DE2943524A1

DE2943524A1 - Stangendichtung, insbesondere ventilschaftabdichtung

Info

Publication number: DE2943524A1
Application number: DE19792943524
Authority: DE
Inventors: Hans 5093 Burscheid Deuring
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1979-10-27
Filing date: 1979-10-27
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2943524C2; IT8023888A0; IT1132297B

Description

Stangendichtung, insbesondere Ventilschaftabdichtung.
Die rnf,ndu)g betrifft eine Stangendichtung, insbesondere ç-ntilschaftabdichtung, aus elastischem Werkstoff mit einem Haft eil, das gegebenenfalls durch ein Metallteil versteift st, einer sich Im wesentlichen axial an das Haftteil anschließenden Membran und einer am freien Ende dew Membran sich im wesentlichen axial von derselben weg in Richtung auf den Raum höheren Druckes erstreckenden und durch das abzudichtende Medium an die Stange andrückbaren Dichtlippe.
Scallgendichtungen, insbesondere Ventilschaftdichtringe, dienen zur Dosierung der Schmiermittelmenge, die zur Schmierung der Stangen - oder Ventilführung erforderlich ist. Es soll darüberhinaus der Durchtritt von Brenngasen zum Ventilraum verhindert werden. Allgemein ist bekannt, Dichtungen zu verwenden, deren Dichtlippe gegen das Schmiermittel gericltet ist. Zur Verringerung des Gasdurchtrittes sind Dichtringe bekannt, die zusätzlich eine gegen den Brennraum gerichtete Dichtlippe haben. Insbesondere bei aufladbaren Motoren, die mit einem höheren Gasdruck auf der Brennraumseite arbeiten, wurde einerseits trotz Gaslippe ein relativ großer Gasdurchtritt festgestellt, während andererseits die Ventilführungen durch Schmiermittelmangel fressen.
Durch die US - PS 3.235.271 ist bereits eine Ventilschaftabdichtung bekannt und im Gattungsteil des Hauptpatentanspruches beschrieben. Der Dichtungsring wird durch eine Feder axial an eine Stirnfläche der Ventilführung gedrückt.
Die Dichtlippe ist so elastisch, daß sie unter Eigenspannung am Ventilschaft anliegt. Nachteilig bei dieser Aus- führung ist zu bemerken, daß die Dichtung zwar im Neuzustand gegen den Brennraum gut abdichten mag, aber die durch den Gasdruck beaufschlagte Dichtlippe relativ schnell verqchleilSt und dann durchlässig wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Stangendichtung, insbesondere eine Ventilschaftabdichtung, mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß über die erforderliche Lebensdauer der Dichtung eine bleibende Gasdichtheit, auch bei hochfrequenten Gaswechselstößen, erzielt wird, ohne daß die für die Führung der Stange oder des Schaftes notwendige Schmierung beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im der Dichtlippe abgewandten Umfangsbereich der Membran eine radial wirkende Ringfeder angeordnet ist. Durch die Feder ist gewährleistet, daß die Dichtlippe, die durch den Gasdruck an den Ventilschaft gepreßt wird, bei kontinuierlichem Verschleiß Uber einen wesentlich längeren Zeitraum sich selbsttätig nachstellen kann, als es bei einer r nichtfederbelasteten Membran der Fall ist. Weiterhin vorteilhaft ist zu sehen, daß eine federbelastete Dichtung auch bei Verschleiß der Ventilführung der daraus resultierenden Radial bewegung des Ventilschaftes -besser folgen kann. Vorzugsweise ist die Feder im Bereich des freien Endes der Membran angeordnets da sie dort mit geringerer Radialkraft die beste Wirkung erzielt. Natürlich kann die Feder auch an jeder anderen Stelle der Membran angeordnet sein, wobei das aber wieder eine stärkere Auslegung der Feder zur Folge hat.
Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß geht die Wirkungslinie der Feder durch die Anschlußfläche der Dichtlippe an die Membran derart, daß die Wirkungslinien der Feder und der Dichtkante parallel zueinander verlaufen. Mit dieser Mannahme soll sichergestellt werden, daß die Wirkungslinie der Feder etwa durch e nen theoretischen Drehpunkt der @@@@@lippe da die Membran geht und somit die optimalste Wirkung des gesamten Systems erreicht wird.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß der sich auf der Seite niedrigen Druck wischen der Dichtlippe und der Stangenoberfläche keilförmig zur Dichtkante hin verjüngende Spalt als Vorratskammer für das Schmiermittel dient. Vorzugsweise ist der Winkel, der. der Spalt einschließt, relativ klein; r sollte 30° nicnt ubersteigen. Da es nahezu unmöglich ist, Stangen ohn geringfügige radiale Schläge herzustellen, muß die Dichtlippe, um weiterhin abdichten zu können, der Radialbewegung der Stange folgen können. Hierbei wird die Dichtlippe derart verformt, daß sich insbesondere der den Spalt einschließende Winkel verkleinert, so daß sich eine gewisse Pumpwirkung einstellt. Durch das kontinuierliche Verandern der Spaltgröße ist bei nahezu optimaler Gasabdichtung gewährleistet, daß die Menge Schmiermittel, die benötigt wird, um die Ventilführung zu schmieren, die Dichtlippe passieren kann.
