Vorrichtung zum Drehen eines Ventils

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehen eines Ventils gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie eine Ventilvorrichtung für einen Motor und einen Motor gemäss dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch.

[0002] Bei Motoren, insbesondere bei Grossdieselmotoren, wie sie in Schiffen und z.B. auch in Kraftwerken zum Einsatz kommen, ist es bekannt, die Ventile, sowohl das Auslassventil als auch das Einlassventil, beim Schliessen bzw. beim Öffnen zu drehen. Beim Auslassventil erfolgt die Drehung beim Schliessen des Ventils. So offenbart beispielsweise schon die US 1 347 488 eine Vorrichtung, die eine automatische Drehung eines Ventils um seine Längsachse erlaubt.Die Drehung des Ventils dient in erster Linie dazu, eventuell sich ablagernde Verbrennungsrückstände auf der Ventiloberfläche, die der Dichtfläche des Ventilsitzes zugewandt ist, beim Schliessen des Ventils von der Ventiloberfläche abzustreifen bzw. abzuschleifen. Dadurch wird die Lebensdauer des Ventils erhöht, da das Ventil mit zunehmenden Ablagerungen auf der Ventiloberfläche zunehmend schlechter dichtet. Beim Einlassventil erfolgt die Drehung hingegen beim Öffnen des Ventils. Hier dient die Drehung nicht der Beseitigungen von Ablagerungen (da ja Luft zugeführt wird), sondern der Erleichterung beim Lösen des Ventils aus dem Ventilsitz für den Fall, dass sich das Ventil am Ventilsitz ein wenig festgefressen hat.

[0003] Bekannte Drehvorrichtungen sind von ihrem konstruktiven Aufwand her relativ aufwendig und daher auch vergleichsweise kostspielig. Ausserdem sind sie bei Grossdieselmotoren häufig auch vergleichsweise schwer montierbar. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Drehvorrichtung für ein Ventil vorzuschlagen, die von ihrem konstruktiven Aufwand her sehr einfach und infolgedessen auch relativ preiswert ist, und die vom Montageaufwand her einfach ist.

[0004] Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Vorrichtung gelöst, wie sie durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs charakterisiert ist. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

[0005] Die erfindungsgemässen Vorrichtung zum Drehen des Ventils umfasst also insbesondere eine Freilaufeinrichtung, welche eine Drehung des Ventils um dessen Längsachse erlaubt, allerdings nur in eine von beiden möglichen Drehrichtungen. Die Freilaufeinrichtung weist zwei Verzahnungsstücke auf, deren Verzahnungen miteinander in Eingriff bringbar sind. Weiterhin umfasst die Freilaufeinrichtung noch eine Mitnehmerfeder.

[0006] Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist nach dem Zusammensetzen des Ventils und der Vorrichtung zum Drehen desselben das Ventil mit dem einen Verzahnungsstück fest verbunden, während es mit dem anderen Verzahnungsstück nicht verbunden ist. Die Verzahnungsstücke sind so angeordnet, dass ihre Verzahnungen, welche schräg zur Ventillängsachse verlaufend ausgebildet sind, beim Bewegen der Verzahnungsstücke aufeinander zu und voneinander weg miteinander in Eingriff stehen, sodass die Verzahnungsstücke beim Bewegen aufeinander zu und voneiander weg gegeneinander verdrehbar sind. Ferner ist die Mitnehmerfeder als Schlingfeder ausgebildet, welche mit demjenigen Verzahnungsstück, welches nicht mit dem Ventil verbunden ist, derart zusammenwirkend angeordnet ist, dass bei der Bewegung der Verzahnungsstücke aufeinander zu keine Drehung des Ventils erfolgt, bei der Bewegung der Verzahnungsstücke voneinander weg hingegen eine Drehung des Ventils erfolgt, oder umgekehrt. Mithin umfasst die Freilaufeinrichtung also zwei Verzahnungsstücke und eine Schlingfeder, ist konstruktiv sehr einfach und daher auch vergleichsweise preiswert und einfach bei der Montage.

