(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関のためのガス交換弁、及び内燃機関に関する。【解決手段】本発明に係るガス交換弁（１０）は、弁本体（１２）を具備する弁ステム（１１）と、弁本体（１２）のための弁シート（１３）であって、ガス交換弁（１０）が閉じられている状態において、弁本体（１２）が弁シート（１３）に接触した状態で載置されており、ガス交換弁（１０）が開いている状態において、弁本体（１２）が弁シート（１３）に接触した状態で載置されていない、弁シート（１３）と、弁ステム（１１）を案内するための弁ガイド（１６）とを備えている。弁ガイド（１６）が、弁ステム（１１）のための別体のワイピング要素（１８）を受容するための径方向内側溝（１７）を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス交換弁（１０）であって、
弁本体（１２）を具備する弁ステム（１１）と、
前記弁本体（１２）のための弁シート（１３）であって、前記ガス交換弁（１０）が閉じられている状態において、前記弁本体（１２）が前記弁シート（１３）に接触した状態で載置されており、前記ガス交換弁（１０）が開いている状態において、前記弁本体（１２）が前記弁シート（１３）に接触した状態で載置されていない、前記弁シート（１３）と、
前記弁ステム（１１）を案内するための弁ガイド（１６）と、
を備えている前記ガス交換弁（１０）において、
前記弁ガイド（１６）が、前記弁ステム（１１）のための別体のワイピング要素（１８）を受容するための径方向内側溝（１７）を有していることを特徴とするガス交換弁。
【請求項２】
前記弁ステム（１１）のための前記ワイピング要素（１８）が、前記弁ガイド（１６）の前記径方向内側溝（１７）に対して相対的に径方向内側に突出していることを特徴とする請求項１に記載のガス交換弁。
【請求項３】
前記弁ステム（１１）のための前記ワイピング要素（１８）が、前記弁ステム（１１）と同軸に位置合わせされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス交換弁。
【請求項４】
前記径方向内側溝（１７）が、前記弁ステム（１１）の移動方向において、前記弁ステム（１１）のための前記ワイピング要素（１８）を前記径方向内側溝（１７）に固定していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス交換弁。
【請求項５】
前記弁ステム（１１）のための前記ワイピング要素（１８）が、金属材料から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス交換弁。
【請求項６】
少なくとも１つのシリンダを具備する内燃機関であって、前記シリンダそれぞれが、少なくとも１つの給気のための入口側ガス交換弁と、少なくとも１つの排出ガスのための排出側ガス交換弁とを有している、前記内燃機関において、
前記入口側ガス交換弁それぞれ及び／又は前記排出側ガス交換弁それぞれが、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス交換弁（１０）であることを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
前記内燃機関が、重油燃料で動作する内燃機関とされることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記内燃機関が、船舶のための内燃機関とされることを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のためのガス交換弁、及び内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として知られている内燃機関は、内燃機関のシリンダが供給する給気が通過するガス交換弁すなわち入口側ガス交換弁と、内燃機関のシリンダから排出された排出ガスが通過する排出側ガス交換弁とを備えている。
【０００３】
内燃機関のガス交換弁それぞれが、弁本体を具備する弁ステムを備えており、弁シートは、弁本体と相互作用する。ガス交換弁が閉じられている場合には、弁本体が弁シートと接触した状態で配置されており、ガス交換弁が開いている場合には、弁本体が弁シートと接触した状態で配置されていない。
【０００４】
さらに、従来技術として知られているガス交換弁は、弁ステムによって受容された弁本体の弁シートに対して相対的に移動する際に弁ステムを案内するための弁ガイドを備えており、弁ガイドと弁ステムとの間には、径方向間隙が形成されている。従来、弁ガイドと弁ステムとは、例えば浸食によって、具体的には径方向間隙に流入する給気又は排出ガスに起因して摩耗していた。さらに、沈着物が径方向間隙に侵入するので、その結果として弁が目詰まりしていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような問題を端緒として、本発明は、内燃機関のための新しいタイプのガス交換弁、及び当該ガス交換弁を具備する内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
当該目的は、請求項１に記載のガス交換弁によって解決される。本発明では、弁ガイドが、弁ステムのための別体のワイピング要素を受容するための径方向内側溝を有している。本発明では、弁ガイドすなわち弁ガイドの径方向溝が、弁ステムのためのワイピング要素を受容しており、ワイピング要素を介して、弁ガイドと弁ステムとの間に形成された径方向間隙に空気又は排出ガスが流入することを防止する。さらに、沈着物が径方向間隙に侵入することが防止されるので、その結果として弁が目詰まりする危険性が低減される。本発明では、ワイピング要素は、弁ガイドの溝に受容される別体のワイピング要素として構成されている。従って、ワイピング要素は、弁ガイドの一体化されておらず、すなわち弁ガイドのワイピング縁部によって形成されていないので、実際に、ワイピング要素は、別体の構成部品とされる。従って、弁ガイドは摩耗しにくい。別体のワイピング要素は、摩耗した場合に容易に交換可能とされる。
