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Ventilschaftdichtung Die Erfindung betrifft eine Ventilschaftdichtung
aus elastomerem Material, deren zur geschmierten Führung eines Ventilschafts dienende
Bohrung in ihrer dem Ventilschaft zugewandten Fläche mit einer Nut versehen ist.
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Bekannte derartige Ventilschaftdichtungen haben beispielsweise umlaufende,
durch Stege voneinander getrennte Nuten; auch wurde bereits vorgeschlagen, diese
Nuten gegenüber der Ventilschaftachse derart zu neigen, daß die Nuten sich überlappen,
ohne miteinander verbunden zu sein. Diese früheren Ventilschaftdichtungen haben
den Nachteil, daß durch den Übertritt des Schmiermittels von Nut zu Nut sich bevorzugte
Schmierbahnen herausbilden können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zwangsweise
eine gleichmäßige Schmierung über den gesamten Umfang des Ventilschafts zu gewährleisten,
während jedoch ein direkter Öldurchfluß in Axialrichtung verhindert wird. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß die Nut als die beiden Stirnflächen der Dichtung
verbindende schraubenförmige Schmiernut ausgebildet ist.
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Die erfindungsgemäße Ventilschaftdichtung gestattet eine gleichmäßige
und wohldosierte Schmierung des sich hin und her bewegenden Ventilschafts.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen. Ventilschaftdichtung
sind in den Unteransprüchen angegeben; diese Merkmale sollen jedoch nur in Kombination
mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs Schutz genießen.
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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anHand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Teilseitenansicht
einer stehenden Ventilanordnung mit einer erfindungsgemäßen Ventilschaftdichtung,
F i g. 2 einen Schnitt durch eine Ventilschaftdichtung mit den Merkmalen der Erfindung,
die an einer Ventilführung angebracht ist, in vergrößertem Maßstab, F i g. 3 eine
F i g. 2 ähnelnde Ansicht, jedoch mit in die Dichtung eingesetztem Ventilschaft,
F i g. 4 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Ventilschaftdichtung
gemäß den F i g. 1 bis 3, F i g. 5 eine perspektivische Ansicht der Ventil-Schaftdichtung
gemäß F i g. 4, F i g. 6 einen Schnitt durch eine noch weiter abgewandelte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ventilschaftdichtung und F i g. 7 einen Schnitt durch eine
noch weiter abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilschaftdichtung.
F i g. 1 zeigt ein übliches Ventil einer Brennkraftmaschine. Der den Zylinderkopf
10 durchsetzende Ventilschaft 26 wird von oben her geschmiert, und die erfindungsgemäße
Ventilschaftdichtung 20l42 verhindert, daß Schmiermittel in den Verbrennungsraum
18 angesaugt wird.
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Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist
die Ventilschaftdichtung 42 ein umgekehrt napfförmiges Gebilde mit einem Wandteil
44 und einem querverlaufenden Dichtungsabschnitt 46; der mit einer axial verlaufenden
Öffnung 48 zur Aufnahme des in Axialrichtung hin und her gehenden Ventilschafts
26 versehen ist. Der querverlaufende Dichtungsabschnitt 46 der Ventilschaftdichtung
42 besteht aus einem elastomeren Material, das sich eng an den Ventilschaft 26 anlegt.
Die Seitenwand 44 ist dicht auf die Ventilfährung 20 aufgezogen und kann ebenfalls
aus elastomerem Material bestehen; da jedoch keine Relativbewegung zwischen der
Seitenwand und der Ventilschaftführung 20 stattfindet, kann diese Seitenwand aus
einem anderen Material, wie Federstahl, bestehen, welches eine sichere Dichtungsberührung
zwischen der Seitenwand und der Ventilschaftführung gewährleistet.
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Eine im querverlaufenden Abschnitt 46 ausgebildete Innenwand 50 umschließt
die Öffnung 48 unter
Festlegung derselben und ist mit einer gewindeförmigen
bzw. spiraligen Nut 52 versehen, die sich ununterbrochen vom einen Axialende der
Querwand zum anderen Axialende erstreckt und um diese Wand herum eine Bahn von mindestens
360° beschreibt, so daß das Öl um den ganzen Umfang des Ventilschafts 26 herum zur
Verfügung steht. Bei der speziellen dargestellten Ausführungsform der Erfindung
bildet die Spiralnut 52 mehrere Windungen und legt somit spiralige Stege 54 fest.
