DE2816400A1

DE2816400A1 - Ventilkorb mit kuehlkanaelen fuer auslassventile eines dieselmotors

Info

Publication number: DE2816400A1
Application number: DE19782816400
Authority: DE
Inventors: George Dr Sc Techn Lustgarten
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1978-03-21
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1979-09-27
Also published as: FR2420650A1; JPS54125317A; DK106279A; CH627820A5; NL7902063A

Description

P.5298/St/mm

Gebruder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz Ventilkorb mit Kühlkanälen für Auslassventile eines Dieselmotors

Die Erfindung betrifft einen Ventilkorb mit gekühlter Ventilsitzfläche für das Auslassventil eines Dieselmotors, mit einem die Ventilsitzfläche aufweisenden Unterteil und einem mit diesem verbundenen Oberteil, der mehrere zum Unterteil führende, in Längsrichtung des Ventilkorbes verlaufende- Kühlkanäle aufweist.

Die Auslassventile eines Dieselmotors sind im Zylinderdeckel eingebaut. Sie dienen der Steuerung der Ausströmung der heissen Auspuffgase und sind sowohl thermisch wie auch mechanisch hochbeanspruchte Teile. Bei einem solchen Ventil wird der über ein Antriebsgestänge angetriebene Ventilkörper im Ventilkorb in einer Führungsbüchse geführt und hin- und herbewegt. Dabei wird der Ventilkörper mit seiner Dichtfläche abwechselnd gegen die Sitzfläche am Ventilkorb gepresst und von dieser abgehoben. Die Sitzfläche ist hohen Temperaturen und hohem Verschleiss ausgesetzt und besteht deshalb aus hartem, verschleissbeständigem Material, beispielsweise aus Stellit. Dieses Material ist auf dem den Ventilkörper umgebenden Ventilkorb meistens aufgeschweisst.

Obschon die Materialien sowohl für den Ventilkörper als auch für die Ventilsitzfläche unter weitgehender Berücksichtigung der strengen Betriebsbedingungen, gewählt werden, muss der die

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Ventilsitzfläche aufweisende Ventilkorb wegen des Verschleisses relativ häufig ausgebaut und gegen einen neuen ausgewechselt werden. Der Ventilkorb unterliegt somit der Bedingung, dass er leicht auswechselbar und mit möglichst geringem Kostenaufwand herstellbar sein soll.

Bei einem bekannten, für hohe Leistungen und Temperaturen bestimmten Ventilkorb ist der die Ventilsitzfläche aufweisende Unterteil aus hochlegiertem Stahlguss mit einem ganz aus niedrig legiertem Stahlguss bestehenden Oberteil zusammengeschweisst. In der Trennfläche der beiden Teile ist ein ringförmiger Kühlkanal ausgebildet, der mit durch den Ventilkorb in axialer Richtung verlaufenden Zuführ- und Abführkanälen für ein Kühlmittel kommuniziert. Ein solcher Ventilkorb ist unwirtschaftlich, da er als Ganzes ausgetauscht werden muss. Seine Herstellung und sein Auswechseln ist entsprechend teuer und aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gekühlten Ventilkorb zu schaffen, bei dem der die Ventilsitzfläche aufweisende Teil leicht ausbaubar und auswechselbar ist und der mehr Freiheit in der Wahl der Materialien als der bekannte Ventilkorb zulässt.

zwischen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass/dem koaxial zu einer VentilfUhrungsbüchse angeordneten Oberteil

mit diesem

und dem Unterteil ein 7 einstückig verbundener, Kühlkanäle aufweisender Zwischenteil vorgesehen ist, dass der Oberteil an dem Zwischenteil lösbar befestigt ist, wobei die Kommunikation zwischen entsprechenden Kühlkanälen des Zwischenteils und des Oberteils sichergestellt ist, und dass Mittel zur Abdichtung der Verbindungsstelle von Oberteil und Zwischenteil gegen Kühlmittelaustritt vorgesehen sind. Durch diese Gestaltung hat der erfindungsgemässe Ventilkorb den Vorteil, dass nach seinem Ausbau der Zwischenteil mit dem Unterteil vom Oberteil getrennt werden kann. Je nach Abnutzung der Ventilsitzfläche wird ent-

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weder diese nachgearbeitet, z. B. durch Schleifen, oder der Zwischenteil mit Unterteil wird ausgewechselt. Diese Arbeiten sind einfach durchzuführen. Darüberhinaus besteht der Vorteil, dass für den Oberteil billigere Materialien verwendet werden können.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt entsprechend den Linien

I - I in Fig. 2 und 3 durch ein Auslassventil

Fig. 2 und 3 je einen Querschnitt entsprechend der Linie ■II - II bzw. III - III in Fig. 1 und

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein abgewandeltes Detail des Ventilkorbes.