[0007] Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind in Richtung der Ventillängsachse betrachtet zunächst ein Basisteil, daran anschliessend ein erstes Verzahnungsstück und schliesslich ein zweites Verzahnungsstück aufeinander folgend angeordnet. Das Ventil ist nach dem Zusammensetzen des Ventils und der Vorrichtung zum Drehen des Ventils mit dem zweiten Verzahnungsstück fest verbunden. Ferner ist das Basisteil mit dem ersten Verzahnungsstück derart verbunden, dass Basisteil und erstes Verzahnungsstück in Richtung der Ventillängsachse gegeneinander unbeweglich, jedoch um die Ventillängsachse gegeneinander verdrehbar sind. Die Schlingfeder steht sowohl mit dem Basisteil als auch mit dem ersten Verzahnungsstück vorgespannt in Verbindung.

[0008] Bei einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels umschliesst die Schlingfeder das Basisteil und das erste Verzahnungsstück in Richtung der Ventillängsachse mindestens teilweise und liegt fest an beiden an. Dieses Ausführungsbeispiel ist sehr leicht montierbar und demontierbar. (Grundsätzlich wäre es auch denkbar, die Schlingfeder in das Basisteil oder in das erste Verzahnungsstück oder in beide Teile einzupressen).

[0009] Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das zweite Verzahnungsstück mit einem Stützteller verbunden, wobei der Stützteller und das zweite Verzahnungsstück in Richtung der Ventillängsachse gegeneinander unbeweglich, jedoch um die Ventillängsachse gegeinander verdrehbar sind. Zwischen dem Basisteil und dem Stützteller ist eine Rückstellfeder angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Rückstellung des Ventils nach einer Auslenkung mittels der Rückstellfeder auf einfache Weise gelöst. Gleichzeitig bleibt die grundsätzliche Funktionsweise der Vorrichtung zum Drehen des Ventils erhalten.

[0010] Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Vorrichtung sind die Verzahnung der beiden Verzahnungsstücke und die Wicklungsrichtung der Schlingfeder so ausgebildet, dass beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks auf das erste Verzahnungsstück zu keine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks und damit des Ventils erfolgt, sondern sich das erste Verzahnungsstück freilaufend verdreht. Hingegen erfolgt beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks vom ersten Verzahnungsstück weg keine Drehung des ersten Verzahnungsstücks, sondern es erfolgt eine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks und damit des Ventils. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders für ein Auslassventil geeignet, weil bei diesem die Drehung beim Schliessen des Ventils erfolgen soll.

[0011] Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Vorrichtung sind die Verzahnung der beiden Verzahnungsstücke und die Wicklungsrichtung der Schlingfeder so ausgebildet, dass beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks auf das erste Verzahnungsstück zu eine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks und damit des Ventils erfolgt, während keine Drehung des ersten Verzahnungsstücks erfolgt. Hingegen erfolgt beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks vom ersten Verzahnungsstück weg keine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks und damit des Ventils, sondern das erste Verzahnungsstück verdreht sich freilaufend.

[0012] Derartige Vorrichtungen zum Drehen eines Ventils eignen sich besonders für Ventilvorrichtungen von Motoren, insbesondere Dieselmotoren.

[0013] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung und/oder im Schnitt:

Fig. 1

Eine Ventilvorrichtung, umfassend ein Ventil, einen Ventilsitz und eine Vorrichtung zum Drehen des Ventils,

Fig. 2

ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Drehen eines Ventils
und

Fig. 3

ein Ausführungsbeispiel einer Schlingfeder der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Drehen eines Ventils.

[0014] In Fig. 1 erkennt man eine typische Ventilvorrichtung, wie sie beispielsweise bei Dieselmotoren zum Einsatz kommt. Man erkennt ein Ventil 1, welches in geschlossenem Zustand in einem Ventilsitz 2 angeordnet ist (durchgezogene Linien), das Ventil 1 ist strichpunkiert auch in geöffnetem Zustand zu erkennen. Ferner erkennt man eine Vorrichtung zum Drehen des Ventils 1, welche gesamthaft mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. Der Kontaktbereich, also der Bereich, in welchem das Ventil 1 am Ventilsitz 2 anliegt, ist hier aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit stark vereinfacht dargestellt, da Fig. 1 nur eine Übersichtsdarstellung ist, die verdeutlichen soll, um welches Teil es sich bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Drehen des Ventils handelt.

