DE19602720B4 - globe valve - Google Patents

globe valve Download PDF

Info

Publication number
DE19602720B4
DE19602720B4 DE1996102720 DE19602720A DE19602720B4 DE 19602720 B4 DE19602720 B4 DE 19602720B4 DE 1996102720 DE1996102720 DE 1996102720 DE 19602720 A DE19602720 A DE 19602720A DE 19602720 B4 DE19602720 B4 DE 19602720B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
seat
crowned
lifting
radius
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE1996102720
Other languages
German (de)
Other versions
DE19602720A1 (en
Inventor
Hans-Günther Dipl.-Ing. Haldenwanger
Hans Dr. Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE1996102720 priority Critical patent/DE19602720B4/en
Publication of DE19602720A1 publication Critical patent/DE19602720A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19602720B4 publication Critical patent/DE19602720B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/20—Shapes or constructions of valve members, not provided for in preceding subgroups of this group
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials

Abstract

Hubventil (10) als Gaswechselventil für eine Brennkraftmaschine, das aus Keramik hergestellt ist, mit einem an einem Ventilschaft (12) angeformten Ventilteller (14), der mit einer ringförmigen Sitzfläche (16) versehen ist, wobei die Sitzfläche (16) ballig mit einem Radius (r) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r) der ballig ausgeführten Sitzfläche (16) etwa dem Durchmesser (D) des Ventiltellers (14) entspricht.globe valve (10) as a gas exchange valve for an internal combustion engine made of ceramic, with a on a valve stem (12) integrally formed valve disc (14) with an annular seat (16), wherein the seat surface (16) is crowned with a radius (r) accomplished characterized in that the radius (r) of the crowned seat (16) approximately corresponds to the diameter (D) of the valve disc (14).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Hubventil als Gaswechselventil für eine Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The Invention relates to a lift valve as a gas exchange valve for an internal combustion engine, according to the generic term of claim 1.

Hubventile der gattungsgemäßen Art mit ballig ausgestalteten Sitzflächen der Ventilteller zeigen beispielsweise die Druckschriften DE 25 45 860 A1 , DE 33 02 650 A1 und DE 39 26 431 A1 .Lifting valves of the generic type with spherical seat surfaces of the valve disc show, for example, the documents DE 25 45 860 A1 . DE 33 02 650 A1 and DE 39 26 431 A1 ,

Zur Beherrschung der auftretenden Wechselspannungen innerhalb des Ventilschaftes und des Ventiltellers ist der Druckschrift DE 39 26 431 A1 ein Hubventil zu entnehmen, in dem ein metallischer Zuganker angeordnet ist. Eine derartige Konstruktion ist aber fertigungstechnisch relativ aufwendig, so dass ein einheitlich aus Keramik, z. B. aus Siliziumnitrid Si3N4 gefertigtes Hubventil anzustreben ist.For controlling the alternating voltages occurring within the valve stem and the valve disk is the document DE 39 26 431 A1 to take a lift valve in which a metallic tie rod is arranged. However, such a construction is relatively expensive to manufacture, so that a uniform ceramic, z. B. silicon nitride Si 3 N 4 manufactured lift valve is to strive.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hubventil der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, das mit geringem zusätzlichem Aufwand eine erhöhte Betriebssicherheit besitzt.task The invention is a lifting valve of the generic type to propose that with little additional effort increased operational safety has.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.These Task is according to the invention with the characterizing features of claim 1. advantageous Further developments of the invention can be taken from the further claims.

