DE2521395B2 - Ventilkegelstücke zur Ventilbefestigung bei Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

2. Veniilkegelstücke nach Anspruch I, gekennzeichnet durch folgende Abmessungsrelationen zum Ventilschaft:

0,98 < n/r, < 0,995 0,04 < a/r, < 0,09

Die Erfindung bezieht sich auf Ventilkegelslücke zui Ventilbefestigung bei Brennkraftmaschinen, deren Biegeradius kleiner ist als der zugehörige Ventilschaftradius und deren Länge in Umfangsrichtung kleiner isi als der zugehörige halbe Kreisumfang des Ventilschaftes.

In verschiedenen Ländern werden für Lastkraftwagen und Omnibus; - zusätzlich zu den an den Rädern bzw. Achsen wirkenden Betriebsb«>mse:i Motorbremsen gefordert. Die Schleppleistung des bremsenden Motors wird bedeutend erhöht, w-~nn eine in der Auspuffleitung angeordnete Drosselklappe geschlossen wird. Bei geschlossener Drosselklappe baut sich sehr schnell ein Gegendruck auf, der zu der höheren Hremsleistung 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 Belastung sind insbesondere abzubremsende Drehzahlen, die zusätzlich wesentlich höher als die obere Leerlaufdrehzahl sind. Es kommt zu Schwingungsvorgdngen zwischen dem Ventil, den Ventilkegelstücken mil dem Federteller und der Ventilfeder. Diese Schwingungen können so stark sein, daß sieh das Ventilkegelstück nicht mehr in der kraft- und formschlüssig gesicherten Position im Konus des Federtellers befindet, sondern frei wegfliegen kann. Wesentlicher Begleitumsland dieser ungünstigen dynamischen Situation ist immer eine irreguläre Ventilbewegung, wobei entweder der Kolben den Ventilteller berührt und die durch den Kolben aufgebrachte Beschleunigung zum Zurückbleiben des Federtcllers führt, oder daß der Gasdruck im Auspuffrohr das Ventil /u einem Zeitpunkt aufdrückt, in dem es nicht durch eine Unterstützung der Nockenlaufbahn sanf< auf den SiI/ zurückkehren kann. Dabei wird der Federteller derart stark verzögert, daß er sich wiederum leicht von den t Vcniilkegelstücken löst. Vermag sich hierbei nur ein Teil der paarweise angeordneten Veniilkegelstücke zu entfernen, so ist der Kraftschluß gefährdet und ein Motorschaden durch Hereinfallen eines Ventils in den Verbrennungsraum wahrscheinlich. _Ί

Fs kann auch /u starken einseitigen Belastungen kommen, die durch nachfolgende Dauerbrüche den Schilden verursachen.

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

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Ventilkegelsiücke so zu gestalten, daß deren Abspringen vom Ventilschaft bei unregelmäßigen Ventil- bzw. Federtellerbewegungen, die zu einem Lösen der Kegelstücke vom Federteller und vom Ventilschaft 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,l). Besonders günstige Verhältnisse werden erzielt, wenn folgende Bemessungen vorgenommen werden:

0,98 < r./r, < 0,995 0,04 < a/n < 0,090

in der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und erläutert. Es zeigt Fig. I die Ventilschafibefesiigung in einem Federteller mittels Kegelstücke im Querschnitt, · Fig. 2 den Schnitt Π-ΙΙ gemäß Fig. 1,

F i g. 3 die Draufsicht auf zwei Kegelsiücke vor dem Anpressen an einen Ventilschaft, jedoch ohne Federteller und ohne Berücksichtigung der Ringwülste,

Fig.4 einen Teilausschnitt der Darstellung gemäß ι F i g. J und

Fig. 5 die schaubildliche Darstellung eines Kegelstückes.

Der Ventilschaft 10 ist nahe seinem Ende 14 mit einer Nut 12 versehen. Ein Paar einander identischer Kegelstücke 20 und 30 greifen mit vorspringenden Ringwülsien 22 und 32 in diese Nut. Die Kegelstücke 20 und 30 zeigen eine übliche Ausführung mit einer kegelstumpfförmigen Gestaltung der äußeren Umfangsfläche. Das sich verjüngende Kcgelstumpfende ι zeigt dabei in Richtung des Ventiltellers. Die innere Umfangsfläche der unterhalb der RirigwUlsie liegenden Bereiche 24, J4 der Kegelstücke zeigen im wesentlichen halbzylindrisch ausgebildete Anlageflächen 26 bzw. J6. Der Federteller 40 ist so ausgebildet, daß er die ι Ventilkegelstück 20 und 30 aufnimmt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Radius n des Ventilschaftes 10 und der Innenradius 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 30 in Umfangsrichlung um das Maß ,/ kürzer sind als es dem zugehörigen halben Kreisumfang entspricht.

Es gehört /um allgemeinen Stand der Technik, daß /ur Verbesserung der Klemmwirkung der Kegelstiicke 20 und 10 auf dem Ventilschaft 10 der Radius r₂ etwas kleiner ausgeführt wird als der Radius n. Hierdurch wird · erreicht, daß die Ventilkegelstück^ 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 Ventilkegclstücke 20 und )0 mit dem Verhältnis ο < n leicht abspringen.

Zur Erläuterung zeigen die Fig. J und 4 die Ventilkegelstücke in Verbindung mit dem Ventilschaft mit den zugehörigen Kräften. In F i g. J sind die Ventilkegelstücke /uniichst noch in kraftfreier Anlage. Hei gegebenen Maßen n, r> und ,·) ergibt sich die

Vergrößerung des freien AnlugeJurchmessers Dum AD wie folgt:

2r,

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 η sowie der Abschnitt

höhe a geht die Kraft N nicht durch den Radiusmittelpunkt von n, sondern sie besitzt eine Seitenkomponenie 5, die im fesimontierten Zustand (Fig. I) nach Lösen des Federtellers 40 nur dann nicht zum Lösen der Ventilkegelstücke führt, wenn die Dimensionsbeziehung die erfindungsgemäßen Werte zeigt. Erst diese Beziehung sichert eine Selbsthemm'^ng der Kegelstücke bei den eingangs genannten ungünstigen Betriebsbedingungen. Bisher wurden aus fabrikatorischen und moniagetechnischen Gründen die Abschnittshöhen a nicht nach dieser Maßgabe bemessen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Ventilkegelstücke zur Ventilbefesiigung bei Brennkraftmaschinen, deren Biegeradius r₃ kleiner ist als der zugehörige Ventilschaftradius η und deren Länge in Umfangsrichtung um eine Abschnuisgrößi; a kleiner ist als der zugehörige halbe Kreisumfanj, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Abschnittgröße a zum Ventilschaftradius /ί kleiner als O, i ist