DE2521395A1

DE2521395A1 - Ventilkegelstuecke

Info

Publication number: DE2521395A1
Application number: DE19752521395
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr Ing Mueller
Original assignee: Teves Thompson and Co GmbH
Current assignee: Teves Thompson and Co GmbH
Priority date: 1974-05-20
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1976-01-15
Also published as: SE7505609L; FR2272262A1; DE2521395B2; FR2272262B1; GB1507488A; US3938484A; IT1038240B

Description

Betr.: T 335/A/em - Anmelder: Firma Teves-Thompson GmbH

3013 Barsinghausen 1

" Ventilkegelstück^ "

Die Erfindung bezieht sich auf Ventilkegelstücke zur Ventilbefestigung bei Verbrennungskraftmaschinen, deren Biegeradius kleiner ist als der zugehörige Ventilschaftradius und deren Länge in Umfangsrichtung kleiner ist als der zugehörige halbe Kreisumfang des Ventilsctiaftes

In verschiedenen Ländern werden für Lastkraftwagen und Omnibusse zusätzlich zu den an den Rädern bzw. Achsen wirkenden Betriebsbremsen Motorbremsen gefordert. Die Schleppleistung des bremsenden Motors wird bedeutend erhöht, wenn eine in der Auspuffleitung angeordnete Drosselklappe geschlossen wird. Bei geschlossener Drosselklappe baut sich sehr schnell ein Gegendruck auf, der zu der höheren Bremsleistung des Antriebsmotors führt.

Die durch die Anwendung solcher Einrichtungen gewonnenen Erfahrungen haben jedoch gezeigt, daß die Motorventile und deren Befestigungen hoch belastet werden.Gründe der höheren

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Belastung sind insbesondere abzubremsende Drehzahlen, die zusätzlich wesentlich höher als die obere Leerlauf drehzahl sind. Es kommt zu Schwinungsvorgangen zwischen dem Ventil, den Ventilkegelstücken mit dem Federteller und der Ventilfeder. Diese Schwingungen können so stark sein, daß sich das Ventilkegelstück nicht mehr in der kraft— und formschlüssig gesicherten Position im Konus des Federtellers befindet, sondern frei wegfliegen kann. Wesentlicher Begleitumstand dieser ungünstigen dynamischen Situation ist immer eine irreguläre Ventilba^egung, wobei entweder der Kolben den Ventilteller berührt und die durch den Kolben aufgebrachte Beschleunigung zum Zurückbleiben des Eedertellers führt, oder daß der Gasdruck im Auspuffrohr das Ventil zu einem Zeitpunkt aufdrückt, in dem es nicht durch eine Unterstützung der Nockenlaufbahn sanft auf den Sitz zurückkehren kann. Dabei wird der Federteller derart stark verzögert, daß er sich wiederum leicht von den Ventilkegelstücken löst. Vermag sich hierbei nur ein Teil der paarweise angeordneten Ventil— kegelstücke zu entfernen, so ist der Kraftschluß gefährdet und ein Motorschaden durch Hereinfallen eines Ventils in den Verbrennungsraum wahrscheinlich. Es kann auch zu starken einseitigen Belastungen kommen, die durch nachfolgende Dauerbrüche den Schaden verursachen.

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Wenn auch solche Schaden meistens nur vereinzelt auftreten und nur beim Zusammentreffen von erschwerenden Umständen, so ist die Schwere der auftretenden Schaden,di· sie bis zum Totalschaden reichen, besonders groß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Ventilkegel— stücke so zu gestalten, daß deren Abspringen vom Ventil— shaft bei unregelmäßigen Ventil— bzw. Federtellerbe— wegungen, die zu einem Lösen der Kegelstücke vom Feder—

und vom Ventilschaft

te11er/führen, verhindert wird. Die Erfindung als Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Abschnittgröße a zum Ventilschaftradius r kleiner als 0,1 ist ( a/r, ^ 0,1). Besonders günstige Verhältnisse werden erzielt, wenn folgende Bemessungen vorgenommen werden:

0,98 ζ r₂/r_a < 0,995
0,04 < a/r_a < 0,090.

In' der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Ventilschaftbefestigung in einem Federteller mittels sr+ücke im Querschnitt,

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Fig. 2 den Schnitt II - II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf zwei Kegelstücke

vor dem Anpressen an einen Ventilschaft, jedoch_rohne Federteller und ohne Berück-

äichtungtmg der Ringwülste. Fig. 4 einen Teilausschnitt der Darstellung

gemäß Fig. 3, und

Fig. 5 die schaubildliche Darstellung eines Kegelstückes.

