DK149435B - Ventildrejemekanisme til forbraendingsmotorer - Google Patents

Description

149435

Opfindelsen angår en ventildrejemekanisme til forbrændingsmotorer, med en skruefjeder, der til lukning af ventilen er indspændt mellem en til ventil skaftets frie ende fastgjort fjedertallerken og cylindertopstykket, en drejedel bestående af en på ventilskaftet 5 anbragt med fjedertallerkenen forbundet øverste del og en på cylindertopstykket understøttet nederste del samt et mellem disse to dele anbragt friløb, der tillader en af skrå styreslidser eller styreriller i den ene af drejedelens dele og deri indgribende styreorganer begrænset indbyrdes drejebevægelse mellem drejedelens to dele og en deraf 10 afledet drejebevægelse af ventilen i den ene retning under dennes bevægelse til henholdsvis åbning eller lukning, men blokerer mod drejebevægelse i den anden retning, og hvor skruefjederen ved sin ene ende er understøttet på friløbets drejelige del.

Ved en fra det tyske offentliggørelsesskrift nr. 2.841.489 15 kendt ventildrejemekanisme udnyttes via et friløb vridningen af en skruefjeder ved henholdsvis be- og aflastning til trinvis drejning af ventilen. Til hver af de to koncentrisk med hinanden anbragte skruefjedre, der har modsat hinanden forløbende viklingsretninger, hører et friløb. De to friløb virker blokerende i samme retning, således at 20 hver sin skruefjeder ved henholdsvis ventilens åbne- og lukkebevægelse bevirker en trinvis drejning af ventilen. Det er her en ulempe, at ventilens drejehastighed i væsentlig grad afhænger af motorens omløbstal, og at der ved lavere omdrejningstal af knastakslen kun sker en drejning i meget små trin eller overhovedet ingen drejning af 25 ventilen. Endvidere er drejebevægelsen afhængig af de forskelligste faktorer, såsom friktionsmomenter i venti I styret, masseinertimomenter og lignende kræfter, der har forskellig virkning ved forskellige omløbshastigheder.

Fra beskrivelserne til US-patenterne nr. 1.513.741 og nr.

30 1.626.067 og fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.739.403 kendes desuden ventildrejemekanismer af lignende art som den indledningsvis beskrevne ventildrejemekanisme. Disse sidstnævnte kendte ventildrejemekanismer har den fælles ulempe, at hovedparten af mekanismens dele, herunder også friløbet, er fastgjort til ventil skaftets yderste 35 frie ende. Disse dele har en forholdsvis stor vægt, der på grund af delenes placering på selve ventilskaftet gør mekanismen uegnet til anvendelse ved hurtigtløbende motorer, idet optrædende ubalance og store momenter medfører store belastninger af ventilen, herunder ventilskaftet og ventilstyret. Endvidere har de den ulempe, at der 2 149436 optræder stort slid af henholdsvis styreorganerne og væggene af de skrå styreslidser, idet styreorganerne udgøres af tappe, der med stor friktion glider på styreslidsernes vægge.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en ventildreje-5 mekanisme af den indledningsvis nævnte art, som er af enkel konstruktion og belaster ventilskaft og ventilstyr mindst muligt selv ved anvendelse af drejemekanismen ved hurtigtløbende motorer, og som arbejder med mindst mulig friktion og dermed mindst muligt slid af styreorganerne og styreslidsernes eller styrerillernes sidevægge.

10 Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at drejedelens nederste del via friløbet er drejeligt understøttet på cylindertopstykket, og at styreorganerne er fra den ene af drejedelens to dele fremspringende ruiningslegemer. Herved opnås, at kun en enkelt del med meget lille vægt i forhold til de øvrige dele af ventildrejemeka-15 nismen skal fastgøres til ventil skaftet. Alle de øvrige dele af ventildrejemekanismen er understøttet på cylindertopstykket. Ventildrejemekanismen ifølge opfindelsen kan derfor uden de beskrevne ulemper også anvendes ved hurtigtløbende motorer. Da nødvendigheden af anbringelsen af et stort antal dele med stor vægt pi selve ventilskaf-20 tet således er elimineret, kan ventifdrejemekanismen ifølge opfindelsen uden videre monteres på allerede eksisterende forbrændingsmotorer, uden at der skal foretages konstruktionsmæssige ændringer, såsom montering af ventiler med kraftigere dimensioneret ventilskaft og af kraftigere dimensionerede ventilstyr. Ved den nævnte udformning af 25 styreorganerne opnås desuden, at sliddet på mod hinanden glidende dele er reduceret til et minimum.

