DE2648866A1

DE2648866A1 - Durch kuehlmittelumlauf gekuehltes pilzfoermiges ventil

Info

Publication number: DE2648866A1
Application number: DE19762648866
Authority: DE
Inventors: Albert Haug
Original assignee: Societe dEtudes de Machines Thermiques SEMT SA
Current assignee: MAN Energy Solutions France SAS
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DK142065C; DK492076A; SE427205B; SE7611874L; IT1071048B; YU265876A; NO763690L; PL108924B1; AU511323B2; NL182012C; AU1922576A; DD127866A5; JPS5941005B2; DE2648866C2; NL7611877A; JPS5267435A; NO147454C; DK142065B; ES452872A1; CS201038B2

Description

SOCIETE D¹ETUDES DE MACHINES THERHIQUES - S.E.M.T. 2, Quai de Seine - 93202 SAINT DENIS, Frankreich

Durch Kilhlmitteluxnlauf gekühltes pilzförmiges

Ventil."

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maschinenventil und insbesondere ein pilzförmiges Ventil, das durch den Umlauf eines Kühlmittels gekühlt und für Verbrennungsmotoren bestimmt ist.

Ventile dieser Art bestehen im allgemeinen aus einer Spindel oder einem Schaft und einem aufgesetzten Kopf. Der Zusammenbau erfolgt durch Verschraubung mit Hilfe einer Gewindezone, die am Umfang des Schaftes in der Nähe von einem seiner Enden vorgesehen ist, und einer im Kopf vorgesehenen axialen Gewindebohrung. Im allgemeinen besteht trotzdem zwischen d-?n Gewinden ein leichtes Spiel. Um eine bensere Blockierung des Kopfes und des Schaftes zu erreichen, führt man eine Lötung aus, die es erlaubt, die Zwischenräume zwischen den Gewinder; zu füllen. Es ist sehr wichtig, eine gute Steifigkeit der Einheit

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Kopf-Schaft dos Ventiles zu gewährleinton. Auf diese Weise kann mit Sicherheit jeder Austritt von Kühlmittel an der Verbindungsstelle verhindert werden.

Ferner muss eine gute Lagerung des Ventilkopfes auf seinem Sitz vorgesehen sein, was "bei pilzförmigen und durch Umlauf eines Kühlmittels gekühlten Ventilen problematisch ist, weil der Kopf zum Teil hohl ist, um in seinem Inneren einen Hohlraum zu erhalten, der von der Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Ein derartiger Aufbau kann sich bei hohen Temperaturen leichter verformen als eine Struktur mit vollem Kopf.

Die Erfindung betrifft eine neue Ventilstruktur, die insbesondere in Höhe des Kopfes neu ist und gleichzeitig der Einheit Kopf-Schaft eine gute Steifigkeit verleiht und eine bessere Anlage des Ventiles an seinen Sitz bei Schockbelastungen gewährleistet.

Um eine starre Verbindung zu erhalten, ist es zweckmässig, dass die Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Schaft so gross wie möglich ist, d.h. die Abmasse des Kühlraumes, der im Ventilkopf vorgesehen ist, begrenzt werden.

Diese Feststellung ist wichtig, da sie es erlaubt, gleichzeitig ein Problem zu lösen, das im Kühlsystem auftritt, wenn das Kühlmittel 01 ist. In der Tat sollte darauf geachtet werden, dass der gesamte Hohlraum in dem Ventil, der die Aufnahmekapazität an Kühlmittel bildet, stets mit Kühlmittel gefüllt ist, um einen unzureichenden Umlauf des Öles zu verhindern und ein stossartiges Auftreffen des Öles insbesondere auf die heissen Bereiche des Ventiles (Effekt, der unter der Bezeichnung"Shakereffekt" bekannt ist), d.h. die überhitzung von stagnierendem öl in einem Teil des Kühlsystemes zu vermeiden. Diese Überhitzung kann nachteilige Folgen haben, denn sie kann zu einer Spaltung des Öles mit einer Verkokung als Ergebnis führen, die den Umlauf weg des Kühlmittels insbesondere

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in Höhe der ringförmigen Kaminer des Ventilkopfes behindern kann» wenn diese Kammer einen Querechnitt besitzt, der bedeutend grosser ist als der Querschnitt der Kühlmittelspeisekanäle.

Die Erfindung löst folglich gleichzeitig zwei Probleme, da nämlich die Lösung eines Problemes automatisch die Lösung des anderen Problemes zur Folge hat. Wenn man nämlich den Querschnitt der ringförmigen Kühlkammer im Ventilkopf verringert, um die Verbindungsfläche zwischen dem Kopf und dem Schaft zu vergrössern, erhält man gleichzeitig einen besseren Kühlmittelumlauf. Andererseits, wenn man den Querschnitt der ringförmigen Kühlkammer im Ventilkopf vermJndert, um eine bessere Kühlung zu erhalten, vergrössert man automatisch die Berührungsfläche zwischen" dem Kopf und dem Schaft.

