SE467367B - Ventiltaetning - Google Patents

Description

467 567 10 15 20 25 30 35 2 ventilskaftstätningar med i huvudsak cylindriska stommar av syntetiskt gummi, exempelvis Buna N och en ringformig tätning som förskjutbart ingriper med ventilskaftet.

Den ringformiga tätningen kan vara tillverkad av olika material såsom gjutjärn, konstharts eller självsmörjande material såsom en tetrafluoretenpolymer (kommersiellt tillgänglig under Teflon®).

US 2 873 132 visar en tätning med en X-formig tvär- sektion som är tillverkad av ett naturligt eller syn- tetiskt gummi. US-patentet 3 372 941 visar en ventil- tätning med en nylonstomme som har en ventilskaftsin- greppsring av silikongummi som kvarhålls i tätningsstommen av en T-formad fläns och ett spårarrangemang. US 3 601 420 visar placeringen av ringformiga ribbor eller spår på insidan av tätningsstommen, vilket förbättrar både tät- ningen mot ventilstyrningen och kvarhållningen av ven- tiltätningen på densamma.

Av denna genomgång av tidigare kända patent, är det uppenbart att ventiltätningar vanligtvis har en enskild stomme eller tätningskomponent, som typiskt kan vara sammansatt till ett ventiltätningsaggregat.

Sådana sammansatta komponenter och därmed förbundna aggregat ökar kostnaden för enheterna, vilka utnyttjas i stora antal av tillverkare av motorer med inre för- bränning. Därför är det uppenbart att förbättringar be- träffande ventilskaftstätningar för motorer med inre förbränning både är möjliga och önskvärda.

Föreliggande uppfinning avser ett odelat ventil- tätningsaggregat, dvs i ett stycke, innefattande en stomme av plast och en tätning av elast vilken är formad i ett stycke med stommen. Ventiltätningsstommen är före- trädesvis tillverkad av en plast med god högtemperatur- hållfasthet och stabilitet såsom en polyesterelast eller motsvarande plast. Ventilstommen har ett flertal ribbor eller spår på sin inneryta, vilka avtätar mot ventil- styrningen och håller tätningsaggregatet stationärt relativt ventilstyrningen. Den i ett stycke formade elast- .y/ 10 15 20 25 30 35 467 367 3 tätningen är företrädesvis tillverkad av Vitongummi och bildar en tvärsektion av kroklinjeformig x-form. Detta innebär att elasttätningen har fyra konvexformade radie- krökningar som bildar hörn på tätningen och fyra konkavt format krökta områden som sammanbinder de konvexa hörnen.

De konvext format krökta hörnens radier är företrädesvis omkring hälften så stora som tre av de konkavt krökt for- made mellanliggande områdenas radier emedan det fjärde kon- kavt format krökta området har en radie som företrädesvis är lika med den konvexa radien.

Således är det ett ändamål med föreliggande uppfin- ning att åstadkomma ett odelat format ventiltätningsagg- regat, dvs i ett stycke, som innefattar en plaststomme och. en elasttätning.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett odelat ventiltätningsaggregat med en formad plaststomme och en elastgummitätning formad i ett stycke därmed.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en odelat formad plastventilstomme som har en i ett stycke därmed formad elasttätning som har kroklinjeformig tvärsektion.

Ytterligare ändamål och fördelar med föreliggande uppfinning skall framgå genom hänvisning till bifogade ritningar och följande beskrivning av ett föredraget utförande där identiska hänvisningsbeteckningar som förekommer på de olika ritningarna avser samma särdrag eller komponenter på uppfinningen.

Figur 1 är en i partiell tvärsektion visad delvy av ett ventilskaft, en ventilstyrning och ett i ett stycke format ventiltätningsaggregat enligt föreliggande uppfinning; Fig 2 är en fullständig tvärsnittsvy med ett i ett stycke format ventiltätningsaggregat enligt före- liggande uppfinning; Figur 3 är en fullständig tvärsnittsvy av elasttät- ningen i ett i ett stycke format ventiltätningsaggregat enligt föreliggande uppfinning; och 467 367 10 15 20 25 30 35 4 fig 4 en förstorad partiell tvärsnittsvy av den inre ribbkonstruktionen hos ett i ett stycke format ventiltätningsaggregat enligt föreliggande uppfinning.

