EP1311745B1 - Verbindung zwischen einem schaftende eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine und einem stellglied eines ventilstellers - Google Patents

Verbindung zwischen einem schaftende eines gaswechselventils einer brennkraftmaschine und einem stellglied eines ventilstellers Download PDF

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EP1311745B1
EP1311745B1 EP01955270A EP01955270A EP1311745B1 EP 1311745 B1 EP1311745 B1 EP 1311745B1 EP 01955270 A EP01955270 A EP 01955270A EP 01955270 A EP01955270 A EP 01955270A EP 1311745 B1 EP1311745 B1 EP 1311745B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuator
sleeve
valve
gas exchange
wedge pieces
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01955270A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1311745A1 (de
Inventor
Hans Schlembach
Hermann Gaessler
Udo Diehl
Karsten Mischker
Rainer Walter
Ulf Pischke
Andreas Baumann
Hubert Schweiggart
Gerhard Filp
Bernd Rosenau
Juergen Ulm
Uwe Hammer
Thomas Mocken
Sevan Tatiyosyan
Juergen Schiemann
Christian Grosse
Volker Beuche
Stefan Reimer
Simon Kieser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/32—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for rotating lift valves, e.g. to diminish wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/10—Connecting springs to valve members

Definitions

  • the invention is based on a connection between a shaft end of a gas exchange valve of an internal combustion engine and an actuator of a valve actuator, according to the preamble of claim 1.
  • connection is known from WO 99/66177, comprising at least two shank-shaped wedge members enclosing the shank end, axially extending on the actuator, the radially outer peripheral surface of which is conical and which are surrounded by at least one cone clamping sleeve whose radially inner peripheral surface is complementary to the cone angle the wedge pieces runs and which is supported axially on the shaft end by a screwed onto this nut is.
  • On the radially inner circumferential surface of the wedge pieces an annular projection is provided which engages in an annular groove on the radially outer peripheral surface of the shaft end.
  • the actuator is formed by a differential piston, which can slide up and down within a cylinder housing of the valve actuator depending on the pressurization of his facing away, frontal piston surfaces.
  • connection according to the invention between a shaft end of a gas exchange valve of an internal combustion engine and an actuator of a valve actuator has the advantage that a shaft of the gas exchange valve from a cylinder head of the internal combustion engine through a actuator housing of the valve actuator through substantially in a region formed in a wall of the actuator housing Opening extends.
  • the valve actuator can be placed as a completely pre-assembled unit first on the cylinder head and then the connection of gas exchange valve and actuator through the opening or outside of the valve actuator housing are made, which facilitates the assembly because of the free accessibility of the opening from above substantially.
  • the compound has the advantage that it does not frictionally but positively by the play-related interlocking projections and recesses, thereby allowing rotational movements of the shaft end relative to the actuator.
  • the opposite the shank end slightly larger diameter of the wedge sleeve formed by the wedge pieces prevents a rotationally fixed frictional engagement between the actuator and gas exchange valve.
  • the actuator need not be mitverformatt with the gas exchange valve to achieve the known by regular rotation of the gas exchange valve about its longitudinal axis advantages such as a homogenization of the valve wear relative to the circumferential direction or a free attitude of the valve seat of deposits.
  • the jet flame of the combustion process then does not always hit the same location of the valve disk, effectively preventing burn hole formation. Since the actuator does not rotate with the gas exchange valve, this can also be easily twisted due to lower frictional forces.
  • the diameter difference between the inner diameter of the wedge sleeve and the outer diameter of the shaft end of the gas exchange valve is preferably a few hundredths of a millimeter.
  • the wedge pieces have at least one extending in the circumferential direction and formed on its radially inner cylindrical peripheral surface annular bead, of which one in an associated, in the shaft end trained annular groove engages.
  • the annular beads and the annular grooves have a substantially semicircular cross-section.
  • the inner radius of the annular grooves is slightly larger than the outer radius of the annular beads.
  • the actuator of the valve actuator is preferably formed by a Sachrhülse which surrounds the shaft end of the gas exchange valve with a radial distance and the free end protrudes a little way from the opening in the wall of the actuator housing.
  • a radially outer circumferential surface of the cone clamping sleeve is flush with a radially inner, cylindrical peripheral surface of the actuator sleeve, whose inner diameter is reduced stepwise in the region of the free end to the cylinder head through a step.
