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Nadelventil.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, Nadelventilkonstruktionen mit konischer Nadelspitze und mit durch Schraubengewinde bewirkten Ventilschluss sowie Ventilöffnung zu liefern, welche vor
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sie üblich ist, um deren Ingangsetzung, besonders bei niedriger Aussentemperatur, zu erleichtern.
Die bezwecken Vorteile sind folgende : Möglichkeit, selbst bei kleinen Ventilen, durch einfache und sichere Mittel-nämlich durch Nachschleifen unter Benutzung einer an einem Ventilteil vorgesehenen Fuhrung-die Ventildichtigkeit wiederherzustellen sowie eine möglichst lange Dauer der Ventildichtheit zu sichern.
Alle zu den genannten Zwecken bisher auf den Markt gebrachten Ventile und Hähne sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie infolge der hohen Temperatur sehr leicht ausser Ordnung geraten und praktisch nicht wieder gutgemacht werden können ; undicht gewordene Ventile und Hähne muss man einfach auswechseln. Das Nachschleifen undicht gewordener Hähne ergibt aus mehreren Gründen keine guten Resultate. Die Brennstoffeinspritzventile dienen bekanntlich zuweilen auch um die Kompression der Gase zu verhüten beim Andrehen des Motors von Hand mittels der diesbezüglichen Handkurbel.
Derartige Ventile weisen kleine Abmessungen auf, bedürfen keiner Stopfbüchsen und sind an jedem Zylinderkopf angebracht.
Der Prozentsatz der mit solchen Ventilen nicht ausgerüsteten Verbrennungsmotoren ist ganz gering.
Die Erfindung betrifft ferner eine Ventilkonstruktion, die ein besonderes System zur Ventilbefestigung an einem Motor bzw. Behälter besitzt. Dieses System wird weiter unten erläutert werden, wenn
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In der Zeichnung sind fünf Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 die erste Ausführungsform in Längsschnitt, in natürlicher Grösse ; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch IIXI in Fig. 1 ; Fig. 3 zeigt die zweite Ausführungsform in Längsschnitt, in natürlicher Grösse ; Fig. 4 und 5 sind Ansichten eines Organs des in Fig. 3 dargestellten Ventils ; Fig. 6,7, 8 zeigen je die dritte, vierte und fünfte Ausführungsform in Längsschnitt in natürlicher Grösse ; Fig. 9 zeigt in Längsschnitt, in natürlicher Grösse, ein die obenerwähnte Anordnung der Ventilbefestigung aufweisendes Ventil.
Der obere Teil der hohlen Ventilnadel (Fig. 1 und 2) besitzt einen grösseren, der untere einen kleineren Durchmesser ; das obere Nadelende trägt das Näpfchen 2, das untere Nadelende ist als Kegel 3 ausgebildet. Infolge der schroffen Durchmesserändenmg entsteht in der imaginären Verbindungsebene eine Stufe oder Schulter 4. Eine Axialbohrung 5 verbindet das Näpfchen 2 mit dem Querloch 6. Die Nadel 1 sitzt
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kleineren Zylinder der Nadel 1 ist der mit zwei Vorsprüngen 91-92 (Fig. 2) und an seiner inneren zylindrischen Wand mit Gewinde versehene Ring 9 (rechteckigen Querschnitts) aufgesehraubt und gegen die
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Nadel 1 drehbar, selbst nachdem der Ring 9 auf der Nadel befestigt worden ist.
Das Gehäuse 11 ist innen zylindrisch gebohrt und mit Gewinde versehen ; das untere Ende dieser Bohrung ist als konischer Sitz 12 ausgebildet, von welchem aus ein zylindrischer Kanal 13 ausgeht. Bei auf dem Zylinderkopf mittels Schraube 14 befestigtem Gehäuse 11 mündet der Kanal 18 in den Explosionsraum aus. Die Bohrung,
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Nuten zur Aufnahme der Ringvorsprünge 91-9 : 2 (Fig. 2) vorgesehen sind.