Med avseende på fig 1, visas ett odelat, dvs ett i ett stycke format ventiltätningsaggregat som betecknas 10. Ventiltätningsaggregatet 10 visas monterat och fäst i läge på en ventilstyrning 12 på en motor med inre förbränning (ej visad) såsom är väl känt, bildar ventil- styrningen 12 en koncentrisk genomföring 14 som för- skjutbart upptar ett skaft 16 på en insugnings- eller avgasventil 18. Såsom är vanligt inom teknikområdet, är ventilstyrningen 12, ventilskaftet 16 och ventil- tätningsaggregatet 10 samtliga cirkulära då de betraktas i radiellt.

Med avseende på fig 2 innefattar ventiltätningsagg- regatet 10 en formad plastventiltätningsstomme 20 och en på plats, dvs i ett stycke däemed formad elastventil- skaftstätning 22. Ventiltätningsstommen 20 är vanligtvis cylinderformig och har en cylindrisk stomme 24 som bildar en inre cylindrisk kanal 26, ett ändnärliggande område 28 med reducerad diameter och en smal, radiellt sig sträckande ändnärliggande fläns 32. En ventilfjäder (ej visad) anligger mot den övre ytan av flänsen 30 och kvarhåller ventiltätningsaggregatet 10 i läge på motorns topplock. Diametern hos stommen 24 är företrädes- vis ungefär hälften av flänsens 32 diameter. Ventil- tätningsstommen 20 kan vara tillverkad av en högtempera- turtålig polyesterplast med blocksampolymerer av kort- kedjiga dioltereftalater och långkedjiga sampolymerer såsom Hytral. Motsvarande polyesterelastmaterial med god dímensionsstabilitet och livslängd vid relativt höga temperaturer såsom de som förekommer i det aktuella fallet i en motor med inre förbränning kan också ut- nyttjas.

Med avseende på fig 2 och 3 visas hur den reducerade diameterdelen 28 är formad i ett stycke kring och upptar elastventilskaftstätningen 22. Ventilskaftstätningen 22 är företrädesvis tillverkad av Viton eller motsvarande 10 15 20 25 30 35 467 367 5 syntetiskt gummi eller fluorelast med för ändamålet lämpade egenskaper, såsom hållbarhet vid förhöjda tem- peraturer. Ventilskaftstätningen 22 är ringformig med icke enhetlig, utan huvudsakligen kroklinjeformig x-tvär- sektion, såsom framgår av fig 3. Ytan på ventilskaftstät- ningen 22 bildar ett flertal alternerande konvexa och konkava ytor 34 resp 36. De konvexa ytorna 34 bildar hörnen på ventilskaftstätningen 22 och har företrädesvis samtliga lika radier. Tre av de alternerande konkava ytorna 36 har företrädesvis samma radier, vilka är ungefär två gånger radien hos de konvext formade hörnen 34.

En fjärde konkav yta 36a som bildar den yttre konkava _ ytan har företrädesvis en radie som är lika med radierna på de konvexa ytorna 34. Radier i området från 0,254 mm till 0,381 mm för de konvexa ytorna 34 liksom den enskilda konkava ytan 36a med mindre radie har befunnits lämpliga medan större radier på mellan 0,508 och 0,762 mm har befunnits lämpliga för de konkava ytorna 36. Spelet mellan ventilskaftet 16 och ventilskaftstätningen 22 är företrädesvis i storleksordningen från 0,254 till 0,457 mm och idealt omkring 0,356 mm i ett ventilsäte av normal storlek. Med hänvisning till fig 2 och 4 skall inses att den inre ytan 26 på ventiltätningsstommen 20 har ett flertal radiellt inåt sig sträckande ribbor 50.