[0015] In Fig. 2 ist nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung 3 zum Drehen eines Ventils detailliert dargestellt, jedoch wurde auf die Darstellung des Ventils selbst verzichtet - es wäre ohnehin nur das obere Ende des Ventilschafts zu erkennen. Stattdessen ist die Ventillängsachse A als Orientierungshilfe dargestellt. Die Vorrichtung 3 zum Drehen des Ventils umfasst ein Basisteil 30, ein erstes Verzahnungsstück 31, ein zweites Verzahnungsstück 32, eine Mitnehmerfeder in Form einer Schlingfeder 33, einen Stützteller 34, eine zwischen Basisteil 30 und Stützteller 34 angeordnete Rückstellfeder 35, sowie ein zwischen dem Stützteller 34 und dem zweiten Verzahnungsstück 32 angeordnetes Kugellager 36. Ferner erkennt man noch einige nicht näher bezeichnete Schmierölbohrungen in den einzelnen Teilen. Der nicht dargestellte Ventilschaft (und damit das Ventil) ist bei der dargestellten Vorrichtung mittels einer konischen Verbindung (Pressitz) mit dem zweiten Verzahnungsstück 32 verbunden (wie dies z.B. in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist).

[0016] Das Basisteil 30 und das erste Verzahnungsstück 31 sind miteinander mittels eines Sicherungsrings 37 verbunden (gesichert), und zwar derart, dass das Basisteil 30 und das erste Verzahnungsstück 31 in Richtung der Ventillängsachse gegeneinander unbeweglich sind. Hingegen sind das Basisteil 30 und das Verzahnungsstück 31 grundsätzlich gegeneinander verdrehbar. Die Schlingfeder 33 umschliesst sowohl das Basisteil 30 wie auch das erste Verzahnungsstück 31 jeweils teilweise und liegt fest an beiden Teilen an. Dies wird dadurch erreicht, dass der Innendurchmesser der Schlingfeder 33 geringfügig geringer gewählt ist als der Aussendurchmesser des Basisteils 30 und des ersten Verzahnungsstücks 31 in den Bereichen, in denen die Schlingfeder 33 zu liegen kommt. Auf diese Weise wird ein schwacher Pressitz der Schlingfeder 33 erreicht.

[0017] Auf gleiche Weise, nämlich mittels eines weiteren Sicherungsrings 38, ist der Stützteller 34 mit dem zweiten Verzahnungsstück 32 verbunden (gesichert). Der Stützteller 34 und das zweite Verzahnungsstück 32 sind also in Längsrichtungs gegeneinander unbeweglich, hingegen sind sie gegeneinander verdrehbar. Auf die Funktion des Kugellagers 36 im Zusammenhang mit dieser Verdrehbarkeit wird bei der Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung noch genauer eingegangen.

[0018] Weiterhin erkennt man in Fig. 2 die Verzahnung 320, die in einem Teilbereich auf der Aussenwand des zweiten Verzahnungsstücks 32 vorgesehen ist und eine entsprechende Verzahnung 310 auf der Innenwand des ersten Verzahnungsstücks 31. Die Verzahnung 320 auf der Aussenwand des zweiten Verzahnungsstücks 32 ist durch die gestrichelten bzw. strichpunktierten Linien angedeutet, wobei die strichpunktierte Linie den Verlauf der Verzahnung 320 auf der Aussenwand "vor" der Zeichenebene darstellt, und die gestrichelte Linie den Verlauf der Verzahnung "hinter" der Zeichenebene. Die Verzahnung 320 verläuft schräg zur Ventillängsachse A. Man stelle sich zur Vereinfachung vor, dass ein einzelner Zahn des zweiten Verzahnungsstücks 32 "vor" der Zeichenebene in Richtung der strichpunktierten Linie verläuft, und drehe dann (virtuell) das zweite Verzahnungsstück um 180° um die Ventillängsachse A herum. Der gleiche Zahn, jetzt um 180° weitergedreht, befände sich nun "hinter" der Zeichenebene und verliefe in Richtung der gestrichelten Linie. Die Verzahnung 320 auf der Aussenwand des zweiten Verzahnungsstücks 32 wie auch die entsprechend gleich verlaufende Verzahnung 310 auf der Innenwand des ersten Verzahnungsstücks 31 ist auch noch durch eine gestrichelte Linie entlang der Aussenwand des Verzahnungsstücks 32 angedeutet.