Nach Einsetzen der Nadel 1 samt Ring 9 schraubt man die Muffe 7 durch Umdrehen des Handrades 8 in das Gehäuse 11. Dadurch, dass der untere mit Gewinde versehene Teil der Muffe 7 gegen die obere Fläche des Ringes 9 drückt, wird der Kegel 3 nach unten bewegt (ohne dass er sich dreht) und gegen
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Verbindung wiederherzustellen, braucht man nur das Handrad 8 entgegengesetzt zu drehen- ; dann drückt dieses gegen den Rand 10 des Näpfchens 2 an und zwingt dadurch den Kegel 9 sich vom Sitze 12 abzuheben.
Die Ringvorsprungs 91-92 (Fig. 2) und die zugehörigen-Nuten'an der inneren Wand des Gehäuses 11 haben einen doppelten Zweck, nämlich :
1. Zu verhüten, dass sich der gegen die Schulter 4 angepresste Ring während des Öffnens und Schliessens des Ventils von der Nadel 1 losschrauben kann.
2. Den Kegel zu zwingen, seinen Sitz sets an derselben Stelle zu treffen und damit die Erhaltung der Dichtungsflächen in wirksamem Dichtungszustand zu erleichtern, insofern als dadurch, dass die gegenseitige Lage der Treffpunkte nie geändert wird, eine gegenseitige Anpassung zwischen der Kegelfläche und der Sitzfläche ermöglicht ist, welche die Wirkung der allmählich eintretenden Abnutzung und sonstiger Unregelmässigkeiten ausgleicht. Diese Anpassung ist durch die von der hohen Temperatur bedingte Plastizität des Materials unterstützt. Statt zweier Vorsprünge M- ? konnte auch ein einziger Vorsprung vorgesehen sein.
Die Vorsprünge sind ungleich, um zu vermeiden, dass bei der Wiedereinmontierung- der eventuell auseinandergenommenen Ventilteile der Kegel seinem Sitze gegenüber in einer von der vorhergehenden abweichenden Stellung um 180'gedreht und das Ventil undicht wird.
Beim Undichtwerden des Ventils genügt zur Erzielung eines neuen einwandfreien Sitzes das Abschrauben des Ringes 9 von der Nadel 1, das Herausnehmen der Nadel aus der Muffe 7 und festem Einschrauben der Muffe 7 in das Gehäuse 11, das Bestreichen des Kegels 3 mit einem Schmirgel-und Ölgemisch, worauf die Nadel wieder in die Muffe 7 eingeführt und bei Benutzung des über dem Handrad vorstehenden Näpfchens als Handgriffes das Nachschleifen des Sitzes 1-2 in gewöhnlicher Weise erfolgt ; so oft der Kegel 3 eines neuen Öl-und Schmirgelanstrichos bedarf, wird die Nadel 1 herausgenommen. Der Ventilsitz kann auf diese Weise tadellos nachgeschliffen werden, da dabei die Nadel 1 in der Muffe 7 geführt ist.
Bei aufmontiertem Ventil dient das Näpfchen 3 zur Erleichterung der Benzineinspritzung.
Bei der in den Fig. 3,4 und 5 dargestellten Konstruktion kann die Aufgabe, die Nadel 1 während des Nachschleifens zu führen, dem an dem Motor befestigten Gehäuse 11 (statt der mit Gewinde versehenen Muffe) übertragen werden. Die Nadel 1 trägt wie im vorigen Beispiel an dem einen Ende das Näpfchen 2 und am andern Ende den Kegel 3 ; ferner weist sie eine Schulter 4, eine Axialbohrung 5 und eine Querbohrung 6 auf. Die Muffe des Handrades wird auf den äusseren Umfang des Gehäuses 11 aufgeschraubt und besitzt einen der Schulter 4 entsprechenden Vorsprung 14. Die Nadel1 ? ist in der Muffe'1 eingesetzt und darin mittels des gegen die Schulter 4 festangezogenen Ringes 9 in der Weise befestigt, dass sich die Nadel 1 der Muffe 7 gegenüber umdrehen kann.
