FI57469B - Kyld avloppsventil och foerfarande foer framstaellning av densamma - Google Patents

Description

_ -1 ,., /4„. KUULUTUSJULKAISU C Π λ £ Q

VgV w «"»UTLÄOGNmCSSKRIFT 57469 v (51) Kv.ik.3/tnt.a3 F 01 L 3/18 SUOM I —FI N LAN D (21) Pwenttlhikemu» — PatMtmMuilnf 321/73 ¢22) Hakwnlipaivl —Anaeknlngidag 02.02.73 (23) AlkupUvt—Gllclfh«t>d«f 02.02.73 (41) Tullut JulklMkal — Bllvlt offentll* 11.0 8.7 3

Patentti- ja rekisterihallitut ¢44) NihUvikiiptnon ja kuuLjulkalsun pvm. —

Patent- och ragisterstyrelsan Aitatkin utltgd och utl.»krift*n publlcarad 30.0U. 80 (32)(33)(31) Pyytatqr atuolkaut—Begird prlorltet 10.02.72

Ranska-Frankrike(FR) 720U526 (71) Societe d'^tudea de Machines Thermiques S.E.M.T., 2, Quai de la Seine 2, 93202 Saint-Denis, Ranska-Frankrike(FR) (72) Karl Walter Kuhn, Saint-Germain-en-Laye, Ranska-Frankrike(FR) (7^+) Berggren Oy Ab (5I+) Jäähdytetty poistoventtiili ja sen valmistusmenetelmä - Kyld avloppsventil och förfarande för framställning av densarama

Keksintö koskee nesteellä jäähdytettyä polttomoottorin poisto-venttiiliä, jonka muodostavat kammion sisältävä venttiilipää ja siihen kierretty venttiilikara, jossa on kammioon päätyvät kanavat jäähdytysnesteen syöttämiseksi ja poistamiseksi, jotka kanavat ovat sijoitetut olennaisesti symmetrisesti venttiilikaran pituusakseliin nähden.

Ennestään tunnetut jäähdytetyt poistoventtiilit ovat yleensä rakenteeltaan seuraavanlaisia: venttiilinkaran sisässä on kaksi kanavaa, nimittäin jäähdytysväliaineen tulokanava ja paluukanava, jotka ovat karan pituussuuntaisina, sisäkkäin samankeskisinä. Sisäkanavan muodostaa yleensä putki, joka sijaitsee ulkokanavan sisässä. Venttii-linkara on kierretty kiinni venttiilinlautaseen ja varustettu läpi-menemättömällä reiällä, johon on kiinnitetty sisäkanavan muodostava putki, jonka venttiilinlautasen puolinen pää on kiinnitetty esimerk-kiksi hitsaamalla joko ulkopuolisesti kierteitettyyn rengasmaiseen mutteriin, joka on kierretty kiinni venttiilinkaran lautasenpuoliseen päähän, tai sileään, sylinterimäiseen hoikkiin, joka on pakolla sovitettu karan lautasenpuoliseen päähän. Lisäksi sisäkanavan muodostavassa putkessa voi olla välivasteita edellämainittuun poraukseen kes-kistämistä varten.

2 57469 Tällä ennestään tunnetun poistoventtiilin tavallisella rakenteella on useita varjopuolia sen johdosta että sisäkanavan muodostavan putken (jonka on oltava syöpymistä kestävää erikoisterästä) asennus ja kiinnitys on vaikeata. Varsinkin sisäkanavan hitsausliitokset vaativat perin ammattitaitoista suoritusta, joka tulee kalliiksi, mutta on välttämätön, jotta saavutettaisiin riittävä ja moottorin normaalin toiminnan vaatima kestoikä ja luotettavuus.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan edellä mainitunlainen venttiili, jossa sekä terminen probleema että rakenteellinen ja taloudellinen probleema on ratkaistu tyydyttävällä tavalla. Tämä on keksinnön mukaan saatu aikaan sen johdosta, että kanavien seinämät muodostaa yksinomaan venttiilikaran materiaali ja että kanavat kulkevat ruuvimaisesti venttiilikaran pituusakselin ympäri.

