DE1115544B

DE1115544B - Valve spring retainer

Info

Publication number: DE1115544B
Application number: DET16690A
Authority: DE
Inventors: Max J Tauschek; Donald J Seiler
Original assignee: Thompson Ramo Wooldridge Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1958-05-15
Filing date: 1959-05-15
Publication date: 1961-10-19

Description

Ventilfederhalterung Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilfederhalterung für eine auf einem Ventilschaft angeordnete Rückstellfeder.Valve Spring Retainer The invention relates to a valve spring retainer for a return spring arranged on a valve stem.

Es sind bereits Ventilfederhalterungen bekannt, bei denen der Federteller zur Unterstützung der Rückstellfeder auf dem Ventilschaft durch in Bohrungen des Ventilschaftes einsetzbare Querstifte in axialer Lage festgelegt wird. Diese Art der Federtellerfestlegung besitzt jedoch den Nachteil, daß insbesondere bei Ventilkammem von relativ kleinen Abmessungen das Aufsetzen des Federtellers und das Einstecken der Haltestifte in die Ventilschaftbohrungen nahezu unmöglich ist.Valve spring holders are already known in which the spring plate to support the return spring on the valve stem through holes in the Valve stem insertable transverse pins is set in the axial position. This kind however, the spring plate fixing has the disadvantage that, particularly in the case of valve chambers of relatively small dimensions, putting on the spring plate and plugging it in the retaining pins in the valve stem bores is almost impossible.

Es ist auch bereits eine Ventilfederhalterung bekannt, bei der sich der Federteller über eine im Ventilschaft ausgebildete Ringnut und einen mit dieser zusammenwirkenden Befestigungsteil abstützt. Der Befestigungsteil dieser bekannten Ventilfederhalterung weist ein schlüssellochartiges Loch auf, so daß er durch den größeren Lochabschnitt über den Ventilschaft geschoben und durch seitliches Verschieben der kleinere Lochabschnitt in die Schaftnut eingeschoben werden kann und dadurch über den am Ventilschaft festgelegten Befestigungsteil eine Anlage für den Federteller geschaffen wird. Auch bei dieser bekannten Ventilfederhalterung ist das Aufsetzen und Festlegen des Federtellers, insbesondere bei in kleinen Ventilkammern eingebauten Ventilen sehr erschwert.A valve spring holder is also already known in which the spring plate is supported via an annular groove formed in the valve stem and a fastening part cooperating with this. The fastening part of this known valve spring holder has a keyhole-like hole so that it can be pushed through the larger hole section over the valve stem and the smaller hole section can be pushed into the shaft groove by moving it sideways, thereby creating a system for the spring plate via the fastening part fixed on the valve stem . In the case of this known valve spring holder, too, it is very difficult to place and fix the spring plate, in particular in the case of valves built into small valve chambers.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ventilfederhalterung von relativ einfacher Bauart zu schaffen, die unter kleinsten Raumverhältnissen leicht eingebaut und wieder ausgebaut werden kann.It is an object of the invention to provide a valve spring retainer from relative to create a simple design that can be easily installed in the smallest of spaces and can be expanded again.

Die Ventilfederhalterung für eine auf einem Ventilschaft angeordnete Rückstellfeder, die sich mit einem Ende über einen Federteller an dem mit einer Ringnut versehenen Ventilschaft abstützt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller im wesentlichen haubenförinig ausgebildet ist und einen die Feder unterstützenden Flansch, einen gegenüber diesem Flansch in axialer Richtung versetzt angeordneten Halsteil sowie einen den Flansch und Halsteil verbindenden Verbindungsteil aufweist und der Federteller eine schlüssellochartige Ausnehmung mit einer kleineren öffnung im Halsteil und einer mit letzterer in Verbindung stehenden größeren öffnung im Verbindungsteil aufweist und diese Ausnehmung derart ausgebildet ist, daß der Federteller durch die größere öffnung in axialer Richtung auf den Ventilschaft aufgeschoben und durch seitliches Verschieben mit der kleineren Öffnung in die Schaftmit eingeführt und dadurch der Federteller am Schaft festgelegt werden kann. Vorzugsweise ist der Halsteil im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und umgibt in geringem Abstand den Ventilschaft und weist einen nach innen gerichteten, die kleinere Öffnung bildenden und in die Nut eingreifenden Randabschnitt auf. Die Schaftnut und der mit dieser zusammenwirkende Teil der Federtellerausnehmung kann konisch ausgebildet sein.The valve spring retainer for a mounted on a valve stem Return spring, which has one end over a spring plate on the one with a The valve stem provided with an annular groove is characterized in that the spring plate is formed substantially hood-shaped and one supporting the spring Flange, one offset from this flange in the axial direction Has neck part and a connecting part connecting the flange and neck part and the spring plate has a keyhole-like recess with a smaller opening in the neck part and a larger opening in the Has connecting part and this recess is designed such that the spring plate pushed onto the valve stem in the axial direction through the larger opening and inserted into the shaft with the smaller opening by sliding it sideways and thereby the spring plate can be fixed on the shaft. Preferably the Neck part is essentially cylindrical and surrounds at a small distance the valve stem and has an inwardly directed one defining the smaller opening and the edge portion engaging in the groove. The shaft groove and the one with this cooperating part of the spring plate recess can be designed conically.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using three exemplary embodiments. The drawing shows the same parts denoted by the same reference numerals.