Gemäss Fig. 1 ist der an seinem unteren Ende eine Dichtfläche 3 aufweisende Ventilkörper 1 in einer Führungsbüchse 2 auf- und abbewegbar angeordnet. In Fig. 1 ist der Ventilkörper 1 in seiner von der Ventilsitzfläche 4 des Ventilkorbes 5 abgehobenen, offenen Stellung gezeigt, in der die Auspuffgase ausströmen

im Zylinderdeckel 6 können. Der Ventilkorb 5 ist koaxial zur FührungsDüchse 2/angeordnet. Er besteht aus einem die Ventilsitzfläche 4 tragenden Unterteil 7, einem mit diesem verschweissten Zwischenteil 8 mit unteren Kühlkanälen 9 und einem mit dem Zwischenteil 8 lösbar verbundenen Oberteil 10 mit den oberen Kühlkanälen 11.

Der Oberteil 10 weist einen die Führungsbüchse 2 umgebenden Konusteil 12 sowie mehrere, von diesem ausgehende und nach unten ragende Stege 13 auf, die mit ihrem dem Zwischenteil 8 zugewen- · deten Ende in einen zum Ventilkörper koaxialen Ring 14 übergehen. Er besitzt eine von seiner unteren Stirnfläche ausgehende, ebenfalls koaxiale zylindrische Aussparung 15, in die ein ko-

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axialer zylindrischer Ansatz 16 des Zwischenteiles 8 hineinragt.

Im Oberteil 10 sind mehrere von der Aussparung 15 ausgehende, mit den Kühlkanälen 11 koaxiale Bohrungen 17 ausgebildet. Im Zwischenteil 8 sind gleicb^viele von dessen Ansatz 16 ausgehende, mit den Bohrungen 17fluchtende Bohrungen 18 ausgebildet, die zu den unteren Kühlkanälen 9 koaxial sind. In jedem durch zwei Bohrungen 17 und 18 gebildeten Hohlraum ist eine mit ihrer Mantelfläche an den Bohrungen 17 und 18 anliegende Dichtungshülse 19 vorgesehen, um Kühlmittelverluste zu vermeiden. Die Hülsen 19 stellen eine kommunizierende Verbindung zwischen den Kühlkanälen 9 und 11 her.

Die Kühlkanäle 11 des Oberteils erstrecken sich durch die Stege 13. Die Hälfte der Kühlkanäle 11 führt das flüssige Kühlmittel über mit ihnen verbundene Kühlkanäle 9 zu einem in der Trennfläche zwischen dem Unterteil 7 und dem Zwischenteil 8 ausgebildeten Ringkanal 21. Ueber die andere Hälfte von Kühlkanälen 9, 11 wird das Kühlmittel aus dem Ringkanal 21 abgeführt. Damit wird eine gute Kühlung der Ventilsitzfläche 4 sichergestellt.

Der aus Grauguss bestehende Oberteil 10 ist mittels sechs Verbindungsschrauben 22 - die in Fig. 2 und 3 der Einfachheit halber nicht dargestellt sind - mit dem Zwischenteil 8 lösbar verbunden. Die Schrauben 22 erstrecken sich zwischen benachbarten Stegen 13 durch Durchsteckbohrungen 23 des Ringes 14 hindurch und sind in Gewindebohrungen 24 des Zwischenteiles 8 eingeschraubt. Die aus Stellit bestehende Ventilsitzfläche 4 ist auf dem Unterteil 7 aufgeschweisst, der seinerseits aus hochlegiertem Stahlguss besteht und mit dem aus niedrig legiertem Stahlguss bestehenden Zwischenteil 8 verschweisst ist. Unter Umständen kann der Zwischenteil 8 aus Sphäroguss bestehen und mit dem Unterteil 7 verlötet sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 des Ventilkorbes ist die

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Aussparung 15 des Oberteiles IO mit einem Innengewinde 25 und der Ansatz 16 des Zwischenteils 8 mit einem dazu passenden Aussengewinde versehen. Anstelle der Bohrungen 17, 18 und der Dichtungshülsen 19 sind zur dichten Verbindung des Oberteiles 10 und des Zwischenteiles 8 zwei Dichtungsringe 27 und 28 zwischen diesen Teilen vorgesehen, die in radialer Richtung innerhalb bzw. ausserhalb der Kühlkanäle 9 und 11 in Ringnuten des Ansatzes 16 angeordnet sind.

