DE710793C - Ventilsitzring fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Ventilsitzring fuer Brennkraftmaschinen

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Publication number
DE710793C
DE710793C DEP77445D DEP0077445D DE710793C DE 710793 C DE710793 C DE 710793C DE P77445 D DEP77445 D DE P77445D DE P0077445 D DEP0077445 D DE P0077445D DE 710793 C DE710793 C DE 710793C
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DE
Germany
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valve seat
internal combustion
teeth
combustion engines
seat ring
Prior art date
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Expired
Application number
DEP77445D
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English (en)
Inventor
Karl Froehlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE710793C publication Critical patent/DE710793C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/22Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

  • Ventilsitzring für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventilsitzring mit kegelförmigem Mantel für Bnennkraftmaschinen, welcher von :oben :aus in den aus Leichtmetalloder Bronze bestehenden Sitz; z. B. in den Zylinderkopf eingepreßt wird.
  • Bei den bisher bekannten Ausführungen hat man den Einbau der Ventilsitzringe in der Weise vollzogen, daß man die Ventilsitzringe an ihren äußeren Mantelflächen zylindrisch ausbildete und zur Erzielung eines sicheren Sitzes die Wärmedehnung zu Hilfe nahm. Weiterhin war :es bekannt, die Ventil.-sitzringe an ihrer äußeren Mantelfläche mit einigen wenigen in Nuten einspringenden Bunden zu versehen und dieselben in die hinterschnittenen Ventilsitze einzupressen. Bedingt die ersterwähnte Ausführungsform :eine äußerst genaue und damit verteuerte Herstellung der entsprechenden Teile, so bringt die zweite Ausführungsart den Nachteil: ein, daß der Einbau des Ventilsitzes nur umständlich und in zeitraubender Weise vorgenommen werden kann und überdies infolge der wenigen vorhandenen Bunde im angestrengten Dauerbetrieb der Brennkraftmaschine selbst bei sorgfältigster Herstellung ein Lockerwerden des Ventilsitzes nicht zu vermeiden ist.
  • Das Neue der Erfindung schaltet diese Nachteile dadurch ,aus, daß die ,äußere Mantel-Räche des Ventilsitzringes am ganzen Umfang mit kegeligen Längszähnen mit im wesentlichen dreieck-oder trapezförmigem Querschnitt versehen ist. Bei der erfindungsgemäßen Bauaxt kann die den Ventilsitzring aufnehmende Bohrung des Zylinderkopfes rein zylindrisch ausgeführt werden, was (einen wesentlichen Vorteil bedeutet, nachdem eine zylindrische Bohrung viel leichter und billiger herzustellen ist als eine kegelige Bohrung. Wegen der werkstoffverdrängenden Wirkung der Zähne ist es möglich, vergleichsweise große Abmaße anzuwenden, so daß die Herstellung ganz wesentlich verbilligt wird; außerdem ergibt sich aber noch der besondere Vorteil, daß das Einziehen dieser Ventilsitzringe durch einfaches Einpressen ohne Anwendung einer Erwärmung oder Abkühlung erfolgen kann, wobei diese dann, da das Einpressen unter überwiegend elastischer Werkstoffverdrängung vor sich geht, wegen ihrer eigentümlichen kegeligen Ausbildung und wegen der durch die Zähne bewirkten Klemmwirkung sicher festhalten. Dabei ist @es söhne weiteres möglich, auch bei verhältnismäßig g r r Oßen Abmaßen die einander entsprechenden Durchmesser des Ventilsitzringes bzw. des ihn aufnehmenden Teils so festzulegen, daß der Werkstoff des letzteren in die von den Zähnen gebildeten Nuten nur so weit eindringt, daß am Nutengrund roch ein freier Raum verbleibt. Dieser hat zur Folge, daß ein erfindungsgemäßer Ventilsitzring auch im angestrengtesten Dauerbetrieb nicht locker wird, da bei der dann wegen der hohen Erwärmung auftretenden starken Durchmesservergrößerung der ihn umgebende Werkstoff in diese freien Räume unter elastischer Formänderung eintreten und hieraus beim Abkühlen wieder zurückweichen kann, so daß bleibende Formänderungen, sei es am Ventilsitzring oder an dem ihn tragenden Teil, ausgeschlossen erscheinen.
  • Die Längszähne besitzen entweder Dreieck-oder Trapezform; auf diese Weise sind sie nicht nur leicht herstellbar, sondern sie wirken auch in weitestem Maße werkstoffverdrängend, so daß sich ein besonders fester Sitz des Ringes ergibt. Im gleichen Sinne -wirkt es, wenn die Höhe der Längszähne gegen die dem Zylinderinneren zugewendete Stirnfläche bis annähernd auf Null abnimmt-; die Flanken der Zähne sitzen dann in der Richtung des auf den Ventilsitzring einwirkenden Ventilschließdruckes keilartig im umgebenden Werkstoff auf, -wobei die Festigkeit des Sitzes noch durch die beim Einziehen erfolgende Kaltverformung des umgebenden Werkstoffes gesteigert wird. Außerdem findet aber durch diese Ausbildung der Zähne auch ein Verschluß der freien Räume am Nutengrund gegen das Zylinderinnere statt, so daß sich diese im Laufe der Zeit nicht mit Verbrennungsrückständen füllen und dann das sich beim Betrieb aus der Wärmedehnung ergebende Spiel stören können.