  • the conical clamping sleeve is then interposed between the wedge pieces and the radially inner peripheral surface of the free end of the actuator sleeve, with the outer diameter of the wedge piece tapering conically towards this end and the inner diameter of the conical clamping sleeve being conically widened.
  • a Konusspannhülse exciting on the wedge pieces clamping body is provided at the free end of the actuator sleeve by means of a thread or through a in a radially inner annular groove
  • threads or annular grooves for retaining rings form notches, which can reduce the fatigue strength of the stamped by a gas exchange valves high load cycle number coined connection.
  • the threaded or annular groove for the circlip is out of force flow and is not subject to alternating force application stresses. Rather, subject to the thread or the annular groove for the retaining ring only the wesentlic.en static biasing forces that provide the wedge effect for the cohesion of the wedge pieces. The force is introduced into the gas exchange valve therefore not by the thread or the locking ring but by the interlocking projections and recesses produced, positive connection.
  • the clamping body and a facing this end face of the cone sleeve a clamping plate is interposed.
  • occurring settling phenomena of the components can be compensated and the necessary axial preload can be maintained in the connection.
  • a valvetrain of an internal combustion engine Only one gas exchange valve 1 is shown in Fig.1 for reasons of scale, which is operated by an actuator 2 of a valve actuator 4 such that it performs up and down opening and closing movements.
  • the actuator is designed as a control sleeve 2 which coaxially surrounds a shaft 6 of the gas exchange valve 1 with radial spacing.
  • the shaft 6 of the gas exchange valve 1 extends from a cylinder head of the internal combustion engine, not shown, through an actuator housing 8 of the valve actuator 4 through substantially into a region of an opening 12 formed in an upper wall 10 of the actuator housing 8 and protrudes therefrom with its shaft end 14 preferably a piece out.
  • the free end 16 of the actuator sleeve protrudes out of the opening 12 and projects beyond the shaft end 14 by one piece.
  • a connection 18 between the shaft end 14 of the gas exchange valve 1 and the free end 16 of the actuator sleeve 2 of the valve actuator 4 includes two the shaft end, 14 of the gas exchange valve 1 enclosing, on a shoulder 20 of the actuator sleeve 2 axially supporting, cup-shaped wedge pieces 22, 24, the radially outer peripheral surface is conical.
  • the wedge pieces 22, 24 are of at least one Konusspannhülse 26, the radially inner peripheral surface complementary to the cone angle of the wedge pieces 22, 24 extends, seen in the radial direction, the Konsuspannhülse 26 the wedge pieces 22, 24 and a radially inner cylindrical peripheral surface 28 of the free End 16 of the actuator sleeve 2 is interposed.
  • a cone clamping sleeve 26 is provided on the wedge pieces 22, 24 exciting clamping body 30 which is supported at the free end 16 of the actuator sleeve 2 and which is preferably formed by a threaded piece with hexagon socket, which is screwed into an internal thread 32 of the actuator sleeve 2.
  • the outer diameter of the wedge pieces 22, 24 tapers conically, while the inner diameter of the cone clamping sleeve 26 widens conically in this direction.
  • the tensioning body 30 and an end face of the Kon.usspannhülse 26 facing it, a clamping plate 34 is axially interposed. A possible loss of axial biasing force can also be compensated by elastic design of the actuator sleeve 2.
  • a radially outer, cylindrical peripheral surface 36 of the cone clamping sleeve 26 is flush with the radially inner, cylindrical peripheral surface 28 of the free end 16 of the actuator sleeve 2, whose inner diameter is stepped on the side facing away from the clamping body 30 side of the wedge pieces 22, 24 by the paragraph 20 ,
  • the Konusspannhülse 26 and the wedge pieces 22, 24 the shoulder 20 of the actuator sleeve 2 and the clamping body 30 axially interposed.
  • the force exerted by the clamping body 30 on the Konusspannhülse 26 axial force is so large that on the one hand between the radially outer peripheral surface 36 of the cone clamping sleeve 26 and the radially inner peripheral surface 28 of the actuator sleeve 2 and the other between the associated wedge surfaces of the cone clamping sleeve 26 and
  • the wedge pieces 22, 24 each have static friction, so that the wedge pieces 22, 24 are additionally coupled non-positively with the actuator sleeve 2.
