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Die
Erfindung geht aus von einem Ventilsteller zur Betätigung eines
Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Ein
derartiger Ventilsteller ist aus der
DE 101 16 218 A1 bekannt, bei dem ein Schaftende
eines Gaswechselventils mit dem Stellkolben eines Ventilstellers
mittels wenigstens zwei das Schaftende umschließenden, sich am Stellkolben
axial abstützenden,
schalenförmigen
Keilstücken
verbunden ist, deren radial äußere Umfangsfläche konisch
verläuft und
von einer Konusspannhülse
umfasst ist. Die Konusspannhülse
hat eine radial innere Umfangsfläche, die
komplementär
zum Konuswinkel der Keilstücke verläuft und
gegen diese durch eine an den Keilstücken ausgebildete Gewindeverbindung
axial verspannt ist. Bedingt durch die Ausbildung von Konuswinkel
und Gewindeverbindung an den Keilstücken sind diese relativ komplexe
Bauteile, die in der Fertigung sehr aufwändig herzustellen sind.
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Aus
der
DE 100 40 114
A1 ist eine Verbindung zwischen einem Schaftende eines
Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine und einem Stellglied
eines Ventilstellers bekannt, bei der die Keilstücke mit einer separaten Konusspannhülse verspannt sind.
Die Verspannung erfolgt über
einen Spannkörper
und eine dazwischenliegende Spannscheibe. Die Verbindung erfolgt
am brennraumfernen Ende des Stellgliedes und erfordert daher einen
relativ langen Schaft. Darüber
hinaus ist bei dieser Spannverbindung eine relativ hohe Teilezahl
erforderlich.
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Vorteile der
Erfindung
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Erfindungsgemäß ist zur
Verbindung des Gaswechselventils mit dem Ventilsteller eine separate
Gewindehülse
vorgesehen, die einerseits mit dem Stellkolben oder einem mit dem
Stellkolben verbundenen Bauteil in Gewindeverbindung steht und andererseits
die Keilstücke
mit dem Stellkolben oder dem mit diesem verbundenen Bauteil über deren
konusmantelförmigen
Abschnitt axial verspannt. Durch die nach Art einer Überwurfmutter
ausgebildete Gewindehülse
lässt sich
eine einfache Verbindung des Gaswechselventils und des Ventilstellers
mit einer geringen Teilezahl schaffen, die einen geringen Fertigungs- und Montageaufwand
verursacht.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1
angegebenen Erfindung möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, die Konusspannhülse einstückig an der Gewindehülse auszubilden
ist.
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Darüber hinaus
kann es im Sinne der gewünschten
Teilezahlreduzierung sinnvoll sein, die Gewindehülse direkt mit dem Stellkolben
zu verschrauben.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine Längsschnittdarstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Ventilstellers;
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2 eine Längsschnittdarstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Ventilstellers.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In
der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele sind gleiche
und gleichwirkende Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Von
einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine ist in 1 ein Ventilschaft 5 gezeigt,
welcher in bekannter Weise mit einem nicht näher dargestellten Ventilteller
eines Gaswechselventils verbunden ist. Der Ventilschaft 5 ist
mit einem hohlzylindrischen Stellkolben 2 eines Ventilstellers 4 verbunden, über den
der Ventilschaft 5 derart betätigt wird, dass er in axialer
Richtung auf- und abwärtsgehende Öffnungs- und
Schließbewegungen
ausführt.
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Der
Ventilschaft 5 erstreckt sich in axialer Richtung vom Brennraum
(nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine weg und hat ein brennraumfernes
Schaftende 5a, das von zwei halbschalenförmigen Keilstücken 6, 7 umgeben
ist. Das Schaftende 5a hat dabei mindestens eine Nut 8,
in die mindestens eine, am inneren Umfang der Keilstücke 6, 7 ausgebildeter
Wulst 9 radial eingreift. Im Beispielsfall sind insgesamt
drei axial äquidistant
angeordete Ringnuten 8 am Ventilschaft 5 und drei
korrespondierende Ringwülste 9 an
den Keilstücken 6, 7 vorgesehen. Die
Ringwülste 9 werden
dabei von im Wesentlichen halbkreisförmigen Teilwülsten an
den beiden Keilstücken 6, 7 gebildet,
die sich kreisförmig
zu Ringwülsten 9 ergänzen.