Keksintö tarkoittaa myös menetelmää edellä esitetyn poistoventtiilin valmistamiseksi, joka menetelmä on tunnettu siitä, että venttiilikaran valmistamiseen tarkoitettuun pyöröprofiiliteräkseen porataan vähintään kaksi, ainakin olennaisesti teräksen pituusakselin kanssa yhdensuuntaisesti ulottuvaa kanavaa (7, 8, 107, 108) jäähdytysnesteen syöttämiseksi ja poistamiseksi, tai että venttiilikaran valmistamiseen tarkoitettu pyöröteräs ja siinä olevat kanavat (307, 308) muodostetaan samanaikaisesti suulakepuristamalla, ja että tämän jälkeen pyöröterästä kanavineen kierretään pituusakselinsa ympäri siten, että kanavat kulkevat ruuvimaisesti pituusakseliin nähden.

Nestettä kierrättämällä jäähdytetyn poistoventtiilin valmistus yksinkertaistuu näinollen huomattavasti keksinnön ansiosta, koska riittää kun joko porataan yhdensuuntaiset pitkittäiset kanavat vent-tiilinkaran muodostavaan pyöreään tankoon, joka on valmistettu esimerkiksi työstämällä vedetystä tai laminoidusta pyöreästä tangosta, tai kun mainittu venttiilinkara kanavineen valmistetaan suoraan tan-kopuristamalla, jolloin voidaan säästää poraustoimitus.

Ennestään tunnettujen venttiilien pääasialliset haittapuolet kuten hitsausvaikeudet, korkea myyntihinta, viallisten kappaleiden valmistamisen vaara, vältetään keksinnön mukaisella poistoventtiilillä, joka lisäksi on muodoltaan paljon yksinkertaisempi mahdollistaen 3 57469 monia erilaisia sovellutusmuotoja.

Keksintö selitetään lähemmin ja sen muut tarkoitukset, ominaisuudet, yksityiskohdat ja edut esitetään - seuraavassa oheisen kaaviollisen piirustuksen yhteydessä, joka pelkästään esimerkkinä esittää keksinnön erilaisia sovellutusmuotoja ja jossa: kuvio 1 on osaleikkauskuvanto keksinnön mukaisesta poistoventtiilistä, jonka kara kanavineen on valmistettu tankopuristamalla, kuvio 2 on poikkileikkauskuvanto kuvion 1 viivaa II-II myöten, kuvio 3 on osaleikkauskuvanto pituussuunnassa kuvion 1 mukaisen sovellutusmuodon eräästä muunnoksesta, kuvio 3a on kuvion 3 kaltainen osakuvanto eräästä toisesta venttiilinkaran vapaan pään sovellutusmuodosta, kuvio 4 on osaleikkauskuvanto,osaksi poismurrettuna, eräästä toisesta sovellutusmuodosta, jossa venttiilinkarassa on poratut kanavat, kuvio 5 on poikkileikkauskuvanto kuvion 4 viivaa V-V myöten, kuvio 6 on poikkileikkauskuvanto kuvion 3 mukaisesta sovellutusmuodosta, ja kuvio 7 on isometrinen kuvanto eräästä toisesta sovellutusmuodosta, jossa venttiilinkaran kanavat ovat kierukan muodossa karan keskiviivan ympärillä.

Kuviot esittävät keksinnön mukaisia poistoventtiilejä, sitä tyyppiä, jota jäähdytetään väliainetta kierrättämällä, ja jossa kara on kierretty ja juotettu kiinni venttiilinlautaseen.

Kuten kuviosta 1 näkyy, venttiiliin kuuluu kara, jota yleisesti on merkitty viitenumerolla 1 ja jonka toisessa päässä on ulkoinen kierre 2, joka toimii yhdessä venttiilinlautasessa 4 olevan vastaavan sisäisen kierteen 3 kanssa. Lisäksi kiinnitys on tiivistetty venttiilinkaran 1 ja venttiililautasen 4 välisellä juotoksella 5.