  • the two wedge pieces 22, 24 are braced against each other by the action of the Konsusspannhülse 26 in the radial direction.
  • the wedge pieces 22, 24 in the circumferential direction join each other without gaps and flush and complement each other to a circumferential wedge sleeve whose inner diameter is slightly larger than the technicallyen oncerriesser the shaft end 14 of the gas exchange valve 1
  • no frictional contact between the peripheral surface of the stem end 14 of the gas exchange valve 1 and a radially inner peripheral surface 38 of the wedge sleeve 22, 24 form, which would be sufficient to prevent rotational movements of the shaft end 14 relative to the force-locked with the actuator sleeve 2 rotatably braced wedge sleeve 22, 24 can.
  • the diameter difference between the inner diameter of the wedge sleeve 22, 24 and the outer diameter of the shaft end 14 of the gas exchange valve 1 is preferably a few hundredths of a millimeter.
  • the wedge pieces 22, 24 on its radially inner, cylindrical peripheral surface 38 three equidistantly axially one behind the other, each in the circumferential direction
  • the annular beads 42 and annular grooves 44 have a substantially semicircular cross-section, wherein the inner radius of the annular grooves 44 is preferably larger by a few hundredths of a millimeter than the outer radius of the annular beads 42, as is apparent in particular from Figure 3.
  • This creates both radial and axial play which in turn prevents the formation of static friction between the shaft end 14 and the wedge sleeve 22, 24.
  • the gas exchange valve 1 with respect to the actuator sleeve 2 rotate freely, while their reciprocating movements are transmitted through the play-related, positive connection 18.
  • the clamping body 30 is not supported by a thread, but by engaging in a radially inner annular groove 46 of the actuator sleeve 2 locking ring 48 which engages the upper annular end face of the clamping body 30.
  • the Konusspannhülse 26 is pressed by means of a mounting tool from above into the actuator sleeve 2 and fixed by the retaining ring 48.
  • the clamping disk 34 can then be omitted.
  • the axial movements of the actuator sleeve 2 are transmitted by the wedge pieces 22, 24 on the shaft 6 of the gas exchange valve 1, which are arranged axially spaced from the thread 32 or the locking ring 48.
  • the thread 32 or the locking ring 48 are then in an area outside of the shaft end 14 of the gas exchange valve 1 via the wedge pieces 22, 24 in the actuator sleeve 2 extending force flow.
  • the notches formed by the thread 32 or the annular groove 46 do not reduce the fatigue strength of the compound 18 stamped by a high number of load cycles during gas exchange valves 1.
  • connection 18 Since the connection 18 is located between the shaft end 14 of the gas exchange valve 1 and the actuator sleeve 2 in the region of the opening 12 in the upper wall 10 of the mounted on the cylinder head actuator housing 8, it is easily accessible after mounting the valve actuator 4 on the cylinder head from above.

Landscapes

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Verbindung zwischen einem Schaftende eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine und einem Stellglied eines Ventilstellers, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Verbindung ist aus der WO 99/66177 bekannt, mit wenigstens zwei das Schaftende umschließenden, sich am Stellglied axial abstützenden, schalenförmigen Keilstücken, deren radial äußere Umfangsfläche konisch verläuft und welche von wenigstens einer Konusspannhülse umfaßt sind, deren radial innere Umfangsfläche komplementär zum Konuswinkel der Keilstücke verläuft und welche am Schaftende durch eine auf dieses aufgeschraubte Mutter axial abgestützt ist. An der radial inneren Umfangsfläche der Keilstücke ist ein Ringvorsprung vorhanden, der in eine Ringnut an der radial äußeren Umfangsfläche des Schaftendes eingreift. Das Stellglied wird durch einen Differentialkolben gebildet, der je nach Druckbeaufschlagung seiner voneinander weg weisenden, stirnseitigen Kolbenflächen innerhalb eines Zylindergehäuses des Ventilstellers auf und ab gleiten kann.
