DE843039C - Tellerventil fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Tellerventil für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Tellerventile für Brennkraftmaschinen und insbesondere auf eine Einrichtung zur Kühlung derartiger Ventile.
• Es ist bereits bekannt, ein Tellerventil mit einem verschlossenen hohlen Schaft zu versehen, der eine Kühlflüssigkeit oder ein sonstiges Kühlmedium enthält, wie Natrium, das sich bei den Arbeitstemperaturen in flüssigem oder gasförmigem Zustand befindet. Das Kühlmedium füllt den Hohlraum des Ventilschaftes nicht aus und wird von einem Ende zum anderen Ende des Schaftes bewegt, sobald das Ventil seine Hin- und Herbewegung ausführt, so daß das Kühlmittel Wärme vom Ventilkopf zum Ventilschaft überträgt, der innerhalb einer wassergekühlten Führung arbeiten kann.
• Es ist ferner bekannt, im hohlen Ventilschaft eines Tellerventils ein Rohr anzubringen, das in dem Ventilhohlraum in der Längsrichtung zwar eine gewisse freie Beweglichkeit besitzt, aber an den Wandungen des Hohlraumes geführt ist und das, abgesehen von diesen Führungen, einen kleineren Durchmesser als der Hohlraum hat; dabei sind an beiden Enden dieses Rohres Ausschnitte sowie sich verjüngende Durchlässe in der Strömungsbahn des Kühlmittels vorgesehen, die dem Kühlmittel in der einen Richtung freien Durchlaß gestatten und in der anderen Richtung das Kühlmittel drosseln. Dieses Rohr soll ähnlich wie ein Verdrängungskolben wirken, indem es dem Ventilschaft bei seiner Bewegung etwas verzögert folgt und dadurch eine stets nach unten gerichtete Strömung hervorruft. Die Verzögerung und die Relativbewegung von Rohr und Kühlmittel zum Ventilschaft ist nur gering, weil die an der Wandung des Ventilhohlraums anliegenden Führungen das Rohr nahezu uriverzögert durch Reibung mitnehmen und weil durch die genannten verjüngten Durchlässe und Ausschnitte zu starke Strömungswiderstände auf das Kühlmittel ausgeübt werden.
• Es hat sich daher gezeigt, daß die Kühlwirkung durch einen derartigen im Ventilhohlraum geführten rohrförmigen Verdrängungskörper nur unzureichend verbessert wird. Die Erfindung macht von den Vorteilen eines derartigen Verdrängungskörpers Gebrauch, vermeidet aber die Nachteile der bekannten Einrichtung. Wie diese, geht die Erfindung von einem Tellerventil mit einem geschlossenen hohlen Ventilschaft aus, die ein Kühlmittel und ein axial im Ventilhohlraum längs bewegliches Verdrängungsorgan enthält. Gemäß der Erfindung ist dieses aber derart frei, vorzugsweise ohne Berührung der Hohlraumwandungen, im Ventilhohlraum angeordnet, daß es vermöge seiner Trägheit hinter der jeweiligen Ventilbewegung zurückbleibt und dabei das Kühlmittel in der jeweiligen Bewegungsrichtung des Ventils strömen l@ßt. Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung ermöglicht die vollkommen frei bewegliche Anordnung des Verdrängungsorgans, daß dieses, das zweckmäßig als schwerer Vollkörper ausgebildet ist, stark hinter der jeweiligen Ventilbewegung zurückbleibt und eine entsprechend starke Strömung des Kühlmittels verursacht, und gleichfalls neuartig ist, daß diese Strömung des Kühlmittels abwechselnd in der einen und in der anderen, mit der jeweiligen Ventilbewegungsrichtung übereinstimmenden Richtung an dem Verdrängungsorgan vorbei vor sich geht.
• Vorzugsweise ist über die gesamte Länge des Verdrängungsorgans zwischen ihm und der inneren Oberfläche der Wandung des Ventilhohlraums ein im Verhältnis zu seinem Querschnitt enger Zwischenraum für den Durchtritt des verdrängten Kühlmittels vorgesehen, so daß dieses zu verhältnismäßig schneller Strömung am Verdrängungsorgan vorbei veranlaßt wird. Diese lebhafte Strömung abwechselnd in zwei Richtungen bringt eine entsprechend erhöhte Kühlwirkung mit sich.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt diese ein Tellerventil für eine Brennkraftmaschine und dessen Steuernocken und -stößel, wobei der Ventilkopf und der größere Teil seines Schaftes zur Darstellung der inneren Ausbildung im Schnitt gezeigt ist.