För det första förbättrar och garanterar de kvarhållningen av ventiltätningsaggre- Ribborna 50 har två funktioner. gatet 10 på ventilstyrningen 12. För det andra ger och upprätthåller de en väsentligen fluidumogenomtränglig tätning mellan tätningsaggregatet 10 och ventilstyrningen 12 och förhindrar därigenom ett flöde av smörjolja in i den ringformiga kanalen mellan ventilstyrningen 12 och ventilskaftet 16. Ribborna 50 är företrädesvis åt- minstone tre till antalet även om flera eller färre ribbor 50 kan utnyttjas om så önskas. Ribborna 40 är relativt grunda och har företrädesvis ett bredd-längd- förhållande på ungefär 5/l eller 6/l. Dimensionsmässigt är ribbornas 50 föredragna höjd från omkring 0,127 mm 467 567 10 15 20 6 till 0,254 mm och deras bredd (pitch) från omkring 0,635 mm till 1,524 mm. Ribborna 50 bildar en serie av inátriktade krön 42 resp återgångskanaler 44 med större diameter som företrädesvis är lika med den cylindriska kanalens 26 diameter.

Sålunda inses att ett i ett stycke format ventilskafts- tätningsaggregat enligt föreliggande uppfinning ger en förbränningsmotorkomponent som svarar mot kraven på konventionella ventiltätningar men som kan tillverkas på ett billigt sätt på plats eller i ett stycke med ventiltätningsstommen 20 kring den av en elast bestående ventilskaftstätningen 22 i en enda formsprutningsopera- tion. Detta enda formningssteg eliminerar därpå följande sammansättningsoperationer vilka är vanliga vid de flesta ventiltätningsaggregat såsom de som beskrivs i de ame- rikanska patenten 2 906 255, 2 859 993 och 3 372 941.

Kvarhållning av ventilskaftstätningen 22 i ventiltätnings- stommen 20 är också utmärkt. Den krökt x-formade tvär- sektionen hos ventilskaftstätningen 22 ger utomordentlig tätning och lång livslängd och den ringformiga flänsen 32 mot vilken ventilfjädern anligger ger en tystare motordrift jämfört med konstruktioner där ventilfjädern anligger direkt mot motorns topplock.

'KL

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 467 567 PATENTKRAV

1. Odelat aggregat (10) för avtätning av ett ventil- skaft (16) i en förbränningsmotor med inre förbränning, k ä n n e t e c k n a t av att det i kombination innefat- tar; en cylindrisk stomme (24) som bildar en genomgående kanal (26) som har en yta (26), vilken stomme (24) är for- mad av ett plastmaterial, en ringformig elasttätning (22) som upptas i och är fäst vid ventilstommen (24), vilken tätning (22) har en i huvudsak x-formad tvärsektion med konvexa och konkava ytor (34, 36) och åtminstone en runt- omgående ribba (50) på den genomgående kanalytan (26).

2. Odelat ventilaggregat (10) enligt krav l, k ä n - n e t e c k n a t av att tätningen (22) bildar fyra kon- vexa ytor (34) som alternerar med fyra konkava ytor (36).

3. Odelat ventiltätningsaggregat (lO) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tätningen (22) är till- verkad av en fluorelast.

4. Odelat ventiltätningsaggregat (10) enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att tätningen (22) är tillver- kad av Vitonfluorelast.

5. Odelat ventiltätningsaggregat (10) enligt krav 1, k ä n n n e t e c k n a t av att de konvexa ytorna (E4“ har en krökningsradie på mellan 0,254 mm och 0,381 mr.

6. Odelat ventiltätningsaggregat (10) enligt krav I. k ä n n e t e c k n a t av att de konkava ytorna (Ef 'ar en krökningsradie på mellan 0,508 mm och 0,762 mm.

7. Odelat ventiltätningsaggregat (10) enligt krav .. k ä n n e t e c k n a t av att de runtomgående ribbcrra (50) är omkring 0,178 mm höga och omkring 1,016 mm breda.

8. Odelat ventiltätningsaggregat (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den cylindriska stommen (24) är tillverkad av en högtemperaturtålig polyestere- plast.

9. Odelat ventiltätningsaggregat (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den cylindriska stommen (24) är tillverkad av Hytralpolyesterelast. 467 567 8

10. Odelat ventiltätningsaggregat (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den cylindriska stommen (24) har en ändnärliggande radiellt sig sträckande fläns. 1,..