【０００７】
好ましくは、弁ステムのためのワイピング要素が、弁ガイドの溝に対して相対的に径方向内側に突出している。これにより、弁ガイドと弁ステムとの間に形成された径方向溝を効果的に密閉することができる一方、沈着物が弁ガイドと弁ステムとの間に形成された径方向間隙の領域に侵入することが防止される。
【０００８】
さらなる優位な発展形態では、弁ステムのためのワイピング要素が、弁ステムと同軸に位置合わせされている。これにより、ワイピング要素は、特に効果的に径方向間隙を密閉し、特に効果的に径方向間隙への沈着物の侵入を防止することができる。
【０００９】
さらなる優位な発展形態では、溝が、弁ステムの移動方向において、弁ステムのためのワイピング要素を溝に固定している。これにより、動作中にワイピング要素が弁ステムに正確に位置合わせされるので、径方向間隙を効果的に密閉すると共に、径方向間隙への沈着物の侵入を効果的に防止することができる。
【００１０】
さらなる優位な発展形態では、弁ステムのためのワイピング要素が、金属材料から成る。これにより、ワイピング要素は、優位な耐摩耗性を有している。特に、ワイピング要素の金属材料の硬度は、弁ステムの金属材料の硬度より低いので、弁ステムの摩耗を回避することができる。
【００１１】
本発明における内燃機関は、請求項６に規定されている。
【００１２】
本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び発明の詳細な説明から得ることができる。本発明の典型的な実施例については、図面を参照しつつ以下に詳述するが、本発明は、当該実施例に限定される訳ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における内燃機関のうち、本発明におけるガス交換弁の領域を表わす。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、内燃機関のうちガス交換弁１０の領域を、特にガス交換弁１０の弁ステム１１を表わす。弁ステム１１は、弁シートと同様に、図示の典型的な実施例では弁シートリング１４の近傍に設けられている弁本体１２を備えている。弁シートリング１４は、シリンダヘッド１５に据え付けられている。
【００１５】
特にガス交換弁１０が閉じられた場合には、対応するシール面を具備する弁本体１２は弁シート１３に接触した状態で載置されている。対照的に、特にガス交換弁１０が開いている場合には、弁本体１２は弁シート１３に接触した状態で載置されていない。
【００１６】
ガス交換弁１０の開閉の際に、弁本体１２が、弁ステム１１を介して、弁ステム１１の長手方向中心軸線１９に沿って上下動する。このプロセスの際には、弁ステム１１が弁ガイド１６の内部で案内される。径方向内側に方向づけられている弁ガイド１６の表面２０と径方向外側に方向づけられている弁ステム１１の表面２１との間には、径方向間隙２２が形成されている。
【００１７】
特に図１に表わすガス交換弁１０が入口側ガス交換弁である場合には、ガス交換弁１０は、給気を内燃機関それぞれのシリンダの燃焼室の内部に導入するように機能する。特にガス交換弁１０が排出側ガス交換弁である場合には、ガス交換弁１０は、排出ガスを内燃機関それぞれのシリンダそれぞれの燃焼室それぞれから排出するように機能する。
【００１８】
給気又は排出ガスが弁ステム１１と弁ガイド１６との間に設けられた径方向間隙２２に流入することを回避するために、本発明では、弁ステム１１のためのワイピング要素１８が、径方向内側に方向づけられていると共に径方向内側に対して開口している弁ガイド１６の溝１７に挿入されており、径方向間隙２２が、ワイピング要素１８を介して密閉され、沈着物が、ワイピング要素１８を介して、弁ステム１１から除去されるので、弁の詰まりの原因となる径方向間隙２２の領域への当該沈着物の侵入が防止される。従って、ワイピング要素１８は、弁ガイド１６の溝１７に受容されていると共に溝１７ひいては弁ガイド１６の表面２０に対して相対的に径方向内側に突出している、別体のアセンブリである。
【００１９】
ワイピング要素１８は、弁ステム１１と同軸に位置合わせされており、弁ステム１１の移動方向で見ると、溝１７を介して溝１７の内部に固定されている。
【００２０】
別体のワイピング要素１８は、弁ガイド１６の溝１７に受容されており、好ましくは弁ステム１１の材料より硬度が低い金属材料から成る。
【００２１】
本発明は、給気又は排出ガスが弁ステム１１と弁ガイド１６との間に設けられた径方向間隙２２に流入することを防止する。給気又は排出ガスの流入を防止することによって、径方向間隙２２の領域において、これらアセンブリの浸食が防止される。さらに、沈着物が径方向間隙２２に形成されること、ひいては、弁ステム１１の移動に起因して当該沈着物が径方向間隙２２に侵入することが防止される。弁が詰まる危険性が低減される。摩耗は、容易に且つ低コストで交換可能とされる別体のワイピング要素１８に発生するようになる。
【００２２】
さらに、本発明は、ガス交換弁１０を具備する内燃機関に関する。上述のように、給気のための入口側ガス交換弁と排出ガスのための出口側ガス交換弁との両方が、図１を参照しつつ説明したように構成されている。当該内燃機関は、特に重油燃料で動作する内燃機関、特に船舶の内燃機関、すなわち燃料によってガス交換弁の領域において沈着物が形成され且つガス交換弁の領域が浸食される内燃機関である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ガス交換弁
１１  弁ステム
１２  弁本体
１３  弁シート
１４  弁シートリング
１５  シリンダヘッド
１６  弁ガイド
１７  溝
１８  ワイピング要素
１９  長手方向中心軸線
２０  表面
２１  表面
２２  径方向間隙
【図１】
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【外国語明細書】
2018080698000001.pdf