DE1181489B - Internal combustion engine with an external valve arranged in the cylinder head and an internal valve guided in the external valve so as to be axially displaceable - Google Patents
Internal combustion engine with an external valve arranged in the cylinder head and an internal valve guided in the external valve so as to be axially displaceableInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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Description
Brennkraftmaschine mit einem im Zylinderkopf angeordneten Außenventil und einem im Außenventil gleichachsig verschiebbar geführten Innenventil Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem im Zylinderkopf angeordneten Außenventil und einem im Außenventil gleichachsig verschiebbar geführten Innenventil, das seinen Ventilsitz im Außenventil und dieses seinen Ventilsitz im Zylinderkopf hat, bei der das Außenventil Durchtrittsöffnungen für die vom Innenventil gesteuerten Gase aufweist, wobei das Außenventil einen Einlaßkanal und das Innenventil einen Auslaßkanal im Zylinderkopf beherrscht und die beiden Ventilkörper als Tellerventile, das Außenventil als zum Zylinder hin offener, die Durchtrittsöffnungen aufweisender Kelch ausgebildet sind und wobei eine Abdichtung zwischen Außenventil und einer im Zylinderkopf ausgebildeten Trennwand zwischen Einlaß- und Auslaßkanal vorgesehen ist, die zwischen dem Ventilsitz und dem Ansatz des den Innenventilschaft führenden Hohlschaftes am Kelch angeordnet isst.Internal combustion engine with an external valve arranged in the cylinder head and an inner valve guided in the outer valve so as to be axially displaceable. The invention relates to an internal combustion engine with an external valve arranged in the cylinder head and an inner valve that is guided in the outer valve so as to be displaceable in the same axis, which is his Valve seat in the external valve and this has its valve seat in the cylinder head the external valve through openings for the gases controlled by the internal valve having, wherein the outer valve has an inlet channel and the inner valve has an outlet channel dominated in the cylinder head and the two valve bodies as poppet valves, the external valve designed as a cup which is open towards the cylinder and has the passage openings are and wherein a seal is formed between the external valve and one in the cylinder head Partition between the inlet and outlet channels is provided between the valve seat and the approach of the hollow shaft leading the inner valve stem arranged on the cup eats.
Zur Vereinfachung des Aufbaues von Brennkraftmaschinen und zur Vergrößerung der verfügbaren Querschnitte der Ein- und Auslaßventile eines jeden Zylinders ist es bekannt, das jedem Zylinder zugeordnete Einlaßventil und das entsprechende Auslaßventil konzentrisch ineinander anzuordnen. Bei diesen Ausbildungen muß nach den bekannten Vorschlägen entweder eine verwickelte Ausbildung des Außenventils mit den von diesen ausgehenden Ableitungskanälen oder eine schwierige Abdichtungsführung vorgesehen werden, um eine klare Trennung der zuzuführenden Brenngasmischung von den Abgasen zu erreichen. Es ergeben sich dabei große Dichtflächen, deren Abdichtung nur schwer zu erreichen ist und äußerst genaue Bearbeitung voraussetzt.To simplify the structure of internal combustion engines and to enlarge them is the available cross-sections of the intake and exhaust valves of each cylinder it is known the intake valve associated with each cylinder and the corresponding exhaust valve to be arranged concentrically inside one another. In these trainings must be according to the known Proposals either an intricate design of the external valve with those of these outgoing drainage channels or a difficult sealing guide provided to ensure a clear separation of the fuel gas mixture to be fed in from the exhaust gases to reach. This results in large sealing surfaces that are difficult to seal can be achieved and requires extremely precise processing.
Es ist bei derartigen Ausbildungen bekannt, das Außenventil rohrartig oder glockenförmig auszubilden und in einem genau bearbeiteten Zylinder zu führen. Die Abdichtung erfolgt hierbei durch einen Dichtungsring, der in einer radialen Ringnut in dem rohrförmigen Abschnitt des Außenventils sitzt und im Führungszylinderstück hin- und hergleitet, wodurch die Abdichtung -der beiden Gasströme erreicht wird.It is known in such designs for the external valve to be tubular or bell-shaped and guided in a precisely machined cylinder. The seal takes place here by a sealing ring in a radial Annular groove in the tubular section of the outer valve sits and in the guide cylinder piece slides back and forth, whereby the seal of the two gas flows is achieved.