Die Erfindung hat folglich ein Ventil besonders für Verbrennungsmotoren zum Gegenstand, das pilzförmig ist, durch Umlauf eines Kühlmittels gekühlt wird, aus einem Schaft und einem ringförmigen Kopf besteht, die die zwei miteinander zu verbindenden Teile bilden, und zwei im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Kanäle zur Zuführung bzw. Rückführung des Kühlmittels besitzt, die in dem Ventilschaft ausgebildet· sind und mit zwei im wesentlichen in Querrichtung verlaufenden Kanälen zur Zuführung bzw. Rückführung, die im Ventilkopf ausgebildet sind, in Verbindung stehen, wobei letztere ihrerseits mit einer ringförmigen im Kopf ausgebildeten Kammer verbunden sind. Das erfindungsgemässe Ventil ist gekennzeichnet durch das gleichzeitige Verhandensein der Verbindung des Kopfes und des Schaftes lediglich durch Lötung auf ihrer gesamten Verbindungsfläche und durch einen im wesentlichen gleichen freien Durchlaufquerschnitt für das Kühlmittel in dem gesamten Ventil, sowohl in dessen Schaft als auch in dessen Kopf.

Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäss wird die Verbindung des Kopfes und des Schaftes auf einem Teil der Verbindungsfläche durch Verschraubung und durch Lötung auf der

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gesamten Verbindungsfläche bewirkt.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand beigefügter Abbildungen näher erläutert.

Für die Abbildungen gilt :

- Die Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt ein erfindungsgemässes Ventil, das durch Verschraubung und Verlötung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung zusammengebaut worden ist ;

- Die Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Ventil, bei dem einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäss der Zusammenbau lediglich durch Verlötung hergestellt worden ist.

Die Figur 1 zeigt, dass das erfindungsgemässe Ventil 1 einen Schaft 2 und einen ringförmigen Kopf 3> der auf ein Ende des Schaftes 2 aufgesetzt ist, besitzt. Der Ventilschaft 2 weist an seinem Ende, das mit dem Kopf 3 verbunden werden soll, einen zylindrischen Bereich 4 mit einem Aussengewinde 5 auf und endet in einem zylindrischen Bereich 6 grösseren Durchmessers. Zwischen den zylindrischen Bereichen erkennt man eine Schulter 7·

Der Ventilkopf 3 ist kegelstumpfförmig ausgeführt und besitzt ein Gewindeloch 8, das in Form einer Bohrung 9 grösaeren Durchmessers endet. In die Innenwand der Bohrung 9> in Verlängerung der Schulter 7 des Schaftes 2 ist ein Einstich 10 vorgenommen worden, so dass nach dem Zusammenbau des Schaftes 2 und des Kopfes 3 eine ringförmige Kühlkammer 11 entsteht. Die Kühlkammer 11 steht mit zwei im Schaft 2 des Vcntiles 1 in Längsrichtung verlaufenden Kanälen 12 und 13 über zwei Qaerkanälen 14 und 15 in Verbindung. Die Längckanale 12 und 13 sind mit .zwei radialen Eingangs- bzw. Ausgangsöffnungen für die Kühlflüssigkeit 16', 171 die nach ausijen weisen, verbunden. Die Längskanäle 12 und 13 werden durch ein aufgeschweisstes Teil 18 am

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dem Kopf 3 dts Ventilen 1 entgegengesetzten Ende des Schaftes verschlossen. "Dieses Teil 18 ist dem Steuerhebel (nicht dargestellt) des Ventiles 1 zugeordnet.

Der Kopf 3 des Ventiles 1 ist mit einer ringförmigen Dichtfläche 20 versehen, die auf einem Sitz (nicht dargestellt) im Ventilkopf aufliegt.

Der Zusammenbau des Schaftes 2 und des Kopfes 3 erfolgt einerseits durch Aufschrauben des Kopfes in Höhe seines Gewindeloches 8 auf den zylindrischen mit dem Aussengewinde 5 versehenen Teil 4 des Schaftes 2 und andererseits durch Verlöten der gesamten Verbindungsfläche, um eine gute Verbindung zwischen dem Schaft 2 und dem Kopf 3 sowohl in Höhe des zylindrischen Teiles 4 als auch des zylindrischen Teiles 6 des Schaftes 2 zu erreichen. Nach dem Zusammenbau fluchtet die Endfläche des zylindrischen Teiles 6 des Schaftes 2, die die Stirnfläche des Endteiles des Schaftes bildet, mit der entsprechenden Stirnfläche des. Ventilkopfes und bildet dessen mittleren Bereich.

Die Verlötung erfolgt in an sich bekannter Weise mit Hilfe von nach dem Zusammenbau erhitzten Lötringen 21.

Auf der Figur 2 erkennt man ein Ventil 1, das sich von dem in der Figur 1 dargestellten Ventil dadurch unterscheidet, dass der Zusammenbau lediglich durch Lötung vorgenommen ist. In diesem Fall weist der zylindrische Teil 4 des Schaftes 2 des Ventiles kein Aussengewinde 5 auf. Im Kopf 3 sind lediglich zwei Bohrungen 22 und 23 verschiedenen Durchmessers ausgebildet worden, um eine der Schulter 7 des in der Figur 1 gezeigten Ventiles identische Schulter 7¹ zu bilden.

