NO139324B - For forbrenningsmotor beregnet ventil forsynt med kjoelekanaler samt fremgangsmaate for fremstilling av en slik ventil - Google Patents

Description

.. : Oppfinnelsen vedrører en for forbrenningsmotor bereg-

net ventil av deri type som er forsynt med kjølekanaler for kjøl-ing av ventilen og som har,et med et kjølekammer forsynt ventilhode av en i hodet innskrudd og,fastgjort ventilstamme, som inneholder innløps- og -utløpskanaler for kjølemiddel, hvilke strekker seg i' hovedsaken symmetrisk i forhold til hverandre med hensyn .på stammens, lengdeakse. ,: ... Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av en slik ventil.. '.

De.kjølte ventiler utføres vanligvis på den måte at ventilstammen .forsynes med \to inntaks.- og returkanaler for kjøle-fluidet. Disse kanaler er langsgående, koaksiale og konsentris-ke . Den indre kanal dannes vanligvis av et rør anordnet inne i den ytre kanal. Ventilstammen er skrudd inn i ventilhodet og er forsynt med en blindboring hvori rør som danner-den innvendige Kanal ér montert. Enden av røret ér på ventilhodesiden festet

f. eks. ved hjelp av' fastsveisirig, enten til en utvendig,gjenget ringformet mutter som eir skrudd inri i ventilstammen pa hodes iden, eller.til et glatt sylindrisk endestykke som er presspasset.inn i stammen på hodesiden. Røret- som danner den innvendige kanal kari også forsynes méd sentreringsstøtter relativt boringen.

Denne kjente utførelse av en ventil har flere ulemper. Det skyldes .at monteringen og'fastgjøringen "av røret, som nød-vendigvis må være av spesialstål, er meget vanskelig. Særlig krever sveiseforbindelsene en meget nøyaktig og omsorgsfull ut-førelse, hvilket gjør fremstillingen, dyr. Skikkelig utførte sveiseforbindelser er.en nødvendighet.dersom ventilen skal ha en levetid og pålitelighet som kan sammenlignes, med motorens van-

lige 1 evet;id .

Med utgangspunkt i den innledningsvis nevnte ventil-type foreslås det ifølge oppfinnelsen at kanalenes vegger utelukkende skal dannes av stammen og at kanalene skal strekke seg

i skrueform rundt stammens lengdeakse og en av stammematerialet dannet, sentralt.i lengderetningen.gående kjerne. '... V.-■ . ; Fra U.S. patentskriftene nr. 1. 281.246'og 1. 741.230 '"' er det eksempelvis kjent langsgående kanaler i en ventilstamme. Ved disse, kjente utførelser tjener en kanal til å fremføre den kalde væske og den andre til å føre ut den varme væske. Det hele skjer; på en slik måte at skilleveggen i ventilstammen på siden av den andre kanal utsettes for en utvidelse som resulte-rer.i en lengdekrumning av ventilstammen. Denne ventil, hvis stamme er blitt lett bøyet i stedet for å forbli lineær, kan ikke lenger føres på en riktig måte, og dette vil bevirke funksjons-feil.

Når kanalen har en skrueform i ventilens indre på den måte som foreslått ifølge oppfinnelsen, tjener en av kanalene til fremføring av kald væske og den andre til tilbakeføring av varm væske, men den utvidelse som forårsakes av passasjen av varm væske i dehandre kanal fordeler seg på hele den utvendige sy-lindriske flate av ventilstammen. Det skyldes at kanalene er lagt.i skrueform'rundt ventilens lengdeakse. Ventilstammen for-blir derfor lineær og kan føres uten problemer. Fra U.S. patent-skrift nr. 2.162.304 er det kjent en ventilutførelse hvor det

inne i ventilstammen er lagt inn et innlegg med skrueform. Denne utførelse er kostbar og komplisert, hvilket-særlig skyldes at innlegget må anbringes på en tett måte i ventilstammen. Det vil si at man her har tetningsproblemér og tilsvarende fremstillings-problemer. Disse ulemper unngår man med oppfinnelsen hvor man arbeider med en enhetlig del.

