DE7708026U1 - Valve spring in coil spring form - Google Patents

Valve spring in coil spring form

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DE7708026U1 DE19777708026 DE7708026U DE7708026U1 DE 7708026 U1 DE7708026 U1 DE 7708026U1 DE 19777708026 DE19777708026 DE 19777708026 DE 7708026 U DE7708026 U DE 7708026U DE 7708026 U1 DE7708026 U1 DE 7708026U1
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/021—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by their composition, e.g. comprising materials providing for particular spring properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)

Description

DR. GERHARD RATZELDR. GERHARD RATZEL PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

Akte 8729File 8729

15. März 1977March 15, 1977

68Γ-Ο MANNHEIM 1, Sockenheimer Str. 86a, Tal. (0621) 406315 68Γ-Ο MANNHEIM 1, Sockenheimer Str.86a , Tal. (0621) 406315

Poilichickkonlo: Frankfurt/M Nr. 6283-603 Bank: DeuUch. Bank Mannhelm Nr. 72/00066 Tiltgt.-Cod·: G.rpat Tale« «68570 Para D Poilichickkonlo: Frankfurt / M No. 6283-603 Bank: DeuUch. Bank Mannhelm No. 72/00066 Tiltgt.-Cod ·: G.rpat Tale « « 68570 Para D

Ernst SchmitthelmErnst Schmitthelm

Federn- und MetallwarenfabrikSpring and metal goods factory

GmbH & Co. KGGmbH & Co. KG

Hans-Bunte-Straße 6 6900 Heidelberg 1Hans-Bunte-Strasse 6 6900 Heidelberg 1

Ventilfeder in SchraubenfederformValve spring in coil spring form

77nB026 25.08.7777 n B026 08.25.77

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilfeder in Schraubenfederform, insbesondere für Verbrennungskraftmotoren im Rennbetrieb. The present invention relates to a valve spring in the form of a helical spring, especially for internal combustion engines in racing.

Federn aller Art werden auch heute noch hauptsächlich aus sogenanntem Federstahl hergestellt, der im allgemeinen die an ihn gestellten Ansprüche erfüllt.Feathers of all kinds are still mainly made of so-called Produced spring steel, which generally meets the demands placed on him.

Bei allen Ventiltrieben, die mit Schraubenfedern atis Stahl als Ventilfedern in Verbrennungskraftmo^-oren arbeiten, tritt das Problem der Pederschwingungen auf, sobald die Drehzahlen eine gewisse Höhe erreichen. Es können bei der Verwendung von Ventilfedern aus Federstahl unerwünschte Schwingungen der Ventilfedern aufgrund der Eigenfrequenz der Ventilfedern entstehen. Bei hohen Drehzahlen, z.B. im Rennmotorenbau gelingt es nur selten, die Eigenfrequenz der Feder so zu legen, daß sie von keiner harmonischen der Ventilbewegung angeregt wird.For all valve trains that are made with coil springs atis steel as If valve springs work in combustion engines, this occurs Problem of pedestrian vibrations occurs as soon as the speeds have a reach a certain height. When using valve springs made of spring steel, undesired vibrations of the valve springs can occur arise due to the natural frequency of the valve springs. At high speeds, e.g. in racing engine construction, the To place the natural frequency of the spring so that it is not excited by any harmonic movement of the valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilfeder in Schraubenfederform - insbesondere in Verbrennungskraftmotoren im Rennbetrieb mit höchsten Drehzahlen vorzuschlagen, die eine sehr hohe Eigenfrequenz besitzt.The invention is based on the object of providing a valve spring in the form of a helical spring - in particular in internal combustion engines To propose racing at the highest speeds, which has a very high natural frequency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventilfeder aus Titanlegierung besteht.This object is achieved according to the invention in that the valve spring made of titanium alloy.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße ! Ventilfeder dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Titan- ! legierung mit einem Gehalt von mindestens 85 Gew.-% Titan besteht.According to a preferred embodiment, the inventive! Valve spring characterized in that it consists of a titanium ! alloy with a content of at least 85 wt -.% titanium.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Ventilfeder dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner Aluminium und Vanadium enthält.According to a further preferred embodiment is that according to the invention Valve spring characterized in that it also contains aluminum and vanadium.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Ventilfeder dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner Molybdän und Zinn enthält.According to a further preferred embodiment is that according to the invention Valve spring characterized in that it also contains molybdenum and tin.