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Der Außendurchmesser des Ventilschafts 26 ist geringfügig größer als
der ursprüngliche Durchmesser der Öffnung 48, so daß der elastomere, querverlaufende
Dichtungsabschnitt 46 auf den Ventilschaft drückt und jegliche Mißfluchtung zwischen
Ventilschaft 26 und Öffnung 48 ausgeglichen wird. Es soll also gemäß F i g. 2 der
ursprüngliche Durchmesser an den Stegen 54 kleiner sein als 'der Durchmesser des
Ventilschafts 26 und der Öffnung 22, damit sich die Stege dicht an den Ventilschaft
26- anlegen, wogegen der Durchmesser an der Sohle der schraubenförmigen Nut 52 größer
sein soll als derjenige des Ventilschafts, damit die Nut 52 offenbleibt und das
Schmiermittel durch die Ventilschaftdichtung 42 durchtreten kann.
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Durch die schraubenförmige Nut 52 wird das Schmiermittel derart zugemessen,
daß sich keine Vergeudung ergibt, wenn die Nut 52 entsprechend bemessen-ist.
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Besonders gute Ergebnisse werden bei der Öffnung 48 mit einer schraubenförmigen
Nut 52 nach Art eines Trapezgewindes mit etwa 40 Gängen pro Zentimeter und einer
Tiefe von etwa 0,13 mm in der Wand 50 einer Ventilschaftdichtung 42 erzielt, die
um einen Ventilschaft 26 mit einem Durchmesser von etwa 8,5 mm herum angeordnet
ist.
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Wie erwähnt, zwingt die in der Ventilschaftdichtung 42 vorgesehene
schraubenförmige Nut 52 den Schmiermittelfluß in eine gewundene Bahn in Abwärtsrichtung
längs des Ventilschaftes 26. Infolge dieser gewundenen Bahn trachtet die Nut- danach,
ein »Pumpen« zu verhindern, das in einer Ventilschaftdichtung mit Ringnuten auftreten
kann, da in einer solchen Dichtung eine Reihe getrennter Taschen gebildet wird,
in welchen sich das Schmiermittel ansammeln kann und welche, wenn die Nuten kein
Austreten des Schmiermittels ermöglichen, einen Widerstand einleiten und eine -ruckartige
Bewegung der Ventilschaftdichtung statt einer freien Gleitbewegung relativ zum Ventilschaft
26 bewirken würden. Dieser erhöhte Widerstand in Verbindung mit der unregelmäßigen
Bewegung der Ventilschaftdichtung 42 würde ein Trennen der Dichtung vom Ventilschaft
zur Folge haben, wodurch über die Länge der Ventilschaftdichtung hinweg eine große
Axialöffnung freigelegt werden würde, über welche das Schmiermittel in den Verbrennungsraum
gesaugt werden könnte.
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Bei den erfindungsgemäßen Ventilschaftdichtungen 42 besteht zumindest
der Dichtungsabschnitt 46 aus elastomerem Material, wobei gute Ergebnisse mit Dichtungen
aus Acrylnitril, Butadien uncT Pölyacryl-Gummis und Kombinationen dieser Stoffe
erzielt werden. In einigen Fällen können die Gleit- und Dichtungsflächen, wie die
Innenwand 50, mit einem Schmiermittel, wie Molybdändisulfid, Graphit od. dgl., beschichtet
sein, um eine eine bessere Gleitwirkung gewährleistende Fläche am elastomeren Material
zu schaffen und die Reibung zwischen der Ventilschaftdichtung 42 und dem Ventilschaft
26 zu vermindern. Die vorstehend beschriebene Ventilschaftdichtung 42 nutzt bei
der Herstellung einer Abdichtung zwischen ihr selbst und dem Ventilschaft 26 sowie
der Ventilführung 20 ihre eigene Nachgiebigkeit aus. Bei zahlreichen Dichtungen
kann es wünschenswert sein, die die Ventilschaftdichtung 42 radial einwärts gegen
den Ventilschaft 26 und/oder die Ventilführung 20 drängende Kraft zu unterstützen,
und zwar insbesondere bei Brennkraftmaschinen, die einen hohen Unterdruck erzeugen.