Fig. 1 zeigt eine Teilansicht einer Ventilfederhalterung gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Tellerventil einer Brennkraftmaschine, und zwar teilweise weggebrochen und teilweise im Schnitt; Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt längs der Linie II-11 der Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, zur Erläuterung der Lage des Federtellers während. des Anbringens auf dem Ventilschaft; Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, die den Federteller gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer neuen Stößelausbildung zeigt; Fig. 6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung,und Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows a partial view of a valve spring holder according to the invention in connection with a poppet valve of an internal combustion engine, partially broken away and partially in section; Fig. 2 shows a vertical section along the line II-11 of Fig. 1; Fig. 3 shows a side view, partially in section, to explain the position of the spring plate during. mounting on the valve stem; Fig. 4 shows a vertical section along the line IV-IV of Fig. 3; Fig. 5 is a side view, partly in section, showing the spring seat of the invention in connection with a new plunger design; Fig. 6 is a side view, partly in section, of a further embodiment according to the invention, and Fig. 7 shows a side view, partly in section, of a third embodiment according to the invention.

Der Federteller 10 ist hier in Verbindung mit einer Tellerventilanordnung gezeigt, wie sie allgemein bei Brennkraftmaschinen verwendet wird. Die Anordnung umfaßt einen Motorteil 11 mit einer Ventilschaftführung 12 sowie einem darin axial verschiebbar angeordneten Ventilschaft 13, der durch einen mit dem Ventilschaftende 15 zusammenwirkende.n Stößel 14 betätigbar ist.The spring plate 10 is shown here in connection with a poppet valve arrangement as is generally used in internal combustion engines. The arrangement comprises a motor part 11 with a valve stem guide 12 and a valve stem 13 which is arranged axially displaceably therein and can be actuated by a tappet 14 which cooperates with the valve stem end 15.

Eine Rückstellfeder 16 stützt sich mit einem Ende bei 17 gegen einen an dem Motorteil 11 anliegenden kappenfönnigen Teil 18 ab, und das gegenüberliegende Ende der Rückstellfeder 16 stützt sich bei 19 an dem Federteller 10 ab.A restoring spring 16 is supported at one end at 17 against a cap-shaped part 18 resting on the motor part 11 , and the opposite end of the restoring spring 16 is supported at 19 on the spring plate 10 .

Der Schaft 13 weist eine Nut 20 auf, die einen Schaftteil 21 von geringerem Durchmesser mit im wesentlichen ebenen Seitenwünden 22 und 23 bildet.The shaft 13 has a groove 20 which forms a shaft part 21 of smaller diameter with essentially flat side walls 22 and 23 .

Der Federteller 10 ist so geformt, daß er einen radial nach außen gerichteten Bodenflansch 24 bildet, der die Feder 16 unterstützt und der mit einem nahezu zylindrischen Ansatz 25 über einen gekrümmten oder bogenfönnig geformten Teil 26 in Verbindung steht. Ein radial nach innen gerichteter Randteil 27 liegt normalerweise mit Druck an der Seitenwand 22 der Nut 20 an. Der Bodenflansch 24 ist parallel zu dem Randteil 27 des Tellers 10. The spring plate 10 is shaped in such a way that it forms a radially outwardly directed bottom flange 24 which supports the spring 16 and which is connected to an almost cylindrical extension 25 via a curved or arched part 26 . A radially inwardly directed edge part 27 normally rests against the side wall 22 of the groove 20 with pressure. The bottom flange 24 is parallel to the edge part 27 of the plate 10.