Hvert af styreorganerne kan fordelagtigt være et kugleeller rulleleje, der er anbragt på en på drejedelens øverste del udformet tap og er drejeligt om en vinkelret på ventilskaftet forløbende 30 aksel (fig. 8).

Ifølge en særlig fordelagtig udførelsesform for ventildrejemekanismen ifølge opfindelsen kan den øverste del og den nederste del strække sig tæt forbi hinanden og være drejeligt forbundne med hinanden ved hjælp af mellem delene anbragte kugler, idet kuglerne i 35 ’ den øvre del føres i en kugleskål og i den nedre del føres i en skråt nedad forløbende kuglerille. En sådan mekanisme drejer med højere omdrejningstal og mere sikkert end hidtil kendte drejemekanismer.

Kuglerne yder minimal friktionsmodstand mod drejningen, således at der kun fås et ringe slid. Da det ringe slid, der optræder, i det 3 149435 væsentlige er begrænset til kuglerne, kan ventildrejemekanismen atter gøres fuldt funktionsdygtig ved udskiftning af disse, uden at andre dele skal udskiftes eller efterbearbejdes. Når et sådant slid optræder, kan den påkrævede montering udføres på enkel måde og på kort tid.

5 Det er fordelagtigt, dersom den øverste del er udformet som en ud i ét stykke med den som fjedertallerken udformede cylinder med en mindre diameter, og den nederste del er udformet som en ved cylindertopstykket anbragt drejecylinder med større diameter. Selve skruefjederen kan her være anbragt inden for eller uden om de to 10 cylindre, uden at dette påvirker funktionen af selve ventildrejemekanismen. Derudover udmærker denne udformning sig ved en stor stabilitet og er særlig enkel at fremstille.

Ifølge en fordelagtig udførelsesform kan der være anbragt flere kugleskåle og kugleriller fordelt over omkredsen af cylinderen 15 og drejecylinderen. Herved opnås en fordeling af de på drejemekanismen indvirkende kræfter. Der kan således alt efter størrelsen af ventilen være anbragt to, tre, fire eller flere sådanne "kuglelejer", uden at fremstillingen af ventilmekanismen kompliceres væsentligt. En jævn bevægelse opnås yderligere ved, at kuglerillerne er udformede 20 spiralformet og har en konstant stigning. Derved opnås, at kuglerne under drejningen ruller ensartet i kuglerillerne, uden at de kan tvinges ind i en eller anden stilling.

Ved store ventiler, ufordelagtige pladsforhold, og navnlig ved en senere indbygning af ventildrejemekanismen kan det være hen-25 sigtsmæssigt, at den øverste del er udformet med kuglerillen, og den nederste del er udformet som en med kugleskåle til optagelse af kuglerne forsynet drejering, der sammen med friløbet befinder sig i ét fælles lejehus, ved hjælp af hvilket disse to dele er anbragt på cylindertopstykket. Ved denne konstruktion er friløbet anbragt radialt, 30 således at der også ved kompakt konstruktion af ventilen fås en sikker funktion af drejemekanismen.

Herved opnås at ventildrejemekanismen nemt kan adskilles, dersom dele af denne skal udskiftes. Da belastningen på kuglerne altid er større end belastningen på kuglerillerne og kugleskålene, vil 35 der først optræde slid af kuglerne. Denne virkning kan yderligere forøges ved, at kuglerne fremstilles af et blødere materiale end dreje-delens to cylindre. Når kuglerne på grund af optrædende slid skal udskiftes, kan de to cylindre nemt trækkes ud af hinanden.

Yderligere enkeltheder og ejendommeligheder samt fordele 149435 4 ved genstanden ifølge opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen. Pi tegningen viser: fig. 1 i forenklet form et sidebillede af en ventildrejemekanisme ifølge opfindelsen, 5 fig. 2 delvis i snit fjedertallerkenen med den i fig. 1 viste ventildrejemekanismes øverste drejedel, fig. 3 en ventildrejemekanisme med kuglelejeføring, og fig. 4 en ventildrejemekanisme med kuglelejeføring.

