DE2502631A1 - Gehaeuse fuer ein gekuehltes einteiliges ventil in brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

PATENTANAAiALTE d-2 Hamburg 70, ziesenisstr.6

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DIPL. ING. H. SCHAEFER Telegrammadresse:patentiwe

DIPL. PHYS. K. SCHAEFER datum 21. Januar 1975

UNSER ZEICHEN: Sch/E PATENTANWÄLTE SCHAEFER, D- 2 HAMBURG 70. ZIESENISSTRASSE (i 'HR ZEICHEN'.

SOCIETE D'ETUDES DE MACHINES THERMIQUES S.E.M.T., 2, Quai de Seine, 93202 - SAINT-DENIS, Frankreich,

Gehäuse für ein gekühltes einteiliges Ventil in Brennkraftmaschinen.

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein gekühltes, in einem Stück geformtes Ventil für Brennkraftmaschinen sowie das Herstellungsverfahren durch Gießen dieses Gehäuses.

Es ist schon bekannt, bei dem Aufbau von Brennkraftmaschinen insbesondere von Dieselmotoren Ventilgehäuse vorzusehen, die in dem Zylinderkopf des Motors eingebaut sind. Derartige Ventile, insbesondere hängende Ventile, werden in die Ventilgehäuse eingesetzt.

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Es ist bekannt, diese Ventilgehäuse aus einem Stück zu formen. Es ist notwendig, gleichzeitig den Sitz und die Ventilführung zu kühlen'. In diesem Zusammenhang beschreiben einige Patente zwei ringförmige Kühlkammern, wobei die eine für den Ventilsitz und die andere für die Ventilführung vorgesehen ist.

Diese Kammern sind im allgemeinen durch Gießen gemäß einem Verfahren hergestellt, bei welchem in der eigentlichen Gußform Gußkerne vorgesehen sind.

Die Kühlkammer der Ventilführung wurde bis jetzt mit Hilfe von zwei Gußkernen hergestellt, die eine Art ringförmiger Krone bilden und die Form von zwei getrennten Teilen aufweisen, die jedoch miteinander in Verbindung stehen. In gleicher Weise wird die Kühlkammer des Ventilsitzes durch zwei eine ringförmige Krone bildende Teileebenfalls mit Hilfe von Gußkernen hergestellt. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen den zwei Teilen z. B. durch Schweißung nach dem Gießvorgang vorgenommen.

Dieses Verfahren zur Herstellung der Kammern und demzufolge der Ventilgehäuse unterscheidet sich sehr von jenem der vor-

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liegenden Erfindung. Die Ausbildung der erfindungsgemäß hergestellten Ventilgehäuse weicht in weitem Maße von jener der schon bekannten Ventilgehäuse ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Gehäuse für ein hängendes Ventil für Brennkraftmaschinen, das aus einem Stück geformt ist und einen Käfig mit mehreren Rippen, in welchem eine ringförmige Kühlkammer für den Ventilsitz vorgesehen ist, sowie eine Ventilführung umfaßt; in welcher eine ringförmige Kühlkammer für diese Führung ausgebildet ist, wobei die genannte Kammer durch wenigstens einen in den Rippen vorgesehenen Kanal mit der Kühlkammer des Ventilsitzes in Verbindung steht. Dieses Gehäuse ist dadurch gekennzeichnet, daß es in der radial äußeren "Wand einer der Kühlkammern wenigstens eine Aussparung besitzt, die durch einen eingeschweißten oder gelöteten Stopfen verschlossen ist.

Das erfindungsgemäße Ventilgehäuse besitzt z. B. Aussparungen, die im Bereich des Käfigs des Gehäuses vorgesehen sind, sowie weitere Aussparungen, die im Bereich der Ventilführung liegen. Wie schon erwähnt, sind diese Aussparungen verschlossen, um dem Ventilgehäuse seine endgültige Gestaltung zu verleihen.

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Diese Aussparungen werden gegossen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilgehäuses durch Gießen, wobei dieses Verfahren darin besteht,

ein Gußmodell sowie die den zu bildenden Kühlkammern entsprechenden Gußkerne herzustellen,

eine Gußform zu bilden und darin die genannten Kerne in Stellung zu bringen, wobei diese Kerne in den entsprechenden Bereichen der Gußform an der Stelle der Aussparung festgehalten oder abgestützt sind,

das geschmolzene Metall in die Gußform zu gießen

und danach das Gußstück aus der Form herauszunehmen, die Gußkerne zu entfernen und das rohgegossene Stück durch wenigstens einige der Aussparungen zu reinigen.