Ist keine optimale Gasdichtheit gewährleistet, wird das sich in der Vorratskammer ansammelnde Schmiermittel beim Abheben der Dichtlippe durch das unter Druck stehende Medium weggeblasen, ohne seine schmierende Wirkung auf die Stangenführung ausüben zu können. Somit ist erkennbar, daß nahezu absolute Gasdichtheit über die gesamte Lebensdauer der Dichtung die Grundvoraussetzung dafür ist, daß überhaupt das Schmiermittel zum einen durch die Oberflächenrauhigkeit der Stange und zum anderen durch die Pumpwirkung im Spalt an die Stangenf1hrung gelangen kann.
Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß ist das freie de dc Membran derart gestaltet, daß eine im wesentlichen radial zur Stangenoberfläche weisende Kralle, die die Stangenoberfläche allerdings nicht berührt, gebildet wird.
Damit ist der Vorteil verbunden, daß das Schmiermittel im wesenthichen in der Vorratskammer verbleibt, ohne daß es durch die kontinuierliche Veränderung des Spaltes axial aus der Vorratskammer hinausgedrückt wird.
Die Erfindung ist naturgemäß nicht nur auf Ventilschaftabdichtungen beschränkt, sondern ebenfalls bei der Abdichtung von Stangen anwendbar, die ähnliche Dichtungsprobleme aufweisen.
Die in der Zeichnung dargestellte Ventilschaftabdichtung besteht im wesentlichen aus einem Haftteil 1, einer Membran 2 und einer zum Raum höheren Druckes ( H ) gerichteten Dichtlippe 3. Das Haftteil 1 ist mittels eines im wesentlichen zylindrischen Metallringes 4 versteift und ist an seiner der nicht weiter dargestellten VentilfUhrung zugewandten Umfangsfläche mit einem wellenförmigen Profil 5 versehen. Unter einem definierten Winkel schließt sich im wesentlichen axial an das Haftteil 1 die Membran 2 ans die im Bereich ihres freien Endes mit einer Ausnehmung 6 versehen ist und einen radial wirkenden Federring 7 aufnimmt. Axial von der Membran 2 weg gerichtet, nämlich zum Raum höheren Druckes ( H ), erstreckt sich die Dichtlippe 3. Die strichpunktiert dargestellte Anschlußfläche 12 der Dichtlippe 3 an die Membran 2 wird von der Wirkungslinie 13 des rederringes 7 gekreuzt. Somit ist sichergestellt, dae die Wirkungslinie 13 der Feder 7 in etwa durch den theoretischen Drehpunkt der Dichtlippe 3 um die Membran 2 verläuft und so ein ausgeglichenes, über einen langen Zeitraum abdichtendes System er;ielt wird. Der zwischen Dichtkante 8 und der Umfangsfläche 9 des Ventilschaftes 10 gebildete W-inkel, der zum Raum niedrigen Druckes ( N ) gerichtet ist, beträgt 200. So wird eine Vorratskammer 11 gebildet, in der sich Schmiermittel zur Schmierung der Dichtlippe und der nicht weiter dargestellten Ventilfüh rung sammelt. Das freie Ende der Membran 2 ist mit einer radial auf den Ventilschaft 10 weisenden Kralle 14 versehen, die allerdings die Umfangsfläche 9 nicht berUhrt.
So ist sichergestellt, daß das sonst durch die radiale Bewegung der Membran 2 axial in Richtung auf den Raum niedrigeren Druckes ( N ) herausgedrückte Schmiermittel im wesentlichen in der Vorratskammer 11 vorhanden bleibt.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: Stangendichtung, insbesondere Ventilschaftabdichtung, aus elastischem Werkstoff mit einem \\aftteil, das gegebenenfalis durch ein Metallteil versteift ist, einer sich im wesentlichen axial an das Haftteil anschliessenden Membran und einer am freien Ende der Membran sich im wesentlichen axial von derselben weg in Richtung auf den Raum höheren Druckes erstreckenden und durch das abzudichtende Medium an die Stange andrückbaren Dichtlippe, dadurch gekennzeichnet, daß im der Dichtlippe ( 3 ) abgewandten Umfangsbereich der Membran ( 2 ) eine radial wirkende Ringfeder ( 7 ) angeordnet ist.
2 . Stangendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder ( 7 ) im Bereich des freien Endes der Membran ( 2 ) angeordnet ist.
3 . Stangendichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungslinie der Feder ( 7 ) durch die Anschlußfläche ( 12 ) der Dichtlippe ( 3 ) an die Membran ( 2 ) geht.
4 . Stangendichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sich am stirnseitigen Ende der Anschlußfläche ( 12 ) der Dichtlippe ( 3 ) an die Membran ( 2 ) auf der Seite niedrigeren Druckes keilförmig zur Dichtkante ( 8 ) hin verjüngende Spalt ( 11 ) zwischen der Dichtlippe ( 3 ) und der Umfangsfläche ( 9 ) der Stange ( 10 ) als Vorratskamner für das Schmiermittel ausgebildet ist.
5. Stangendichtung nach den Ansprtc:hen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt ( 11 ) einen Winkels von maximal 30° einschließt.
6 . Stangendichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Membran ( 2 ) in eine im wesentlichen radial zur Stangenoberfläche ( 9 ) geneigte Kralle ( 14 ) ausläuft, die die Stange ( 10 ) nicht berührt.