  • Bedingt durch die Keilwirkung und die axial vorgespannten Konusspannhülse liegt je eine radial innere Umfangsfläche der Keilstücke am Schaftende des Gaswechselventils bündig an, sodass ein Haftreibschluss zwischen dem Schaftende und den sich am Differentialkolben abstützenden Keilstücken erzeugt wird. Eine Drehung des Gaswechselventils um seine Längsachse, welche sich beispielsweise günstig auf einen gleichmäßigen Verschleiß des Ventilsitzes auswirkt, ist dann nur zusammen mit dem Differentialkolben möglich. Da die durch den Differentialkolben begrenzten, mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit beaufschlagten Druckkammern durch Hochdruckdichtungen gegeneinander und gegen die Umgebung abgedichtet sind, sind für eine Drehbewegung des Differentialkolbens relativ hohe Reibkräfte zu überwinden.
  • Aus der EP 0 742 349 A1 ist eine Verbindung zwischen einem Schaftende eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine und einem Stellglied eines Ventilstellers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen einem Schaftende eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine und einem Stellglied eines Ventilstellers hat demgegenüber den Vorteil, dass sich ein Schaft des Gaswechselventils von einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine durch ein Stellergehäuse des Ventilstellers hindurch bis im wesentlichen in einen Bereich einer in einer Wandung des Stellergehäuses ausgebildeten Öffnung erstreckt. Hierdurch kann der Ventilsteller als komplett vormontierte Einheit zunächst auf den Zylinderkopf aufgesetzt werden und anschließend die Verbindung von Gaswechselventil und Stellglied durch die Öffnung hindurch oder außerhalb des Ventilstellergehäuses hergestellt werden, was die Montage wegen der freien Zugänglichkeit der Öffnung von oben her wesentlich erleichtert.
  • Außerdem hat die Verbindung den Vorteil, dass sie nicht reibschlüssig sondern formschlüssig durch die spielbehaftet ineinander greifenden Vorsprünge und Ausnehmungen erfolgt und dadurch Drehbewegungen des Schaftendes relativ zum Stellglied zulässt. Der gegenüber dem Schaftende geringfügig größere Durchmesser der durch die Keilstücke gebildeten Keilhülse verhindert einen drehfesten Reibschluß zwischen Stellglied und Gaswechselventil. Dann braucht das Stellglied nicht mit dem Gaswechselventil mitverdreht werden, um die durch regelmäßige Drehung des Gaswechselventils um seine Längsachse bekannten Vorteile wie beispielsweise eine Vergleichmäßigung des Ventilverschleisses bezogen auf die Umfangsrichtung oder eine Freihaltung des Ventilsitzes von Ablagerungen zu erzielen. Darüber hinaus trifft die Stichflamme des Verbrennungsprozesses dann nicht immer die gleiche Stelle des Ventiltellers, wodurch Brandlochbildung wirksam vorgebeugt wird. Da das Stellglied nicht mit dem Gaswechselventil mitdreht, kann dieses aufgrund niedrigerer Reibkräfte zudem leichter verdreht werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
  • Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Maßnahme beträgt die Durchmesserdifferenz zwischen dem Innendurchmesser der- Keilhülse und dem Außendurchmesser des Schaftendes des Gaswechselventils vorzugsweise wenige Hundertstel Millimeter. Um die vom Stellglied auf däs Gaswechselventil wirkenden Zug- und Druckkräfte im wesentlichen formschlüssig übertragen zu können, weisen die Keilstücke wenigstens einen sich in Umfangsrichtung ersteckenden und an ihrer radial inneren, zylindrischen Umfangsfläche ausgebildeten Ringwulst auf, von welchen je einer in eine zugeordnete, im Schaftende ausgebildete Ringnut eingreift. Die Ringwülste und die Ringnuten haben einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt. Um eine reibschlüssige Klemmwirkung zwischen den Ringwülsten und den Ringnuten zu vermeiden, ist der Innenradius der Ringnuten geringfügig größer als der Außenradius der Ringwülste.