Ved oppfinnelsen forenkles fremstillingen av en kjølt ventil vesentlig. Det vil enten være tilstrekkelig å bore langsgående parallelle kanaler i en rund stang som danner en senere ventilstamme, idet ventilstammen kan fremstilles f. eks- ved maskinering av en strukket eller valset rund stang, eller man kan fremstille ventilstammen direkte ved ekstrudering, hvorved

den med en gang gis de nødvendige parallelle kanaler. Etter tilveiebringelse av kanalene vris stammen til ønsket skrueform er oppnådd.

Hovedulempene ved de tidligere kjente ventiler, slik som sveisevanskeligheter, store kostnader, risiko for fremstill-ingsfeil, unngås med den nye ventil og i tillegg har ventilen

en meget enklere utforming som gir mulighet for forskjellige varianter.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene hvor: fig. 1 viser et snitt gjennom en eksosventil ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et snitt gjennom en annen utførelse av oppfinnelsen,

fig. 3 viser et utsnitt som i fig. 2, av nok en variant ,

fig. 4 viser et snitt gjennom en annen utførelsesform av oppfinnelsen, og

fig. 5 viser et skjematisk perspektivriss av en utfør-elsesf orm .

Samtlige figurer gjelder utførelseseksempler hvor kjølingen skjer ved fluidumsirkulasjon og hvor stammen er skrudd, og loddet fast i ventilhodet.

I fig. 1 er stammen betegnet med 1 og på den ene ende har den utvendige gjenger 2 hvormed stammen er skrudd inn i et gjengeparti 3 i ventilhodet eller tallerkenen 4. I tillegg er det ved 5 antydet en loddeforbindelse mellom ventilstammen 1 og ventilhodet 4.

Ventilhodet 4 har et hult sentralt kammer 6 hvori enden av stammen 1 rager inn. Hulrommet 6 i ventilhodet 4 står i forbindelse med de langsgående kanaler 87 i ventilstammen gjennom de tverrgående kanaler 9 og 10.

Ventilstammen 1 er fremstilt ved ekstrudering og de langsgående kanaler 7 og 5 er derfor tilveiebragt ved selve fremstillingen av det ekstruderte legeme. Kanalene er skrueformet, men for oversiktens skyld er de i snittene tegnet som parallelle kanaler. I fig. 5 er kanalenes skrueformede forløp antydet.

Stammen 1 fremstilles fordelaktig slik at det ekstru-deres en større lengde som så kappes opp i dellengder som ma-skineres slik at man får den form som er vist i figuren.

Ventilstammen 1 kan også fremstilles ved maskinering fra en rund stang hvori det bores minst to parallelle, langsgående kanaler.

Etter boring eller ekstrudering vris stammen slik at kanalen får den ønskede skrueform.

I fig. 1 er de langsgående kanaler 7 og 8 utformet under selve ekstruderingen og strekker seg derfor over hele leng-den av stammen 1. Hver kanal munner derfor ut ved endene 11 og 12 til stammen. De langsgående kanaler 7 og 8 er ved enden 12 lukket ved at enden 12 får kontakt med bunnen i hulrommet 6 i ventilhodet 4, og ved enden 11 er kanalen lukket ved at et ekstra, hovedsakelig sylindrisk legeme 13 er forbundet med stammen. Dette legeme 13 danner overgangen mellom ventilstammen og. vippearmen. I utførelseseksemplet har det ekstra legeme 13 et sirkulært og sentralt fremspring 14 som samvirker med en kant 15 utformet på enden 11 av stammen 1.

Fig. 2 viser en variant 13'. Enden 14' samvirker med enden 11' på ventilstammen og er hovedsakelig plan og stenger for de langsgående kanaler 7' og 8'. Forbindelsen mellom selve stammen og delene 13 og 13 V kan f. eks. skje ved hjelp av fast-sveising.

En annen variant er vist i fig. 3 hvor de to langsgående kanaler 7'' og 8'' i stammen 1'' er åpne ved den øvre ende til stammen og er stengt ved hjelp av ikke viste plugger, som f. eks. kan skrus inn i endeboringer som danner avslutningene til kanalene. I dette tilfelle vil den ikke viste vippearm fordelaktig virke direkte på enden 15'<1>og stammen.