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Die
Keilstücke 6, 7 bilden
auf ihrer äußeren Umfangsfläche einen
konusmantelförmigen
Abschnitt 10, dessen Durchmesser mit zunehmender Entfernung
vom Brennraum größer wird.
Die beiden Keilstücke 6, 7 bilden
zusammen einen Klemmkeil 11, der mit einer korrespondierenden
Konusinnenfläche 12 einer
Konusspannhülse 13 zusammenwirkt. Die
Konusspannhülse 13 ist
einstückig
an einer hohlzylindrischer Gewindehülse 14 ausgebildet,
die das Schaftende 5a und die Keilstücke 6, 7 konzentrisch umgibt.
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Der
Stellkolben 2 erstreckt sich in axialer Richtung entlang
einer Achse 15 konzentrisch zu einer Längsachse 17 des Ventilschaftes 5.
Der Ventilsteller 4 hat ein Stellergehäuse 20, das vom Stellkolben 2 axial
durchragt wird. Im Stellergehäuse 20 befindet
sich eine Führungshülse 18,
innerhalb der der Stellkolben 2 über einen Führungsbund 23 am Stellkolben 2 axial
verschiebbar geführt
ist. Im Stellergehäuse 20 ist
auf der dem Brennraum zugewandten Seite des Führungsbundes 23 eine
erste Kammer 22 gebildet, die durch eine erste Öffnung 21 in
der Wandung des Stellergehäuses 20 mit
einer nicht näher dargestellten
ersten Druckmittelleitung verbunden ist. Die erste Kammer 22 wird
dabei von dem Stellergehäuse 20,
der Führungshülse 18 und
dem Stellkolben 2 einschließlich des Führungsbundes 23 begrenzt.
Ein erster Dichtring 26 verhindert, dass in der ersten
Kammer 22 befindliches Druckmittel, beispielsweise Hydraulikflüssigkeit, über einen
ersten Ringspalt 24 aus dem Stellergehäuse 20 austritt.
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Im
Stellergehäuse 20 ist
auf der dem Brennraum abgewandten Seite des Führungsbundes 23 eine
zweite Kammer 25 gebildet, die durch eine zweite Öffnung 27 in
der Wandung des Stellergehäuses 20 mit
einer ebenfalls nicht näher
dargestellten zweiten Druckmittelleitung verbunden ist. Die zweite Kammer 25 wird
dabei ebenfalls von dem Stellergehäuse 20, der Führungshülse 18 und
dem Stellkolben 2 einschließlich des Führungsbundes 23 begrenzt. Ein
zweiter Dichtring 28 verhindert, dass in der zweiten Kammer 25 befindliches
Druckmittel über
einen zweiten Ringspalt 29 aus dem Stellergehäuse 20 austritt.
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In
ein brennraumnahes Ende 2a des Stellkolbens 2 ist
ein Gewindebolzen 41 konzentrisch eingebracht, der über eine
Gewindeverbindung 16a, 16b im Stellkolben 2 festgelegt
ist. Die Gewindeverbindung 16a, 16b besteht aus
einem Gewinde 16a am Stellkolben 2 und einem korrespondierendem
Gewinde 16a am Gewindebolzen 41.
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Der
Gewindebolzen 41 trägt
ein Aussengewinde 19b, über
das der Gewindebolzen 41 mit einem Innengewinde 19a an
der Gewindehülse 14 verbunden
ist. Die Gewindeverbindungen 16a, 16b; 19a, 19b können gleichsinnig
oder auch gegensinnig ausgebildet sein. Eine gegensinnige Ausbildung
der Gewinde 16a, 16b; 19a, 19b hat
den Vorteil, dass die Gewindehülse 14,
der Gewindebolzen 41 und der Stellkolben 2 wegen
der dann eintretenden Selbsthemmung miteinander fest verschraubt
werden können,
ohne dass eine Sicherung der Gewindeverbindungen 16a, 16b; 19a, 19b erforderlich
ist.