[0019] Die Schlingfeder 33, die ebenfalls in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Gestalt eines Federblocks mit der Länge L auf, die einzelnen Windungen liegen also dicht gepackt aufeinander. Die Windungen weisen bei dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt auf (in Fig. 3 durch die jeweilige gestrichelte Linie angedeutet). Dadurch weist die Innenfläche der Schlingfeder 33 gesamthaft eine zylindrische Gestalt auf, wodurch die Flächenpressung gegen das Basisteil 30 und das erste Verzahnungsstück 31 geringer gehalten werden kann (die Feder liegt ja vorgespannt an) als bei einem anderen Federquerschnitt.

[0020] Die Schlingfeder 33 funktioniert derart, dass bei einer Drehbelastung der Feder die Feder sich in radialer Richtung dehnt oder sich zusammenzieht. Ob sie sich dehnt oder zusammenzieht, hängt jeweils davon ab, ob die Richtung der Drehbelastung mit dem Wicklungssinn der Schlingfeder 33 übereinstimmt oder ob sie dem Wicklungssinn der Schlingfeder 33 entgegengesetzt orientiert ist.

[0021] Die Rückstellfeder 35 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäss den Zeichnungsfiguren als Spiralfeder ausgebildet, welche in Richtung der Ventillängsachse komprimierbar und dehnbar ist.

[0022] Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung anhand von Fig. 2 erläutert. Hierzu stelle man sich vor, dass zu Beginn eines Zyklus das in Fig. 2 nicht dargestellte Ventil zunächst geschlossen ist (durchgezogene Linie in Fig. 1), anschliessend geöffnet wird (strichpunktierte Linie in Fig. 1), und hernach wieder geschlossen wird (durchgezogene Linie in Fig. 1). Das Ventil ist mit dem zweiten Verzahnungsstück 32 über die Konusverbindung fest verbunden. Das Öffnen und Schliessen des Ventils kann mittels einer (nicht dargestellten) Nockenwelle gesteuert erfolgen, wie dies bei Motoren allgemein üblich ist.

[0023] Im folgenden wird nun der Fall eines Auslassventils betrachtet, bei welchem eine Drehung des Ventils beim Schliessen des Auslassventils erfolgen soll (wie einleitend bereits erwähnt). Das Ventil wird in Richtung der Ventillängsachse A aus seinem Sitz bewegt (hier nach unten), also geöffnet, indem der Ventilschaft geradlinig entlang der Längsachse A belastet wird (z.B. mittels der Nockenwelle). Zusammen mit dem Ventilschaft bewegen sich das zweite Verzahnungsstück 32 und der Stützteller 34 auf das erste Verzahnungsstück 31 zu. Entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Verzahnung 320 versucht dabei das erste Verzahnungsstück 31, sich nach rechts zu drehen. Damit eine solche Drehung des Verzahnungsstücks 31 möglich ist, muss die Schlingfeder 33, die ja vorgespannt an dem ersten Verzahnungsstück 31 und an dem Basisteil 30 anliegt, gedehnt werden. Da die in Fig. 2 dargestellte Schlingfeder 33 einen Wicklungssinn "links herum" aufweist, dehnt sie sich bei der genannten Drehbelastung geringfügig in radialer Richtung. Diese geringfügige Dehnung der Schlingfeder reicht aus, um das erste Verzahnungsstück 31 (und übrigens auch das Basisteil 30) freizugeben und ermöglicht so eine Drehungs des ersten Verzahnungsstücks 31 nach rechts (das Basisteil 30 dreht sich dabei praktisch nicht, da es beim Öffnen des Ventils von der vergleichsweise hohen Kraft der Rückstellfeder 35 beaufschlagt wird). Da das Ventil mit dem ersten Verzahnungsstück 31 nicht verbunden ist erfolgt lediglich eine geradlinige Bewegung der Ventils aus dem Ventilsitz, ohne dass dabei eine Drehung des Ventils erfolgt.