Diese Ausbildung hat den Mangel, daß die Außenventile eine verhältnismäßig große Masse aufweisen, so daß starke Beschleunigungskräfte auftreten, und die Außenventile vor allem großen Veränderungen zufolge der auftretenden Wärmespannungen ausgesetzt sind. Der unter Reibung arbeitende Dichtring erhöht die Steuerkräfte in dem Maße der zunehmenden Erwärmung. Außerdem besteht für das Außenventil die Gefahr des Festsetzens durch den Dichtring. Die Maßtoleranz ist daher schwierig festzulegen, da die Gewähr für ein Funktionieren dieser Anordnung bei jeder Motortemperatur gegeben sein muß.This training has the disadvantage that the external valves are a relatively have large mass, so that strong acceleration forces occur, and the external valves mainly exposed to major changes as a result of the thermal stresses that occur are. The sealing ring, which works under friction, increases the control forces to the same extent the increasing warming. In addition, there is a risk of the external valve sticking through the sealing ring. The dimensional tolerance is therefore difficult to determine because the guarantee must be given for this arrangement to function at any engine temperature.
Nach einem anderen bekannten Vorschlag ist der Dichtungsring durch radiale Ringnuten im rohrförmigen Außenventil ersetzt. Diese Ringnuten ergeben jedoch für sich allein bei der mit ihnen zusammenwirkenden glatten Zylinderführung keine ausreichende Abdichtung der beiden Gasräume. Im Betrieb wirken diese radialen Ringnuten durch die Ventilbewegung als Kolben, die beim Eintauchen in den das Ventil führenden Zylinder eine den Ringvolumen entsprechende Gasmenge mitführen. Es ist daher bei dieser Ausbildung ein langer Mantelventilschaft erforderlich, wenn diese Abdichtung annähernd wirksam arbeiten soll. Diese Ringnuten allein geben schon deshalb keine aus ;eichende Abdichtung an der glatten Zylinderwand, da die Gase ungehindert in gerader Strömung übertreten können. Durch die Ventilbewegung wird diese Strömung durch die Ringnuten noch zusätzlich gefördert. Auch wenn zwischen dem Außenventil und der glatten Zylinderwand nur ein geringes Spiel vorhanden ist, treten Gase bei kaltem Motor über, wogegen bei schneller warm werdendem Außenventil gegenüber den übrigen Motorteilen dieses sich infolge der Wärmeausdehnung im Führungszylinder festsetzen kann.According to another known proposal, the sealing ring is through replaced radial ring grooves in the tubular external valve. However, these grooves result for the smooth cylinder guide that interacts with them alone, none adequate sealing of the two gas spaces. These radial annular grooves act during operation by the valve movement as a piston, which when immersed in the leading to the valve Cylinder carry an amount of gas corresponding to the ring volume. It is therefore at this training requires a long shell valve stem when this seal should work approximately effectively. For this reason alone, there are no such ring grooves from; calibrated seal on the smooth cylinder wall, as the gases flow freely in can cross a straight current. The valve movement causes this flow additionally promoted by the annular grooves. Even if between the outside valve and there is little play in the smooth cylinder wall, gases enter with a cold engine, whereas with an external valve that warms up faster than the The rest of the engine parts are due to the thermal expansion in the guide cylinder can fix.
Bei weiteren bekannten Ausführungen ist ein glatter Zylinderring des Außenventils in einem glatten Führungszylinder außen oder auch doppelseitig innen und außen geführt. Auch diese Ausbildung hat den Mangel, daß sie nicht reibungsfrei im Betrieb arbeitet.In other known designs, a smooth cylinder ring is the External valve in a smooth guide cylinder on the outside or on both sides Inside and led outside. This training also has the disadvantage that it is not frictionless works in the company.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile bei einer Brennkraftmaschine der eingangs geschilderten Art zu vermeiden.It is the object of the invention to address the disadvantages mentioned above to avoid an internal combustion engine of the type described above.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Abdichtung zwischen der Trennwand und dem Außenventil als Labyrinthdichtung ausgebildet ist.This is achieved according to the invention in that the seal between the partition and the external valve is designed as a labyrinth seal.
