NL8000932A - Mechanische klepstoter met automatische spelings- compensatie. - Google Patents

Description

ΕΓ.Ο. 28.757 ~1“

Mechanische klepstoter met automatische spelingscompensatie.

De uitvinding heeft betrekking op een mechanische klepstoter met automatische spelingscompensatie.

Die delen welke het openen en sluiten van kleppen van inwendige verbrandingsmotoren besturen, in het bijzonder de nok en de stoter, 5 zijn onderworpen aan slijtage ten gevolge van het feit, dat zij langs elkaar jijden onder drukjen in het bijzonder een gedeelte van de stoter, namelijk de kap of bodem, welke bij voorkeur vervaardigd is van een materiaal dat gemakkelijker slijt dan de nok, slijt gedurende bedrijf en veroorzaakt aldus speling die een volledige ope-10 ning van de klep verhindert.

Het bijstellen moet daarom regelmatig gebeuren onder gebruikmaking van afstandstukken en mogelijkerwijs moet de bodem vervangen worden.

Evenwel bestaan er inrichtingen welke continu en automatisch spe-15 ling bijstellen zodra deze optreedt. Deze zijn ondergebracht in de stoter en zijn over het algemeen van het hydraulische type. In verband daarmee is in de stoter een cilindrische kamer ondergebracht, welke aan zijn onderzijde gesloten is door een zuiger welke rust op de klepsteel. Een erin aangebrachte boring, welke afgesloten is door 20 een bladklep die op zijn beurt ondersteund wordt door een schotel-veer welke zich afsteunt tegen de top van de kamer, verbindt het inwendige van de cilindrische kamer met een toevoer van olie onder druk. Wanneer de nok zijn arbeidslag heeft afgelegd en niet langer drukt tegen de bodem van de stoter, dringt de olie onder druk door 25 in de kamer als er enige speling opgetreden is ten gevolge van slijtage en verplaatst de zuiger in axiale richting ten opzichte van de stoter totdat de speling is opgeheven.

Wanneer de nok gedurende zijn arbeidsslag - uitgedrukt in hoek-graden - vervolgens weer samenwerkt met de stoter via de bodem, 50 sluit de bladklep onder de druk van de olie in de kamer en verhindert deze eruit te stromen. Het geheel bestaande uit de zuiger met de stoter gedraagt zich daarom als een in axiale zin stijf element dat in staat is om de bedrijfskrachten te dragen.

De oliedruk moet uiteraard geregeld worden op een geschikte waar-35 de welke in staat is de bladklep te openen gedurende het stadium waarin de beschreven speling opgenomen wordt, doch welke de klep in staat stelt te sluiten zodra de nok zijn arbeidsslag weer begint.

Als dit niet het geval zou zijn, bijvoorbeeld de druk te laag 800 0 9 32 if- * -2- zou zijn, zou de speling niet opgenomen kunnen worden, terwijl bij een te hoge druk de kamer zich overmatig zou vullen, waardoor een abnormale opening en een onvolledig, sluiten van de klep zou optreden.

Terwijl het eerste geval slechts leidt tot het ontbreken van het 5 opnemen van de speling en zodoende tot een onvoldoende opening van de klep waardoor een stoot of botsing ontstaat tussen de nok en de bodem van de stoter, is de tweede situatie bijzonder gevaarlijk omdat, omdat de klep excessief opent, er contact tussen de klep en de bodem van de zuiger zou kunnen ontstaan, waardoor breuk zou kunnen ICbptreden. In elk geval werkt de motor niet correct.

Zelfs alle bekende verbeteringen aan deze hydraulische inrichtingen kunnen de beschreven nadelen niet wegnemen, aangezien deze uitsluitend betrekking hebben op verschillende methoden voor het afsluiten van de olietoevoer, bijvoorbeeld met behulp van een kogel-15 klep met een cilindrische schroeflijnvormige terugstelveer, en op het verbeteren van de aandrukwerking van de olie op de kogelklep, door ervoor te zorgen dat de olie passeert door een voorkamer. Het is verder duidelijk dat elke verontreiniging in het oliecircuit welke zich afzet op de klep, of dit nu een D.ad- of een kogelklep is, en 20welke de klep verhindert te sluiten, zou ertce lelden dat olie ontsnapt gedurende de arbeidsslag van de nok en leidt dus tot een onvoldoende opening van de klep.