In dem Federteller 10 ist ein schlüssellochartiges Loch 28 ausgebildet, das einen Mittelabschnitt 29 mit relativ kleinem Durchmesser besitzt, der sich radial nach außen zu einem Abschnitt 30 mit relativ großem Durchmesser erweitert. Das Loch 28 ist derart geformt, daß es runde, gegenüberlieg gende Beg grenzungsflächen 31 und 32 bildet und der Lochabschnitt 29 von relativ kleinem Durchmesser allgemein parallel verlaufende Seitenflächen 33 und 34 aufweist. Die Länge des Loches 28, gemessen in radialer Richtung zwischen den Endflächen 31 und 32, und der Durchmesser jedes der Abschnitte 29 und 30 ist durch den Durchmesser des Ventilschaftendes 15 und den reduzierten Schaftabschnitt 21 bestimmt. Ein gewisser Spielraum ist zum leichteren Anbringen des Federtellers 10 auf dem Ventilschaft vorgesehen. Der radiale Mittelpunkt des Lochabschnitts 29 von relativ kleinem Durchmesser liegt auf der Achse des reduzierten Schaftabschnitts 21, und der radiale Mittelpunkt des einen Lochabschnitts 30 mit größerem Durchmesser liegt auf der Achse des Ventilschaftes 13. In the spring plate 10 , a keyhole-like hole 28 is formed, which has a central section 29 with a relatively small diameter, which widens radially outward to a section 30 with a relatively large diameter. The hole 28 is shaped such that it forms round, opposite begging boundary surfaces 31 and 32 and the hole portion 29 of relatively small diameter generally parallel side surfaces 33 and 34 has. The length of the hole 28, measured in the radial direction between the end surfaces 31 and 32, and the diameter of each of the sections 29 and 30 is determined by the diameter of the valve stem end 15 and the reduced stem section 21. A certain amount of leeway is provided for easier mounting of the spring plate 10 on the valve stem. The radial center of the hole section 29 of relatively small diameter lies on the axis of the reduced stem section 21, and the radial center of the one hole section 30 of larger diameter lies on the axis of the valve stem 13.

Um den Teller 10 auf dem Ventilschaft 13 leicht und schnell anbringen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine enge Beziehung zwischen der Län-e der Ventilschaftnut 20 und der, Tiefe des Federtellers zu schaffen, die zwischen der äußeren Oberfläche des Randtells 27 und der entgegen-, setzten äußeren Oberfläche der Verbindunc, des Cre CD zylindrischen Teils 25 mit dem bogenförmigen Teil 26 des Tellers gemessen wird. Diese Punkte sind in Fig. 1 mit a und b bezeichnet. Obwohl natürlich geringe Abweichungen möglich sind, so hat es sich herausgestellt, daß die Nutlänge mindestens genauso lang wie die Tiefe der Federtellerhaube zwischen den Punkten a und b sein sollte.In order to be able to attach the plate 10 to the valve stem 13 easily and quickly, it has proven advantageous to create a close relationship between the length of the valve stem groove 20 and the depth of the spring plate which is between the outer surface of the rim plate 27 and hold back the, outer surface of the translated Verbindunc, the Cre CD cylindrical portion 25 with the arcuate portion 26 of the plate is measured. These points are denoted by a and b in FIG. 1. Although slight deviations are of course possible, it has been found that the length of the groove should be at least as long as the depth of the spring plate hood between points a and b .

Der Einbau des Tellers 10 in die in Fig. 1 und 2 gezeigte Lage ist aus den Fig. 3 und 4 klarer ersiehtlich. Der Federteller 10 wird lose auf das eine Ende der Feder 16 gelegt und die Feder und der Teller in axialer Richtung über das Schaftende 15 geschoben. so daß dieses in den Lochabschnitt 30 von größerem Durchmesser eindringt. Die Feder 16 wird daraufhin zusammengedrückt, und wenn der Abschnitt 29 des Loches 28 etwa in gleicher Höhe mit der Nut 20 des Schaftes 13 liegt, wird der Teller 10 seitlich verschoben und der reduzierte Schaftteil 21 in den Lochabschnitt29 gebracht. Nach dem Loslassen der Rückstellfeder 16 liegt der Teller 10 über den Randteil 27 fest an der Schaftnutseitenwand 22 an.The installation of the plate 10 to the position shown in Fig. 1 and 2 is capable of Figs. 3 and 4 clearly ersiehtlich. The spring plate 10 is placed loosely on one end of the spring 16 and the spring and the plate are pushed over the shaft end 15 in the axial direction. so that this penetrates into the hole section 30 of larger diameter. The spring 16 is then compressed, and when the section 29 of the hole 28 is approximately at the same height as the groove 20 of the shaft 13 , the plate 10 is shifted laterally and the reduced shaft part 21 is brought into the hole section 29. After the return spring 16 has been released , the plate 10 rests firmly against the shaft groove side wall 22 via the edge part 27.