Aufgrund der Verwendung von Titanlegierung als Material zur Herstellung einer Ventilfeder in Schraubenfederform - insbesondere für Verbrennungskraftmotoren im Rennbetrieb mit höchsten Drehzahlen - zeigt diese erfindungsgemäße Ventilfeder gegenüber den Ventilfedern gemäß dem Stand der Technik den überraschenden Vorteil, höhere Motordrehzahlen des Verbrennungskraftmotors zu ermöglichen, da die Eigenfrequenz der erfindungsgemäßen Ventilfeder fast doppelt so hoch ist wie die einer Ventilfeder aus Stahl.Due to the use of titanium alloy as a material for manufacturing a valve spring in the form of a helical spring - especially for internal combustion engines in racing at the highest speeds - This valve spring according to the invention shows the surprising advantage over the valve springs according to the prior art, to enable higher engine speeds of the internal combustion engine, since the natural frequency of the valve spring according to the invention is almost twice as high as that of a steel valve spring.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ventilfeder becteht darin, daß sie ein wesentlich geringeres Gewicht besitzt als es eine bei gleicher Beanspruchung vergleichbare Ventilfeder aus Stahl aufweist. Dies hat zur Folge, daß die bewegten Massen im Ventil die auftretenden Massenkräfte verringert werden.Another advantage of the valve spring according to the invention is that it has a significantly lower weight than it has a comparable valve spring made of steel with the same load. This has the consequence that the moving masses in Valve the occurring inertia forces are reduced.

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Zur Darlegung und Veranschaulichung des sprunghaften Portschritts, den die erfindungsgemäße Ventilfeder gegenüber den Federn gemäß dem Stand der Technik zeigt, wird anbei eine Vergleichstabelle vorgelegt, die sich auf zahlreiche wichtige Eigenschaften einer Ventilfeder aus bestem Federstahl gemäß Stand der Technik sowie einer Ventilfeder aus Titanlegierung gemäß vorliegender Erfindung bezieht.For the presentation and illustration of the sudden port step, which the valve spring according to the invention shows compared to the springs according to the prior art, a comparison table is attached submitted that focus on numerous important properties of a valve spring made of the best spring steel according to the state of the art as well a titanium alloy valve spring according to the present invention.

Tabelletable

Ventilfeder aus be
stem Federstahl
(Stand der Technik)Valve spring from be
stem spring steel
(State of the art) Ventilfeder aus Ti
tanlegierung gemäß
dieser ErfindungTi valve spring
tan alloy according to
of this invention Eigenfre qu enz
ne (1/min)
mit r = HubspanmtngNatural frequency
ne (1 / min)
with r = stroke voltage 8,4 Tkh 1n3
-£- . -j- . 108.4 Tkh 1n 3
- £ - . -j-. 10 Spez.Gewicht
(g/cm3)Spec. Weight
(g / cm 3 ) 7,857.85 4,54.5 Gleitmodul
G (kp/mm )Sliding modulus
G (kp / mm) 8,0008,000 4,0004,000

Aus dieser Tabelle ist deutlich zu entnehmen, daß die erfindungsgemäße Ventilfeder eine fast doppelt so hohe Eigenfrequenz besitzt wie die Ventilfeder gemäß dem Stand der Technik, außerdem ist eine entsprechende Ventilfeder gemäß dem Stand der Technik fast doppelt so schwer als eine erfindungsgemäße Ventilfeder und derFrom this table it can be clearly seen that the inventive Valve spring has a natural frequency that is almost twice as high as the valve spring according to the prior art, moreover a corresponding valve spring according to the prior art is almost twice as heavy as a valve spring according to the invention and the

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Gleitmodul einer erfindungsgemäßen Ventilfeder ist halb so groß wie der Gleitmodul der Ventilfeder gemäß dem Stand der Technik. Diese drei zahlenmäßig wiedergegebenen Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Ventilfeder gegenüber einer entsprechenden Ventilfeder aus bestem Federstahl gemäß Stand der Technik verdeutlichen insbesondere, daß bei der gleichen Hubspannung der Ventilfeder die doppelte Eigenfrequenz und das halbe Gewicht der erfindungsgemäßen Ventilfeder erreicht werden kann.The sliding module of a valve spring according to the invention is half as large as the sliding module of the valve spring according to the prior art. These three numerically reproduced properties of a valve spring according to the invention compared to a corresponding valve spring made of the best spring steel according to the state of the art make it clear in particular that with the same stroke tension of the valve spring twice the natural frequency and half the weight of the valve spring according to the invention can be achieved.

Die erfindungsgemäße Ventilfeder ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.The valve spring according to the invention is shown in the accompanying drawing shown.

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Claims (4)

— 2 — Schut zansprüche- 2 - Claims for protection 1. Ventilfeder in Schraubenfederform, insbesondere für Verbrennungskraftmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder aus einer Titanlegierung besteht.1. Valve spring in helical spring form, especially for internal combustion engines, characterized in that the valve spring consists of a titanium alloy. 2. Ventilfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Titanlegierung mit einem Gehalt von mindestens 85 Gew.-% Titan besteht.2. Valve spring according to claim 1, characterized in that that this consists of a titanium alloy with a content of at least 85% by weight of titanium. 3. Ventilfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferusr Aluminium und Vanadium enthält.3. Valve spring according to claim 2, characterized in that it contains ferusr aluminum and vanadium. 4. Ventilfeder nach Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferne Molybdän und Zinn enthält.4. Valve spring according to claims 2 or 3, characterized in that that this distant contains molybdenum and tin. 7708026 25.08.777708026 08/25/77
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