VENTILSCHAFTABDICHTUNG FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung befasst sich mit einer Ventilschaftabdichtung für Brennkraftmaschinen mit einem an einem Ventilschaft anliegenden dynamischen Dichtteil und einem an der Ventilschaftführung anliegenden statischen Dichtteil aus elastomeren Werkstoffen, wobei das statische Dichtteil von einem formstabilen Versteifungsring umgeben ist, der mit dem Auflagering für die Ventilfeder zu einer festen Einbaueinheit verbunden ist.

Technisches Gebiet

[0002] Ventilschaftabdichtungen dieser Art haben eine vielseitige Verwendung. Die modernen Ventilschaftabdichtungen haben eine dynamische Dichtung, welche den Ventilschaft dichtend umschließt. Die Dichtung soll verhindern, dass Schmiermittel am Ventilschaft entlang in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Sie soll jedoch nicht 100%ig dicht sein, damit eine geringe Menge an Öl zur Schmierung des Ventilschafts hindurchtreten kann. Die statische Dichtung liegt an der Ventilschaftführung an und dient als Befestigungsteil für die dynamische Dichtung.

Stand der Technik

[0003] In der DE 100 28 587 A1 ist ein Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine gezeigt, die mit einer statischen und einer dynamischen Dichtung versehen ist, die eine vormontierte Einheit bildet. Die statische Dichtung ist von einem Stützkörper oder auch Versteifungsring umgeben, der einen radial nach außen sich erstreckenden Flansch hat auf dem die Ventilfeder sich abstützt.

[0004] Auch in der DE 39 02 518 A1 ist eine Ventilschaftabdichtung vergleichbarer Bauart gezeigt. Um zu einer besseren Maßgenauigkeit bei der Herstellung der Ventilschaftabdichtung zu gelangen und auch gleichzeitig die Herstellungskosten zu senken ist bei dieser Ventilschaftabdichtung am radial abgebogenen Schenkel federseitig eine verschleißfeste Ventilfederauflage angeordnet. Die Ventilfederauflage kann als ringförmige Scheibe ausgebildet sein, die aus gehärtetem Stahl besteht. Dabei ist es vorteilhaft, die Scheibe fest mit dem Rohrkörper zu verbinden, welcher die statische Dichtung umgibt, um auf diese Weise eine Einbaueinheit zu schaffen. Am Innenumfang der Scheibe sind radial nach innen sich erstreckende Zungen angeordnet, die mit ihrem radial inneren Endbereich mit dem Außenumfang des Rohrkörpers fest verbindbar sind. Nachteil dieser Lösung ist, dass die Ventilfeder und damit auch der Ventilstößel mit Ventilteller sich nicht frei bewegen können. Die Feder arbeitet sich in den Flansch bzw. die ringförmige Scheibe ein und wird dadurch an ihrer Drehbewegung gehindert.

[0005] Schließlich ist es aus der EP 0 877 150 A1 bekannt, bei einer Ventilschaftabdichtung zwei zylindrische Hülsenteile zu verwenden, die ineinander greifen und von denen eines mit der daran anliegenden Ventilfelder drehen kann. Beide Hülsenteile sind konstruktiv und betriebstechnisch aufwendig gestaltet und damit kostenträchtig.

Darstellung der Erfindung

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilschaftabdichtung zu schaffen, welche eine freie Drehbewegung des Ventilkopfes am Ventilsitz ermöglicht. Dadurch wird ein gleichmäßiger Kontakt dieser Teile zueinander erreicht, was seinerseits zu einer höheren Kompression innerhalb des Zylinders führt.

[0007] Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Ventilschaftabdichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 7 stellen vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes dar.

[0008] Der Auflagering ist mit dem Versteifungsring zunächst zu einer vormontierten Einheit zusammengefasst und erst während der Montage der Ventilschaftabdichtung am Zylinderkopf eines Motors oder nach kurzer Inbetriebnahme wird der Auflagering vom Versteifungsring separiert. Dieses wird dadurch erreicht, dass der Auflagering in Form eines Stützrings zunächst über wenigstens eine Sollbruchstelle mit dem Versteifungsring verbunden ist, das heißt eine Einheit darstellt. Während der Montage kann der Auflagering durch entsprechend angewendeten Druck vom Versteifungsring abgebrochen werden. Möglich ist aber auch die Sollbruchstelle so auszuführen, dass sie erst nach Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine bricht und dann den Auflagering freigibt. Der vom Versteifungsring des statischen Dichtteils dann separierte Auflagering erlaubt eine freie Drehbewegung der Ventilfeder und des Ventilfedertellers einschließlich des Ventilfederkopfes.

[0009] Der Auflagering kann in eine Vertiefung im Zylinderkopf eingefügt sein. Dadurch wird, insbesondere wenn der Innendurchmesser des Auflagerings relativ groß ist, einer Verlagerung des Auflagerings entgegengewirkt.