De onderhavige uitvinding beoogt nu de speling tussen de stoter en de nok ten gevolge van slijtage op te nemen, zonder de bovenbe-25 scheven nadelen te vertonen.

De uitvinding verschaft daarom een mechanische stoter met automatische compensatie van de speling, met het kenmerk, dat hij ten minste één eerste lichaam omvat dat ervoor bestemd is om in contact te blijven met de steel van de klep en een tweede lichaam dat in axia-30 Üs richting beweeglijk is ten opzichte van het eerste en ervoor bestemd is om samen te werken met de bedienende nok van de klep, terwijl tussen deze twee lichamen een veerkrachtig element is aangebracht, dat in staat is om het eerste lichaam in axiale richting ten opzichte van de tweede te verplaatsen teneinde voortdurend het 35 eerste in contact te houden met de klepsteel en de tweede in contact met de nok.

Volgens de uitvinding is het eerste lichaam verbonden met het tweede lichaam via een schroefdraad, Yan welke de hartlijn evenwijdig loopt aan genoemde axiale richting, waarbij het veerkrachtige ele-40 ment verbonden is. met de beide lichamen om een veerkrachtig moment 80 0 0 9 32 -3- * .op te wekken dat in staat is het eerste lichaam te verdraaien ten opzichte van de tweede en aldus de axiale beweging tussen die twee lichamen te veroorzaken, waarbij het veerkrachtige element gemon-- - teerd is tussen de lichamen met een vooraf bepaalde torsie-voorspan- 5 i.ing, wanneer de eerste in contact is met de klepsteel en het tweede in contact is met de nok.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de navolgende bespreking van een uitvoeringsvoorbeeld zoals afgebeeld in de bijgaande tekeningen.

10 Pig. 1 toont een langsdoorsnede door een stoter volgens de uit vinding.

Fig. 2 toont een langsdoor snede door een montage in een cilinder-kop onder toepassing van de stoter volgens.de uitvinding.

Fig. 3 toont een langsdoorsnede door een gedeelte van de stoter 15 in de ene bedrijfsstand.

Fig. 4 toont een langsdoorsnede door hetzelfde gedeelte als figuur 3 in een volgende bedrijfsstand.

Pig. 5 toont een langsdoorsnede door een andere uitvoeringsvorm van de stoter volgens de uitvinding.

20 Pig. 6 toont een bovenaanzicht van een gedeelte van een nokkenas en een nok voor de bediening van de stoter volgens de uitvinding.

Onder verwijzing naar fig. 1, bestaat de mechanische stoter voor het automatisch compenseren van de speling volgens de uitvinding uit een mandvormig lichaam 1, dat in zijn ondiepere holte een inwendig 25 hol cilindrisch beweegbaar element 2 draagt, dat in axiale richting beweeglijk is en ermee verbonden is via een éénrichtings-schroefkoppeling. Bij de afgeheelde uitvoeringsvorm bestaat deze koppeling uit schroefdraad met trapeziumvormige dwarsdoorsnede, waarbij de bovenzijden 3 hellen ten opzichte van de horizon en de onderzijde 4 min-30 der hellen en practisch horizontaal zijn.

Binnen het element 2 bevindt zich een cilindrische spiraal veer 5t waarvan de einden in hoofdzaak rechthoekig omgebogen zijn, waarvan het bovenste einde opgenomen is in een holte 6 in het element 2' en het onderste einde opgenomen is in een andere holte 7 van het 35 mandvormig lichaam 1. Een boring 8 is bij voorkeur dwars aangebracht in het element 2 in een bovenste zijkant ervan teneinde het element in axiale richting te verplaatsen door het te verdraaien.