Bei beiden Ausf iihrungsbeispielen wird der Ventilkorb 5 aus dem Zylinderdeckel durch Lösen nicht dargestellter Schrauben ausgebaut, wonach die Verbindung zwischen Oberteil 10 und Zwischenteil 8 gelöst wird. Wenn der Verschleiss der Ventilsitzfläche 4 nicht zu gross ist, wird nach deren Nachbearbeitung der Zwischenteil 8 wieder mit dem Oberteil 10 verbunden und der Ventilkorb 5 in den Deckel eingebaut. Wenn der Verschleiss der Ventilsitzfläche zu gross ist, wird der Zwischenteil 8 mitsamt dem Unterteil 7 gegen einen entsprechenden neuen Zwischenteil mit Unterteil ersetzt, wonach der Ventilkorb wieder eingebaut wird.

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Claims

P.5298/St/mm

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Patentansprüche

Ventilkorb mit gekühlter Ventilsitzflache für das Auslassventil eines Dieselmotors, mit einem die Ventilsitzfläche aufweisenden Unterteil und einem mit diesem verbundenen Oberteil, der mehrere zum Unterteil führende, in Längsrichtung des Ventilkorbes verlaufende Kühlkanäle aufweist, da-

zwischen
durch gekennzeichnet, dass/dem koaxial zu einer Ventilführungsbüchse (2Vangeordneten0berteil (10) und

ein mit diesem
dem Unterteil (7)/einstückig verbundener, Kühlkanäle (9) aufweisender Zwischenteil (8)vorgesehen ist, dass der Oberteil (10) an dem Zwischenteil (8) lösbar befestigt ist, wobei die Kommunikation zwischen entsprechenden Kühlkanälen (9 und 11) des Zwischenteils und des Oberteils sichergestellt ist, und dass Mittel (17, 18, 19, 27,28) zur Abdichtung der Verbindungsstelle von Oberteil (10) und Zwischenteil (8) gegen Kühlmittelaustritt vorgesehen sind.
2. Ventilkorb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (10) eine von seiner Unterseite ausgehende, konzentrische Aussparung (15) und der Zwischenteil (8) einen in die Aussparung (15) des Oberteils passenden Ansatz (16) aufweist.
3. Ventilkorb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil eine der Anzahl der Kühlkanäle (11) entspre-

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(17)

chende Anzahl von Bohrungen/aufweist, die von der Unterseite des Oberteils ausgehen und koaxial zu dessen Kühlkanälen (11) angeordnet sind, und dass der Zwischenteil (8) entsprechende Bohrungen (18) aufweist, die mit den Bohrungen (17) im Oberteil (10) fluchten und von der Oberseite des Zwischenteils (8) ausgehen und koaxial zu dessen Kühlkanälen (9) angeordnet sind.
4. Ventilkorb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass je Kühlkanal (11) eine Dichtungshülse (19) vorgesehen ist, die jeweils in eine der Bohrungen (17) des Oberteils und in die mit dieser fluchtende Bohrung (18) des Zwischenteils (8) hineinragt und die jeweils eine mit den entsprechenden Kühlkanälen (9, 11) fluchtende Durchgangsbohrung aufweist, und dass jede Dichtungshülse (19) mit ihrer Mantelfläche gegenüber beiden Bohrungen (17, 18) abgedichtet ist.
5. Ventilkorb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (10) mittels mehrerer Verbindungsschrauben (22) mit dem Zwischenteil (8) verbunden ist, wobei diese Schrauben durch Durchsteckbohrungen (23) im Oberteil (10) hindurchgehen und in Gewindebohrungen (24) des Zwischenteiles (8) eingeschraubt sind.
6. Ventilkorb nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (10) mehrere, über seinen Umfang verteilte Stege (13) aufweist, die an ihren dem Zwischenteil (8) zugewandten Enden mit einem mit der Ventilachse koaxialen Ring (14) einstückig verbunden sind, dass weiter die oberen Kühlkanäle (11) die Stege (13) durchdringen und dass ferner die Verbindungsschrauben (22) zwischen benachbarten Stegen (13) durch sich in axialer Richtung durch den Ring (14) erstreckende Durchsteckbohrungen (23) hindurchgehen.

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7. Ventilkorb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteil (7) aus hochlegiertem Stahlguss besteht.
8. Ventilkorb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenteil (8) aus niedrig legiertem Stahlguss besteht und mit dem Unterteil (7) verschweisst ist.
9. Ventilkorb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenteil (8) aus Sphäroguss besteht und mit dem Unterteil (7) verlötet ist.
10. Ventilkorb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (10) aus Grauguss besteht.
11. Ventilkorb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (15) des Oberteiles (10) ein Innengewinde (25) und der Ansatz (16) ein dazu passendes Aussengewinde aufweist.
12. Ventilkorb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Oberteil (10) und dem Zwischenteil (8) zwei Dichtungsringe (27, 28) vorgesehen sind, die in radialer Richtung innerhalb bzw. ausserhalb der Kühlkanäle (9, 11) angeordnet sind.

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