Der Ventilschaft 10 ist nahe seinem Ende 14 mit einer Nut 12 versehen. Ein Paar einander identische Kegelstücke

22 und 20 und 30 greifen mit vorspringenden Ringwülsten/in diese Nut. Die Kegelstücke 20 und 30 zeigen eine übliche Ausführung mit einer kegelstumpfförmigen Gestaltung der äußeren Umfangsflache. Das sich verjüngende Kegelstumpf— ende zeigt dabei in Richtung des Ventiltellers. Die innere Umfangsflache der unterhalb der Ringwülste liegenden Teile der Kegelstücke 24, 34 zeigen im wesentlichen halbzylindrisch ausgebildete Anlageflächen 26 bzw. 36. Umr Federteller 40 ist so augebildet, daß er die Ventilkegel— stücke 20 und 30 aufnimmt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Radius r^ des Ventilschaftes 10 und der Innen— radius r₂ der Ventilkegelstücke 20 und 30 durch die vorangegangene Kraftwirkung und elastische Verformung gleich sind. Es ist weiter zu sehen, daß aus Fabrikations— und Montagegründen die beiden gleichen Ventilkegelstücke 20 und

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in Umfangsrichtung kleiner sind als es dem zugehörigen halben Kreisumfang entspricht· Bei symmetrischer Lage ist jedes Vetilkegelstück um das Maß a über der Mittellinie 16 abgeschnitten.

Es gehört zum allgemeinen Stand der Technik, daß zur Verbesserung der Klemmwirkung der Kegelstücke 20 und auf dem Ventilschaft 10 der Radius r~ etwas kleiner ausgeführt Witd als der Radius r^. Hierdurch wird erreicht, daß die Ventilkegelstücke besser auf dem Schaft 10 klemmen. Unter bestimmten ungünstigen Voraussetzungen, wie sie vorstehend näher dargelegt wurden, können aber auch die federnd an den Ventilschaft 10 gepreßten Ventil— kegelstücke 20 und 30 mit dem Verhältnis r« ^ r^ leicht abspringen. ^

Zur Erläuterung zeigen die Figuren 3 und 4 die Ventil— kegelstücke in Verbindung mit dem Ventilschaft mit den zugehörigen Kräften. In Fig. 3 sind die Ventilkegel— stücke zunächst noch in kraftfreier Anlage. Bei gegebenen Maßen r^, r₂ und a ergibt sich die Vergrößerung des freien Anlagedurchmessers D ui^ D wie folgt:

2¹ ^r2 ] I a \ ^r2 _Λ ^a

^ri / ^ri / ^ri

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Beim Aufpressen ebenso wie beim Lösen der Kegelstücke wirken an den Bogenenden 50 Kräfte N, die die Bogenenden 50 spreizen ( Fig. 4). Wegen der Ungleichheit der Radien r. und r~ sowie der Abschnitthöhe a geht die Kraft N nicht durch den Radiusmittelpunkt von r., sondern sie besitzt eine Seitenkomponente S, die im festmontierten Zustand ( Fig. 1) nach Lösen des Federtellers 40 nurdann nicht zum Lösen der Ventilkegelstücke führt, wenn die Dimensionsbeziehung die erfindungsgemäßen Werte zeigen. Erst diese Beziehungen sichern eine Selbsthemmung der Kegelstücke bei den eingangs genannten ungünstigen Betriebsbedingungen. Bisher wurden aus fabrikatorischen und montagetechnischen Gründen die Abschnittshöhen a nicht nach dieser Maßgabe bemessen, sondern lagen häufig ungünstiger.

— Patentansprüche - 7 -

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Ventilkegeletücke zur Ventilbefestigung bei Verbrennungskraftmaschine^ deren Biegeradius r« kleiner ist als der zugehörige Ventilachaftradius r-, und deren Länge in Umfangsrichtung um eine Abschnittsgröße a kleiner ist als der zugehörige halbe Kreisumfang, dadurch gekennzeichnet,

■ daß das Verhältnis der Abschnittgröße a zum Ventilschaftradius T₁ kleiner als O_fl ist (~— S O.l).

2. Ventilkegelstücke nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch folgende Abmeasungsrelationen zum Ventilschaft:

o,995

o,o4 ^ 8A₁ ^"0,09.

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