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Der
Gewindebolzen 41 hat eine brennraumnahe Stirnseite 41a,
mit der er an den Keilstücken 6, 7 anliegt
und diese über
deren konusmantelförmige Außenseite 10 mit
der Konusinnenfläche 12 der
Konusspannhülse 13 axial
verspannt. An der Gewindehülse 14,
dem Gewindebolzen 41 und dem Stellkolben 2 befinden
sich Schüsselflächen 30, 31, 32 zum Ansetzen
von Werkzeugen zum Anziehen der Gewindeverbindungen 16a, 16b; 19a, 19b.
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In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt, bei dem die Gewindehülse 14 direkt auf
einen brennraumnahen Ansatz 33 des Stellkolbens 2 über die
Gewindeverbindung 19a, 19b aufgeschraubt ist.
Die Funktion des Gewindebolzens 41 nach 1 wird beim Ausführungsbeispiel nach
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2 somit direkt von dem hohlzylindrischen
Ansatz 33 wahrgenommen, der einstückig am Stellkolben 2 ausgebildet
ist.
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Vor
diesem Hintergrund stellt sich die Funktion des Ventilstellers 4 wie
folgt dar:
In 1 ist
der Ventilschaft 5 in einer Öffnungsstellung gezeigt, bei
der beide Kammern 22, 25 über die Druckmittelleitungen
mit Druck beaufschlagt sind. Aufgrund der geringeren axialen Kolbenfläche des Stellkolbens 2 an
der ersten Kammer 22 ist der Stellkolben 2 zum
Brennraum hin axial verstellt. Zum Schliessen des Gaswechselventils 1 wird
die zweite Kammer 25 druckentlastet, die erste Kammer 22 bleibt
stets druckbeaufschlagt. Aufgrund des in der ersten Kammer 22 vorhandenen Überdrucks
wird der Stellkolben 2 dann nach oben in Richtung auf die zweite
Kammer 25 hin verschoben.
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Zur
Montage des Ventilstellers 4 wird der Ventilschaft 5 in
die Ventilschaftführung
des Zylinderkopfes (nicht dargestellt) eingeführt und die Gewindehülse 14 über das
Schaftende 5a des Ventilschafts 5 aufgeschoben.
Anschließend
werden die Keilstücke 6, 7 am
Schaftende 5a derart aufgesetzt, dass die Ringwülste 9 in
die Ringnuten 8 eingreifen. Die Keilstücke 6, 7 sind
im Durchmesser so ausgelegt, dass sich die Stirnflächen der
beiden Keile berühren und
sich zum Ventilschaft 5 etwas Spiel ergibt. Hierdurch können Toleranzen
und Konzentrizitätsfehler ausgeglichen
werden.
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Als
Nächstes
wird der Gewindebolzen 41 in die Gewindehülse 14 eingeschraubt,
bis die Stirnfläche 41a auf
die Keilstücke 6, 7 drückt und
diese mit der Gewindehülse 14 verspannt.
Als nächster
Arbeitsschritt wird dann das Stellergehäuse 20 und der Stellkolben 2 des
Ventilstellers 4 montiert. Schliesslich wird der Gewindebolzen 41 innen
in den Stellkolben 2 eingeschraubt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 2 entfällt der
letzte Arbeitsschritt des Einschraubens des Gewindebolzens in den
Stellkolben 2. Vielmehr kann die Gewindehülse 14 direkt
auf das Ende 2a des Stellkolbens 2 aufgeschraubt
werden.
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Die
Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
So sind zahlreiche Änderungsmöglichkeiten
bei der konkreten Ausführung denkbar,
die den Sinngehalt der Erfindung nicht wesentlich verändern. So
könnte
beispielsweise der Stellkolben 2 mehr oder weniger vollständig in
dem Stellergehäuse 20 untergebracht
sein. Die Anzahl der Ringnuten 9 und Ringwülste 8 lässt sich
variieren. Auch können
die Nuten bzw. Wülste
jeweils am anderen Bauteil ausgebildet sein, ohne die Wirkungsweise
des Ventilstellers zu verändern.
Die Ansatzstellen für
Schraubwerkzeuge können
von der beschriebenen Ausführung
abweichend angeordnet sein.