Beim öffnen und Schließen des Tellerventils tritt praktisch keine axiale Bewegung des Tellers gegenüber dem Ventilschaft 13 auf. Eine seitliche Verschiebung des Tellers 10 über einen gewissen Minimalwert hinaus wird durch die Berühruna des zylindrischen Ansatzes 25 mit dem Ventilschaftende 15 verhindert. Der Teller 10 ist daher im wesentlichen während der Auf- und Abbewegung des Ventils oder bei Erschütterungen oder Vibrationserscheinungen der Maschine gegenüber dem Ventilschaft 13 festgelegt.When the poppet valve is opened and closed, there is practically no axial movement of the poppet with respect to the valve stem 13 . A lateral displacement of the plate 10 beyond a certain minimum value is prevented by the contact between the cylindrical extension 25 and the valve stem end 15 . The plate 10 is therefore essentially fixed with respect to the valve stem 13 during the up and down movement of the valve or in the event of shocks or vibrations in the machine.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann der Ventilschaf t 46 einen zylindrischen Nutabschnitt 48 und einen im wesentlichen konischen Nutabschnitt 49 aufweisen. Der Federteller 50 weist einen im wesentlichen konischen Halsteil 51 auf, der mit einem radial nach außen gerichteten Flansch 52 über einen Zwischenabschnitt 53 verbunden ist. Der Flansch 52 liegt an der Rückstellfeder 16 an, und der Teller 50 weist die schlüssellochartige Ausnehmung 54 auf. Das Aufbringen des Federtellers erfolgt in der oben beschriebenen Weise. Der Federteller kann nur abgenommen werden, wenn er zuerst axial bis zum Lösen des konischen Halsteils von der konischen Nut, daraufhin seitlich und dann über das Schaftende 47 axial bewegt wird. Eine derartige Anordnung zur Festlegung bzw. Sicherung ist insbesondere für größere Maschinen geeignet.As can be seen from FIG. 7 , the valve stem 46 can have a cylindrical groove section 48 and a substantially conical groove section 49. The spring plate 50 has an essentially conical neck part 51 which is connected to a flange 52 directed radially outward via an intermediate section 53 . The flange 52 rests against the return spring 16 , and the plate 50 has the keyhole-like recess 54. The spring plate is applied in the manner described above. The spring plate can only be removed if it is first moved axially until the conical neck part is released from the conical groove, then laterally and then axially over the shaft end 47. Such an arrangement for fixing or securing is particularly suitable for larger machines.

Um ein Drehen des Ventils zu erreichen, ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, ein Stößel 35 vorgesehen, in dessen Ende eine im wesentlichen zylindrische Vertiefung 36 ausgebildet ist. Die Vertiefung 36 ist derart bemessen, daß sie einen etwas größeren Durchmesser als das Ventilschaftende 15 aufweist, und ist so tief, daß ein Zwischenraum 37 frei bleibt, der die axiale Beweg gung des Stößels 35 beim Abheben des Federtellers 10 vom Ventilschaft 13 aufnimmt. Eine Druckberührung besteht zwischen dem Stößel und dem Federteller 10 längs des Stößelrandes 38 und der äußeren Oberfläche 39 der Verbindung zwischen dem zylindrischen Teil 25 und dem bogenförmigen Teil 26 des Tellers 10. Wenn durch den Stößel 35 ein öffnungsdruck aufgebracht wird, so wird eine axiale Kraft durch den Stößelrand 38 auf die Oberfläche 39 des Tellers ausgeübt und der Teller 10 aus der festgelegten Stellung auf dem Ventilschaft 13 abgehoben, was eine geringfügige axiale Bewegung des Tellers bewirkt. Der Ve.-Litilschaft wird dadurch frei zum Drehen unter dem Einfluß der Rückstellfeder 16 und/oder der Eigenschwingung der Maschine.In order to achieve a rotation of the valve, as can be seen from FIG. 5 , a tappet 35 is provided, in the end of which a substantially cylindrical recess 36 is formed. The recess 36 is dimensioned such that it has a slightly larger diameter than the valve stem end 15 , and is so deep that a gap 37 remains free, which receives the axial movement of the plunger 35 when the spring plate 10 is lifted from the valve stem 13. A pressure contact exists between the plunger and the spring plate 10 along the plunger edge 38 and the outer surface 39 of the connection between the cylindrical part 25 and the arcuate part 26 of the plate 10. When an opening pressure is applied by the plunger 35 , an axial force is generated exerted by the plunger edge 38 on the surface 39 of the plate and the plate 10 is lifted from the fixed position on the valve stem 13 , which causes a slight axial movement of the plate. The Ve.-Litilschaft is thereby free to rotate under the influence of the return spring 16 and / or the natural oscillation of the machine.