  • Zum Zweck der Erleichterung des Einführens des Ventilsitzringes geht dessen äußere Mantelfläche stark abgerundet bzw. abgeschrägt in die dem Zylinderinneren abgesendete Stirnfläche über, so daß eine schneidende ,oder schabende Wirkung der Zähne ausgeschaltet ist. Gleichzeitig wird aber auf diese Weise auf der Mantelfläche des Ventilsitzringes vor den Zähnen ein freier Raum geschaffen, in dem sich fallweise doch auftretende Späne und Verunreinigungen ablagern können, so daß durch diese Maßnahme auch eine satte Auflage des Ventilsitzringes am Grund seines Sitzes gewährleistet ist.
  • Die Erfindung gibt ferner an, -wie die Formgebung der äußeren Mantelfläche der Ventilsitzringe mittels werkstoffverdrängender Werkzeuge :erfolgt, und zwar beispielsweise durch Rändeln. Die Ventilsitzringe können dann zylindrisch vorgedreht werden, worauf durch Andrücken eines schrägstehenden Rändelrades nicht nur die Zahnbildung auf der .äußeren Mantelfläche erfolgt, sondern durch den hierbei aufsteigenden Werkstaff gleichzeitig auch .deren kegelige Gestaltung.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsmäßig erläutert, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch einen Ventilsitzring und seinen Sitz, Fig. z eine Draufsicht des Ventilsitzringes im Sinne des Pfeiles R, wogegen in den Fig. 3 und q. die Herstellung des Ventilsitzringes veranschaulicht ist.
  • Nach den Fig. i und 2 ist der Ventilsitzring i an seiner äußeren Mantelfläche 2 mit Längszähnen versehen, wobei es belanglos ist, ob die Spitze der kegeligen :1laiiteltiäche a.uf der dem Zylinderinneren J zugewendet- ii Seite oder auf der g2genüb:erliegenden Seite liegt. Die Zähne weisen Dreiecksform auf, so daß der Werkstoff des den Ventilsitzring i tragenden Teils, etwa des Zylinderkopfes 3. beim Einpressen leicht in die von den Zähnen gebildeten Nuten eindringen kann, ohne sie jedoch ganz auszufüllen; am Grund ,4 der Nuten verbleibt dann, wie es in Fig. i durch gestrichelte Linien angedeutet ist, ein freier Raum, in den der Werkstoff des Zylinderkopfes 3 bei einer starken Ausdehnung des Ventil.sitzringes i, -wie sie bei länger dauernden hohen Beanspruchungen der Brennkraftmaschine auftritt, unter elastischer Formänderung ausweichen kann. Die Tiefe der Zähne nimmt von der dem Zylinderinneren J abgewendeten Stirnfläche 5 gegen die ihm zugewendete Stirnfläche 6 bis annähernd auf Null ab, wodurch ein keilartiger Sitz des Ventilsitzringes im Sinne der Ventilschließkraft erreicht und gleichzeitig auch der Al>-schlufa der freien Räume am Nutengrund bewirkt -wird. Der Übergang i der Mantelfläche 2 in die dem Zylinderinner en J abgewendete Stirnfläche 5 erfolgt stark abgeschrägt; vor den Zähnen bildet sich auf diese Weise beim Einpressen ein freier Raum S, der fallweise auftretende Verunreinigungen aufnehmen kann und so eine satte Auflage des Ventilsitzringes i am Grund 9 seines Sitzes sicherstellt.
  • Nach Fig. 3, in der der Ventil.sitzring i' im vorgedrehten Zustand dargestellt ist, weist dessen äußere Mantelfläche 2 zylindrische Gestalt auf ioder ist gar derart schlankkegelig, daß die Kegelspitze auf der dem Ventilsitz gegenüberliegenden S:eibe'liegt.
  • Entsprechend Fig. q. ,erfolgt die Formgebung der nach Fig.3 zylindrisch: vorgedrehten äußeren Mantelfläche'mittelseines schräg angestellten Rändelrades i o. Die Schrägstellung desselben bewirkt, daß der Werkstoff an der Stirnfläche 5@ stark aufsteigt, wogegen an der Stirnfläche 6, wo das Rändelrad i o den Ventilsitzring nicht mehr berührt, eine Durchmesservergrößerung nicht stattfindet; derart wird nicht nur die Bildung der Längszähne bewirkt, sondern`gleichzeitig auch die kegelige Gestaltung der äußeren Mantelfläche 2.
  • Die Erfindung gestattet noch eine Weiterbildung insofern, als die äußere Mantelfläche des Ventilsitzringes auch zylindrisch abgesetzt ausgebildet sein könnte, wobei sie an der dem Zylinderinneren abgewendeten Seite längs gezahnt ist und dort einen größeren Außendurchmesser aufweist als an der diesem zugewendeten Seite. Im ganzen gesehen ist die Form dieses Ventilsitzringes aber gleichfalls in der geforderten Art kegelig, so daß diese Weiterbildung von der Erfindung miterfaßt wird.
  • Die Anwendung der Erfindung erstreckt sich in erster Linie auf das Gebiet des Baues von Brennkraftmaschinen, wenn es auch möglich ist, sie sinngemäß auf andere Gebiete, wie beispielsweise den Bau von ventilbetätigten Kolbenmaschinen aller Artoder von Reglerventilen, zu übertragen. Die Art der verwendeten Werkstoffe ist hierbei für das Wesen der Erfindung :ohne Belang, wenn man natürlich auch mit Rücksicht auf die Herstellung für die Ventilsitzringe stets solche Stoffe wählen wird, die in kaltem Zustande eine Verformung so weit zulassen, daß die Bildung der Zähne in der geforderten Weise durch Rändeln, Prägen usw. möglich ist; gewiese Stahl- und Bronzelegierungen gestatten dies ohne weiteres. Ausgeschlossen ist selbstverständlich nicht die Verwendung von Ventilsitzringen, bei denen die Fertigung der Zähne mittels spanabhebender Werkzeuge erfolgt, oder von solchen, bei denen die Längszähn schräg angestellt sind, etwa nach Art einer steilen Schraubenlinie. Bezüglich des Werkstoffes des den Veritilsitzring tragenden Teils herrscht völlig freie Wahl, da dieser die aufzunehmenden elastischen Verformungen in jedem Falle zu ertrag g vermag. In besonders- schwierigen Grenzfällen kann das Einziehen des Ventilsitzringes durch eine leichte Abkühlung desselben oder durch eine geringe Erwärmung des i'Ln aufnehmenden Teils erleichtert werden.

