Als Verstärkungsfasern für den Federteller können Kohlefasern, Glasfasern, oxidische Fasern wie Aluminiumoxid-Fasern oder auch synthetische Fasern, wie Aramid-Fasern usw. verwendet werden. Die Kunststoffmatrix, in die diese Fasern eingebettet sind, kann in Form von Duroplasten (Epoxid-, Polyimid-, Phenolharz usw.) vorliegen, es können aber auch Hochtemperatur-Thermoplaste wie Polysulfon, Polybutylentheraphtalat, Polypropylensulfid, Polyetherketon, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyamidimid usw. eingesetzt werden. Die Verstärkungsfasern im Federteller werden zweckmäßigerweise lagenförmig angeordnet, und zwar unter einem bestimmten Winkelversatz der einzelnen Faserlagen zueinander. Übliche Winkelversätze liegen

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etwa bei 30°. Ein derartiger Winkelversatz bei der Herstellung von faserverstärkten Gegenständen ist an sich bekannt und führt zu einer sehr gleichmäßigen Belastbarkeit des Bauteils.

Der dem Federteller aufgeprägte Absatz wird bereits bei der Herstellung erzeugt, indem ein mit Kunststoffvorpolymerisat getränkter Faserkörper ( Prepeg ) in einer Form entsprechend gepreßt und auspolymerisiert wird oder indem Kunststoff in eine entsprechende Form eingespritzt wird. Es ist auch möglich, eine große Prepegmatte in einer Form zu einer Vielzahl von entsprechenden Federtellerrohlingen zu polymerisieren, und dann später aus dieser geformten Matte unter Zuhilfenahme an sich bekannter Verfahren wie z.B. Laserstrahlschneiden oder Stanzen die entsprechenden Federteller abzutrennen. Bei der Herstellung ist es dabei von größter Wichtigkeit, daß der Absatz, der die konische Innenfläche des Federtellers bildet, auch dem Faserverlauf aufgeprägt ist. Da die Krafteinleitung zum Anpressen des Verriegelungsgliedes an den Ventilschaft über diese konische Innenfläche verläuft, wird dadurch erreicht, daß die Krafteinleitung senkrecht zu den parallel ausgerichteten Fasern erfolgt, da nur so die hohen auftretenden Druckspannungen auf Dauer aufgenommen werden können. Aus dem gleichen Grund sind auch die beiden unmittelbar an dem in

'0 die Nut eingreifenden Wulst ausgebildeten konischen Flächen so gestaltet, daß dort keinerlei Druckkräfte zwischen Verriegelungsglied und Ventilfederteller auftreten. Die Anschrägung an dem Verriegelungsglied erfolgt lediglich deshalb, um dort durch eine höhere Materialstärke eine bessere Festigkeit zu erreichen, und die Anschrägung in dem Ven-

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tilfederteller schafft dafür den nötigen Raum. Im Prinzip sind diese beiden Anschrägungen jedoch überflüssig, da sie nicht dem Anpressen des Verriegelungsgliedes an den Ventilschaft dienen. Das Verriegelungsglied ist, wie in der Zeichnung nicht ausführlich dargestellt, in üblicher Weise zweiteilig ausgeführt. Es sind jedoch auch Ausführungen mit einem einteiligen Verriegelungsglied denkbar, die durch eine entsprechend große exzentrische Bohrung auf das Ventilschaftende aufgeschoben und durch seitliches Verschieben in der Nut befestigt werden. Infolge der verhältnismäßig großen erforderlichen Bohrung sind die einteiligen Anordnungen jedoch mechanisch nicht so stabil wie die üblichen zweiteiligen Verriegelungsglieder .

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen in einer deutlichen Verminderung des Gewichts für die Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppe, die bis zu 75% gegenüber der herkömmlichen Ganzmetallbauweise betragen kann. Durch diese Gewichtsverminderung reduzieren sich die oszillierenden Massen ganz erheblich, was einerseits höhere Drehzahlen ermöglicht, andererseits aber auch zu einem geringeren Geräuschniveau des Ventiltriebs führt oder auch je nach der konstruktiven Auslegung des Motors auch "steilere" Nockenformen ermöglicht.

- Leerseite -

Claims (3)

1. • * ♦ * **· m 9 *■■ ■ m * * *

   Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 16 191/4

   Stuttgart EPT Dr .Am-pf-a

   08.03.1985

   Patentansprüche
   10

   (1.)Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppe bestehend aus einem Verriegelungsglied mit wenigstens einer konisehen Außenfläche, das in wenigstens eine Umfangsnut des Ventilschaftendes eingreift und eine zylindrische Berührungsfläche zum Ventilschaft aufweist und einem Ventilfederteller, der sich an dem Verriegelungsglied abstützt und wenigstens eine konische Innenfläche besitzt, die im Zusammenwirken mit der konischen Außenfläche das Verriegelungsglied an das Ventilschaftende drückt, da durch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (2) schirmartig ausgebildet ist und die konische Außenfläche (7) am Außenumfang des Schirms

   (8) trägt und daß die oder eine zylindrische Berührungsfläche (6) auf der dem freien Ventilschaftende zugekehrten Seite der Nut (S) angeordnet ist

   und daß der sich an dem Schirm des Verriegelungsgliedes abstützende Federteller (3) aus faserverstärktem Kunststoff besteht», der im Bereich der konischen Außenfläche des Schirms einen auch dem Faserverlauf aufgeprägten konischen, die konische Innenfläche (9) bildenden Absatz aufweist.

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2. 2. Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppe nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Berührungsfläche (6) des Verriegelungsgliedes (2) die konische Außenfläche (7) in Richtung auf das Ventilschaftende überragt.
3. 3. Ventilfederteller-Verriegelungsbaugruppe nach den Ansprüchen 1 oder 2,

   da d u r c h g ek e η η ζ e i c h η e t, daß die konische Außenfläche (7) des Verriegelungsgliedes (2) und die Nut (53 axial etwa lagegleieh angeordnet sind.