[0024] Das Schliessen des Ventils erfolgt mittels der Rückstellfeder 35, die sich auf dem Stützteller 34 abstützt und den Stützteller 34 zusammen mit dem zweiten Verzahnungsstück 32 wieder in Richtung der Ventillängsachse A zurück bewegt (hier nach oben). Bei dieser Bewegung müssen sich die Verzahnungsstücke 31 und 32 ihrer jeweiligen Verzahnung 310 bzw. 320 folgend gegeneinander verdrehen. Zunächst versucht das zweite Verzahnungsstück 32 wieder, sich geradlinig ohne eine Drehung zu bewegen. Dies hat (mittels des ersten Verzahnungsstücks 31) eine Drehbelastung der Schlingfeder 33 nach links zur Folge, wodurch die Schlingfeder 33 sich in radialer Richtung zusammenzieht und fest an das Basisteil 30 und an das erste Verzahnungsstück 31 angepresst wird. Das erste Verzahnungsstück 31 kann sich also nicht verdrehen, eine solche Verdrehung wird von der Schlingfeder 33 verhindert - das erste Verzahnungsstück wird demzufolge festgehalten. Da aber aufgrund der Verzahnungen 310 und 320 der beiden Verzahnungsstücke 31 und 32 eine Verdrehung der beiden Verzahnungsstücke 31 und 32 gegeneinander erfolgen muss, muss sich notwendigerweise das zweite Verzahnungsstück 32 drehen. Eine solche Drehung des zweiten Verzahnungsstücks geht wiederum mit einer entsprechenden Drehung des Ventils einher, da dieses ja mit dem zweiten Verzahnungsstück 32 mittels der Konusverbindung fest verbunden ist. Da der Stützteller 34 während des Schliessens des Ventils stets mit der Kraft der Rückstellfeder 35 beaufschlagt ist, kann er sich aber praktisch nicht drehen. Damit dennoch eine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks 32 gegenüber dem ersten Verzahnungsstück 31 erfolgen kann, ist zwischen dem Stützteller 34 und dem zweiten Verzahnungsstück 32 ein Kugellager 36 vorgesehen. Dieses Kugellager 36 ermöglicht die Drehung des zweiten Verzahnungsstücks 32.

[0025] Infolgedessen wird die für ein Auslassventil gewünschte Wirkungsweise der Vorrichtung erreicht: Das Ventil wird beim Öffnen nicht verdreht, beim Schliessen hingegen wird es verdreht, sodass eventuell auf der Ventiloberfläche sich ansammelnde Ablagerungen abgestreift bzw. abgeschliffen werden, was die Lebensdauer des Ventils erhöht.

[0026] Auf ein Einlassventil übertragen heisst dies, dass die Schlingfeder 33 bei einer Verzahnung der Verzahnungsstücke 31 und 32 wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, "rechts herum" gewickelt sein muss. Dann wird nämlich beim Öffnen des Ventils, also bei der Bewegung des zweiten Verzahnungsstücks 32 auf das erste Verzahnungsstück 31 zu, das erste Verzahnungsstück von der Schlingfeder 33 festgehalten und das zweite Verzahnungsstück mitsamt dem Ventil dreht sich, während beim Schliessen des Ventils sich das erste Verzahnungsstück 31 dreht und das zweite Verzahnungsstück 32 mitsamt dem Ventil eine geradlinige Bewegung ohne Drehung durchführt.

[0027] Es ist unmittelbar einleuchtend, dass der Winkel, um den das Ventil beim Schliessen oder beim Öffnen gedreht wird, einerseits von der Neigung der Verzahnung der beiden Verzahnungsstücke 31 und 32 relativ zur Ventillängsachse abhängt, und andererseits von dem Hub, also vom Betrag der in Richtung der Ventillängsachse A erfolgten Verschiebung der beiden Verzahnungsstücke 31 und 32 gegeneinander. Ein typischer Wert für eine solche Verdrehung des Ventils um die Ventillängsachse herum kann beispielsweise eine Verdrehung von etwa 15° sein.

[0028] Bei einer denkbaren Alternative zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel könnte z.B. die Schlingfeder 33 innerhalb des Basisteils 30 und des ersten Verzahnungsstücks 31 unter Vorspannung eingepresst sein.