Pig. 2 toont hoe de klepsteel 10 van een klep 11 rust op een axiaal uitsteeksel 9 in het onderste gedeelte van het mandvormig 40 lichaam 1, waarbij deze klep normaliter gesloten is onder invloed 80 0 0 9 32 .Η -4- - 4 van de werking van de veren 12 welke samenwerken met een veerschotel 1? bevestigd aan de klepsteel 10. Een verticale cilindrische boring 14 in een deel van het huis 15 geleidt het mandvormig lichaam 1 zodat het axiaal erin kan glijden over zijn cilindrische buitenopper-5 vlak 16.

Een nok 17 werkt samen met het element 2, veelal door te drukken op een niet in fig. 2 weergegeven blok, dat erin ingelaten is.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 5 ia tussen het cilindrische beweeglijke element 2 en het lichaam 1 een veer 20 geplaatst welke "O afwijkt van de veer volgens fig. 1 en deze veer is in feite een blad-veer in de vorm van een metalen strip jonden tot een spiraal teneinde een aantal windingen te vormen, waarvan elke in axiale richting een weinig verschoven is ten opzichte van de naast gelegen windingen. Het radiaal buitenste einde van deze veer is gefixeerd a^n het lichaam 151 met behulp van een pen 21 terwijl het in radiale zin binnenste einde een haak 22 omvat welke gestoken is in een bijbehorende spleet in een cilindrisch uitsteeksel 23 van het beweegbare element 2. Op deze manier is de veer 20, wanneer deze op de juiste wijze voorgespannen is, in staat zowel een moment over te brengen als een axiale kracht 20 van het ene lichaam op h^t beweeglijke element 2.

De samenbouw en de w rking van de mechanische stoter met automatische compensatie van de speling, zoals hierboven beschreven, is als volgt. Veer 5 is gefixeerd in de punten 6 en 7 welke zich respectievelijk in het element 2 en het mandvormig lichaam 1 bevinden. Het 25 element 2 is geschroefd in het mandvormig lichaam 1, met behulp van een gereedschap dat ingebracht is in de boring 8, zodat de veer 5 onderworpen wordt aan een voorspanning welke in hoofdzaak een torsie-spanning is, doch waardoor uiteraard ook een axiale kracht wordt opgewekt. Op deze manier tracht de veer 5 het element 2 te verdraaien 30 ten opzichte vaneen met een vooraf bepaald draaimoment. De veer 20 volgens de uitvoering van fig. 5 kan op precies dezelfde wijze gemonteerd worden.

Het mandvormig lichaam 1 wordtjnu ingebracht met zijn cilindrisch buitenoppervlak 16 in de boring 14 van het huis 15 en de nok 17 wordt 35 zodanig gemonteerd, dat een gedeelte van zijn grondcirkel gericht is naar het element 2, dat, wanneer losgelaten, draait onder invloed van de veer 5 en zolang draait, totdat het komt te rusten tegen de nok. De klep 11 is ondertussen gesloten. Aangezien de schroefkoppe-ling een éénrichtingskoppeling is, zal elke willekeurige axiale 40 kracht, zoals een kracht uitgeoefend door de nok 17 gedurende zijn 80 0 0 9 32 -5- arbeidsslag, het element 2 niet verdraaiend ten opzichte van het lichaam en het blijft daardoor in zijn oorspronkelijke stand. Wan^ neer na het beëindigen van de arbeidöslag er geen contact is tussen het element 2 en de grondcirkel van de nok 17» verdraait de veer 5 het element totdat het opnieuw contact ermee maakt.

Wanneer speling optreedt tussen het element 2, of mogelijkerwijs zijn bodem, en de nok 17 ten gevolge van slijtage, wordt zodoende de speling onmiddellijk en automatisch opgenomen en vindt plaats bij het einde van de arbeidsslag van de nok. Op dat moment 10 werkt veer 5 zowel als torsieveer doch ook als axiale veer, zodat de bovenkanten 3 van de trapeziumvormige dwarsdoorsnede van de draden in contact met elkaar.zijn, zoals fig. 3 toont. De onderzijden 4 zijn daarentegen gescheiden en dit maakt vrije expansie van de s-teel 10 van de klep 11 mogelijk, bijvoorbeeld ten gevolge van verwarming.