I fig. 1 er en ventilfjeder 2 indspændt mellem en til det her 10 ikke viste ventilskafts frie ende fastgjort fjedertallerken 3 og den drejelige del af et pi cylindertopstykket 7 anbragt friløb 5. I fig. 1 ses endvidere en til ventildrejemekanismen ifølge opfindelsen hørende drejedel bestående af en øverste drejedel 12 og en nederste drejedel 9. Den øverste drejedel 12 dannes her af på fjedertallerkenen 3 15 udformede nedadragende fremspring eller tappe, der hver ved deres nederste ende bærer et som styreorgan tjenende kugle- eller rulleleje 34, der er drejeligt om en vinkelret på ventilskaftet forløbende aksel 35. Den nederste drejedel dannes af en på den drejelige del af friløbet 5 anbragt cylindrisk del 9 med i retningen opad mod den øverste 20 drejedel 12 åbne kileformede udsparinger eller styreslidser 11, der hver optager et af den øverste drejedel 12's styreorganer, d.v.s. et kugle- eller rulleleje 34.

Ved åbning af ventilen 1 og dermed ved nedadgående bevægelse af fjedertallerkenen 3 drejes denne ved, at tappen 12 med 25 kugle- eller rullelejer 34 føres langs kanten 14 uden herunder at kunne dreje den ved hjælp af friløbet 5 blokerede cylindriske nederste drejedel 9. Herved tildeles den øverste drejedel 12 og fjedertallerkenen 3 og dermed over ventilspindelen også ventiltallerkenen en tilsvarende drejebevægelse. Ved ventilen 1's lukning og den opadgå-30 ende bevægelse af fjedertallerkenen 3 sker der på grund af den påtvungne vridning af venti [fjederen 2 og den deraf følgende drejning af den nederste drejedel 9 en drejning af den ikke viste ventiltallerken. Ved høje motoromløbstal forløber denne proces så hurtigt, at den nederste drejedel 9 og ventiltallerkenen drejer sig tilnærmelsesvis 35 kontinuerligt i drejningsretningen 17.

I fig. 3 er ventilfjederen og friløbet ikke indtegnet.

Ved den øverste kant 10 af den som en drejecylinder 41 udformede del 29 er udformet en kuglerille 38 for en kugle 36, der ligger i en kugleskål 37 i den som en cylinder 40 udformede øverste 5 149435 drejede) 28.

Ved åbning af ventilen 1 og dermed ved nedadgående bevægelse af fjedertallerkenen 3 sammen med ventilskaftet 23 drejes fjedertallerkenen 3 ved, at den i kugleskålen 37 liggende og førte kugle 36 5 ruller i kuglerillen 38 uden at kunne bevæge drejecylinderen 41, idet denne ved hjælp af det ikke viste friløb er blokeret i denne retning. Fjedertailerkenen 3 tildeles dermed en drejebevægelse, hvis størrelse er afhængig af kuglerillen 38's skrå stilling. Kuglen 36 ruller under denne bevægelse i kugleskålen 37 og i kuglerillen 38, således at der 10 næsten ikke optræder slid. Sliddet reduceres yderligere ved, at der samtidig med ventilens opadgående og nedadgående bevægelser udtræder olie eller smøremiddel, som så også smører dette "kugleleje".

Når ventilen 1 atter lukkes, og fjedertallerkenen 3 dermed bevæges opad, medbringes, d.v.s. medbevæges, drejecylinderen 41 i 15 drejeretningen, idet denne over friløbet let drejelige del ikke er blokeret mod drejning i denne retning.

Ved modsat virkemåde af friløbet forløber bevægelsesprocessen omvendt, d.v.s. at drejecylinderen 41 drejes ved åbning af ventil en og ved ventilens lukning trækker ventilskaftet 23 efter sig.

20 Hele ventilen vil således svarende til motorens omløbstal ved hver op- og nedadgående bevægelse af ventilskaftet 23 blive drejet en bestemt strækning, således at der fås en ensartet belastning af sædet.

Den i fig. 4 viste ventildrejemekanisme arbejder efter det 25 samme princip. Her er den spiralformede kuglerille 38 anbragt i den tæt ved ventilskaftet 23 anbragte øverste del 28, og kugleskålen 37 med kuglen 36 er anbragt i en drejering 42. Den øverste del 28 er en cylinder 40, som er sammenskruet med fjedertallerkenen 3.

