DE4403510C2 - Ventilmodul für Brennkraftmaschinen und Verfahren zu dessen Einbau - Google Patents

Description

In modernen schnellaufenden Verbrennungsmotoren werden zur Ventil­ betätigung bevorzugt obenliegende Nockenwellen, Tassenstößel mit eingebautem Ventilspielausgleich und zwei zwischen Federtellern angeordnete Ventilfedern verwendet. Das Ventil wird durch eine in den Zylinderkopf eingepreßte Führungsbuchse geführt, die nach dem Einpressen auf den Ventildurchmesser mit dem erforderlichen Spiel kalibriert wird. Die Schmiermitteldosierung für die Ventilführung sichert ein auf die Führungsbuchse aufgepreßte Ventilschaftdicht­ ring. Die Befestigung des oberen Federtellers auf den Kopf des Ventils erfolgt über die Keilwirkung kegelmantelförmiger Ventil­ keile.

Der übliche Zusammenbau umfaßt das Einlegen des unteren Feder­ tellers, das Aufpressen des Ventilschaftdichtringes, das Einlegen der Ventilfeder/n, das Einschieben des Ventils von der Brennraum­ seite her und das Auflegen des oberen Federtellers in dieser Rei­ henfolge. Danach muß das Ventil mit dem Ventilteller gegen den Ventilsitz gedrückt gehalten werden, damit unter Verwendung eines gabelförmigen Stempels der obere Federteller die Ventilfeder in Richtung der Ventilführung zusammendrücken und Nuten am Ventilkopf freigeben kann, in welche dann die Ventilkeile eingelegt werden können. Diese verriegeln beim Zurückziehen des Stempels den oberen Federteller mit dem Ventilkopf form- und kraftschlüssig. Der Zu­ sammenbau wird mit dem Einbringen der Tasse in die Führungsbohrung im Zylinderkopf abgeschlossen.

Bei dieser schwierigen Montage mangelhaft eingebrachte Ventilkeile unterbrechen des öfteren den Fertigungsprozeß. Darüberhinaus wird der Zusammenbau aller dieser Teile zunehmend durch die beengten Einbauverhältnisse für Brennräume mit mehr als einem Ein- und Aus­ laßventil erschwert.

Die EP 0 414 561 A1 schlägt zur Vereinfachung der Ventil­ montage im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine einen Ven­ tilmodul mit mindestens einer zwischen Federtellern ange­ ordneten Feder und einem Ventilschaftdichtring vor, wobei diese Teile zu Transport und Montage durch eine gebördelte Montagehülse zusammengehalten sind, die bei der Montage gelöst und entfernt werden muß.

Ferner ist aus der DE 40 38 378 A1 eine Montagevorrichtung für die Ventilmontage mit einer mehrfach verwendbaren Montage­ hilfe bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilmodul und ein Verfahren zu dessen Einbau anzugeben, die einen wesentlich einfacheren und sicheren Zusammenbau und zugleich eine Straffung der Montage folge ermöglichen. Diese Aufgabe ist durch ein Ventilmodul nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 8 gelöst.

Die Haftverbindung zwischen den Teilen des Ventilmoduls schafft eine Verliersicherung für den Transport und eine Montage­ erleichterung bei der Endmontage.

Die allein durch Andrücken hergestellte Verbindung z. B. in Form eines form- und kraftschlüssigen Schnappverschlusses zwischen Ven­ tilschaft und oberem Federteller ermöglicht die Blindmontage aller vormontierten Bauteile in einem Arbeitsgang auf dem in die Ventil­ führung eingeschobenen Ventil.

So ermöglicht das erfindungsgemäße Ventilmodul eine Vormontage beim Zulieferer des Motorenherstellers und bei dem letzteren eine höchst einfache Endmontage im Zylinderkopf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingebautes Ventilmodul gemäß der Erfin­ dung;

Fig. 2 eine Ansicht eines z. B. bei einem Zulieferer vormontierten Ventilmoduls gemäß Fig. 1;

Fig. 3 das Ventilmodul während der Endmontage in den Zylinderkopf.

Das in den Arbeitsraum für die Ventilfeder/n einzubringende Ven­ tilmodul umfaßt einen unteren Federteller 6 mit anvulkanisiertem, eingeklemmtem oder integriertem Ventilschaftdichtring 5, eine oder zwei damit durch Kleben oder Klemmen verbundene Feder/n 3, 4 und einen mit der Feder oder den Federn 3, 4 auf gleiche oder ähnliche Weise verbundenen oberen Federteller 2. Der Federteller 2 ist in seiner Innenbohrung mit umlaufenden Vorsprüngen 21 versehen, die in Nuten 71 am Kopf des Ventilschaftes 7 eingeschnappt sind. Die zum Einschnappen erforderliche Aufspreizung ist dadurch ermög­ licht, daß der obere Federteller 2 einen axialen Schlitz 22 auf­ weist. Der gezeigte Ventiltrieb arbeitet mit einem Tassenstößel. Ein Stößel 1 ist auf den dafür gestalteten oberen Federteller 2 aufgeschoben. An seinem äußeren Rand hat der obere Federteller 2 eine radial weggebogene Nase 23, die in einen Schlitz 11 des Stößels 1 eingreift, um den Federteller 2 drehfest in dem Stößel 1 festzu­ legen. In dem Stößel 1 ist ein Element 13 zum Ausgleichen von Ven­ tilspiel mittels eines Dichtungsbalges 14 gehalten, der ein Ölvo­ lumen in dem Raum 15 zwischen Dichtungsbalg 14 und Boden 18 des Stößels 1 einsperrt. Mit 17 ist eine Ölbohrung bezeichnet. Der so gestaltete Stößel 1 ist auf dem Federteller 2 durch eine schmierstoffverträgliche Paste gegen Herunterfallen während des Transportes und der Montage gesichert.