15 Gedurende zijn arbeidsslag drukt de nok 17 het element 2 om laag dat de veer 5 in axiale richting samendrukt. Wanneer de veer korter wordt brengt deze de onderzijden 4 van de trapeziumvormige dwarsdoorsnede van de draden in contact met elkaar zoals fig. 4 toont, waardoor de beweging overgebracht wordt op het mandvormig 20 lichaam 1. Het is duidelijk dat wanneer de veer 5 erg stijf is, deze slechts een weinig kan inkorten en dus de onderzijden 4 van de trapeziumvormige dwarsdoorsnede van de draden niet in contact kan brengen, zodat de zijden 3 en de zijden 4 gescheiden van elkaar blijven.

Volgens de uitvinding, zijn ook geschikte middelen aanwezig om 25 klemmen te voorkomen tussen de stoter en de bedienende nok 17 ten gevolge van lengtevariaties in de keten van achter elkaar gekoppelde elementen van de stoter, opgewekt door temperatuursveranderingen. In dit opzicht, treedt een reductie van lengte op wanneer de motor afkoel't, in het bijzonder van de steel 10 in deze keten 30 (fig. 2). Aldus zou ten gevolge van deze verkorting een zekere speling opgewekt worden tussen het beweeglijk lichaam 2 en de nok 17 en de stoter volgens de uitvinding zou ertoe neigen deze speling op te heffen door de beschreven werking. Dus wanneer de motor zijn bedrijf stemperatuur bereikt, verlengt de keten van gekoppelde elementen, 35 waardoor slaan zou kunnen optreden tussen het beweeglijk element 2 en de nok 17.

Deze middelen zijn in fig. 6 afgebeeld en bestaan eenvoudig uit een nok 17 gemonteerd op de bijbehorende nokkenas 17a op zo'n manier dat zijn middenvlak, aangeduid met m in fig. 6, een bepaalde excentri-40citeit heeft ten opzichte van het middenvlak loodrecht op de hartlijn 800 0 9 32

iV

-6- (d in fig. 6). Dankzij deze constructieve oplossing, is de resultante R van de krachten uitgeoefend tussen de nok 17 en het beweegbare lichaam 2 op een afstand e gelegen vanaf de hartlijn van de stoter, zodat een tagentiële wrijvingskracht Rf (f is de wrijvings-5 coëeficiënt) wordt overgebracht op de stoter door de nok teneinde het moment Rfe uit te oefenen op het beweeglijk element 2, dat daardoor de kans loopt verdraaid te worden. Dit moment is zodoende in staat om het element te verdraaien over een voldoende traject om klemmen te voorkomen. Zodra het element 2 voldoende is 10 verdraaid om klemmen te voorkomen, is in dit verband de kracht R uitgeoefend tussen de nok 17 en het element 2 afgenomen en het moment Rfe erdoor opgewekt, is niet verder in staat om het beweeglijke element 2 nog Verder te verdraaien.

De mechanische 'stoter met automatische compensatie van de speling 15 volgens de uitvinding, bezit daardoor een hoge betrouwbaarheid in hoofdzaak ten gevolge van zijn mechanische opbouw en bovendien, wanneer de veer 5 (20) niet onderworpen wordt aan hoge krachten of ver-moeiingsspanningen, heeft de stoter een lange levensduur, welke hem geschikt maakt voor continu bedrijf in inwendige verbrandingsmotoren. 20 Vanreer verder er een breuk zou optreden, ontstaan er geen andere pro-blecan dan dat de speling niet meer gecompenseerd wordt. Alle klemmen tussen de nok en de stoter wordt eveneens voorkomen door de aanwezigheid van de beschreven middelen welke ertoe leiden dat klemmen niet kan voorkomen.

25 Ten slotte is-het mogelijk elk veerkrachtig element van een ander type dan de veer 5 in te brengen tussen het element 2 en het lichaam 1, voor zover dit element in staat is een veerkrachtig moment tussen hun op te wekken. Meer in het bijzonder, kan een spiraalveer of een of meer veren van een andere vorm en constructie toegepast worden.