De langsgående kanaler 7 og 8 i ventilstammen 1 (res-pektivt 7' og 8') står derfor i forbindelse med hulrommet 6 i ventilhodet 4 gjennom de tverrgående kanaler 9 og 10, og de står derfor i forbindelse med området utenfor ventilstammen ved hjelp av de tverrgående kanaler 16 og 17 som er boret radielt inn i ventilstammen 1.

Kjølingen av ventilen skjer på den måte at kjøleflui-det går f. eks. inn i den tverrgående kanal 16, gjennom den langsgående kanal 7, inn i hulrommet 6 gjennom den tverrgående kanal 9 og deretter gjennom hulrommet 6 inn i den langsgående kanal 8 gjennom den tverrgående kanal 10 og ut gjennom den tverrgående kanal 17.

Fig. 4 viser en variant hvor ventilstammen 111 er boret og vridd, slik at den inneholder to i skrueform forløpende kanaler 107 og 108 som ved stammeenden 112 har forbindelse med

et hulrom 106 i ventilhodet 104. De borede kanaler 107 og 108

er utformet som blindboringer og er altså ikke åpne ved stammens frie ende. Det er anordnet tverrgående kanaler 116 og 117 og i området ved hulrommet 106 er det anordnet tverrgående kanaler 109 og 110. På den frie stammeende er det også her anordnet en tilleggsdel 113.

De tverrgående kanaler 109 og 110, som forbinder kana-

len 107 og 108 med hulrommet 106 i ventilhodet 104, kan ha forskjellige former, f. eks. som vist i fig. 5, hvor hver langsgå-

ende kanal 107, 108 er forbundet med hulrommet 106 ved hjelp av

.to tverrgående kanaler 109 og 110 som er lagt i plan som er for-skjøvet relativt hverandre.

Utførelsene kan modifiseres pa mange måter. Særlig

kan anordningen og fordelingen av de langsgående og tverrgående kanaler modifiseres. Hode og stamme kan fremstilles av forskjel-

lige materialer, f. eks. kan stammen fremstilles av et slitemot-standsdyktiq metall, mens hodet fremstilles av et annet metall.

Ventilstammen 1 har kontakt med den innvendige plate

i bunnen av ventilhodets hulrom og ligger fortrinnsvis an mot ventilhodet med en viss forspenning, slik at man derved støtter denne del av ventilhodet. Dette er vesentlig når man tar hensyn til de termiske spenninger og trykkspenninger som ventilhodet utsettes for.

Bunnen av ventilhodet, altså selve tallerkenflaten,

kan ha jevn veggtykkelse og de motliggende flater, altså den innvendige og utvendige flate kan derfor være plane og parallel-

le. For å redusere eller helt unngå risiko for sprekkdannelser som skyldes for store spenningskonsentrasjoner på grunn av tryk-

ket fra ventilstammen 1, kan fordelaktig veggen utføres med et fortykket parti 18, 118.

Claims (3)

1. For forbrenningsmotor beregnet ventil av den type som er forsynt med kjølekanaler for kjøling av ventilen og som har et med et kjølekammer (6) forsynt ventilhode (4) og en i hodet innskrudd og fastgjort ventilstamme (1), som inneholder innløps-

og utløpskanaler for kjølemiddel, hvilke strekker seg i hovedsaken symmetrisk i forhold til hverandre med hensyn på stammens lengdeakse,karakterisert vedat kanalenes (307, 308) vegger dannes utelukkende av stammen og at kanalene strekker seg i skrueform rundt stammens lengdeakse og en av stammematerialet dannet, sentralt i lengderetningen gående kjerne.

2. Ventil ifølge krav 1,karakterisertved at stammen har to innløps- og to utløpskanaler for kjøle-middel, hvilke parvis strekker seg symmetrisk med hensyn på ventilens lengdeakse.

3. Fremgangsmåte for fremstilling av ehventil med kjøle-kanaler for kjøling av ventilen, hvis ventilstamme inneholder innløps- og utløpskanaler for kjølemiddel, hvilket strekker seg i det vesentlige symmetrisk med hensyn på stammens akse gjennom stammen, ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat man i en for utførelsen av ventilstammen beregnet rundprofil tilveiebringer minst to symmetrisk i forhold til hverandre med hensyn på rundprofilens lengdeakse gående kanaler og vrir rundprofilen om dens lengdeakse slik at kanalene kommer til å forløpe skrueformet rundt rundprofilens lengdeakse.