Ansprüche

1. Vorrichtung (3) zum Drehen eines Ventils (1), mit einer Freilaufeinrichtung, welche eine Drehung des Ventils (1) um dessen Längsachse (A) erlaubt, allerdings nur in eine von beiden möglichen Drehrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinrichtung zwei Verzahnungsstücke (31,32) umfasst, die so angeordnet sind, dass ihre Verzahnungen (310,320) miteinander in Eingriff bringbar sind, sowie eine als Schlingfeder ausgebildete Mitnehmerfeder (33), welche Mitnehmerfeder (33) sich bei einer Drehbelastung in radialer Richtung dehnt oder zusammenzieht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zusammensetzen des Ventils und der Vorrichtung (3) zum Drehen desselben das Ventil (1) mit dem einen Verzahnungsstück (32) fest verbunden ist, während es mit dem anderen Verzahnungsstück (31) nicht verbunden ist, wobei die Verzahnungsstücke (31,32) so angeordnet sind, dass ihre Verzahnungen (310,320), welche schräg zur Ventillängsachse (A) verlaufend ausgebildet sind, beim Bewegen der Verzahnungsstücke (31,32) aufeinander zu und voneinander weg miteinander in Eingriff stehen, sodass die Verzahnungsstücke (31,32) beim Bewegen aufeinander zu und voneiander weg gegeneinander verdrehbar sind, und dass die Mitnehmerfeder als Schlingfeder (33) ausgebildet ist, welche mit demjenigen Verzahnungsstück (31), welches nicht mit dem Ventil (1) verbunden ist, derart zusammenwirkend angeordnet ist, dass bei der Bewegung der Verzahnungsstücke (31,32) aufeinander zu keine Drehung des Ventils (1) erfolgt, bei der Bewegung der Verzahnungsstücke (31,32) voneinander weg hingegen eine Drehung des Ventils (1) erfolgt, oder umgekehrt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Ventillängsachse (A) betrachtet zunächst ein Basisteil (30), daran anschliessend ein erstes Verzahnungsstück (31) und schliesslich ein zweites Verzahnungsstück (32) aufeinander folgend angeordnet sind, wobei das Ventil (1) nach dem Zusammensetzen des Ventils (1) und der Vorrichtung (3) zum Drehen des Ventils (1) mit dem zweiten Verzahnungsstück (32) fest verbunden ist, wobei ferner das Basisteil (30) mit dem ersten Verzahnungsstück (31) derart verbunden ist, dass Basisteil (30) und erstes Verzahnungsstück (31) in Richtung der Ventillängsachse (A) gegeneinander unbeweglich, jedoch um die Ventillängsachse (A) gegeneinander verdrehbar sind, und wobei die Schlingfeder (33) sowohl mit dem Basisteil (30) als auch mit dem ersten Verzahnungsstück (31) vorgespannt in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (33) das Basisteil (30) und das erste Verzahnungsstück (31) in Richtung der Ventillängsachse (A) mindestens teilweise umschliesst und fest an beiden anliegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verzahnungsstück (32) mit einem Stützteller (34) verbunden ist, wobei der Stützteller (34) und das zweite Verzahnungsstück (32) in Richtung der Ventillängsachse (A) gegeneinander unbeweglich, jedoch um die Ventillängsachse (A) gegeinander verdrehbar sind, und dass zwischen dem Basisteil (30) und dem Stützteller (34) eine Rückstellfeder (35) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (310,320) der beiden Verzahnungsstücke (31,32) und die Wicklungsrichtung der Schlingfeder (33) so ausgebildet sind, dass beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks (32) auf das erste Verzahnungsstück (31) zu keine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks (32) und damit des Ventils (1) erfolgt, sondern sich das erste Verzahnungsstück (31) freilaufend verdreht, hingegen beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks (32) vom ersten Verzahnungsstück (31) weg keine Drehung des ersten Verzahnungsstücks (31), sondern eine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks (32) und damit des Ventils (1) erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (310,320) der beiden Verzahnungsstücke (31,32) und die Wicklungsrichtung der Schlingfeder (33) so ausgebildet sind, dass beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks (32) auf das erste Verzahnungsstück (31) zu eine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks (32) und damit des Ventils (1) erfolgt, während keine Drehung des ersten Verzahnungsstücks (31) erfolgt, hingegen beim Bewegen des zweiten Verzahnungsstücks (32) vom ersten Verzahnungsstück (31) weg keine Drehung des zweiten Verzahnungsstücks (32) und damit des Ventils (1) erfolgt, sondern sich das erste Verzahnungsstück (31) freilaufend verdreht.

8. Ventilvorrichtung für einen Motor, insbesondere für einen Dieselmotor, mit mindestens einer Vorrichtung (3) zum Drehen eines Ventils (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.