Ferner wird jetzt die ringförmige Kammer 11 von einem ringförmigen Einstich 24 in die Fläche des zylindrischen Endteiles 6 des Schaftes 2 und von dem entsprechenden Teil der Schulter 7' nach dem Aufsetzen des Kopfes 3 auf den Schaft 2

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gebildet. ~_

Die Verbindung erfolgt lediglich durch Verlötung, wobei die Verbindungsflächen zwischen dem Kopf und dem Schaft eine beliebige vorzugsweise industriell leicht herstellbare Form haben können.

Ein Ventil gem'äss den Figuren 1 und 2 ist deswegen vorteilhaft,' weil der Schaft 2 und der Kopf 3 über praktisch ihre gesamte Verbindungsfläche miteinander in Berührung sind, so dass eine vollkommen steife Verbindung entsteht, dank derer bei Stössen eine gute Auflage des Ventiles auf seinem Sitz gewährleistet ist. Ferner erreicht man dank den Schultern 7 bzw. 7* eine gute Zentrierung und Auflage des Kopfes 3 auf dem Schaft 2.

Wie aus der Darstellung der zwei Ausführungsarten der Erfindung hervorgeht, besitzen die Kühlkanäle 12, 13, 14, 15 und die ringförmige Kammer 11 einen im wesentlichen gleichen Querschnitt. Dies ermöglicht es, einen ausgezeichneten Olumlauf in dem Kühlsystem zu gewährleisten. Auf diese V/eise ist sichergestellt, dass der gesamte Hohlraum des Ventiles, der die Aufnahmekapazität an Kühlöl bildet, stets vollständig mit öl gefüllt ist, so dass das Risiko eines Spaltens vermieden wird, das durch Überhitzung stagnierenden Öles hervorgerufen werden könnte und ein Spalten des Öles mit einer Verkokung als Ergebnis nach sich ziehen könnte, die den Durchfluss des Kühlmittels insbesondere in Höhe der ringförmigen Kühlkammer behindern könnte.

Infolgedessen ermöglicht es die Verringerung des Querschnittes der Kühlkammer des Ventiles, die Verbindungs- oder Berührungsfläche zwischen dem Kopf und dem Schaft und somit die Steifigkeit der Verbindung zu vergrößern. Dadurch, dass der Querschnitt der Kühlkammer im wesentlichen auf den Querschnitt der .Speisekanäle verringert wird , verbessert man den öluralauf und vermeidet das Risiko einer Überhitzung stagnierenden Öles in den Teilen des Kühlsystenies. Andererseits bewirkt man

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durch einen besseren Umlauf den Kühlmittels infolge einer Verringerung des Querschnitter-; der ringförmigen Kühlkammer, dass die Verbindungsfläche zwischen dem Schaft und dem Kopf vergrössert wird, was eine bessere Steifigkeit der Verbindung des Kopfes mit dem Schaft zum Ergebnis hat.

709819/0696 BADORiGiNAL

Claims

PATENTANSPRÜCHE

M.-/Ventil insbesondere für Verbrennungsmotoren, das pilzförmig ist, durch Umlauf eines Kühlmittels, wie 01, gekühlt wird, aus einem Schaft und einem ringförmigen Kopf, die die zwei miteinander zu verbindenden Teile darstellen, gebildet wird und zwei im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Kanäle zur Zuführung bzw. Rückführung des Kühlmittels in dem Schaft des Ventiles aufweist, die mit zwei im wesentlichen in Querrichtung verlaufenden Kanälen zur Zuführung und Ruckführung in Verbindung stehen, die im Ventilkopf ausgebildet sind und ihrerseits mit einer ringförmigen im Kopf ausgebildeten Kammer verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (3) und der Schaft (2) durch Lotung auf ihrer gesamten Verbindungsfläche miteinander verbunden sind, und dass der freie Durchflussquerschnitt für das Kühlmittel in dem gesamten Ventil,sowohl in dessen Schaft als auch in dessen Kopf, im wesentlichen gleich ist.
2.- Ventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass die* Verbindung des Kopfes (3) mit dem Schaft (2) durch Verschraubung auf einem Teil der Verbindungsfläche und durch Lötung auf der gesamten Verbindungsfläche bewirkt wird.

3·- Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch. g e kennzeichn e t, dass in Höhe der Verbindung mit dem Kopf (3) der Schaft (2) von einem ersten zylindrischen, gegebenenfalls mit einem Gewinde versehenen Teil (4) und einem zweiten zylindrischen Bereich (6) grösseren Durchmessers gebildet wird, dessen freie Endfläche, die den Abschluss des Endteiles des genannten Schaftes (2) bildet, mit der entsprechenden Fläche des Ventilkopfes (3) fluchtet und deren zentralen Bereich bildet.

ORIGINAL INSPECTED

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