DE3836578A1 - Ventilschaftabdichtung fuer verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilschaftabdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem Ring aus einem elastischen Werkstoff mit einvulkanisiertem Versteifungsring, wobei der Ring im Dichtteil zu einer Dichtlippe geformt ist, die, gegebenenfalls mit Federkraft belastet, auf dem Ventilschaft abdichtend aufliegt, und wobei der Ring im Haftteil zur Befestigung auf die Ventilführung mit Preßsitz aufschiebbar ist.

Die beispielsweise aus der DE-OS 19 42 269 oder der DE-PS 32 22 356 bekannten Ventilschaftabdichtungen moderner Bauart sind im Haftteil durch einvulkanisierte oder am Außenumfang anvulkanisierte, bevorzugt metallische Versteifungszylinder verstärkt, so daß sich beim Aufschieben der Ventilschaftabdichtung auf die Ventilführung ein sicherer Preßsitz ergibt. Ein Dichtprofil am Innenumfang des elastomeren Haftteiles ermöglicht darüber hinaus einen gewissen Ausgleich von Durchmesserabweichungen.

Außer der erforderlichen Verstärkung bildet der einvulkanisierte oder anvulkanisierte Versteifungszylinder mit seiner dem Dichtteil zugewandten Stirnfläche einen Ansatz des Montagestempels zum axialen Aufpressen der Ventilschaftabdichtung auf die Ventilführung. Nach der DE-OS 19 42 269 ist dazu der einvulkanisierte Versteifungszylinder an seiner dem Dichtteil zugewandten Stirnfläche radial nach außen vorstehend umgebogen, und nach der DE-PS 32 22 356 besitzt der an der äußeren Mantelfläche anvulkanisierte Versteifungszylinder eine freiliegende, zum Dichtteil weisende Stirnfläche, die den Ansatz für den Montagestempel bildet.

Nachteilig bei Verwendung von bis zum Dichtteil reichenden Versteifungszylindern im Haftteil ist die dadurch verringerte Möglichkeit, höhere Durchmesserabweichungen und einen größeren Mittenversatz auszugleichen.

Auch bei Ventilschaftabdichtungen, deren Haftteil am Innenumfang mit einem Wellprofil versehen ist, können meist nur Abweichungen von bis zu 0,2 mm problemlos ausgeglichen werden, so daß derartige Ventilschaftabdichtungen in einigen Anwendungsfällen bei größeren Toleranzwerten nicht mehr einsetzbar sind.

Man hat daher schon versucht, bei Ventilschaftabdichtungen vollständig auf metallische Versteifungszylinder zu verzichten. Mit derartigen Ringen sind zwar größere maßliche Abweichungen ausgleichbar, allerdings ist der Preßsitz dieser Ringe beeinträchtigt, und die erforderliche Montagehilfe an der Ventilschaftabdichtung zum Aufschieben auf die Ventilführung fehlt. Zur Verbesserung des Preßsitzes hat man daher auch schon die rein elastomeren Ventilschaftabdichtungen im Haftteil am Außenumfang von radial nach innen spannenden Metallringen umgeben. In solchen Fällen aber wird durch die Verformung des Haftteiles gleichzeitig auch die Dichtlippe verformt, und das Abdichtungsverhalten der Ventilschaftabdichtung ist verschlechtert.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilschaftabdichtung für Verbrennungskraftmaschinen gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, welche ohne Beeinträchtigung des Funktionsverhaltens gleichzeitig auch größere Abweichungen des Außendurchmessers der Ventilführung und einen größeren Mittenversatz der Ventilführung ausgleichen kann. Die Ventilschaftabdichtung soll zugleich gegenüber herkömmlichen Ventilschaftabdichtungen nicht wesentlich aufwendiger herstellbar sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ventilschaftabdichtung aus einem Elastomerring gelöst, in deren Übergangsbereich zwischen Dichtteil und Haftteil eine radial nach außen vorstehende Versteifungsscheibe einvulkanisiert ist, und deren Haftteil am Außenumfang von einer aufgelegten, radial nach innen spannenden Spannvorrichtung belastet ist.

Damit die Versteifungsscheibe lediglich im Übergangsbereich zwischen Dichtteil und Haftteil einvulkanisiert ist, ist er relativ dünn und besitzt eine axiale Höhe von bevorzugt nur maximal gleich der radialen Wandstärke der elastomeren Ventilschaftabdichtung. Dadurch wird die elastische Verformbarkeit des Haftteiles und des Dichtteiles nicht nachteilig beeinflußt. Das Aufschieben des Haftteiles der Ventilschaftabdichtung auf die Ventilführung erfolgt nur etwa bis zum beginnenden Übergangsbereich des einvulkanisierten Versteifungsringes. Das Haftteil kann sich beim Aufschieben unbeeinträchtigt verformen und größere Abweichungen des Ventilführungsaußendurchmessers durch seine Verformung ausgleichen. Die die Dichtlippe tragende elastomere Membran ist jetzt freier beweglich, und ein Mittenversatz von Ventilschaft und Ventilführung zueinander kann innerhalb größerer Abweichungsbereiche abgefangen werden. Dabei kann das Haftteil am Innenumfang in bekannter Weise ein Wellprofil zur Unterstürzung der Anpassung besitzen. Die auf der Außenfläche aufliegende Spannvorrichtung, die bevorzugt aus einem geschlitzten, radial nach innen spannenden Metallzylinder oder aus einem oder mehreren aufliegenden Schraubenzugfederringen bestehen kann, unterstützt die radiale Anpressung des Haftteiles an die Ventilführung, und das Haftteil erhält einen sicheren Preßsitz bei gleichzeitig guter elastischer Anpassungsfähigkeit.

