VENTILFÜHRUNG

Abstract

 Eine Ventilführung weist eine Bohrung (3) für einen Ventilschaft (7) und eine Einrichtung zum drucklosen Zuführen von Schmieröl in die Bohrung (3) auf, wobei die Bohrung (3) eine zylinderseitige Öffnung (4) und eine davon abgewandte steuerungsseitige Öffnung (5) aufweist. In der Bohrung (3) mündet eine Entlastungsleitung (11), welche mit einem Raum (6) in Verbindung steht, in dem ein geringeres Druckniveau als an der zylindersetigen Öffnung (4) herrscht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventilführung mit einer Bohrung für einen Ventilschaft und einer Einrichtung zum drucklosen Zuführen von Schmieröl in die Bohrung, wobei die Bohrung eine zylinderseitige Öffnung und eine davon abgewandte steuerungsseitige Öffnung aufweist.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Ventilführungen mit einem Selbstschmierungsverhalten auf Basis von Sintermaterialien oder aus speziellem Grauguss bekannt. Um bei hoch aufgeladenen Motoren ein "Ausblasen" des Ölfilms durch die Verbrennungsgase bzw. das Gas-/Luftgemisch zu vermeiden, werden Ventilschaftabdichtungen verwendet. Diese
Ventilschaftabdichtungen können als eigener Bauteil auf die Oberseite der Ventilführung aufgeschoben oder alternativ durch einen O-Ring gebildet werden. Das Hauptproblem ist dabei eine ausreichende Ölversorgung des Spaltes zwischen der Ventilführung und dem Ventilschaft, um langfristig zu verhindern, dass der Ventilschaft durch erhöhte Reibung verschleißt.

[0003] Eine alternative Technik sind Ventilführungen, die mit Drucköl aus dem Schmierölkreislauf versorgt werden. Diese Technik ist allerdings relativ aufwendig und lässt sich nur bei Zylinderköpfen neuer Motoren realisieren. Eine Nachrüstung älterer Motoren ist schwierig oder unmöglich.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilführung mit einer drucklosen Schmierung zur Verfügung zu stellen, welche eine ausreichende Schmierung des Ventilschaftes in der Ventilführung gewährleistet.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Ventilführung der eingangs genannten Art dadurch, dass in der Bohrung eine
Entlastungsleitung mündet, welche mit einem Raum in Verbindung steht, in dem ein geringeres Druckniveau als an der zylinderseitigen Öffnung herrscht.

[0006] Bei der Erfindung wird das Problem des Ausblasens des Ölfilms im Spalt zwischen der Ventilführung und dem Ventilschaft durch eine in der Bohrung mündende Entlastungsleitung gelöst, durch welche ein zylinderkopfseitiger Überdruck entweichen kann, womit ein Ausblasen des Ölfilms im dahinter liegenden steuerungsseitigen Bereich des Spaltes vermieden wird.

[0007] Die Versorgung des Spaltes mit Schmieröl kann auf ähnliche Weise erfolgen, wie dies an sich bei Saugmotoren bekannt ist, und bei der am steuerungsseitigen Ende der Bohrung ein Reservoir an Schmieröl vorhanden ist, wobei das Schmieröl durch die Ventilbewegung bzw. die Kapillarwirkung zum zylinderseitigen Ende des Schmierspaltes weiter transportiert wird.

[0008] Da bei der Erfindung ein kleiner Anteil des Schmieröls über die Mündung der Entlastungsleitung hinaus bis zur zylinderseitigen Öffnung transportiert wird, hat der Ölfilm hier durch die Kapillarwirkung auch eine Dichtfunktion, sodass von der zylinderseitigen Öffnung nur eine reduzierte Menge an Abgas bzw. Gemisch in Richtung zur Mündung der Entlastungsleitung strömen kann.

[0009] Gleichzeitig wird durch den Umstand, dass über die bis zur Mündung verkürzte Strecke des Schmierspaltes eine geringe Menge an Abgas bzw. Gemisch strömen kann, ein Austreten von Schmieröl aus der zylinderseitigen Öffnung verringert bzw. im günstigsten Fall vermieden und folglich auch eine Verunreinigung der dort angeordneten Teile des Zylinderkopfes bzw. Motors verringert bzw. vermieden.