9. Motor, insbesondere Dieselmotor, mit mindestens einer Ventilvorrichtung gemäss Anspruch 8.

Claims

1. Device (3) for the rotation of a valve (1) comprising a free wheel mechanism which permits a rotation of the valve (1) about its longitudinal axis (A), but only in one of two possible directions of rotation, characterised in that the free wheel mechanism comprises two toothed elements (31, 32) which are arranged in such a manner that their toothed arrangements (310, 320) can be brought into engagement with one another, and a driver spring (33) formed as a wound spring which, with a rotary load, expands or contracts in the radial direction.

2. Device in accordance with claim 1, characterised in that, after the assembly of the valve and the device (3) for the rotation of said valve, the valve (1) is firmly connected to the one toothed element (32), whereas it is not connected to the other toothed element (31), with the toothed elements (31, 32) being arranged in such a manner that their toothed arrangements (310, 320), which are designed to extend at an inclination to the longitudinal axis (A) of the valve, are in engagement with one another when the toothed elements (31, 32) move towards each other and away from one another, so that the toothed elements (31, 32) are rotatable with respect to one another when moving towards each other and away from one another; and in that the driver spring is executed as a wound spring (33) which is arranged to cooperate with that toothed element (31) which is not connected to the valve (1) in such a manner that no rotation of the valve (1) takes place when the toothed elements (31, 32) move towards one another, but a rotation of the valve (1) takes place when the toothed elements (31, 32) move away from one another, or vice versa.

3. Device in accordance with claim 2, characterised in that, when viewed in the direction of the longitudinal axis (A) of the valve, first a base part (30), then to that a first toothed element (31) adjoining it and finally a second toothed element (32) are arranged following one another, with the valve (1) being firmly connected to the second toothed element (32) after the assembly of the valve (1) and of the device (3) for the rotation of the valve (1), and furthermore in that the base part (30) is connected to the first toothed element (31) in such a manner that the base part (30) and the first toothed element (31) are not movable relative to one another in the direction of the longitudinal axis (A) of the valve but are rotatable relative to one another about the longitudinal axis (A) of the valve, and in that the wound spring (33) is in prestressed contact with both the base part (30) and the first toothed element (31).

4. Device in accordance with claim 3, characterised in that the wound spring (33) at least partially surrounds the base part (30) and the first toothed element (31) in the direction of the longitudinal axis (A) of the valve and lies firmly in contact with both of them.

5. Device in accordance with claim 3 or claim 4, characterised in that the second toothed element (32) is connected to a support plate (34), with the support plate (34) and the second toothed element (32) being immovable relative to one another in the direction of the longitudinal axis (A) of the valve but being rotatable relative to one another about the longitudinal axis (A) of the valve; and in that a resetting spring (35) is arranged between the base part (30) and the support plate (34).

6. Device in accordance with one of the claims 2 to 5, characterised in that the toothed arrangements (310, 320) of the two toothed elements (31, 32) and the winding direction of the wound spring (33) are formed in such a manner that no rotation of the second toothed element (32) and hence of the valve (1) takes place when the second toothed element (32) moves towards the first toothed element (31), but rather that the first toothed element (31) rotates in the manner of a free wheel mechanism; whereas no rotation of the first toothed element (31) but a rotation of the second toothed element (32) and hence of the valve (1) takes place when the second toothed element (32) moves away from the first toothed element (31).

7. Device in accordance with one of the claims 2 to 5, characterised in that the toothed arrangements (310, 320) of the two toothed elements (31, 32) and the winding direction of the wound spring (33) are formed in such a manner that a rotation of the second toothed element (32) and hence of the valve (1) takes place when the second toothed element (32) moves towards the first toothed element (31), whereas no rotation of the first toothed element (31) takes place; but, in contrast, no rotation of the second toothed element (32) and hence of the valve (1) takes place when the second toothed element (32) moves away from the first toothed element (31) but rather the first toothed element (31) rotates in the manner of a free wheel mechanism.

8. Valve apparatus for an engine, in particular for a diesel engine, with at least one device (3) for the rotation of a valve (1) in accordance with one of the preceding claims.