  • Das Stellglied des Ventilstellers wird vorzugsweise durch eine Stellerhülse gebildet, welche das Schaftende des Gaswechselventils mit radialem Abstand umschließt und deren freies Ende ein Stück weit aus der Öffnung in der Wandung des Stellergehäuses herausragt. Eine radial äußere Umfangsfläche der Konusspannhülse ist mit einer radial inneren, zylindrischen Umfangsfläche der Stellerhülse bündig, deren Innendurchmesser im Bereich des freien Endes zum Zylinderkopf hin durch einen Absatz stufenförmig reduziert ist. In radialer Richtung gesehen ist dann die Konusspannhülse den Keilstücken und der radial inneren Umfangsfläche des freien Endes der Stellerhülse zwischengeordnet, wobei sich zu diesem hin der Außendurchmesser der Keilstükke konisch verjüngt und der Innendurchmesser der Konusspannhülse konisch erweitert. Zur Abstützung der Konusspannhülse an der Stellerhülse ist ein die Konusspannhülse auf die Keilstücke spannender Spannkörper vorgesehen, der am freien Ende der Stellerhülse mittels eines Gewindes oder durch einen in eine radial innere Ringnut der Stellerhülse eingreifenden Sicherungsring abgestützt ist, wodurch die Keilstücke axial gegen den Absatz verspannt sind.
  • Gewinde oder Ringnuten für Sicherungsringe bilden allerdings Kerben, die die Dauerfestigkeit der durch eine bei Gaswechselventilen hohe Lastwechselzahl geprägten Verbindung herabsetzen können. Indem das Gewinde oder der Sicherungsring gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Maßnahme in einem Bereich angeordnet ist, welcher von den ineinander verkeilten Keilhülsen und Konusspannhülsen vorzugsweise axial beabstandet ist, liegen das Gewinde oder die Ringnut für den Sicherungsring außerhalb des Kraftflusses und sind keinen wechselnden Krafteinleitungsbeanspruchungen ausgesetzt. Vielmehrunterliegen das Gewinde oder die Ringnut für den Sicherungsring ledigfich der im wesentlic.hen statischen Vorspannkräfte, die über die Keilwirkung für den Zusammenhalt der Keilstücke sorgen. Die Krafteinleitung in das Gaswechselventil erfolgt demnach nicht durch das Gewinde oder den Sicherungsring sondern durch die aufgrund der ineinander greifenden Vorsprünge und Ausnehmungen hergestellte, formschlüssige Verbindung.
  • In bevorzugter Weise ist dem Spannkörper und einer diesem zugewandten Stirnfläche der Konushülse eine Spannscheibe zwischengeordnet. Hierdurch können auftretende Setzerscheinungen der Bauteile ausgeglichen und die notwendige axiale Vorspannung in der Verbindung aufrechterhalten werden.
    • Zeichnungen
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen :
    • Fig. 1
    eine seitliche Querschnittsdarstellung einer bevorzugte Ausführungsform einer erfiridungsgemäßen Verbindung zwischen einem Schaftende eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine und einem Stellglied eines Ventilstellers;
    Fig.2
    eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie II- 11 von Fig.1;
    Fig.3
    eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A von Fig.1.
    Fig.4
    eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung.
    Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Von einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine ist in Fig.1 aus Maßstabsgründen nur ein Gaswechselventil 1 gezeigt, welches durch ein Stellglied 2 eines Ventilstellers 4 derart betätigt wird, daß es auf- und abwärtsgehende Öffnungs- und Schließbewegungen ausführt.
  • Das -Stellglied ist als Stellerhülse 2 ausgebildet, welche einen Schaft 6 des Gaswechselventils 1 mit Radialabstand koaxial umschließt. Der Schaft 6 des Gaswechselventils 1 erstreckt sich von einem nicht dargestellten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine durch ein Stellergehäuse 8 des Ventilstellers 4 hindurch bis im wesentliche-n in einen Bereich einer in einer oberen Wandung 10 des Stellergehäuses 8 ausgebildeten Öffnung 12 und ragt aus dieser mit seinem Schaftende 14 vorzugsweise ein Stück weit heraus. Ebenso steht das freie Ende 16 der Stellerhülse aus der Öffnung 12 heraus und überragt das Schaftende 14 um ein Stück. Mit der Stellerhülse 2 ist in ein aus Maßstabsgründen nicht dargestellter hydraulisch betätigbarer Differentialkolben gekoppelt, der auf die Stellerhülse 2 derart wirkt, daß diese auf und abgehende Bewegungen ausführt.