Venttiilinlautasessa 4 on myös kammio eli keskinen ontelo 6, johon karan 1 kierteellä 2 varustettu pää pistää sisään. Lautasen 4 ontelo 6 on yhteydessä venttiilinkaran pitkittäisten kanavien 7 ja 8 kanssa poikittaisia kanavia 9 ja 10 myöten.

Keksinnön mukaan venttiilinkara 1 pitkittäisine kanavineen 7 ja 8 valmistetaan suoraan tankopuristamalla, siten että kanavat ovat olennaisesti yhdensuuntaiset ja sijaitsevat esimerkiksi symmetrisesti karan 1 pituuskeskiviivaan nähden niin kuin kuviossa 1 on esitetty.

Niinpä tämä kara 1 voidaan edullisesti valmistaa tankopuristamalla pyöreäksi, pitkäksi tangoksi, minkä jälkeen tanko katkotaan pätkiksi, jotka sitten työstetään likimäärin kuvioiden mukaiseen muotoon.

4 57469

Venttiilinkara 1 voidaan vaihtoehtoisesti valmistaa työstämällä tavallisesta pyöreästä tangosta, johon on porattu ainakin kaksi yhdensuuntaista, pituussuuntaista kanavaa.

Kuvion 1 mukaisessa keksinnön ensimmäisessä sovellutusmuodossa pituussuuntaiset kanavat 7 ja 8 on muodostettu tankopuristamalla karan 1 koko pituudelle niin että ne avautuvat karan 1 päätyihin 11 ja 12. Karan 1 päädyssä 12 nämä pituussuuntaiset kanava* 7 ja 8 luonnostaan sulkee tämän päädyn 12 kosketus venttiilinlautasen 4 ontelon 6 pohjaan, ja karan 1 päädyssä 11 ne sulkee olennaisesti sylinteri-mäinen liitoskappale 13, joka on kosketuksessa mainitun venttiilin ohjausnokan kanssa. Esitetyssä tapauksessa liitoskappaleessa 13 on keskinen, ympyränmuotoinen kohouma 14, joka toimii yhdessä karan 1 päässä 11 olevan vastaavan reunuksen kanssa.

Kuviossa 3 on esitetty vaihtoehtoinen muoto 13' tästä liitos-kappaleesta 13, jossa venttilikaran 11' päädyn kanssa yhdessä toimiva pääty 14' on olennaisesti tasainen ja kannen tapaan sulkee venttiilin-karan pituussuuntaiset kanavat 7' ja 8*. Kappale 13 tai 13' on kiinnitetty karaan l esimerkiksi hitsaamalla.

Kuviossa 3a on esitetty toinen vaihtoehto, jossa karan 1" molemmat pituussuuntaiset kanavat 7" ja 8" avautuvat karan yläpäähän ja on siinä suljettu tiiviisti tulpilla (esittämättä), jotka voidaan esimerkiksi kiertää kiinni kanavien päissä oleviin laajennuksiin.

Tässä tapauksessa venttiiliin kuuluva ohjausnokka (esittämättä) vaikuttaa mieluimmin suoraan venttiilinkaran päätyyn 15".

Venttiilinkaran 1 pitkittäiskanavat 7 ja 8 (tai vastaavasti 7' ja 8') ovat yhteydessä venttiilinlautasen 4 onteloon 6 poikittaiskana-via 9 ja 10 myöten ja samoin ne ovat yhteydessä ulos poikittaiskanavia 16 ja vastaavasti 17 myöten, jotka on porattu säteen suunnassa vent-tiilinkaraan 1.

Edellä selitetyn venttiilin jäähdytys tapahtuu seuraavasti: Jäähdytysväliaine tulee venttiiliin esim. poikittaiskanavaa 16 myöten, kulkee pitkittäiskanavaa 17 myöten ja siitä onteloon 6 poikittaiskanavaa 9 myöten Tämän jälkeen väliaine palaa ontelosta 6 poikittaiskanavaa 10, pituussuuntaista kanavaa 8 ja poikittaiskanavaa 17 myöten, joka toimii mainitun jäähdytysväliaineen poistoputkena.