In den F i g. 4 und 5 ist eine abgewandelte Ventilschaftdichtung 42 a dargestellt,
die infolge ihrer Ausbildung eine radiale Vorbelastung gewährleistet. Bei dieser
abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist nahe der Oberseite der Ventilschaftdichtung
42a um eine Querwand 46a herum eine Umfangsnut 58 zur Aufnahme eines
Haltefederrings 60 ausgebildet, der ein ringförmiges Glied aus Federstahldraht darstellt,
welches den Dichtungsabschnitt 46 gleichmäßig radial einwärts drängt und hierdurch
die feste Anlage zwischen den Stegen 54 und dem Ventilschaft 26 verbessert. Vom
Dichtungsabschnitt 46 a geht eine Seitenwand 44 a nach unten ab, in deren vom Dichtungsabschnitt
46 a entfernten Ende eine um den Umfang herum verlaufende, abstehende Rippe 62 nebst
einer weiteren Umfangsnut 64 in der Seitenwand 44 a neben der Rippe 62 ausgebildet
sind. Die Nut 64 dient zur Aufnahme eines zweiten Haltefederrings 66, welcher die
Seitenwand 44 a sicher gegen den Oberteil der Ventilführung 20 andrückt.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß F i g. 6 besteht die Seitenwand
aus einer federnden Hülse 68 aus Federmetall, die einen Grundabschnitt 70 und einen
von diesem abgehenden zylindrischen Abschnitt 72 aufweist, welcher sich vom Außenumfang
des Grundabschnitts 70 radial einwärts verjüngt und an seinem unteren Ende unter
Festlegung einer Krümmungsfläche 74 radial auswärts gekrümmt ist. Die Ventilführung
20 b ist mit einer Umfangsnut 76 zur Aufnahme der Krümmungsfläche versehen. Die
Verjüngung des zylindrischen Abschnitts 72 ist so bemessen, daß die Fläche 74 mit
Preßsitz in die Nut 76 eingreift. Der zylindrische Abschnitt 72 weist außerdem einen
radialen, einwärts abstehenden Flansch 78 auf, der auf die axiale Mittellinie des
Dichtungsabschnitts 46 b ausgerichtet ist. Der Flansch 78 greift in eine
im Dichtungsabschnitt 46 b vorgesehene Nut 80 ein und erstreckt sich so weit in
Radialrichtung einwärts, daß er den Dichtungsabschnitt 46b in feste Anlage an den
Ventilschaft 26 drückt. Der- Grundabschnitt 70 liegt an der Oberseite des Dichtungsabschnitts
46 b an und hält diesen dichtungsmäßig gegen die Oberseite der Ventilführung 20
b, um eine Axialbewegung des Dichtungsabschnitts zu verhindern und die relative
Hin- und Herbewegung zwischen Dichtungsabschnitt und Ventilschaft 26 zu erleichtern.
-F i g. 7 zeigt eine noch weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei
welcher die Ventilschaftdichtung 42 c nicht nur die zwischen dem Ventilschaft 26
und der Ventilführung 20 fließende Schmiermittelmenge bemißt, sondern auch die das
Ventil vorbelastende Ventilfeder 36 trägt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung
weist die Ventilführung 20 c eine koaxial zum Ventilschaft 26 ausgebildete gekrümmte
Ringfläche 82 und eine querverlaufende Dichtung-Berührungsfläche 84 auf. Der Dichtungsabschnitt
46 c liegt an der Fläche 84 an und ist mit
einer Umfangsringnut
86 zur Aufnahme eines Haltefederrings 88 versehen, welcher den Dichtungsabschnitt
46c radial einwärts in abdichtende Gleitberührung mit dem Ventilschaft 26 drängt.
Um den Ventilschaft 26 ist ein ring- und napfförnüges Glied 90 mit einer querverlaufenden
Grundfläche 92 und einer axial gerichteten zylindrischen Seitenwand 94 mit an deren
unterem Ende vorgesehener herumgezogener Lippe 96 angeordnet, wobei die Grundfläche
92 auf der Oberseite des Dichtungsabschnitts 46 c aufliegt. Die Außenfläche der
herumgezogenen Lippe 96 liegt an der Krümmungsfläche 82 der Ventilführung 20 c an,
und in die herumgezogene Lippe ist eine sich zwischen dieser und dem Federteller
32 erstreckende schraubenförmige Ventilfeder 36 eingesetzt, welche das Ventil 24
axial aufwärts und das ringförmige Glied 90 abwärts in Andruckberührung mit der
Oberseite des -Dichtungsabschnitts 46 c und die herumgezogene Lippe 96 gegen die
Krümmungsfläche 82 drängt. .