  • Eine Verbindung 18 zwischen dem Schaftende 14 des Gaswechselventils 1 und dem freien Ende 16 der Stellerhülse 2 des Ventilstellers 4 beinhaltet zwei das Schaftende, 14 des Gaswechselventils 1 umschließende, sich an einem Absatz 20 der Stellerhülse 2 axial abstützende, schalenförmige Keilstücke 22, 24, deren radial äußere Umfangsfläche konisch verläuft. Die Keilstücke 22, 24 sind von wenigstens einer Konusspannhülse 26 umfaßt, deren radial innere Umfangsfläche komplementär zum Konuswinkel der Keilstücke 22, 24 verläuft, wobei in radialer Richtung gesehen die Konsuspannhülse 26 den Keilstücken 22, 24 und einer radial inneren, zylindrischen Umfangsfläche 28 des freien Endes 16 der Stellerhülse 2 zwischengeordnet ist. Darüber hinaus ist ein die Konusspannhülse 26 auf die Keilstücke 22, 24 spannender Spannkörper 30 vorgesehen, der sich am freien Ende 16 der Stellerhülse 2 abstützt und welcher vorzugsweise durch ein Gewindestück mit Innensechskant gebildet wird, das in ein Innengewinde 32 der Stellerhülse 2 eingeschraubt ist. Zum Spännkörper 30 hin verjüngt sich der Außendurchmesser der Keilstücke 22, 24 konisch, während sich der Innendurchmesser der Konusspannhülse 26 in dieser Richtung konisch erweitert. Dem Spannkörper 30 und einer diesem zugewandten Stirnfläche der Kon.usspannhülse 26 ist eine Spannscheibe 34 axial zwischengeordnet. Ein eventueller Verlust an axialer Vorspannkraft kann auch durch elastische Gestaltung der Stellerhülse 2 kompensiert werden. Eine radial äußere, zylindrische Umfangsfläche 36 der Konusspannhülse 26 ist mit der radial inneren, zylindrischen Umfangsfläche 28 des freien Endes 16 der Stellerhülse 2 bündig, deren Innendurchmesser auf der vom Spannkörper 30 weg weisenden Seite der Keilstücke 22, 24 durch den Absatz 20 stufenförmig reduziert ist. Somit sind die Konusspannhülse 26 und die Keilstücke 22, 24 dem Absatz 20 der Stellerhülse 2 und dem Spannkörper 30 axial zwischengeordnet.
  • Beim Einschrauben des Spannkörpers 30 in die Stellerhülse 2 wird eine Axialkraft auf die Konusspannhülse 26 ausgeübt, welche aufgrund der Keilwirkung die Keilstücke 22, 24 axial gegen den Absatz 20 verspannt, so daß diese in axialer Richtung mit der Stellerhülse 2 formschlüssig verbunden sind. Andererseits ist die durch den Spannkörper 30 auf die Konusspannhülse 26 ausgeübte axiale Kraft derart groß, daß zum einen zwischen der radial äußeren Umfangsfläche 36 der Konusspannhülse 26 und der radial inneren Umfangsfläche 28 der Stellerhülse 2 und zum andern zwischen den einander zugeordneten Keilflächen der Konusspannhülse 26 und den Keilstücken 22, 24 jeweils Haftreibung vorliegt, so daß die Keilstücke 22, 24 zusätzlich auch kraftschlüssig mit der Stellerhülse 2 gekoppelt sind.
  • Schließlich werden die beiden Keilstücke 22, 24 durch die Wirkung der Konsusspannhülse 26 in radialer Richtung gegeneinander verspannt. Da aber, wie in Fig.2 gezeigt ist, die Keilstücke 22, 24 in Umfangsrichtung gesehen aneinander spaltlos und bündig anschließen und sich zu einer umlaufenden Keilhülse ergänzen, deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchrriesser des Schaftendes 14 des Gaswechselventils 1, kann sich kein reibschlüssiger Kontakt zwischen der Umfangsfläche des Schaftendes 14 des Gaswechselventils 1 und einer radial inneren Umfangsfläche 38 der Keilhülse 22, 24 ausbilden, der ausreichend wäre, um Drehbewegungen des Schaftendes 14 gegenüber der mit der Stellerhülse 2 kraftschlüssig drehfest verspannten Keilhülse 22, 24 verhindern zu können. Die Durchmesserdifferenz zwischen dem Innendurchmesser der Keilhülse 22, 24 und dem Außendurchmesser des Schaftendes 14 des Gaswechselventils 1 beträgt vorzugsweise wenige Hundertstel Millimeter.