[0010] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Bohrung eine insbesondere ringförmige Nut angeordnet, in welche die Entlastungsleitung mündet. Auf diese Weise ist eine vollständige "Abschirmung" des darüber liegenden, steuerungsseitigen Bereichs des Schmierspaltes vor einem Ausblasen des Schmierölfilms durch einen zylinderseitigen Überdruck gewährleistet.

[0011] Vorzugsweise mündet die Entlastungsleitung in der zylinderseitigen Hälfte der Bohrung, wobei bei der Erfindung besonders bevorzugt ist, wenn der Abstand der Mündung der Entlastungsleitung von der zylinderseitigen Öffnung größer oder gleich dem Ventilhub ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass ein ausreichend langer Bereich der Ventilführung oberhalb der Mündung der Entlastungsleitung vor einem Ausblasen des Schmierölfilms geschützt ist und dennoch der verbleibende Bereich der Ventilführung unterhalb der Mündung im zylinderseitigen Abschnitt zufriedenstellend geschmiert wird.

[0012] Um eine ausreichende Versorgung des Schmierspaltes zwischen der Bohrung der Ventilführung und dem Ventilschaft sicherzustellen, ist bei der Erfindung bevorzugt, wenn an der steuerungsseitigen Öffnung eine ringförmige, insbesondere kegelförmige, Fase zum Zuführen von Schmieröl in die Bohrung angeordnet ist. Diese Fase bildet das Reservoir für Schmieröl, welches durch die Ventilbewegung bzw. die Kapillarwirkung in den Schmierspalt gefördert wird.

[0013] Für eine Verbesserung des Schmieröleinzugs in den Schmierspalt kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Fase einen spitzen Kegelwinkel oder einen anschließenden Abschnitt mit einem spitzen Kegelwinkel aufweisen bzw. kann die Fase einen insbesondere etwa kreisbogenförmig gekrümmten Übergangsbereich zur Bohrung aufweisen.

[0014] Um die erfindungsgemäße Ventilführung auf einfache und sichere Weise in Motoren bzw. deren Zylinderköpfe einbauen zu können, ist bei der Erfindung bevorzugt, wenn die Ventilführung einen im Wesentlichen hülsenförmigen Führungsteil aufweist, in dem die Bohrung angeordnet ist. Dieser Führungsteil kann unabhängig von dem ihn aufnehmenden Teil des Motors präzise hergestellt und dann eingebaut werden.

[0015] Die Entlastungsleitung muss erfindungsgemäß mit einem Raum in Verbindung stehen, in dem ein geringeres Druckniveau als an der zylinderseitigen Öffnung herrscht.

[0016] Besonders einfach kann die Entlastungsleitung dann hergestellt werden, wenn an der Außenseite des Führungsteils wenigstens eine, vorzugsweise in Längsrichtung des Führungsteils verlaufende, Ausnehmung angeordnet ist, die einen Abschnitt der Entlastungsleitung begrenzt. Die Entlastungsleitung ist somit wenigstens zum Teil bereits in den Führungsteil integriert und muss nicht noch zusätzlich in einem umgebenden Bauteil angebracht werden.

[0017] Die Ausnehmung könnte beispielsweise eine Nut, eine Bohrung oder dergleichen im Führungsteil sein. Besonders bevorzugt ist bei der Erfindung allerdings, wenn die Ausnehmung von einer Abflachung des Führungsteils an dessen Außenseite gebildet wird, da diese besonders einfach und mit der nötigen Präzision hergestellt werden kann.

[0018] Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Zylinderkopf mit wenigstens einer Ventilführung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ventilführung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt ist.

[0019] Da, wie erwähnt, die Entlastungsleitung mit einem Raum in Verbindung stehen muss, in dem ein geringeres Druckniveau als an der zylinderseitigen Öffnung herrscht, ist bei der Erfindung insbesondere bevorzugt, wenn der Zylinderkopf einen Kipphebelraum aufweist und die Entlastungsleitung zum Kipphebelraum hin offen ist.