Drejeringen 42 sammen med friløbet 22 fastholdes på cylin-30 dertopstykket 7 ved hjælp af en lejeskål 43 og et lejedæksel 44. Friløbet 22 har foruden klemmeelementerne et radialrulleleje.

Lejeskålen 43, der fjedrende fastholdes over fastgørelses-skruer 45, tjener til fastholdelse af drejeringen 42 og friløbet 22. Til den fjedrende fastholdelse tjener tallerkenfjedre 49, der ved deres 35 ene kant understøttes mod lejeskålen 43 og ved deres anden kant over en skive 50 understøttes mod fastgørelsesskruer 45 henholdsvis disses hoveder 46. Til opnåelse af en enkel montering indskrues det lange skaft 47 i cylindertopstykket 7 ved hjælpaf en indvendig sekskant 48.

Ved hjælp af tallerkenfjederen 49, hvis kraft netop er 149435 6 større end de under driften fra kuglerne 36 udgående aksiale kræfter, har delene 22, 42, 43, 44 tilstrækkeligt spillerum, til at der ved ventilmonteringen kan ske en centrering. Lejehuset 42 centreres ved hjælp af dets kant 51 automatisk på cylinderen 40 under ventilens 5 montering. Det er også muligt at foretage centreringen ved hjælp af drejeringen 42. Under alle omstændigheder skal kuglerne 36 indsættes i kugleskåfene 37 inden den egentlige ventilmontering.

Alt efter friløbsretningen og omdrejningsretningen af de spiralformede kugleriller 38 i cylinderen 40 vil drejeringen 42 blive 10 drejet eller fastholdt af friløbet 22 under den opad- eller nedadgående bevægelse på en sådan måde, at ventilen 1 kun drejes en bestemt strækning.

Claims (6)

149435 Patentkrav.

1. Ventildrejemekanisme til forbrændingsmotorer med en skruefjeder (2),. der til lukning af ventilen er indspændt mellem en til 5 venti I skaftets (23) frie ende fastgjort fjedertallerken (3) og cylinder topstykket (7), en drejedel bestående af en på ventilskaftet (23) anbragt med fjedertallerkenen (3) forbundet øverste del (12,28) og en på cylindertopstykket (7) understøttet nederste del (9,,29) samt et mellem disse to dele anbragt friløb (5), der tillader en af skrå styre-10 slidser eller styreriller i den ene af drejedelens dele (9,28,29) og deri indgribende styreorganer ¢12,34,36) begrænset indbyrdes dreje-bevægelse mellem drejedelens to dele og en deraf afledet drejebe-vægelse af ventilen i den ene retning under dennes bevægelse til henholdsvis åbning eller lukning, men blokerer mod drejebevægelse i 15 den anden retning, og hvor skruefjederen (2) ved sin ene ende er understøttet på friløbets (5) drejelige del, kendetegnet ved, at drejedelens nederste del (9,29) via friløbet er drejeligt understøttet på cylindertopstykket (7), og at styreorganerne er fra den . ene af drejedelens to dele fremspringende rulningslegemer.

2. Ventildrejemekanisme ifølge krav 1, kendeteg net ved, at hvert af styreorganerne er et kugle- eller rulleleje (34), der er anbragt på en på drejedelens øverste del udformet tap (12) og er drejeligt om en vinkelret på ventilskaftet (23) forløbende aksel (35).

3. Venti I drejemekanisme ifølge krav 1, kendeteg net ved, at den øverste og den nederste del (28,29) strækker sig tæt forbi hinanden og er drejeligt forbundne med hinanden ved hjælp af mellem delene (28,29) anbragte kugler (36), idet kuglerne i den øverste del føres i en kugleskål (37) og i den nederste del føres i en 30 skråt nedad forløbende kuglerille (38).

4. Ventildrejemekanisme ifølge krav 3, kendeteg- . n e t ved, at den øverste del (28) er udformet som en ud i ét stykke med den som fjedertallerken (3) udformede cylinder (40) med en mindre diameter, og den nederste del (29) er udformet som en ved 35 cylindertopstykket anbragt drejecylinder (41) med større diameter.

5. Ventildrejemekanisme ifølge krav 3 og 4, kende tegnet ved, at flere kugleskåle (37) og kugleriller (38) er fordelt over omkredsen af cylinderen (40) og drejecylinderen (41).

6. Ventildrejemekanisme ifølge krav 3, kendeteg-