Der Ring 9 weist zwei Zähne 93-94 (Fig. 4 und 5) auf, die wie die Vorsprünge 92-93 im vorigen Beispiel zur Nadelführung dienen. Die Zähne 94-95 Rind weniger hoch als der Ring 9 und liegen in der Nähe der bei geschlossenem Ventil von der Schulter 4 abge-
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Ringes 9 und presst den Kegel 3, ohne demselben eine Drehbewegung zu erteilen, gegen den Ventilsitz an ; dreht man dagegen das Gehäuse 11 entgegengesetzt, so drückt der obere Rand des Handrades 8 gegen das Näpfchen 2 und bewirkt die Ventilöffnung. Das Merkmal dieser Konstruktion besteht aber in der Art des Nachschleifens des Ventilsitzes. Zu diesem Zweck löst man die Muffe 7 vom Gehäuse 11 und den Ring 9 von der Nadel 1.
Auf die also frei gewordene Nadel 1 schraubt man den Ring. 9 auf, aber in umgekehrter Lage, d. h. mit der Schulter 4 zugewendeten Zähnen 94 und 95, und führt die Nadel 1 mit aufgeschraubtem Ring 9 in die Bohrung des Gehäuses 11'ein. Nun stehen die Zähne 94 und 96 an der Gehäusebohrung vor, so dass die Nadel 1, nicht nur beliebig ein-und ausgeschoben, sondern auch umgedreht werden kann. Ausserdem kann das Gehäuse 11, insofern als der äussere Umfang des Ringes 9 an der inneren Wand der Gehäusebohrung mit mässiger Reibung gleitet, bei dem Nachschleifen als Führung dienen.
'Denkt man rsh bei Fig. 1 den Ring 9 als mit der Nadel 1 in einem Stück gegossen (statt auf dieselbe geschraubt) und befestigt man die Handradmuffe : derart an der Nadel, dass diese samt einem Bolzen 19 gedreht werden kann, so erhält man die Konstruktion nach Fig. 6 ; Um den Ventilsitz nachzuschleifen,
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aus der Nadel heraus.
Der Keil 91 ist im Sinn der Ventilachse gebohrt, um den Durchgang der Flüssigkeit zu gestatten, und leistet dieselben Dienste wie die Zähne 92-93 des Ringes 9 bei der Fig. 1, da die
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den Bolzen 19, dessen Kopf (wie in Fig. 9) vorteilhaft zu einem Näpfchen ausgebildet wird, in die Nadel 1 wieder einschraubt, wobei das eigentliche Ventil von dem hier beschriebenen nur insofern abweicht, als die Verteilungsmuffe aussen am Gehäuse aufgeschraubt wird, kann das gewünschte Nachschleifen leicht
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Die bisher beschriebenen und dargestellten Ventile müssen an dem Motor genau oder annähernd lotrecht angebracht werden. Werden sie mit ihrer Achse waagrecht angeordnet, so müsste ihre ins Freie mündende Öffnung in der Seitenwand des Gehäuses gebohrt werden (Fig. 7 und 8).
Nach Fig. 7 ist die Nadel 1 in eine axiale zylindrische mit Gewinde versehene Endbohrung einer
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die Muffe eingeschraubt und diese Muffe auf das Gehäuse 5 aufgeschraubt ; die obere Seite des Gehäuses 5 trägt das Näpfchen 6. Um den Ventilsitz l1achzuschleifen, schraubt man die Muffe 4 von dem Gehäuse 5 und den Schaft 2 von der Muffe 4 los. Dann wird der Keil 7 (dessen beide vorstehenden Enden in den
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in die Gewindebohrung der Spindel 2 mit Gewalt eingeschraubt, um zu verhindern, dass sie sich leicht losschrauben kann. Nun wird die frei gewordene Spindel 2 mit der daran befestigten Nadel 1 in die zylin-
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man mit der Schleifarbeit beginnen.
Um das am Motor aufgestellte Ventil zu öffnen, braucht man nur das Handrad in einem bestimmten Sinn zu drehen ; da die konisehe Spitze durch die Enden des Keils 7 und durch die genannten Längsnuten an der relativen Drehung dem Gehäuse 5 gegenüber gehindert ist, so schraubt er sich in die Gewindebohrung der Spindel 2 hinein und trachtet, sich von dem Ventilsitz
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sich zu senken, und bewirkt somit den Ventilschluss.