Zweckmäßig ist hierbei in an sich bekannter Weise die im Zylinderkopf vorgesehene Trennwand zwischen dem Einlaßkanal und dem Auslaßkanal im Bereich ihres Zusammenwirkens mit dem Außenventil als gleichachsig zu der Ventilachse angeordnetes rohrförmiges Zylinderstück ausgebildet, wobei das Zylinderstück mindestens doppelwandig ist und mit mindestens einem dazu gleichachsig am Außenventil vorgesehen durch je eine Wand des Zylinderstückes bei geschlossenem Auslaßventil nach innen und außen abgedeckten Zylinderring ohne Berührung zusammenwirkt. Vorteilhaft ist der Zylinderring an der Außenfläche des Ventilkelches angeordnet. Der Zylinderring kann auch an den Ventilteller angesetzt oder in den Ventilteller eingearbeitet sein.The one in the cylinder head is expedient here in a manner known per se provided partition between the inlet channel and the outlet channel in the area of their Interaction with the external valve as arranged coaxially to the valve axis tubular cylinder piece formed, wherein the cylinder piece is at least double-walled is and provided with at least one coaxially to this on the external valve by each a wall of the cylinder piece inwards and outwards when the exhaust valve is closed covered cylinder ring cooperates without contact. The cylinder ring is advantageous arranged on the outer surface of the valve cup. The cylinder ring can also be attached to the Valve disk attached or incorporated into the valve disk.
Die im Trennwandzylinderstück vorgesehenen axialen Ringnuten bedürfen keiner Paßbearbeitung. Die Spielräume zwischen ihnen können dabei nach den heutigen Fertigungstechniken auch ohne Nachbearbeitung so klein gehalten werden, daß sich eine den praktischen Anforderungen entsprechende Trennung der beiden Kanäle voneinander ergibt. Es entfallen die großen Zylinderausbildungen für das Außenventil oder dessen glockenförmige Ausbildung zwischen dem Teller und dem Hohlschaft, die zu einer Einengung des Ansaugkanals führt und noch eine Zylindergleitabdichtung erfordert.The axial annular grooves provided in the partition cylinder piece are required no passport processing. The leeway between them can be according to today's Manufacturing techniques can be kept so small that even without post-processing a separation of the two channels from one another in accordance with the practical requirements results. There are no large cylinder designs for the external valve or its Bell-shaped formation between the plate and the hollow shaft, which leads to a constriction of the intake duct and still requires a sliding cylinder seal.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ist nachstehend an Hand der Zeichnung, die einen Achsenschnitt durch einen Zylinderkopf wiedergibt, an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The training according to the invention is shown below with reference to the drawing, which reproduces an axial section through a cylinder head, based on an exemplary embodiment explained in more detail.
Der den Kolben 1 führende Zylinder 2 ist am oberen Ende durch den Zylinderkopf 3 abgeschlossen, der den Ansaugkanal 4 und den Auslaßkanal 5 als Eingüsse aufnimmt. Der Auslaßkanal5 ist um eine Büchse 6 des Kopfes 3 angeordnet, deren mit Aussparungen 7 versehene Bohrung 8 der Führung des Hohlschaftes 9 des Außenventils dient.The cylinder 2 leading the piston 1 is closed at the upper end by the cylinder head 3, which receives the intake port 4 and the outlet port 5 as sprues. The outlet channel 5 is arranged around a bush 6 of the head 3, the bore 8 of which is provided with recesses 7 and serves to guide the hollow shaft 9 of the external valve.
Das Außenventil ist ein übliches Tellerventil mit einem kelchartigen Ventilteller 10, der eine Sitzfläche 11 hat, die in der Schließlage des Außenventils an einem Sitzring 12 anliegt, welcher den Außenumfang des Einlaßkanals 4 begrenzt.The external valve is a conventional poppet valve with a cup-like valve disk 10, which has a seat surface 11 which, in the closed position of the external valve, rests against a seat ring 12 which delimits the external circumference of the inlet channel 4 .
In dem Hohlschaft 9 des Außenventils ist der Schaft 13 des. Innenventils geführt, das ebenfalls als übliches Tellerventil ausgebildet ist. Der Teller 14 des Innenventils hat eine Dichtkante 15 zur dichtenden Abschlußlage an einem Sitzring 16 des Außenventils.The shaft 13 of the inner valve is located in the hollow shaft 9 of the external valve out, which is also designed as a conventional poppet valve. The plate 14 of the inner valve has a sealing edge 15 for the sealing end position on a seat ring 16 of the external valve.