[0020] Alternativ wäre es aber beispielsweise auch möglich, dass die Entlastungsleitung zum Kurbelgehäuseraum oder zum Blowby-Filter hin offen ist.

[0021] Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

[0022] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1

einen Schnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilführung,

Fig. 2

eine Seitenansicht auf die Ventilführung von Fig. 1 und

Fig. 3

die Ventilführung von Fig. 1 und 2 im in einem abschnittsweise dargestellten Zylinderkopf eingebauten Zustand.

[0023] In den Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße Ventilführung 1 dargestellt, welche in der dargestellten Ausführungsform einen hülsenförmigen Führungsteil 2 aufweist. Der hülsenförmige Führungsteil 2 hat eine Bohrung 3 mit einer zylinderseitigen Öffnung 4 und einer steuerungsseitigen Öffnung 5. Die steuerungsseitige Öffnung 5 befindet sich beispielsweise in einem Kipphebelraum 6, in welchem sich Kipphebel zur Steuerung bzw. Betätigung eines oder mehrerer Ventile befinden, wobei in Fig. 3 nur ein Ventilschaft 7 eines Ventils dargestellt ist.

[0024] Zwischen der Bohrung 3 und dem Ventilschaft 7 befindet sich ein Schmierspalt 8, der aus einer Fase 9 an der steuerungsseitigen Öffnung 5 der Bohrung 3 mit Schmieröl versorgt wird. Die Fase ist nicht unbedingt erforderlich, verbessert aber das Einziehen bzw. Eindringen des Schmieröls in den Schmierspalt 8. Die Fase 9 befindet sich entweder in einem Raum, wie dem Kipphebelraum 6, in welchem sich ohnedies Schmieröl befindet, oder wird auf andere Weise im Wesentlichen drucklos mit Schmieröl versorgt. Durch die Kapillarwirkung und den Ventilhub wird das Schmieröl aus der Fase 9 automatisch in den Schmierspalt 8 gefördert. Um eine sichere bzw. ausreichende Versorgung des Schmierspaltes 8 mit Schmieröl zu gewährleisten, weist die Fase 9 in der dargestellten Ausführungsform eine Kegelform mit einem spitzen Kegelwinkel auf, was das Einziehen bzw. Eindringen des Schmieröls in den Schmierspalt 8 verbessert.

[0025] In der Bohrung 3 befindet sich eine ringförmige Nut 10, welche in einem Abstand von der zylinderseitigen Öffnung 4 angeordnet ist, der bevorzugt etwa dem Ventilhub entspricht oder etwas größer ist. In diese Nut 10 mündet eine Entlastungsleitung 11, welche durch die Wand des hülsenförmigen Führungsteils 2 führt und an einer Mündung 13 am Grund der Nut 10 endet.

[0026] An einer Außenseite 12 des hülsenförmigen Führungsteils 2 befindet sich eine Ausnehmung 14 in Form einer ebenen Abflachung, welche in Längsrichtung der Ventilführung 1 von der Entlastungsleitung 11 bis zum steuerungsseitigen Ende der Ventilführung 1 führt. Wenn der hülsenförmige Führungsteil 2, wie in Fig. 3 ersichtlich, zum Beispiel in einem Zylinderkopf 15 eingebaut ist, wird von der Ausnehmung 14 und einer Innenwand 16 einer Zylinderkopfbohrung 17, in welche die Ventilführung 1 eingesetzt ist, ein Leitungsabschnitt 18 gebildet, der eine Verlängerung der Entlastungsleitung 11 bildet und in der dargestellten Ausführungsform in den Kipphebelraum 6 mündet.

[0027] In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eines Zylinderkopfes 15 mündet die zylinderseitige Öffnung 4 in einen unter der Ventilführung 1 befindlichen Kanal 19 für die Zufuhr von Luft oder Brennstoffgemisch in einen Zylinder bzw. das Abführen von Abgas aus einem Zylinder. Wenn in diesem Kanal 19 ein höherer Druck herrscht als im Kipphebelraum 6, kann allenfalls aus dem Kanal 19 in den Schmierspalt 8 eindringendes Gas nur bis zur Nut 10 vordringen und wird dann über die Entlastungsleitung 11 und deren Leitungsabschnitt 18 in den Kipphebelraum 6 abgeleitet. Es versteht sich, dass die Entlastungsleitung 11 auch zu einem anderen Ort bzw. Raum eines Motors geführt werden kann, in welchem ein geringeres Druckniveau als im Kanal 19 herrscht.