Es wurde erfindungsgemäß erkannt, dass durch die ballig ausgeführte Sitzfläche des Ventiltellers des Hubventils, deren Radius etwa dem Durchmesser des Ventiltellers entspricht, eine weitgehend homogene Spannungsverteilung in den auftretendem Belastungsfällen (geöffnet – geschlossen) erreicht wird. Zu berücksichtigen ist dabei die Thermospannung, die permanent im Ventil wirkt, und die Überlagerung dieser Spannung mit der mechanisch induzierten Spannung durch den Verbrennungsdruck. Es werden in verstärktem Maße punktuelle Bereiche durch Kantenträger, Toleranzen, etc. vermieden, die im Betrieb starken Wechselspannungen bzw. Zug-Druckspannungen ausgesetzt sind, mit der Gefahr einer Rissinitiierung am Ventilteller. Vielmehr schafft die ballige Gestaltung der Sitzflächen eine Vergrößerung der punktuellen Krafteinleitungsstellen und damit eine Verringerung der spezifischen Belastung bzw. Flächenpressung und Wechselspannungen. Der definierte Radius r der balligen Sitzfläche stellt dabei sicher, daß unter Berücksichtigung fertigungstechnischer Toleranzen der Druckberührungspunkt zwischen Ventilsitzfläche und Ventilsitzring im Zylinderkopf in ausreichendem Abstand von den Ventilsitzkanten bleibt bzw. relativ mittig positioniert bleibt.It has been recognized according to the invention, that through the crowned running seat the valve disk of the lift valve whose radius is about the diameter corresponds to the valve plate, a largely homogeneous stress distribution in the occurring load cases (open closed) is reached. To be considered is the thermoelectric voltage that acts permanently in the valve, and the overlay this voltage with the mechanically induced voltage through the Combustion pressure. There are more selective areas through Edge carrier, Tolerances, etc. avoided the strong AC voltages during operation or Tensile compressive stresses are exposed, with the risk of crack initiation on the valve plate. Rather, the spherical design of the seats creates an enlargement of the punctual transfer of force and thus a reduction the specific load or surface pressure and alternating voltages. The defined radius r of the spherical seat ensures that under consideration manufacturing tolerances of the pressure contact point between the valve seat surface and Valve seat ring in the cylinder head at a sufficient distance from the valve seat edges remains or remains relatively centrally positioned.

Da die Biegebelastung des Ventiltellers in Folge des "Abrollens" der Sitzfläche auf dem Ventilsitzring etwas ansteigt, wird ferner vorgeschlagen, den Ventilteller durch eine ballige oder parabolische Gestaltung der den Brennraum zugewandten Seite des Ventiltellers zu verstärken. Insbesondere durch die parabolische Ausbildung des Ventiltellers wird eine opitmale Ausnutzung des Werkstoffes erreicht, wobei bis zur Randfaser des Ventiltellers eine relativ konstante Spannung wirkt.There the bending load of the valve disk due to the "rolling" of the seat on the valve seat ring rises slightly, it is also proposed that the Valve plate by a spherical or parabolic design of the to strengthen the combustion chamber facing side of the valve disk. Especially Due to the parabolic formation of the valve disk becomes an opitmale Utilization of the material achieved, with up to the edge of the fiber Valve plate a relatively constant tension acts.

Schließlich kann zumindest die ballige Sitzfläche im Quick-point-Schleifverfahren hergestellt sein, mit dem ballige Konturen fertigungstechnisch günstig schleifbar sind.Finally, can at least the crowned seat be produced in a quick-point grinding process, with the crowned Contours production technology favorable are sandable.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die anliegende Zeichnung zeigt ein Hubventil als Gaswechselventil einer Hubkolben-Brennkraftmaschine aus Siliziumnitrid mit balliger Sitzfläche und parabelförmig verstärktem Ventilteller.One embodiment The invention is explained in more detail below with further details. The attached drawing shows a globe valve as a gas exchange valve Reciprocating internal combustion engine made of silicon nitride with crowned seat and parabolic reinforced valve disc.

Das dargestellte Hubventil 10 als Gaswechselventil einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, insbesondere als Auslaßventil, setzt sich aus einem Ventilschaft 12 und einem Ventilteller 14 zusammen. Der Ventilteller 14 weist eine ringförmige Sitzfläche 16 z. B. mit einer Neigung von 45° zur Ventilachse 18 auf. Die Sitzfläche 16 wirkt mit nur einem teilweise dargestellten Ventilsitzring 20 im Zylinderkopf 22 der Brennkraftmaschine zusammen. Die Sitzfläche 24 des Ventilsitzringes 22 weist ebenfalls eine Neigung von 45° auf und ist in herkömmlicher Weise plan gefertigt. Das Hubventil 10 ist aus einer Siliziumnitrid-Oxidkeramik Si3N4 hergestellt.The illustrated lift valve 10 As a gas exchange valve of a reciprocating internal combustion engine, in particular as an exhaust valve, is composed of a valve stem 12 and a valve disk 14 together. The valve plate 14 has an annular seat surface 16 z. B. with an inclination of 45 ° to the valve axis 18 on. The seat 16 acts with only a partially illustrated valve seat ring 20 in the cylinder head 22 the internal combustion engine together. The seat 24 of the valve seat ring 22 also has an inclination of 45 ° and is made in a conventional manner plan. The lift valve 10 is made of a silicon nitride oxide ceramic Si 3 N 4 .