Kuvio 4 esittää keksinnön vaihtoehtoista sovellutusmuotoa, jossa venttiilinkaraan 101 porataan ainakin kaksi suoraa, yhdensuuntaista pituussuuntaista kanavaa 107 ja 108, jotka avautuvat karan 101 päässä 112 venttiilinlautasen 104 onteloon 106. Tässä tapauksessa pituussuuntaiset kanavat 107 ja 108 on karan 101 päässä 111 jä- 5 57469 tetty läpimenemättömiksi. Nämä kanavat ovat samoin kuin edellä yhteydessä karan 101 ulkopuolen kanssa poikittaiskanavia 116 ja 117 myöten ja ontelon 106 sisustan kanssa poikittaiskanavia 109 ja vastaavasti 110 myöten. Venttiilinkaran 101 vapaassa päässä oleva liitoskappale 113 on olennaisesti samaa muotoa kuin edellä.

Poikittaiskanavat 109 ja 110, jotka yhdistävät kanavat 107 ja 108 lautasen 104 onteloon 106 voivat olla muodoltaan monenlaiset, esim. kuvion 5 mukaiset, josta näkyy että kumpikin pituussuuntainen kanava 107 ja 108 on yhteydessä lautasen 104 onteloon 106 kahta poikittaista kanavaa 109 ja 110 myöten, jotka sijaitsevat eri tasoissa, niin että ne voivat kulkea toisteisa yli osumatta toisiinsa.

Vielä eräs keksinnön sovellutusmuoto on esitetty kuviossa 6, jonka mukaan venttiilinkarassa 201 on neljä pituussuuntaista, suoraa, yhdensuuntaista kanavaa 202, jotka sijaitsevat venttiilinkaraan 201 tasaisesti jaettuina ja ovat yhteydessä venttiilinlautasen (esittämättä) keskionteloon vastaavia poikittaiskanavia 203 myöten. Tässä tapauksessa voidaan käyttää kahta diametraalisesti vastakkaista pituussuuntaista kanavaa 202 jäähdytysväliaineen syöttökanavina ja kahta muuta kanavaa jäähdytysväliaineen paluukanavina.

Kun kanavia on useampia kuin kaksi, esimerkiksi neljä kanavaa sijoitettuina symmetrisesti karan pituuskeskiviivan ympärille, venttiilinkaraan kohdistuvat lämpöjännitykset (jotka johtuvat jäähdytysväliaineen tulolämpötilan ja poistumislämpötilan erosta) saadaan yhdenmukaisesti jaetuiksi ja tasapainotetuiksi, niin että karan termiset muodonmuutokset, nimenomaan poikittaistaipuma, saadaan kokonaan vältetyksi.

Kuvio 7 esittää osaa keksinnön erään sovellutusmuodon mukaisesta venttiilinkarasta, johon ensiksi on muodostettu kaksi yhdensuuntaista, suoraa, pituussuuntaista kanavaa 307 ja 308 joko poraamalla tai valmistamalla välittömästi yhdessä karan kanssa tankopu-ristamalla, minkä jälkeen mainittu kara kanavineen on kierretty niin, että kanavat asettuvat kierukan muotoon karan muodostavan tangon pituusskeskiviivan ympärille. Venttiilinkaraan kohdistuvat lämpöjännitykset jakautuvat tässä tapauksessa olennaisesti yhdenmukaisesti pitkin karan pituuskeskiviivaa.

Ilmeistä on, että edellä selitettyihin venttiileihin voidaan keksinnön puitteista poikkeamatta tehdä monenlaisia modifikaatioita: nimenomaan pituussuuntaisten tai poikittaiskanavien sijoitusta ja jakautumista voidaan modifioida, tai valmistaa keksinnön mukainen venttiili, jonka kara on syöpymistä kestävää metallia ja lautanen jotakin muuta metallia.