[0028] Die in Hubrichtung des Ventilschafts 7 gemessene Breite der Nut 10 beträgt bei der Erfindung vorzugsweise weniger als die Hälfte des Ventilhubs. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass über den Ventilschaft 7 ausreichend Schmieröl über die Nut 10 hinweg bis in den Schmierspalt 8 hinter der Nut 10 und bis zur zylinderseitigen Öffnung 4 gefördert wird, um auch dort eine ausreichende Schmierung des Ventilschafts 7 zu gewährleisten.

[0029] Bei der Erfindung kann des Weiteren eine Ölverteilnut 20 vorgesehen sein, welche in der Bohrung 3 im Bereich zwischen der Nut 10 und der steuerungsseitigen Öffnung 5 angeordnet ist, welche für eine verbesserte Verteilung des Schmieröls über den gesamten Umfang des Ventilschafts 7 sorgt.

Ansprüche

1. Ventilführung mit einer Bohrung (3) für einen Ventilschaft (7) und einer Einrichtung zum drucklosen Zuführen von Schmieröl in die Bohrung (3), wobei die Bohrung (3) eine zylinderseitige Öffnung (4) und eine davon abgewandte steuerungsseitige Öffnung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (3) eine Entlastungsleitung (11) mündet, welche mit einem Raum (6) in Verbindung steht, in dem ein geringeres Druckniveau als an der zylinderseitigen Öffnung (4) herrscht.

2. Ventilführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (3) eine insbesondere ringförmige Nut (10) angeordnet ist, in welcher die Entlastungsleitung (11) mündet.

3. Ventilführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Nut (10) weniger als die Hälfte des Ventilhubs beträgt.

4. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitung (11) in der zylinderseitigen Hälfte der Bohrung (3) mündet.

5. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Mündung (13) der Entlastungsleitung (11) von der zylinderseitigen Öffnung (4) größer oder gleich dem Ventilhub ist.

6. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der steuerungsseitigen Öffnung (5) eine ringförmige, insbesondere kegelförmige, Fase (9) zum Zuführen von Schmieröl in die Bohrung (3) angeordnet ist.

7. Ventilführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (9) einen spitzen Kegelwinkel oder einen anschließenden Abschnitt mit einem spitzen Kegelwinkel aufweist.

8. Ventilführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase (9) einen insbesondere etwa kreisbogenförmig gekrümmten Übergangsbereich zur Bohrung (3) aufweist.

9. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen im Wesentlichen hülsenförmigen Führungsteil (2) aufweist, in dem die Bohrung (3) angeordnet ist.

10. Ventilführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite (12) des Führungsteils (2) wenigstens eine vorzugsweise in Längsrichtung des Führungsteils (2) verlaufende Ausnehmung (14) angeordnet ist, die einen Leitungsabschnitt (18) der Entlastungsleitung (11) begrenzt.

11. Ventilführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14) von einer Abflachung am Führungsteil (2) an dessen Außenseite (12) gebildet wird.

12. Ventilführung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fase(9) an der steuerungsseitigen Öffnung (5) des Führungsteils (2) ausgeformt ist.

13. Ventilführung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mündung (13) der Entlastungsleitung (11) und der steuerungsseitigen Öffnung (5) eine Ölverteilnut (20) angeordnet ist.

14. Zylinderkopf mit wenigstens einer Ventilführung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt ist.

15. Zylinderkopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsleitung (11) von der Ausnehmung (14) am Führungsteil (2) und einer Innenwand (16) einer Zylinderkopfbohrung (17) begrenzt wird.

16. Zylinderkopf nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Kipphebelraum (6) aufweist und dass die Entlastungsleitung (11) zum Kipphebelraum (6), Kurbelgehäuseraum oder zum Blowby-Filter hin offen ist.

Zeichnung