Der Hohlschaft 9 des Außenventils trägt am oberen Ende eine von einem Nockenhebel beeinflußbare geschlitzte Spannhülse 17, die durch einen Ring 18 mit nach außen abgebogenem Rand gehalten ist. Zwischen dem Rand des Ringes 18 und dem Zylinderkopf 3 ist eine Feder 19 vorgesehen, die das Außenventil in der Schließlage hält. Der Schaft 13 des Innenventils trägt einen Kragen 20, dessen Rippen die geschlitzte Spannhülse 17 durchsetzen und einen Flansch 21 tragen, an dem sich eine Schließfeder 22 abstützt, deren Gegenende auf dem Zylinderkopf 3 aufliegt. Das Innenventil ist ebenfalls von einem Nockenhebel der Brennkraftmaschine gesteuert.The hollow shaft 9 of the external valve carries at the upper end a slotted clamping sleeve 17 which can be influenced by a cam lever and which is held by a ring 18 with an outwardly bent edge. A spring 19 is provided between the edge of the ring 18 and the cylinder head 3 and holds the external valve in the closed position. The shaft 13 of the internal valve carries a collar 20, the ribs of which penetrate the slotted clamping sleeve 17 and carry a flange 21 on which a closing spring 22 is supported, the opposite end of which rests on the cylinder head 3. The internal valve is also controlled by a cam lever of the internal combustion engine.
Diese Nockensteuerungen der Innen- und Außenventile sind nicht weiter dargestellt.These internal and external valve cam controls are no further shown.
Zur Abdichtung des Einlaßkanals 4, der von dem Außenventil gesteuert ist, gegen den von dem Innenventil gesteuerten Auslaßkanal5 ist die in jeder Stellung der beiden Ventile eine sichere Abdichtung gewährleisten müssende Trennwand 23 als Zylindermantel ausgebildet, der mit einer von seiner Stirnfläche ausgehende Zylindernut 24 versehen ist. Der Ventilteller 10 des Außenventils trägt auf seinem Rücken einen Zylinderring 25, der in allen gegenseitigen Stellungen der beiden Ventile in der Zylindernut 24 mit geringem Spiel geführt ist.To seal the inlet channel 4, which is controlled by the external valve is, against the controlled by the internal valve outlet channel 5 is in each position of the two valves must ensure a secure seal partition 23 as Cylinder jacket formed with a cylinder groove extending from its end face 24 is provided. The valve disk 10 of the external valve carries a on its back Cylinder ring 25, which in all mutual positions of the two valves in the Cylinder groove 24 is guided with little play.
Es können auch mehrere konzentrisch zueinander liegende Zylindernuten 24 und in diese eingelagerte Zylinderringe 25 vorgesehen sein. Die Nuten 24 und die Ringe 25 bilden eine Labyrinthdichtung, die ein übertreten der Lademischung und der Abgase aus den sie führenden Kanälen 4, 5 verhindert.A plurality of cylinder grooves 24 lying concentrically to one another and cylinder rings 25 embedded in these can also be provided. The grooves 24 and the rings 25 form a labyrinth seal which prevents the charge mixture and the exhaust gases from the ducts 4, 5 leading them from crossing over.
Die die Labyrinthdichtung bildenden Teile 23, 24, 25 bedürfen dabei keiner Dichtbearbeitung. Es entfallen jegliche Reibflächen. The parts 23, 24, 25 forming the labyrinth seal do not require any sealing machining. There are no friction surfaces.
Für den Durch&ang der Abgase aus dem Zylinder in den Ablaßkanal 5 ist der Teller 10 des Außenventils im Anschluß an die Labyrinthdichtung 23 bis 25 mit Durchtrittsöffnungen 26 versehen.For the passage of the exhaust gases from the cylinder into the exhaust port 5 is the plate 10 of the external valve following the labyrinth seal 23 to 25 provided with passage openings 26.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DET18005A DE1181489B (en) | 1960-03-08 | 1960-03-08 | Internal combustion engine with an external valve arranged in the cylinder head and an internal valve guided in the external valve so as to be axially displaceable |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE1181489B true DE1181489B (en) | 1964-11-12 |
Family
ID=7548788
Family Applications (1)
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| DET18005A Pending DE1181489B (en) | 1960-03-08 | 1960-03-08 | Internal combustion engine with an external valve arranged in the cylinder head and an internal valve guided in the external valve so as to be axially displaceable |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1181489B (en) |
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| DE3600240A1 (en) * | 1986-01-07 | 1986-11-06 | Josef 6968 Walldürn Mandel | Central inlet valve |
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1960
- 1960-03-08 DE DET18005A patent/DE1181489B/en active Pending
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