Claims (2)

  1. s PATENTANSPRÜCHE-. i. Ventilsitzring' mit kegelförmigem Mantel für Brennkraftmaschinen, welcher von oben aus in den aus. Leichtmetall oder Bronze bestehenden Sitz, z. B. in den Zylinderkopf eingepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (2) des Ventilsitzringes am ganzen Umfang mit kegeligen Längszähnen mit im wesentlichen dreieck-oder trap.ezförmigem Querschnitt versehen ist:
  2. 2. Ventilsitzring nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung der äußeren Mantelfläche (2) mittels an sich bekannter werkstoffverdrängender Werkzeuge (io), wie beispielsweise durch Rändeln erfolgt.
DEP77445D 1938-06-15 1938-06-15 Ventilsitzring fuer Brennkraftmaschinen Expired DE710793C (de)

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DE710793C true DE710793C (de) 1941-09-22

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DE (1) DE710793C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0014285A1 (de) * 1979-02-05 1980-08-20 Rosan, Inc. Selbstsperrender Ventilsitz-Einsatz
DE4141100A1 (de) * 1991-12-13 1993-06-17 Audi Ag Verfahren zum einsetzen eines ventilsitzringes
FR2848245A1 (fr) * 2002-12-10 2004-06-11 Renault Sa Siege de soupape pour culasse de moteur a combustion interne

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0014285A1 (de) * 1979-02-05 1980-08-20 Rosan, Inc. Selbstsperrender Ventilsitz-Einsatz
DE4141100A1 (de) * 1991-12-13 1993-06-17 Audi Ag Verfahren zum einsetzen eines ventilsitzringes
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