[0010] In Weiterführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Positionierung des statischen Dichtteils an der Stirnfläche der Ventilschaftführung erfolgt. Dieses erleichtert die Montage der einzelnen Teile. Das statische Dichtteil kann für die Anlage an der Stirnfläche der Ventilschaftführung mit einer Axialringfläche versehen sein.

[0011] Der Versteifungsring hat im Längsschnitt gesehen eine Winkel- oder S-Form, wobei der nach innen gerichtete Schenkel am Übergang zur Dichtlippe liegt und von dem Elastomermaterial des Dichtelements umfasst ist. Der in Längsrichtung der Ventilschaftführung liegende Teil des Versteifungsrings ist im Wesentlichen über die gesamte Länge seiner Innenfläche mit dem Elastomermaterial des Dichtteils verbunden. Desweiteren ist es günstig, wenn die Ventilschaftführung aus einem Rohr mit auf seiner gesamten Länge konstanten Innen- und Außendurchmesser besteht.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

[0012] Anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

[0013] Es zeigt:

Figur 1

eine Ventilschaftabdichtung im Längsschnitt mit angedeuteten Sollbruchstellen, und

Figur 2

die Ventilschaftabdichtung nach Figur 1 nach Abbrechen des Auflagerings.

Ausführung der Erfindung

[0014] In der Figur 1 ist im Längsschnitt die linke Seite einer Ventilschaftabdichtung 1 dargestellt. Dabei sind der Ventilschaft mit Ventilkopf und Ventilteller der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Die Ventilschaftabdichtung 1 besteht aus dem am Ventilschaft anliegenden dynamischen Dichtteil 2 der aus einem elastomeren Werkstoff gebildet ist und die Dichtlippe 3 hat. Die Dichtlippe 3 wird durch eine Schraubenfeder 4 an den Ventilschaft angedrückt. Der Ventilschaft selbst ist in der Ventilschaftführung 5 geführt. Auf die Ventilschaftführung 5 ist der statische Dichtteil 6 der Dichtung aufgesetzt. Die statische Dichtung 6 wird von dem Versteifungsring 7 aus Metall umfasst. Zur Positionierung des statischen Dichtteils 6 an der Stirnfläche 8 der Ventilschaftführung 5 ist der statische Dichtteil 6 mit einer axialen Ringfläche versehen. Der Versteifungsring 7 ist S-förmig ausgebildet und sein nach innen gerichteter Schenkel 9, der am Übergang zur Dichtlippe 3 liegt, ist von dem Elastomermaterial des Dichtteils 2 umfasst.

[0015] Der Versteifungsring 7 ist mit einem treppenartig ausgebildeten und radial nach außen gerichteten Flansch 10 versehen. Auf dem Flansch 10 stützt sich die Feder 11 ab. Der Flansch 10 liegt seinerseits auf dem Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine auf. Der Flansch 10 wird bevorzugt an der Stelle 13 mit einer Sollbruchstelle versehen, welche eine Trennung des äußersten Flanschteils von dem Versteifungsring 7 während der Montage der Ventilschaftabdichtung 1 oder auch nach kurzer. Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine ergibt. Der abgetrennte Flanschteil stellt den Auflagering 14 für die Ventilfeder 11 dar, der unabhänig vom Versteifungsring 7 sich mit der Feder 11 verdrehen kann. Mit 15 sind zwei weitere Sollbruchstellen angedeutet, von denen jeweils eine an die Stelle der Sollbruchstelle 13 treten kann. Die Sollbruchstelle 13 wird jedoch bevorzugt.

[0016] In der Figur 2 ist die rechte Seite der Ventilschaftabdichtung nach Figur 1 gezeigt nachdem der Auflagering 14 von dem Versteifungsring 7 abgetrennt wurde. Beide Teile sind sodann unabhängig voneinander. Damit eine Verschiebung des Auflagerings 14 in Bezug zum Versteifungsring bzw. zur Ventilschaftführung 5 nicht eintritt, ist im Zylinderkopf 12 eine Vertiefung 16 vorhanden, welche den Auflagering 14 bzw. dessen Außenrand radial umfasst.

Ansprüche

1. Ventilschaftabdichtung für Brennkraftmaschinen mit einem an einem Ventilschaft anliegenden dynamischen Dichtteil und einem an der Ventilschaftführung anliegenden statischen Dichtteil aus elastomeren Werkstoffen, wobei das statische Dichtteil von einem formstabilen Versteifungsring umgeben ist, der mit dem Auflagering für die Ventilfeder zu einer festen Einbaueinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Auflagerings (14) und des Versteifungsrings (7) eine Sollbruchstelle (13) ist, durch die der Auflagering (14) vom Versteifungsring (7) während der Montage der Ventilschaftabdichtung am Zylinderkopf (12) eines Motors oder nach kurzer Inbetriebnahme des Motors separiert wird.

2. Zylinderkopf mit einer Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagering (14) in eine Vertiefung (16) im Zylinderkopf (12) eingefügt ist.

3. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung des statischen Dichtteils (6) an einer Stirnfläche (8) der Ventilschaftführung (5) erfolgt.

4. Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Dichtteil (6) mit einer axialen Ringfläche für die Anlage an der Stirnfläche (8) der Ventilschaftführung (5) versehen ist.

5. Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (7) im Längsschnitt gesehen eine Winkel- oder S-Form hat, wobei ein nach innen gerichteter Schenkel (9) am Übergang zur Dichtlippe (3) liegt und vom Elastomermaterial (13) des dynamischen Dichtteils (2) umfasst ist.

6. Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in Längsrichtung der Ventilschaftführung (5) liegende Teil des Versteifungsrings (7) im Wesentlichen über die Gesamte Länge seiner Innenfläche mit dem Elastomermaterial des dynamischen Dichtteils (2) verbunden ist

7. Zylinderkopf mit einer Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilschaftführung (5) aus einem Rohr mit auf seiner gesamten Länge konstantem Innen- und Außendurchmesser (d, D) besteht.

Claims

1. Valve-stem seal for internal combustion engines, with a dynamic sealing part bearing against the valve stem and with a static sealing part bearing against the valve-stem guide, which part consists of elastomeric materials, that static sealing part being surrounded by a dimensionally stable stiffening ring which is connected to the bearing ring for the valve spring to form a fixed installation unit, characterized in that the connection of the bearing ring (14) and of the stiffening ring (7) is a predetermined breaking point (13), by means of which the bearing ring (14) is separated from the stiffening ring (7) during the mounting of the valve-stem seal on the cylinder head (12) of an engine or after a brief operation of the engine.

2. Cylinder head with a valve-stem seal according to Claim 1, characterized in that the bearing ring (14) is inserted into a depression (16) in the cylinder head (12).

3. Valve-stem seal according to Claim 1, characterized in that the positioning of the static sealing part (6) takes place against one end face (8) of the valve-stem guide (5).

4. Valve-stem seal according to either one of Claims 1 and 3, characterized in that the static sealing part (6) is provided with an axial annular surface for bearing against the end face (8) of the valve-stem guide (5).

5. Valve-stem seal according to one of Claims 1, 3 or 4, characterized in that the stiffening ring (7) has an angular or S-shape, as seen in longitudinal section, an inwardly directed leg (9) being located at the transition to the sealing lip (3) and being surrounded by the elastomeric material (13) of the dynamic sealing part (2).

6. Valve-stem seal according to one of Claims 1 or 3 to 5, characterized in that that part of the stiffening ring (7) which lies in the longitudinal direction of the valve-stem guide (5) is connected, essentially or with the entire length of its inner surface, to the elastomeric material of the dynamic sealing part (2).

7. Cylinder head with a valve-stem seal according to Claim 2, characterized in that the valve-stem guide (5) consists of a tube with an inside and an outside diameter (d, D) which are constant over its entire length.

Revendications

1. Joint de tige de soupape destiné à des moteurs à combustion interne, comprenant une partie d'étanchéité dynamique s'appliquant contre une tige de soupape et une partie d'étanchéité statique s'appliquant contre le guide de la tige de soupape, constituée en matériaux élastomères, la partie d'étanchéité statique étant entourée par une bague de renforcement de forme stable, qui est connectée à la bague d'appui pour le ressort de soupape pour former une unité de montage fixe, caractérisé en ce que la connexion de la bague d'appui (14) et de la bague de renforcement (7) est un point destiné à la rupture (13) qui permet de séparer la bague d'appui (14) de la bague de renforcement (7) pendant le montage du joint de tige de soupape sur la culasse (12) d'un moteur ou après une courte mise en service du moteur.

2. Culasse comprenant un joint de tige de soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague d'appui (14) est insérée dans un renfoncement (16) dans la culasse (12).

3. Joint de tige de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le positionnement de la partie d'étanchéité statique (6) s'effectue sur une surface frontale (8) du guide de la tige de soupape (5).

4. Joint de tige de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la partie d'étanchéité statique (6) est pourvue d'une surface annulaire axiale pour l'appui contre la surface frontale (8) du guide de la tige de soupape (5).

5. Joint de tige de soupape selon l'une quelconque des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que la bague de renforcement (7), vue en coupe longitudinale, a une forme coudée ou en S, une branche (9) orientée vers l'intérieur se trouvant à la transition avec la lèvre d'étanchéité (3) et étant entourée par le matériau élastomère (13) de la partie d'étanchéité dynamique (2).

6. Joint de tige de soupape selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3 à 5, caractérisé en ce que la partie de la bague de renforcement (7) située dans la direction longitudinale du guide de la tige de soupape (5) est connectée essentiellement sur toute la longueur de sa surface intérieure au matériau élastomère de la partie d'étanchéité dynamique (2).

7. Culasse comprenant un joint de tige de soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce que le guide de la tige de soupape (5) se compose d'un tube ayant un diamètre intérieur et un diamètre extérieur (d, D) constants sur toute sa longueur.

Zeichnung