Die Kerne, die zur Bildung der zwei Kammern vorgesehen sind, werden in der Gußform mit Hilfe von Trägern, die an den für die Aussparungen vorgesehenen Stellen angeordnet sind, fest-

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gehalten, wobei diese Aussparungen nach erfolgtem Gießvorgang gebildet sind. Es ist zu bemerken, daß durch die Merkmale des erfindungsgemäßen Gießverfahrens die Kühlkammern durch den Einsatz von einer Anzahl von Gußkernen, die im Vergleich zu der in der schon bekannten Technik verwendeten Anzahl von Gußkernen unterschiedlich ist, gebildet werden. Die Gußkernträger werden nach dem GMvorgang herausgenommen, so daß die genannten Aussparungen entstehen.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in welcher an Hand der beigefügten Zeichnungen eine Ausfiihrungsform der Erfindung beispielsweise erläutert ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Ventilgehäuses gemäß der Linie I - I in Fig. 3,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1 gemäß Pfeilen II, Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III - III in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV - IV in Fig. 1,

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Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V - V in Fig. 2 Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie VI - VI in Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventilgehäuse, das aus einem Käfig i sowie einer Ventilführung 2 besteht. Der Zylinderkopf sowie das Ventil, das in das Gehäuse eingeführt wird, sind nicht dargestellt.

Der Käfig 1 ist mit mehreren Verstärkungsrippen 3, 4, 5 und 6 (Pig· 3) versehen. Er besitzt außerdem eine ringförmige Kühlkammer 7 für den Ventilsitz. Der Käfig 1 ist außerdem mit acht Löchern bzw. Aussparungen 8 bis 15 (Fig. 2 und 5) versehen, die mit Hilfe von Stopfen 16 bis 23 durch Schweißung oder Hartlötung verschlossen sind.

Die Ventilführung 2 weist ihrerseits eine ringförmige Kammer 24 auf, die aus zwei durch eine längsgerichtete Wandung 25 voneinander getrennten Teilräumen 24a und 24b besteht, wobei diese Wandung sich zwischen den inneren 26 und äußeren 2 7 zylinderförmigen Wandungen radial erstreckt. Löcher 28, 29, 30 und 31 sind in der äußeren Wandung 27 der Kammer 24 vorgesehen. Diese Löcher sind mit Hilfe von Stopfen 32, 33, 34 und

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35 verschlossen. Öffnungen 36 und 37 mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt sind in der oberen Wand des Gehäuses vorgesehen und ebenfalls mit Stopfen 38 und 39 verschlossen.

In die Wandung 25 sind zwei Löcher 40 und 41 gebohrt, so daß die Verbindung zwischen den Teilräumen 24a und 24b · der Kammer 24 hergestellt ist.

Die Kanäle 42, 43, 44 und 45 (Fig· 3 und 6) sind außerdem in den Rippen 3, 4, 5 und 6 vorgesehen. Sie stellen die Verbindung zwischen den zwei Kammern 7 und 24 her. Auf diese Weise kann das Kühlmittel aufeinanderfolgend durch die Kammern 24 und 7 einwandfrei strömen, so daß die Kühlung dann sowohl im Bereich des Ventilsitzes als auch im Bereich der Ventilführung sehr zufriedenstellend ist.

Das erfindungsgemäße Ventilgehäuse wird in folgender Weise gegossen:

Zuerst wird ein Modell im allgemeinen aus Holz hergestellt. Gleichzeitig werden die zur Bildung der zwei Kühlkammern und 24 dienenden Gußkerne gefertigt.

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Die eigentliche Gußform wird dann hergestellt und in letztere werden die Gußkerne so eingelegt, daß sie in der richtigen Lage abgestützt sind.

In dem zur Bildung des Käfigs 1 dienenden Bereich der Form sind die Gußkerne in dem Bereich, in dem die Löcher 8 bis 15 vorgesehen sind, abgestützt.

In dem zur Bildung der Ventilführung dienenden Teil der Gußform sind die Gußkerne im Bereich der Löcher 2 8 bis 31 gehalten. Die Lage der Gußkerne ist auch im Bereich der Öffnungen 36 und 37 gesichert. Danach kann das geschmolzene Metall in die Gußform gegossen werden, und später wird das gebildete Gußstück aus der Form herausgenommen.

Nach Entfernung der Kernträger können die eigentlichen Gußkerne durch wenigstens einige der Löcher 8 bis 15, 28 bis 31 , 36 und 3 7 entfernt werden.

Das Gußstück wird dann durch einige der genannten Löcher und insbesondere durch die öffnungen 36 und 37 gereinigt.

Bei dieser Herstellungsstufe des erfindungsgemäßen Ventilgehäuses stehen die zwei nach Entfernung der Gußkerne gebil-

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deten Kammern 7 und 24 nicht miteinander in Verbindung.

Außerdem besteht die Kammer 24 aus zwei Teilräumen 24a und 24b, die ebenfalls nicht miteinander in Verbindung stehen.

Da die Löcher 8, 10, 12 und 14 (Fig. 5) in den Mittelebenen der Rippen 3, 4, 5 und 6 angeordnet sind, können durch diese Löcher die Enden von Bohrwerkzeugen insbesondere von Bohrern eingeführt werden, so daß die Kanäle 42, 43, 44 und 45 in den jeweiligen Rippen aufeinanderfolgend gebohrt werden können. Durch die Löcher 30 und 31 z. B. können ebenfalls die Kanäle 40 und 41 durch die längsgerichtete Wandung 25 gebohrt werden. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen den zwei Kammern 7 und 24 hergestellt.