Es kann auch, wie in Fig.6 gezeigt ist, eine Ventilschaftkappe 40 vorgesehen sein, die mit ihrem Randteil 41 gegen die äußere Oberfläche 42 des Federtellers 10 anliegt, und ein üblicher Stößel 43 drückt gegen das geschlossene Ende 44 der Ventilschaftkappe 40. Der Federteller nach der Erfindung kann leicht in Maschinen eingebaut werden, deren Öffnungsabmessungen in axialer Richtung beschränkt sind, da es nicht mehr nötig ist, den Teller in seiner Lage auf dem Ventilschaft durch Querstifte oder ähnliche Mittel festzulegen. Der Federteller kann ohne Verwendung von Werkzeugen, wie sie bisher erforderlich waren, schnell in seine Lage gebracht werden, und zwar kann dies durch ungelernte Arbeiter durchgeführt werden. Der Teller gemäß der Erfindung kann relativ billig durch Pressen hergestellt werden, und das darin ausgebildete schlüssellochartige Loch kann während der Formgebung der Tellerhaube ausgestanzt werden. Wenn der Teller in Verbindung mit einem eine Ausnehmung aufweisenden Stößel oder einer Ventilschaftkappe benutzt wird, wie dies in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, so bewirkt der Teller ein Drehen des Ventils, und zwar mit wesentlich geringerem Aufwand und Kosten, als dies mit den bisher dem Fachmann bekannten ein Drehen bewirkenden Mitteln der Fall ist.As shown in FIG. 6, a valve stem cap 40 can also be provided, the edge part 41 of which rests against the outer surface 42 of the spring plate 10 , and a conventional plunger 43 presses against the closed end 44 of the valve stem cap 40. The spring plate according to the invention can easily be installed in machines whose opening dimensions are limited in the axial direction, since it is no longer necessary to fix the plate in its position on the valve stem by transverse pins or similar means. The spring plate can be quickly brought into its position without the use of tools, as previously required, and this can be done by unskilled workers. The plate according to the invention can be manufactured relatively cheaply by pressing, and the keyhole-like hole formed therein can be punched out during the shaping of the plate cover. When the plate in conjunction with a recess having plunger or a valve stem cap is used, as shown in Fig. 5 and 6, the plate causes a rotation of the valve, with much less effort and cost than with the turning-causing means known to the person skilled in the art is the case.

Claims

PATENT CLAIMS-1. Valve spring holder for a return spring arranged on a valve stem, one end of which is supported by a spring plate on the valve stem provided with an annular groove, characterized in that the spring plate (10, 50) is essentially hood-shaped and one supports the spring (16) Flange (24, 52), a neck part (25, 51) arranged offset in the axial direction with respect to this flange (24, 52) and a connecting part (26, 53) connecting the flange (24, 52) and neck part (25, 51) and the spring plate (10, 50) has a keyhole-like recess (28, 54) with a smaller opening (29) in the neck part (25, 51) and a larger opening (30) connected to the latter in the connecting part (26, 53) and this recess (28, 54) is designed in such a way that the spring plate is pushed through the larger opening (30) in the axial direction onto the valve stem (15, 47) and by lateral displacement with the smaller one opening (29) is introduced into the shaft groove (20, 48, 49) and the spring plate can thereby be fixed on the shaft.

2. Valve spring holder according to spoke 1, characterized in that the neck part (26) is essentially cylindrical and surrounds the valve stem (15) at a small radial distance and an inwardly directed, the smaller opening (29) forming and into the groove ( 20) engaging the edge portion (27). 3. Valve spring holder according to claim 1 or 2, characterized in that the groove (20) of the shaft has an axial width substantially corresponding to the axial dimensions of the neck part (25). 4. Valve spring holder according to claim 1 to 3, characterized in that the shaft groove (49) and the cooperating with this part of the spring plate recess (51) are conical. Contemplated publications: USA. Patent No. 972,434..