6 57469

Venttiilinkara 1 on kosketuksessa venttiilinlautasen 4 sisä-pohjapinnan kanssa mieluimmin tietyllä nojaesipaineella venttiilin-karan tämän osan pitämiseksi paikallaan siihen kohdistuvien lämpöjännitysten ja paineen aikana. Tämä venttiilinlautasen pohja voi koostua seinästä, jonka paksuus on yhdenmukainen ja vastakkaiset pinnat ovat tasaiset ja yhdensuuntaiset. Mainitusta karan 1 nojaesipainees-ta johtuvien rasitusten liiallisen keskittymisen aiheuttaman repeä-misvaaran vähentämiseksi, venttiilinlautasen 4 edellämainitun pohjan muodostavassa seinässä on edullisesti paksumpi eli vahvistettu keskinen vyöhyke 18 (kuvio 1) tai 118 (kuvio 4), joka vastaanottaa vent-tiilinkaran nojapaineen.

On tietenkin selvää, että keksintö ei suinkaan rajoitu edellä selitettyihin ja esitettyihin sovellutusmuotoihin, joita on pidettävä vain esimerkkeinä. Nimenomaan keksintö käsittää kaikki selitettyjen laitteiden ekvivalentit laitteet ja niiden yhdistelmät, jos nämä sopivat keksinnön henkeen ja oheisten patenttivaatimusten puitteisiin.

Claims (2)

7 57469

1. Vätskekyld utloppsventil för förbränningsmotorer bestäende av ett ventilhuvud (4) innehällande en kammare (6) och en i huvudet inskruvad ventilspindel (1) med i kammaren utmynnande kanaler för tillförande och bortledande av kylvätska, vilka kanaler är väsentligen symmetriskt placerade i förhällande tili ventilspindelns längdaxel, k ä n n e -tecknad av att kanalernas (307,308) väggar bildas uteslutande av ventilspindelns (1) material, och att kanalerna förlöper skruv-formigt kring ventilspindelns längdaxel.

1. Nesteellä jäähdytetty polttomoottorin poistoventtiili/ jonka muodostavat kammion (6) sisältävä venttiilipää (4) ja siihen kierretty venttiilikara (1), jossa on kammioon päätyvät kanavat jäähdytysnesteen syöttämiseksi ja poistamiseksi, jotka kanavat ovat sijoitetut olennaisesti symmetrisesti venttiilikaran pituusakseliin nähden, tunnettu siitä, että kanavien (307,308) seinämät muodostaa yksinomaan venttiilikaran (l) materiaali ja että kanavat kulkevat ruuvimaisesti venttiilikaran pituusakselin ympäri.

2. Patenttivaatimuksen 1 Kiukainen poistoventtiili, tunnettu siitä, että kaksi syöttökanavaa ja kaksi poistokanavaa on sovitettu sopivimmin symmetrisesti venttiilikaran- (1) pituusakseliin nähden.

3. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen poistoventtiilin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että venttiilikaran valmistamiseen tarkoitettuun pyöröprofiiliteräkseen porataan vähintään kaksi, ainakin olennaisesti teräksen pituusakselin kanssa yhdensuuntaisesti ulottuvaa kanavaa (7,8,107,108) jäähdytysnesteen syöttämiseksi ja poistamiseksi, tai että venttiilikaran valmistamiseen tarkoitettu pyörö-teräs ja siinä olevat kanavat (307,308) muodostetaan samanaikaisesti suulakepuristamalla, ja että tämän jälkeen pyöröterästä kanavineen kierretään pituusakselinsa ympäri siten, että kanavat kulkevat ruuvimaisesti pituusakseliin nähden.

2. Utloppsventil enligt patentkravet l,kännetecknad av att tvä inloppskanaler och tvä utloppskanaler är anordnade före-trädesvis symmetriskt i förhällande tili ventilspindelns (1) längdaxel .