DE2524183A1 - Gekuehltes ventil - Google Patents

Description

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft 8900 Augsburg, Stadtbachstraße 1

P.B. 2837/1252 Augsburg, den 30. Mai 1975

Gekühltes Ventil

Die Erfindung betrifft ein gekühltes Ventil für Brennkraftmaschinen mit einem hohlen Ventilschaft, einem Kühlraum im Ventilteller und einem unter Bildung eines Ringraumes in den hohlen Ventil» schaft hineinragenden festen Kühlrohr, wobei der Innenraum des Kühlrohres und der Ringraum an Zu- und Abführleitungen eines Kühlmittelkreislaufes angeschlossen sind.

Ein derartiges Ventil ist aus der deutschen Patentschrift 117 535 bekannt. Hierbei sind der Ventilschaft und der Ventilteller hohl ausgebildet, so daß während des öffnens des stehend angeordneten Ventils oberhalb des feststehenden Kühlrohres eine Vergrößerung des Volumens des das Kühlmittel aufnehmenden Raumes im Ventilteller auftritt, die das Nachfließen des Kühlmittels durch das feststehende Rohr begünstigt. Beim Schließen wird sich dann durch Volumenverkleinerung im Ventil ein erhöhter Kühlmitteldruck ein« stellen, der das Abfließen des Kühlmittels beschleunigt. Diese Wirkungen erstrecken sich jedoch im wesentlichen nur auf den mittleren Bereich des Kühlraumes im Ventilteller. Sie fördern

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dagegen einen gerichteten Kühlmitteldurchfluß im Bereich der ther« misch hochbelasteten Ränder des Ventiltellers nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß die durch die Hin- und Herbewegung des Ventiles erzeugten Druckstöße im Kühlmittel zu einer intensiven Kühlung am Ventilrand ausgenutzt werden können.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Ventilteller sternförmig eine erste Reihe von parallel zur Ventiltellerunter« seite verlaufenden Kühlkanälen und eine zweite Reihe von damit verbundenen, schräg vom Ventilaußenrand zum Ventilschaft verlaufenden Kühlkanälen vorgesehen sind, daß der Abstand der der Ventillängsachse zugewandten inneren Enden der Kühlkanäle der einen Reihe von denen der anderen Reihe größer als der Ventilhub ist, und daß die Länge des feststehenden Kühlrohres so be» messen ist, daß sein unteres Ende in jeder Lage des Ventiles zwischen den Enden der beiden Kühlkanalreihen steht.

Bei Anwendung der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß jeweils einmal während eines öffnungs«» und Schließvorganges des Ventiles das feststehende Rohr als Kolben wirkt, der einen stoßartigen Druckaufbau und damit eine Verstärkung des Kühlmitteldurchlaufs durch die Kühlkanäle bewirkt. Soweit als Kühlmittel öl Verwendung findet, bringt die Erfindung den zusätzlichen Vorteil, daß durch die intensive zeitweilige Durchspülung Verkokungen, die sich an den Kühlkanälen am Ventilteller absetzen können, entfernt werden.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Abbildung. Diese zeigt einen Längs« schnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Ventil.

Das dargestellte Ventil umfaßt einen hohlen Ventilschaft 1 und einen Ventilteller 2. Der Ventilschaft 1 gleitet mit seiner Außenseite in einer festen Führungsbuchse 3. Der Ventilschaft 1 trägt am oberen Ende einen Teller 4, auf dem das Ende eines gabelförmigen Kipphebels 5 aufliegt.

In den hohlen Ventilschaft 1 ragt ein Kühlrohr 6 hinein, das oberhalb des Ventilschaftes in einem Lager 7 gegen Bewegungen in axialer Richtung gesichert, eventuell durch ein Gummielement gedämpft, festgelegt ist. Das Lager 7 läßt jedoch geringfügige radiale Bewegungen des Kühlrohres 6 zu. Der Außendurchmesser des Kühlrohres 6 ist kleiner als der Innendurchmesser des Ventilschaftes 1 bemessen, so daß sich zwischen diesen beiden Teilen ein Ringraum bildet. Die Querschnittsfläche des Ringraumes 8 ist etwa ebenso groß bemessen wie die Querschnittsfläche des Innenraumes 9 des feststehenden Kühlrohres 6, Am Kühlrohr 6 sind weiter Zentrieransätze 10 vorgesehen, mit denen das Kühlrohr 6 gegenüber dem Ventilschaft 1 zentriert wird.

Das untere Ende des Kühlrohres 6 ragt in einen Raum 11 im Ventilteller 2. Von der Unterseite dieses Raumes 11 geht eine erste Reihe von sternförmig nach außen führenden Kühlkanälen 12 aus. Diese Kanäle 12 verlaufen dabei parallel zu der durch eine angeschweißte

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Platte 13 gebildeten Unterseite des Ventiltellers 2. Die Kühlkanäle münden in einem Kühlringraum 14, der sich in unmittelbarer Nähe des Außenrandes des Ventiltellers 2 befindet. Vom Kühlringraum 14 geht eine zweite Reihe von schräg zum Ventilschaft hin verlaufenden Kühlkanälen 15 aus, deren anderes Ende an der Unterseite des Ring« raumes 8 mündet.