Die Sitzfläche 16 des Ventiltellers 14 ist mit einem Radius r = 30 mm ballig ausgeführt, wobei der Durchmesser D des Ventiltellers 35 mm beträgt. Durch die Balligkeit der Sitzfläche 16 wird unabhängig von den auftretenden Fertigungstoleranzen (insbesondere bei den Ventilsitzwinkeln, Desachsierungen, etc) eine verbesserte punktuelle Krafteinleitung mit verminderten Druck-Zugspannungsschwankungen erzielt.The seat 16 of the valve disk 14 is designed with a radius r = 30 mm crowned, wherein the diameter D of the valve disk is 35 mm. Due to the crown of the seat 16 is achieved regardless of the manufacturing tolerances occurring (in particular at the valve seat angles, offsets, etc) improved punctual force application with reduced pressure-tension fluctuations.

Zur Verstärkung des Widerstandmomentes des Ventiltellers ist dessen den Brennraum zugewandte Seite 26 ballig bzw. parabelförmig mit nach außen dem Ventiltellerrand zu abnehmender Dicke gestaltet. Daraus resultiert eine optimale Ausnutzung des Werkstoffes mit bis zu den Randbereichen des Ventiltellers 14 reichender konstanter Spannungsverteilung.To increase the resistance torque of the valve disk is the side facing the combustion chamber 26 crowned or parabolic with outwardly the valve disk edge designed to decreasing thickness. This results in an optimal utilization of the material with up to the edge regions of the valve disk 14 reaching constant stress distribution.

Die Sitzfläche 16 des Ventiltellers 14 ist im Quick-point-Schleifverfahren mit punktförmigem Angriff des Schleifmittels hergestellt.The seat 16 of the valve disk 14 is made in a quick-point grinding process with punctiform attack of the abrasive.

Claims (7)

Hubventil (10) als Gaswechselventil für eine Brennkraftmaschine, das aus Keramik hergestellt ist, mit einem an einem Ventilschaft (12) angeformten Ventilteller (14), der mit einer ringförmigen Sitzfläche (16) versehen ist, wobei die Sitzfläche (16) ballig mit einem Radius (r) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r) der ballig ausgeführten Sitzfläche (16) etwa dem Durchmesser (D) des Ventiltellers (14) entspricht.Lift valve ( 10 ) as a gas exchange valve for an internal combustion engine, which is made of ceramic, with one on a valve stem ( 12 ) molded valve plate ( 14 ), which is provided with an annular seat ( 16 ), the seat surface ( 16 ) is executed crowned with a radius (r), characterized in that the radius (r) of the spherical seat ( 16 ) about the diameter (D) of the valve disk ( 14 ) corresponds. Hubventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik für das Hubventil (10) Si3N4 ist.Lifting valve according to claim 1, characterized in that the ceramic for the lifting valve ( 10 ) Si 3 N 4 . Hubventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) des Ventiltellers (14) 25 bis 50 Millimeter beträgt.Lifting valve according to claim 1 or 2, characterized in that the diameter (D) of the valve disk ( 14 ) Is 25 to 50 millimeters. Hubventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) des Ventiltellers (14) 35 Millimeter beträgt, und dass der Radius (r) der ballig ausgeführten Sitzfläche (16) etwa 30 Millimeter beträgt.Lifting valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the diameter (D) of the valve disc ( 14 ) Is 35 millimeters, and that the radius (r) of the crowned seat ( 16 ) is about 30 millimeters. Hubventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (14) an seiner dem Brennraum zugewandten Seite (26) zumindest teilweise ballig aufgedickt ist.Lifting valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve disc ( 14 ) on its side facing the combustion chamber ( 26 ) is at least partially crowned thickened. Hubventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufdickung der dem Brennraum zugewandten Seite (26) des Ventiltellers (14) im Querschnitt parabelförmig gestaltet ist.Lifting valve according to claim 4, characterized in that the thickening of the combustion chamber facing side ( 26 ) of the valve disk ( 14 ) is designed parabolic in cross-section. Hubventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die ballige Sitzfläche (16) im Quick-point-Schleifverfahren hergestellt ist.Lifting valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least the spherical seat surface ( 16 ) is produced in a quick-point grinding process.
DE1996102720 1996-01-26 1996-01-26 globe valve Expired - Lifetime DE19602720B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996102720 DE19602720B4 (en) 1996-01-26 1996-01-26 globe valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996102720 DE19602720B4 (en) 1996-01-26 1996-01-26 globe valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19602720A1 DE19602720A1 (en) 1997-07-31
DE19602720B4 true DE19602720B4 (en) 2008-03-27