  • Um jedoch die axialen Bewegungen der Stellerhülse 2 auf das Gaswechselventil 1 zu übertragen, sind an der radial inneren Umfangsfläche 38 der Keilstücke 22, 24 und an der radial äußeren Umfangsfläche 40 des Schaftendes 14 des Gaswechselventils 1 ineinander greifende Vorsprünge 42 und Ausnehmungen 44 vorgesehen, so daß eine formschlüssige Verbindnung erzeugt wird. Um Drehbewegungen des Schaftendes 14 relativ zur Keilhülse 22, 24 zu ermöglichen, greifen die Vorsprünge und Ausnehmungen 42, 44 mit vorzugsweise geringem Axial- und Radialspiel ineinander.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weisen die Keilstücke 22, 24 an ihrer radial inneren, zylindrischen Umfangsfläche 38 drei äquidistant axial hintereinander angeordnete, sich jeweils in Umfangsrichtung ersteckende Ringwülste 42 auf, von welchen je eine in eine zugeordnete; im Schaftende 14 ausgebildete, umlaufende Ringnut 44 eingreift. Die Ringwülste 42 und Ringnuten 44 haben einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt, wobei der Innenradius der Ringnuten 44 um vorzugsweise wenige Hundertstel Millimeter größer als der Außenradius der Ringwülste 42 ist, wie insbesondere aus Fig.3 hervorgeht. Hierdurch entsteht sowohl Radial- wie auch Axialspiel, wodurch wiederum die Ausbildung von Haftreibung zwischen dem Schaftende 14 und der Keilhülse 22, 24 verhindert wird. Infolgedessen kann das Gaswechselventil 1 gegenüber der Stellerhülse 2 frei drehen, während deren auf- und abgehende Bewegungen durch die spielbehaftete, formschlüssige Verbindung 18 übertragen werden.
  • Gemäß einer weiteren, in Fig.4 dargestellten Ausführungsform ist der Spannkörper 30 nicht über ein Gewinde, sondern durch einen in eine radial innere Ringnut 46 der Stellerhülse 2 eingreifenden Sicherungsring 48 abgestützt, der an der oberen ringförmigen Stirnfläche des Spannkörpers 30 angreift. In diesem Fall wird die Konusspannhülse 26 mit Hilfe eines Montagewerkzeuges von oben her in die Stellerhülse 2 eingepreßt und durch den Sicherungsring 48 fixiert. Die Spannscheibe 34 kann dann entfallen.
  • Die axialen Bewegungen der Stellerhülse 2 werden durch die Keilstücke 22, 24 auf den Schaft 6 des Gaswechselventils 1 übertragen, welche vom Gewinde 32 oder vom Sicherungsring 48 axial beabstandet angeordnet sind. Das Gewinde 32 oder der Sicherungsring 48 liegen dann in einem Bereich außerhalb des sich vom Schaftende 14 des Gaswechselventils 1 über die Keilstücke 22, 24 in die Stellerhülse 2 erstreckenden Kraftflusses. Somit setzen die durch das Gewinde 32 oder die Ringnut 46 gebildeten Kerben die Dauerfestigkeit der durch eine bei Gaswechselventilen 1 hohe Lastwechselzahl geprägten Verbindung 18 nicht herab.
  • Da die Verbindung 18 zwischen dem Schaftende 14 des Gaswechselventils 1 und der Stellerhülse 2 im Bereich der Öffnung 12 in der oberen Wandung 10 des auf den Zylinderkopf aufgesetzten Stellergehäuses 8 befindet, ist sie nach Montage des Ventilstellers 4 auf dem Zylinderkopf von oben her leicht zugängig.