Das Kühlrohr 6 ist in nicht näher dargestellter Weise an einen Kühl« mittelkreislauf angeschlossen, der beim dargestellten Ausführungs« beispiel Kühlöl enthält. Das Kühlmittel wird somit in Richtung des Pfeiles a durch das Kühlrohr zum Ventilteller 2 gefördert. Die Darstellung zeigt das Ventil in der geschlossenen Stellung. In dieser Lage des Ventiles fließt das Kühlmittel in Richtung der Pfeile b, c durch die Kühlkanäle 12, 15 zum Ringraum 8, den es in Richtung des Pfeiles d durchströmt. Am oberen Ende des Ventilschaftes 1 sind unterhalb des Tellers 4 Austrittsöffnungen 16 vorge« sehen, aus denen das Kühlmittel in einen Raum 17 austreten kann, von dem aus es wieder zur Pumpe des Kühlmittelkreislaufs gelangt. Teilmengen des Kühlmittels können auch bis zum Ende des Kipphebels 5 gelangen, da der Teller 4 ebenfalls Austritts Öffnungen 18 aufweist. Bei dieser Ausgestaltung kann das Kühlmittel zur Schmierung sowohl der Lauffläche zwischen Führungsbuchse 3 und Ventilschaft 1 als auch der Aufstandsfläche des Kipphebels 5 auf dem Teller 4 herangezogen werden.

Falls erwünscht, kann der Innendurchmesser des Raumes 11 etwas größer als der Außendurchmesser des Kühlrohres 6 bemessen sein, so daß eine kleine Menge des Kühlmittels anstatt durch die Kühl-

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kanäle 12, 15 direkt durch den Raum 11 zum Ringraum 8, der einen größeren Durchmesser als der Raum 11 hat, zurückfließen kann. Die Höhe des zwischen den inneren Enden der Kühlkanäle 12, 15 angeordneten Raumes 11 ist mindestens so groß wie der vorgesehene Ventilhub bemessen. Weiterhin ist das Kühlrohr 6 so lang ausgebildet, daß sein unteres, in den Raum 12 hineinragendes Ende in jeder Lage des Ventiles zwischen den inneren Enden der Kühl« kanäle 12, 15 steht.

Bewegt sich das dargestellte Ventil zum öffnen in Richtung des Pfeiles e , so vergrößert sich zunächst der dem Kühlmittel zur Verfügung stehende Raum im Ventilteller 2. Hierdurch entsteht ein Unterdruck, der den Kühlmittelnachfluß in Richtung des Pfeiles a begünstigt. Bewegt sich anschließend das Ventil entgegen der Rieh« tung des Pfeiles e zum Schließen, so wirkt das Kühlrohr 6, in dessen Innenraum 9 Kühlmittel unter Druck ansteht, wie ein Kol« ben und baut kurzfristig einen erhöhten Kühlmitteldruck im Ventil« teller 2 auf. Diese Druckwelle durchläuft die Kühlkanäle 12, 15 und führt zu einer Beschleunigung des Abströmens des Kühlmittels. Gleichzeitig bewirkt die Druckwelle das Loslösen etwaiger Ver·* kokungen, die sich im Zuge der Kühlmittelkanäle im Ventilteller 2 abgesetzt haben. Beim erfindungs gemäß en Ventil wird also nicht nur zeitweilig, und zwc.r im Fall eines üblichen hängenden Auslaß» ventils, gerade unmittelbar nach dem Zeitpunkt des größten Wärmeeinfalls nach dem öffnen die Kühlung intensiviert, sondern es wird gleichzeitig sichergestellt, daß sich keine Kühlmittelablagerungen in den Kühlkanälen 12, 15 im Ventilteller 2 absetzen können.

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Soll das Ventil mit einem Kühlmittel gekühlt werden,, das nicht zur Schmierung geeignet ist, also beispielsweise Kühlwasser, so wer« den die Austrittsöffnungen in einen das obere Ende des Ventil«
schaftes 1 umgebenden, entsprechend bemessenen festen Sammel» behälter geführt.

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Claims (5)

- 7 - P.B. 2837/1252 Ansprüche

1. Gekühltes Ventil für Brennkraftmaschinen mit einem hohlen Ventilschaft, einem Kühlraum im Ventilteller und einem unter Bildung eines Ringraumes in den hohlen Ventilschaft hineinragenden festen Kühlrohr, wobei der Innenraum des Kühlrohres und der Ringraum an Zu- und Abführleitungen eines Kühlmittelkreislaufes angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilteller (2) sternförmig eine erste Reihe von parallel zur Ventiltellerunterseite verlaufenden Kühlkanälen (12) und eine zweite Reihe von damit verbundenen, schräg vom Ventilaußenrand zum Ventilschaft (1) verlaufenden Kühlkanälen (15) vorgesehen sind, daß der Abstand der der Ventillängsachse zugewandten inneren Enden der Kühlkanäle (12) der einen Reihe, von denen der anderen Reihe größer als der Ventilhub ist, und daß die Länge des feststehenden Kühlrohres (6) so be« messen ist, daß sein unteres Ende in jeder Lage des Ventiles zwischen den Enden der beiden Kühlkanalreihen (12, 15) steht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch« messer des feststehenden Kühlrohres (6) kleiner als der Innendurchmesser des das Kühlrohrende aufnehmenden Raumes (11) im Ventilteller (2) zwischen den Enden der beiden Kühlkanal«· reihen (12, 15) bemessen ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des das Kühlrohrende aufnehmenden Raumes (11) kleiner als der Innendurchmesser des Ventilschaftes (1) oberhalb der Enden der schräg verlaufenden Kühlkanäle (15) bemessen ist,

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4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Kühlkanäle (12, 15) beider Reihen in einem gemeinsamen Kühlringraum (14) münden.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei hängender Anordnung des Ventiles die Kühlmittelzuführleitung an den Innenraum (9) des Kühlrohres (6) angeschlossen ist.

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