Family

ID=7783716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1996102720 Expired - Lifetime DE19602720B4 (en) 1996-01-26 1996-01-26 globe valve

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19602720B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011090203A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Continental Automotive Gmbh Design of a valve closing body

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5036799B2 (en) * 2009-12-21 2012-09-26 川崎重工業株式会社 4-stroke internal combustion engine
CN105240072B (en) * 2015-11-03 2017-07-14 济南大学 A kind of exhaust valve attachment means of Electromagnetic Control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1475948A1 (en) * 1965-09-06 1969-04-24 Von Arnim Sche Werke Gmbh Control valve
DE2545860A1 (en) * 1975-10-14 1977-04-28 Elsbett L VALVE, IN PARTICULAR FOR PISTON INTERNAL COMBUSTION MACHINES, SUCH AS DIESEL ENGINES ETC.
DE3302650A1 (en) * 1983-01-27 1984-08-02 Oliver Dipl.-Phys. 7148 Remseck Laing COMBUSTION ENGINE VALVE
DE3926431A1 (en) * 1989-08-10 1991-02-14 Audi Ag Reciprocating valve, for IC engine cylinder head - has metal valve core assembled so that it exerts high compressive stress on ceramic valve body

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD42058A (en) *

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1475948A1 (en) * 1965-09-06 1969-04-24 Von Arnim Sche Werke Gmbh Control valve
DE2545860A1 (en) * 1975-10-14 1977-04-28 Elsbett L VALVE, IN PARTICULAR FOR PISTON INTERNAL COMBUSTION MACHINES, SUCH AS DIESEL ENGINES ETC.
DE3302650A1 (en) * 1983-01-27 1984-08-02 Oliver Dipl.-Phys. 7148 Remseck Laing COMBUSTION ENGINE VALVE
DE3926431A1 (en) * 1989-08-10 1991-02-14 Audi Ag Reciprocating valve, for IC engine cylinder head - has metal valve core assembled so that it exerts high compressive stress on ceramic valve body

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 58-178062 A., In: Patents Abstracts of Japan, M-270,Jan. 24,1984,Vol. 8,No. 16
JP 58178062 A., In: Patents Abstracts of Japan, M-270,Jan. 24,1984,Vol. 8,No. 16 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011090203A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Continental Automotive Gmbh Design of a valve closing body

Also Published As

Publication number Publication date
DE19602720A1 (en) 1997-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0494285A1 (en) Assembly of a cylindrical body made to finished dimensions.
DE3222582A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A PISTON BOTTOM FOR A BUILTED PISTON
EP1552145B1 (en) High pressure pump, especially for a fuel injection device in an internal combustion engine
DE3429169C1 (en) Control element for the valve train of an internal combustion engine
DE3809702A1 (en) COMPONENT IN THE VALVE CONTROL DRIVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE19602720B4 (en) globe valve
EP3450707B2 (en) Valve for a combustion engine
EP0056107A1 (en) Cylinder head for an internal-combustion engine
EP1819921B1 (en) Piston for a combustion engine
DE102010049904A1 (en) Cylinder head assembly for an internal combustion engine and manufacturing process
EP1912754B1 (en) Unmachined cylinder head casting, cast cylinder head for diesel internal combustion engines, and process for producing an unmachined cylinder head casting
WO2007036447A1 (en) Lever pertaining to a shiftable cam follower device and method for producing the same
DE3902518A1 (en) VALVE SEAL
DE102005058548A1 (en) Valve drive for internal combustion (IC) engine, has one of two zero stroke cams axially longer than other cam and contacted to gas intake valve actuator and radial bearing in one mode and to bearing only in other mode
EP1561057B1 (en) Valve
EP1134406A3 (en) Internal combustion engine with injection valves
DE3444901A1 (en) Cam control
EP0629263B1 (en) Ceramic engine valve
DE19849849A1 (en) Fuel pressure regulator valve for combustion engine has contact surface of valve closure made of ceramic material
DE19721406A1 (en) Valve seat
EP0172492A2 (en) Valve for an internal-combustion engine
DE19911618A1 (en) Procedure for making gas exchange valves, seat rings or cylinder heads with increased abrasion resistance of seating face for IC engines
AT414014B (en) VALVE SEAT USE
DE10213693B4 (en) Sealing arrangement for a plugged into a bore of a housing valve of an internal combustion engine
EP3507395B1 (en) Wear resistant valve cotter

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right