Das montagefertige Ventilmodul ist in Fig. 2 dargestellt.

Während der in Fig. 3 dargestellten Endmontage des Ventilmoduls in den Zylinderkopf wird das zuvor in seine Ventilführung 8 einge­ schobene Ventil mit seinem Ventilteller 9 von unten gegen den Ven­ tilsitz 10 gedrückt. Das zentrische Einführen des Ventilmoduls in den Arbeitsraum im Zylinderkopf und auf die Ventilführung 8 sowie auf den Kopf des Ventilschaftes 7 wird durch einen Einführtrichter 12 erleichtert, durch den hindurch das Ventilmodul mittels eines Stempels 16 nach unten auf den Kopf des Ventilschaftes 7 gedrückt wird, bis der obere Federteller 2 mit seinen Vorsprüngen 21 in den Nuten 71 einschnappt (Fig. 1). Der Einführtrichter 12 mindert die Anforderungen an die Exaktheit der Position des unteren Feder­ tellers 6 hinsichtlich Zentrizität und Rechtwinkligkeit bezüglich des Ventilmoduls.

Alternativ läßt sich die Verbindung zwischen dem oberen Federteller 2 und dem Kopf des Ventilschaftes 7 über eine selbsthemmende Kegelverbindung, einen thermisch bewirkten Preßsitz, eine Reib­ schweißung oder eine Klebung herstellen, wobei die Verbindung in allen Fällen Kraft- und Formschluß gewährleisten muß.

Bei der Endmontage werden die Federn 3, 4 zusammengedrückt und gleichzeitig tordiert. Die Torsionsbeanspruchung löst die Klebe- oder Klemmverbindungen der Federn 3, 4 mit den Federtellern 2, 6, so daß diese Verbindungen lediglich temporär als Verliersicherung beim Transport des Ventilmoduls und als Montageerleichterung bei der beschriebenen Montage dienen.

Claims (10)

1. Ventilmodul für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine mit mindestens einer zwischen Federtellern (2, 6) angeordneten Feder (3, 4), einem Ventilschaftdichtring (5) und einem Stö­ ßel (1), wobei die genannten Teile miteinander für Montage und Transport haftverbunden sind und die Verbindung des Ven­ tilmoduls mit dem Kopf des Ventilschaftes (7) kraft- und formschlüssig gestaltet ist.

2. Ventilmodul nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem oberen Federteller (2) des Ventilmoduls und dem Kopf des Ventilschaftes (7) eine durch Aufpressen herstellbare kraft- und formschlüssige Schnapp-, Kegel-, Preß-, Klebeverbindung vorgesehen ist.

3. Ventilmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaftdichtring (5) mit dem brennraumseitigen Federteller (6) durch Vulkanisieren oder Verklemmen verbunden ist.

4. Ventilmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (3, 4) mit den Federtellern (2, 6) verklebt oder verklemmt ist.

5. Ventilmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1) auf den nockenseitigen Federteiler (2) aufgeschoben und drehgesichert ist und durch eine schmierstoffverträgliche Paste gegen Her­ unterfallen gesichert ist.

6. Ventilmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1) ein Tassenstößel mit eingebautem Ventilspiel-Ausgleichselement (13) ist.

7. Ventilmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nockenseitige Federtel­ ler (2) mit mindestens einem Vorsprung (21) zum Einrasten in eine Nut (71) am Kopf des Ventilschaftes (7) sowie mit einem das Aufspreizen ermöglichenden axialen Schlitz (22) versehen ist.

8. Verfahren zum Einbringen eines Ventilmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einen Zylinderkopf einer ventilgesteuer­ ten Brennkraftmaschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teile des Ventilmoduls zur Vormonta­ ge haftend miteinander verbunden-werden und daß das Ventilmo­ dul zur Endmontage in eine dafür vorgesehene Ausnehmung im Zylinderkopf unter Aufschieben auf den vorher von der Brenn­ raumseite her eingeschobenen Ventilschaft (7) eingedrückt und durch Aufpressen des oberen Federtellers (6) auf den Kopf des Ventilschaftes (7) kraft- und formschlüssig am Ventilschaft gesichert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der obere Federteller (6) auf den Kopf des Ventilschaftes (7) aufgeschnappt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmodul durch einen Einführtrichter (12) in die Ausnehmung im Zylinderkopf einge­ drückt wird.