Claims (10)

  1. Ventilsteller (4) einer Brennkraftmaschine mit einer Verbindung (18) zwischen einem Schaftende (14) eines Gaswechselventils (1) einer Brennkraftmaschine und einem Stellglied (2)eines Ventilstellers (4), mit wenigstens zwei das Schaftende (14) umschließenden, sich am Stellglied (2) abstützenden, schalenförmigen Keilstücken (22, 24), deren radial äußere Umfangsfläche konisch verläuft und welche von wenigstens einer Konusspannhülse (26) umfasst sind, deren radial innere Umfangsfläche komplementär zum Konuswinkel der Keilstücke (22, 24) verläuft, wobei an der radial inneren Umfangsfläche (38) der Keilstücke (22, 24) und an der radial äußeren Umfangsfläche (40) des Schaftendes (14) des Gaswechselventils (1) ineinander greifende Vorsprünge (42) und Ausnehmungen (44) vorgesehen sind, wobei zur Ermöglichung von Drehbewegungen des Schaftendes (14) relativ zu den Keilstücken (22, 24) diese in Umfangsrichtung gesehen aneinander spaltlos anschließen und sich zu einer umlaufenden Keilhülse (22, 24) ergänzen, deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Schaftendes (14) des Gaswechselventils (1) und dass die Vorsprünge (42) und Ausnehmungen (44) mit geringem Spiel ineinander greifen, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Schaft (6) des Gaswechselventils (1) von einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine durch ein Stellergehäuse (8) des Ventilsteller (4) hindurch bis im Wesentlichen in einen Bereich einer in einer oberen Wandung (10) des Stellergehäuses (8) ausgebildeten Öffnung (12) erstreckt, durch welche die Verbindung (18) nach Montage des Ventilstellers (4) auf dem Zylinderkopf von oben zugängig ist.
  2. Ventilsteller nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesserdifferenz zwischen dem Innendurchmesser der Keilhülse (22, 24) und dem Außendurchmesser des Schaftendes (14) des Gaswechselventils (1) vorzugsweise wenige Hundertstel Millimeter beträgt.
  3. Ventilsteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilstücke (22, 24) wenigstens einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden und an ihrer radial inneren, zylindrischen Umfangsfläche (38) ausgebildeten Ringwulst (42) aufweisen, von welchen je einer in eine zugeordnete, im Schaftende (14) ausgebildete Ringnut (44) eingreift, um die vom Stellglied (2) auf das Gaswechselventil (1) wirkenden Zug- und Druckkräfte im Wesentlichen formschlüssig zu übertragen.
  4. Ventilsteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwülste (42) und Ringnuten (44) einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei der Innenradius der Ringnuten (44) geringfügig größer als der Außenradius der Ringwülste (42) ist.
  5. Ventilsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied des Ventilstellers (4) durch eine Stellerhülse (2) gebildet wird, welche das Schaftende (14) des Gaswechselventils (1) mit radialem Abstand umschließt und deren freies Ende (16) ein Stückweit aus der Öffnung (12) in der Wandung (10) des Stellergehäuses (8) herausragt.
  6. Ventilsteller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial äußere Umfangsfläche (36) der Konusspannhülse (26) mit einer radial inneren, zylindrischen Umfangsfläche (28) der Stellerhülse (2) bündig ist, deren Innendurchmesser im Bereich des freien Endes (16) der Stellerhülse (2) zum Zylinderkopf hin durch einen Absatz (20) stufenförmig reduziert ist.
  7. Ventilsteller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in radialer Richtung gesehen die Konusspannhülse (26) den Keilstücken (22, 24) und der radial inneren Umfangsfläche (28) der Stellerhülse (2) zwischengeordnet ist, wobei zum freien Ende (16) der Stellerhülse (2) hin der Außendurchmesser der Keilstücke (22, 24) konisch verjüngt und der Innendruchmesser der Konusspannhülse (26) konisch erweitert ist.
  8. Ventilsteller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Konusspannhülse (26) auf die Keilstücke (22, 24) spannender Spannkörper (30) vorgesehen ist, der am freien Ende (16) der Stellerhülse eines Gewindes (32) oder durch einen in eine radial innere Ringnut (46) der Stellerhülse (2) eingreifenden Sicherungsring (48) abgestützt ist, wodurch die Keilstücke (22, 24) axial gegen den Absatz (20) verspannt sind.
  9. Ventilsteller nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (32) oder der Sicherungsring (48) ein einem Bereich der Stellerhülse (2) angeordnet sind, welcher von den ineinander verkeilten Keilstücken (22, 24) und Konusspannhülsen (26) vorzugsweise axial beabstandet ist.
  10. Ventilsteller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannkörper (30) und einer diesem zugewandten Stirnfläche der Konusspannhülse (26) eine Spannscheibe (34) zwischengeordnet ist.
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