• Gemäß der Zeichnung ist das Ventil mit einem Hohlraum i versehen, der an seinem oberen Ende mit einem eingeschraubten Verschlußstöpsel2 verschlossen ist und sich vom Ventilkopf 3 ausgehend in der Längsrichtung durch den Ventilschaft 4 fast bis zu dem unteren bzw. dem Stößelende des Ventils erstreckt. Ein Verdrängungsorgan 5 in Form eines Metallstabes mit abgerundeten Enden ist in dem Hohlraum i des Ventilschaftes untergebracht, und zwar ist das Verdrängungsorgan bzw. der Stab 5 kürzer als dieser Hohlraum i und besitzt einen derartigen Querschnitt, daß rings um ihn herum zwischen ihm und der Wandung des Hohlraums ein Zwischenraum frei bleibt. Der übrige Teil des Raumes innerhalb des Ventilschaftes ist mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel 6 gefüllt. Der Ventilschaft 4 bewegt sich in der üblichen rohrförmigen Führung 7 hin und her, die durch den diese umgebenden Wasserkühlmantel 8 gekühlt wird.
• Sobald das Ventil durch den Nocken 9 und den Stößel io schnell hin und her bewegt wird, bewegt sich das Verdrängungsorgan oder der Stab 5 frei in dem Hohlraum i des Ventilschaftes, bleibt aber zufolge der Wirkung der Trägheit hinter der Ventilbewegung zurück und drängt hierdurch das Kühlmittel 6 vom einen Ende des Hohlraumes i zum anderen Ende und durch den Zwischenraum in der einen oder der anderen Richtung nach Maßgabe der Richtung der Ventilbewegung hindurch.
• Beim Durchtritt durch den engen Zwischenraum zwischen dem Verdrängungsstab 5 und der Hohlraumwandung hat das Kühlmittel eine beträchtliche relative Geschwindigkeit und schafft hierdurch sehr gute Bedingungen für die Wärmeübertragung, die durch die Bewegung zwischen dem Kühlmittel und der Innenwandung des Ventilschaftes sehr stark erhöht wird, die die Wärme an die Ventilführung 7 und das in dem Kühlmantel 8 befindliche Wasser abgibt. Bei einer abgeänderten Ausführungsform mit Luftkühlung statt Wasserkühlung kann das untere Ende des Ventilschaftes mit Bratartigen Rippen für die Abgabe der Wärme versehen sein, die durch ihn hindurch vom oberen oder Kopfende aus durch das verdrängte Kühlmittel in den Hohlraum des Ventilschaftes übertragen wird.
• Es liegt auf der Hand, daß es erwünscht ist, das Verdrängungsorgan bzw. den Stab so lang als möglich zu machen, vorausgesetzt, daß an den Enden genügend Spielraum frei bleibt, um die Verdrängungsbewegung und das Zurückbleiben des Organs bzw. Stabes zu ermöglichen, so daß der ringsum laufende enge Zwischenraum zwischen dem Stab und der Hohlraumwandung eine beträchtliche Länge erhält.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Tellerventil für Brennkraftmaschinen mit einem verschlossenen hohlen Ventilschaft, der ein Kühlmittel und ein axial im Ventilhohlraum längs bewegliches Verdrängungsorgan enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dieses derart frei, vorzugsweise ohne Berührung der Hohlraumwandungen, im Ventilhohlraum angeordnet ist, daß es vermöge seiner Trägheit hinter der jeweiligen Ventilbewegung zurückbleibt und dabei das Kühlmittel in der jeweiligen Bewegungsrichtung des Ventils strömen läßt.
2. 2. Tellerventil für Brennkraftmaschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß übei_die gesamte Länge des Verdrängungsorgans' zwischen ihm und der inneren Oberfläche der Wandung des Ventilhohlraums ein im Verhältnis zu seinem Querschnitt enger Zwischenraum für den Durchtritt des verdrängten Kühlmittels vorgesehen ist.
3. 3. Tellerventil für Brennkraftmaschinen' ',nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet; 'daß das Verdrängungsorgan mit allseitig geschlossener Oberfläche, vorzugsweise als Vollstab ausgebildet ist, der etwas kürzer als die Länge des VexitiIhöhlraums ist und solchen Querschnitt besitit; däß ein durchgehender und vorzugsweise ringsum laufender Zwischenraum zwischen ihm und der. Wandung des Hohlraums gebildet wird, durch den hindurch sich das Kühlmittel von einem zum anderen Ende des Hohlraums in jeder Richtung nach Maßgabe der Richtung der Ventilbewegung frei bewegen kann. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 7o4624.