Es bleibt danach nur noch,die gesamten Löcher mit Hilfe von Stopfen, wie z. B. 32, zu verschließen, wobei letztere am Gehäuse selbst festgeschweißt oder -gelötet werden.

Das erfindungsgemäße Ventilgehäuse besitzt demzufolge zwei ringförmige Kühlkammern, die miteinander in Verbindung · stehen und die einwandfreie Kühlung sowohl im Bereich des Ventilsitzes als auch im Bereich der Ventilführung ermöglichen. Außerdem besitzt ein derartiges Veiitilgehäpse eine

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Reihe von bei einem darauffolgenden Arbeitsgang verschlossenen Bohrungen, die im Laufe der Herstellung des Gehäuses nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet werden. Diese Löcher dienen, wie schon erwähnt, auch zum Herausnehmen der Gußkerne nach erfolgtem Gießvorgang und ebenfalls zur Bohrung der Verbindungskanäle.

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Claims (7)

- 11 -P a t e η t a η s ρ r ü c h e :

1. Gehäuse für ein hängendes Ventil für Brennkraftmaschinen, das aus einem Stück geformt ist und einen Käfig mit mehreren Rippen, in welchem eine ringförmige Kühlkammer für den Ventilsitz vorgesehen ist, sowie eine Ventilführung umfaßt, in welcher eine ringförmige Kühlkammer für diese Führung ausgebildet ist, wobei die letztere Kammer durch wenigstens einen in den Rippen vorgesehenen Kanal mit der Kühlkammer des Ventilsitzes in Verbindung steht, dadurch "gekennzeichnet, daß es in der radial äußeren Wand einer der zwei Kühlkammern (7, 24) wenigstens eine Aussparung (8 bis 15), (28 bis 31) und (36, 37) besitzt, die durch einen eingeschweißten bzw. gelöteten Stopfen (16 bis 23), (32 bis 35) und (38 und 39) verschlossen ist.

2. Ventilgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

■ daß die Kanäle (42 bis 45) in den Rippen (3 bis 6) gerade ausgeführt sind und daß wenigstens eine der Aussparungen (8 bis 15) im Bereich des Käfigs (1) des Gehäuses in der Mittelebene einer der Rippen (3 bis 6) liegt und derartige

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Abmessungen aufweist, daß die Projektion des sichtbaren Umrisses der Bohrung, durch welche einer der Kanäle (42 bis 45) in die Kühlkammer (7) für den Ventilsitz ausmündet, in Richtung der Längsachse dieses Kanals auf die Fläche der radial äußeren Wandung dieser Kammer innerhalb dieser Aussparung liegt.

3. Ventilgehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche,

in welchem die Kühlkammer für die Ventilführung zwischen einer zylinderförmigen radial äußeren Wandung und einer zylinderförmigen radial inneren Wandung und mit einer längsgerichteten, sich radial zwischen diesen Wandungen erstreckenden Trennwand versehen ist, wobei diese Trennwand die Kühlkammer für die Ventilführung in zwei Teilräume teilt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der genannten Aussparungen (28 bis 31) in der äußeren Wandung (27) der Ventilführungskühlkammer (24) vorgesehen und so angeordnet ist, daß ihr Umfang eine geometrische Projektion auf die Trennwand (25) zuläßt, ohne auf die die Ventilführung bildende Muffe zu treffen.

4. Ventilgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längsgerichtete Wand (2.5) mit wenigstens einem Kanal (40, 41) zur Verbindung zwischen den Teilräumen der Kühl-

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kammer (24) der Ventilführung (2) versehen ist.

5. Ventilgehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Loch (36, 37) mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt in der oberen Fläche des Gehäuses vorgesehen ist.

6. Verfahren zur Herstellung durch Gießen eines Ventilgehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

ein Gußmodell sowie den Kühlkammern (7, 24) entsprechende Gußkerne hergestellt werden,

die Gußform gefertigt wird und in letztere die Gußkerne eingebracht und in den Zonen der Gießform, wo die Aussparungen (8 bis 15, 28 bis 31 und 36 und 3 7) vorgesehen sind, abgestützt werden,

das geschmolzene Metall in die Gießform gegossen wird,

das Gußteil aus der Gießform herausgenommen, die genannten Kerne entfernt werden und das so erzielte Gußstück wenigstens durch eine der genannten Aussparungen gereinigt wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Ventilgehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die genannten Kanäle (42 bis 45) in den Rippen (3 bis 6) durch Einführung der Enden von Bohrwerkzeugen, z. B. Bohrern,in die in den Mittelebenen der Rippen liegenden Bohrungen (8, 10, 12 und 14) gebohrt werden,

die Kanäle (40 und 41) in der längsgerichteten Trennwand (25) durch die in der äußeren Wandung (25) der Ventilführungskühlkammer (24) vorgesehenen Aussparungen (28 bis 31) hindurchgebohrt und

diese Aussparungen mit Hilfe von an das Ventilgehäuse angeschweißten oder gelöteten Stopfen verschlossen werden.

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