Die Verformung des Haftteiles überträgt sich durch die einvulkanisierte Versteifungsscheibe nicht auf die Dichtlippe, und die Dichtlippe dichtet voll funktionsfähig den Ventilschaft optimal im Betrieb ab. Die elastische Verformbarkeit des Dichtteiles selbst ist durch die einvulkanisierte Versteifungsscheibe nicht beeinträchtigt, so daß eventuelle Durchmesserabweichungen oder ein Mittenversatz des Ventilschaftes von der Dichtlippe und der sie tragenden Manschette ausgeglichen werden können.

Der einvulkanisierte Versteifungsring bildet zugleich mit seinem nicht einvulkanisierten, radial nach außen stehenden Vorsprung den Ansatz für den Montagestempel zum Aufschieben der Ventilschaftabdichtung auf die Ventilführung.

Die erfindungsgemäße Ventilschaftabdichtung ist damit auch problemlos zu montieren. Die Länge des radialen Vorsprunges ist zur Verkleinerung des radialen Bauraumes maximal etwa nur gleich der Hälfte der radialen Wandstärke der Ventilschaftabdichtung.

Durch die Erfindung ist somit eine Ventilschaftabdichtung geschaffen, die auch bei größeren Abweichungen des Ventilführungsdurchmessers und einem größeren Mittenversatz der Ventilführung und damit in speziellen Anwendungsfällen einsetzbar ist. Die erfindungsgemäße Ventilschaftabdichtung ist darüber hinaus leicht montierbar und gewährleistet bei gutem Preßsitz auf der Ventilführung eine optimale Abdichtung auch über längere Betriebsdauer. Die Herstellung der Ventilschaftabdichtung ist zugleich nicht wesentlich aufwendiger als bei anderen herkömmlichen Ventilschaftabdichtungen.

Die Erfindung wird durch die beiden Abbildungen näher erläutert, die Querschnittsbilder von zwei bevorzugten Ausführungen erfindungsgemäßer Ventilschaftabdichtungen zeigen:

In Fig. 1 ist die Ventilschaftabdichtung 1 auf die Ventilführung 2 aufgeschoben. Der Haftteil 3 der Ventilschaftabdichtung 1 ist am Außenumfang durch einen radial nach innen spannenden Schraubenzugfederring 4 belastet und dadurch mit Preßsitz auf der Ventilführung 2 befestigt. Der elastomere Haftteil 3 und der Schraubenzugfederring 4 sind elastisch verformbar, so daß auch eine größere Durchmesserabweichung der Ventilführung 2 elastisch ausgeglichen werden kann. Eine Verformung des Haftteiles 3 führt durch die zwischen Haftteil 3 und Dichtteil 5 im Übergangsbereich 6 einvulkanisierte Versteifungsscheibe 8 nicht zu einer elastischen Verformung der Dichtlippe 7, so daß diese unverformt am Ventilschaft 9 anliegt und dadurch voll funktionsfähig abdichtet. Der Dichtteil 5 selbst ist dabei voll elastisch verformbar und kann einen Mittenversatz und eine Durchmesserabweichung des Ventilschaftes 9 auch im Bereich größerer Abmessungen ausgleichen. Da bei der Montage lediglich der Haftteil 3 auf die Ventilführung 2 und nicht der Übergangsbereich 6 mit einvulkanisierter Versteifungsscheibe 8 aufgeschoben wird, bleibt die elastische Verformbarkeit des Haftteiles 3 und damit seine Anpassung an Durchmesserabweichungen unbeeinträchtigt. Die Versteifungsscheibe 8 ist nur unvollständig in den Elastomerkörper einvulkanisiert, so daß der verbliebene radiale Vorsprung 10 am Außenumfang die Ansatzfläche für einen nicht dargestellten Montagestempel zum Aufschieben auf die Ventilführung 2 bildet.

Fig. 2 zeigt eine Variante des Haftteils 3′. Der Außenumfang des Haftteiles 3′ ist von einem zylindrischen, metallischen, geschlitzten Spannring 4′ umgeben, der zum festen Preßsitz das Haftteil 3′ radial nach innen spannt.

Claims (5)

1. Ventilschaftabdichtung für Verbrennungskraftmaschinen aus einem Ring aus elastischem Werkstoff mit einvulkanisiertem Versteifungsring, wobei der Ring im Dichtteil zu einer Dichtlippe verformt ist, die, gegebenenfalls mit Federkraft belastet, auf dem Ventilschaft abdichtend aufliegt, und wobei der Ring im Haftteil zur Befestigung auf die Ventilführung mit Preßsitz aufgeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übergangsbereich (6) der elastomeren Ventilschaftabdichtung (1) zwischen Haftteil (3, 3′) und Dichtteil (5) eine radial nach außen vorstehende Versteifungsscheibe (8) einvulkanisiert und daß der Haftteil (3, 3′) am Außenumfang von einer aufgelegten, radial nach innen spannenden Spannvorrichtung (4, 4′) belastet ist.

2. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Höhe der Versteifungsscheibe (8) maximal etwa gleich der radialen Wanddicke der elastomeren Ventilschaftabdichtung (1) ist.

3. Ventilschaftabdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Vorsprung (10) der einvulkanisierten Versteifungsscheibe (8) den Ansatz eines Montagestempels zum Aufschieben der Ventilschaftabdichtung (1) auf die Ventilführung (2) bildet, und daß die Länge des radialen Vorsprunges maximal etwa gleich der Hälfte der radialen Wanddicke der elastomeren Ventilschaftabdichtung (1) ist.

4. Ventilschaftabdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Haftteil (3) aufliegende Spannvorrichtung (4) aus mindestens einem Schraubenfederring besteht.

5. Ventilschaftabdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (4′) aus einem geschlitzten, radial nach innen spannenden Metallzylinder besteht.