30 (conclusies) 8000932

Claims (10)

1. Mechanische stoter met automatische spelingscompeneatie, met het kenmerk, dat hij ten minste een eerste lichaam omvat ervoor bestemd om in contact te blijven met de steel van de klep en 5 een tweede lichaam dat beweeglijk is in axiale richting ten opzichte van het eerste en ervoor bestemd is om samen te werken met de bedienende nok van die klep, waarbij tussen de twee lichamen een veerkrachtig element is geplaatst bestemd om het eerste lichaam in axiale richting ten opzichte van de tweede te bewegen teneinde het eerste 10 voortdurend in contact te houden met de klepsteel en het tweede met de nok.

2. Stoter volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat het eerste lichaam verbonden is met het tweede via een schroefdraad, waarvan de hartlijn evenwijdig loopt aan genoemde axiale richting, 15 waarbij het veerkrachtig element verbonden is met de lichamen om een veerkrachtig draaimoment uit te oefenen dat in staat is om het tweede lichaam ten opzichte van het eerste te verdraaien en aldus een axiale beweging tussen hen te veroorzaken, waarbij het veerkrachtig element gemonteerd is tussen de lichamen met een bepaalde torsie-voorspanning3 20 wanneer het eerste in conta'ct is met de steel en het tweede in contact met de nok.

3· Stoter volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het eerste lichaam een cilindrisch lichaam is voorzien van twee holten, namelijk een onderste holte bestemd voor het opnemen van het 25 einde van de klepsteel en een bovenste holte ervoor ingericht om ten minste een gedeelte van het tweede lichaam op te nemen, waarbij het tweede lichaam begrensd wordt door «en buitenste cilindrisch oppervlak voorzien van een schroefdraad welke ervoor ingericht is om in te grijpen in een overeenkomstige schroefdraad aangebracht in het 30 inwendige zijvlak van de bovenste holte.

4· Stoter volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het veerkrachtige element uit een spiraal -veer bestaat, waarvan het ene einde bevestigd is aan het eerste lichaam en het andere einde aan het tweede lichaam. ‘ 35

5· Stoter volgens conclusie 4> ui e t het kenmerk, dat de einden van de veer omgebogen zijn en ingebracht zijl in bijbehorende boringen, één in elk lichaam.

6. Stoter volgens een of meer der conclusies 2-5, met het kenmerk, dat de schroefdraad een draad is met trapeziumvormige 40 dwarsdoorsnede. α 81309*7 -8-

7. Stoter volgens conclusie 6,met het kenmerk, dat het profiel van de draad twee zijden omvat met verschillende helling ten opzichte van de hartlijn van de draad.

8. Stoter volgens een der conclusies 3-7» met het k e n-5 m e r k, dat axiale speling gegeven is tussen de flanken van de draad van het eerste lichaam en de draad van het tweede lichaam.

9· Stoter volgens een of meer der conclusies 2-8, met het k e n m e r k, dat hij middelen omvat voor het voorkomen va» klemmen dat zou kunnen optreden tussen het tweede lichaam en de nok 1Ö als gevolg van dimensionele wijzigingen in de lichamen en de nok ten gevolge van temperatuursveranderingen.

10. Stoter volgens conclusie 9» met het kenmerk, dat die middelen bestaan uit het verplaatsen van de nok ten opzichte van de stoter zodat het centrale vlak door de nok geplaatst is op 15 een zekere afstand vanaf het diametrale vlak door de stoter loodrecht op de rotafciehartlijn van de nok, zodat de nok op het tweede lichaam een kracht uitoefent welke excentrisch is ten opzichte van de hartlijn van het lichaam, zodat, wanneer klemmen zou optreden tussen de nok en de stoter, deze kracht een wrijvingsmoment opwekt 20 op het tweede lichaam dat voldoende groot is om dit te verdraaien en zodoende het klemmen te voorkomen. 800 0 9 32