Die Nadel 1 kann statt eingeschraubt samt Keil 7 in die Bohrung der Spindel 2 eingeschoben und durch eine Schulter der Nadel, die nicht mehr Gewinde trägt, gegen eine in der Oberfläche vorgesehene Auskehlung befestigt sein. Statt mit einer Auskehlung könnte die Nadel leicht konisch ausgebildet sein.
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innere Oberfläche der Nadel an der Oberfläche der Bohrung leicht anliegt, so dass ihre Achsen und somit auch die des Sitzes stets zusammenfallen. Zum Nachschleifen des Ventilsitzes muss man die Nadel 1 am Umdrehen um die Spindel 2 verhindern, was sich durch Anbringung von Zinn erreichen lässt, das nah vollendeter Schleifarbeit entfernt werden muss.
Aus Fig. 7 ersieht man weiter, dass bei Verzicht auf die Sehleifmögliehkeit die Muffe 4 fortfallen und die Spindel 2 unmittelbar in das Gehäuse 5 eingeschraubt werden kann. Verzichtet man dagegen auf den Zweck des Keiles 7 und will nur die Sehleifmogliehkeit beibehalten, so können Spindel 2 und Nadel 1 zu einem einzigen Stück vereinigt werden.
Schliesslich könnte die Nadel 1 durch die ganze Länge der Spindel 2 reichen und an dieser mittels eines kleinen Bolzens befestigt werden. Dann würde zwischen Spindel und Nadel dieselbe Anordnung bestehen wie zwischen Muffe und Nadel nach Fig. 6.
Bei der Nachschleifarbeit könnte es vorteilhaft sein, ausser der Handradmuffe und dem Gehäuse noch ein anderes Organ als Führungsmittel zu benutzen, wie dies z. B. in Fig. 8 der Fall ist. Hier ist die Nadel 1 in die Gewindebohrung der Spindel 2 eingeschraubt. Am äusseren Spindelende ist mittels der Schraubenmutter 3 das Handrad 5 befestigt, hiebei ist die Spindel 2 nach der Schulter 4 auf eine gewisse Strecke zylindrisch, dann konisch und dann wieder zylindrisch. Der zwischen der Schulter 4 und der Muffe 7 eingeschaltete Ring 6 verhindert jede Spindelverschiebung von links nach rechts, während der zwischen der Muffe 7 und dem Handrad eingeschaltete Ring 8 jede Spindelverschiebung von rechts nach links verhindert. Die Spindel 2 kann sich somit nur um ihre Achse drehen.
Beim Umdrehen des Handrades 5 dreht sich die Nadel 1 dem Gehäuse gegenüber nicht, weil sie ähnlich wie bei Fig. 7 durch den
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bohrung der Spindel 2 ein und aus und bewirkt somit das Öffnen und Schliessen des Ventils. Zum Nachschleifen des Ventilsitzes entfernt man die Schraubmutter 3 und dann nacheinander das Handrad 5, den Ring 8, die Muffe 7, den Ring 6 und den Keil 9. Nun befestigt man mittels der Schraubenmutter 3 das Handrad 5 an der Spindel 2 ; desgleichen wird die Nadel 1 in der bei Fig. 7 beschriebenen Weise an der Spindel 2 befestigt, Zuletzt wird die Muffe 7 an dem Gehäuse befestigt und jetzt kann die Schleifarbeit beginnen.
Dabei kann die Spindel 2 beliebig ein-und ausgeschoben werden, wobei sie in der zylindrischen Bohrung der Muffe 7, an die sie sich mit mässiger Reibung anlegt, geführt ist. Gegebenenfalls
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liehen Teils der Spindel 2 zu entsprechen und die Länge der Handradmuffe derart bemessen sein, dass diese gegen die ihr zugekehrte ebene Stirnfläche der Muffe 7 leicht andrückt.
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