9. Engine, in particular a diesel engine, with at least one valve apparatus in accordance with claim 8.

Revendications

1. Dispositif (3) pour la rotation d'une soupape (1) avec une installation de roue libre qui permet une rotation de la soupape (1) autour de son axe longitudinal (A), cependant seulement dans une des deux directions de rotation possibles, caractérisé en ce que l'installation de roue libre comprend deux pièces à denture (31, 32) qui sont disposées de façon que leurs dentures (310, 320) puissent être amenées en prise, ainsi qu'un ressort d'entraînement (33) réalisé sous forme de ressort en boucle, ledit ressort d'entraînement (33), lors d'une sollicitation en rotation, s'étend ou se contracte dans la direction radiale.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après le montage de la soupape et du dispositif (3) pour la rotation de celle-ci, la soupape (1) est reliée solidement à une première pièce à denture (32) tandis qu'elle n'est pas reliée à l'autre pièce à denture (31), où les pièces à denture (31, 32) sont disposées de façon que leurs dentures (310, 320) qui sont réalisées pour s'étendre en biais à l'axe longitudinal (A) de la soupape, lors du rapprochement et de l'éloignement des pièces à denture (31, 32) l'une vers l'autre et l'une au loin de l'autre soient en prise de telle sorte que les pièces à denture (31, 32) lors du rapprochement et de l'éloignement, peuvent être tournées l'une contre l'autre, et en ce que le ressort d'entraînement est réalisé comme ressort en boucle (33) qui est disposé pour coopérer avec la pièce à denture (31) qui n'est pas reliée à la soupape (1) de telle sorte que lors du rapprochement des pièces à denture (31, 32) il n'y ait pas de rotation de la soupape (1), cependant lors de l'éloignement des pièces à denture (31, 32), il y ait une rotation de la soupape (1), ou inversement.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en regardant dans la direction de l'axe longitudinal (A) de la soupape, sont disposées successivement d'abord une partie de base (30), ensuite une première pièce à denture (31) et ensuite une deuxième pièce à denture (32), où la soupape (1), après le montage de la soupape et du dispositif (3) pour la rotation de la soupape (1), est reliée solidement à la deuxième pièce à denture (32), où en outre la partie de base (30) est reliée à la première pièce à denture (31) de telle sorte que la partie de base (30) et la première pièce à denture (31) sont non déplaçables l'une contre l'autre dans la direction de l'axe longitudinal (A) de la soupape mais peuvent tourner l'une contre l'autre autour de l'axe longitudinal (A) de la soupape, et où le ressort en boucle (33) est en liaison par précontrainte à la fois avec la partie de base (30) et avec la première pièce à denture (31).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort en boucle (33) entoure la partie de base (30) et la première pièce à denture (31) dans la direction de l'axe longitudinal de soupape (A) au moins partiellement et s'applique solidement aux deux.

5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la deuxième pièce à denture (32) est reliée à un disque d'appui (34), où le disque d'appui (34) et la deuxième pièce à denture (32) sont non déplaçables l'un contre l'autre dans la direction de l'axe longitudinal (A) de la soupape mais peuvent tourner l'un contre l'autre autour de l'axe longitudinal (A) de la soupape, et en ce qu'il est disposé entre la partie de base (30) et le disque d'appui (34) un ressort de rappel (35).

6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la denture (310, 320) des deux pièces à denture (31, 32) et la direction d'enroulement du ressort en boucle (33) sont réalisées de façon que lors du déplacement de la deuxième pièce à denture (32) vers la première pièce à denture (31), il n'y ait pas de rotation de la deuxième pièce à denture (32) et donc de la soupape (1), mais que la première pièce à denture (31) tourne en course libre, tandis que lors du déplacement de la deuxième pièce à denture (32) au loin de la première pièce à denture (31), il n'y a pas de rotation de la première pièce à denture (31) mais une rotation de la deuxième pièce à denture (32) et donc de la soupape (1).

7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la denture (310, 320) des deux pièces à denture (31, 32) et la direction d'enroulement du ressort en boucle (33) sont réalisées de façon que lors du déplacement de la deuxième pièce à denture (32) vers la première pièce à denture (31), il y ait une rotation de la deuxième pièce à denture (32) et donc de la soupape (1), tandis qu'il n'y a pas de rotation de la première pièce à denture (31), alors que lors du déplacement de la deuxième pièce à denture (32) au loin de la première pièce à denture (31), il n'y a pas de rotation de la deuxième pièce à denture (32) et donc de la soupape (1), mais que la première pièce à denture (31) tourne en course libre.

8. Dispositif à soupape pour un moteur, en particulier pour un moteur Diesel, avec au moins un dispositif (3) pour la rotation d'une soupape (1) selon l'une des revendications précédentes.

9. Moteur, notamment moteur Diesel, avec au moins un dispositif à soupape selon la revendication 8.

Zeichnung