DK149189B - Koelet tallerkenventil, navnlig til en forbraendingsmotor, og som er koelet ved tvangscirkulering af et koelemiddel - Google Patents

Description

i 149189

Opfindelsen angår en tallerkenventil, navnlig til en forbrændingsmotor, og som er kølet ved.tvangscirkulering af et kølemiddel, og af den art, der er angivet i indledningen til patentkrav 1.

Der kendes en ventil af denne art fra beskrivelsen til fransk 5 patent nr. 1 572 676. Ifølge denne kendte teknik er ventilens hoved sammensat af to dele, nemlig én del, der danner ventilhovedets legeme, og en ringformet del, som er udformet for sig, og som er svejset til hovedets legeme. Den perifere kanal er udformet ved hjælp af en ringformet rille, der er tilvejebragt i ventilhovedets legeme, og denne 10 kanal er lukket ved påsætning af den ringformede del på den del, der udgør ventilhovedets legeme. De tværgående forbindelseskanaler er udboret fra den perifere rille før påsætningen af den ringformede del.

Denne kendte ventil er forbundet med væsentlige ulemper. For at udforme ventilens ringformede kanal er det nødvendigt at svejse 15 den ringformede del til den del, der udgør ventilhovedets legeme, på perfekt måde.

Denne kendte ventil er endvidere forbundet med den ulempe, at de mod hinanden vendende flader på de to dele,der skal sammenføjes, skal bearbejdes omhyggeligt, og endvidere skal sammensvejsningen 20 eller -lodningen af de to dele kontrolleres omhyggeligt for at opnå en effektiv og varig tæthed. Fremstillingen af denne kendte ventil er således vanskelig og som følge deraf dyr.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise en ventil af den nævnte art, som ikke er forbundet med de ulemper, som 25 den kendte ventil er forbundet med, og som er forklaret i det foregående, og dette formål opnås ifølge den foreliggende opfindelse ved en ventil, der har de i patentkrav 1 angivne foranstaltninger. Herved opnås det, at ventilhovedets kanaler kan tilvejebringes alene ved boring, idet dog naturligvis de udadvendende åbninger af de pågældende boringer 30 skal lukkes, hvilket imidlertid ikke medfører særlige vanskeligheder.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere, og det samme gælder yderligere formål og karakteristika, enkeltheder og fordele ved opfindelsen, idet disse vil fremgå klarere af den efterfølgende forklaring under henvisning til de vedføjede skematiske tegninger, der imidlertid kun skal betragtes som eksempler, som viser forskellige udførelsesformer for ventilen ifølge opfindelsen, idet 149189 2 fig. 1 viser et billede set oppefra i retning af pilen F1 i fig.

2 af en foretrukket udførelsesform for ventilen ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit efter linien Il-Il i fig. 1, 5 fig. 3 en anden udførelsesform for ventilen ifølge opfindelsen, set fraoven, og i retning af pilen F3 i fig. 4, fig. 4 et snit efter linien IV-IV i fig. 3, fig. 5 et billede set oppefra og i retning af pilen F5 i fig.

6 af en tredie udførelsesform for ventilen ifølge opfin-10 delsen, fig. 6 et snit efter linien VI-VI i fig. 5, fig. 7 et billede set oppefra i retning af pilen F7 i fig. 8 af en fjerde udførelsesform for ventilen ifølge opfindelsen, °9 15 fig. 8 et snit efter linien VIII—VI11 i fig. 7.

De forskellige udførelsesformer for ventilen ifølge den foreliggende opfindelse og af pladeventiltypen, og som køles ved tvangscirkulering af et kølemiddel, har det til fælles, at ventilen består af et ventilskaft 1 og et ventilhoved 2. Dette sidste har et tilnærmelses-20 vis cylindrisk parti 3 og et parti 4, som forløber hen mod skaftet, og som indsnævrer sig langs en krum kontur i ventilens aksiale retning. På grund af, at opfindelsen vedrører konstruktionen af det parti, som udgør hovedet 2, er skaftet vist bortbrudt på tegningen.

25 Af tegningen fremgår det dog, at skaftet 1 har to langsgående kanaler til cirkulering af et kølemiddel, nemlig en kanal 5 til tilførsel af kølemidlet, og en kanal 6 til tilbageføring af dette. I alle de viste udførelsesformer for ventilhovedet 2 er der tilvejebragt en tilnærmelsesvis perifer kanal 7, som forløber i et plan, der forløber 50 tilnærmelsesvis parallelt med ventilhovedets plane underside 8.

Den langsgående kanal 5 for tilførsel af kølemidlet er forbundet med kanalen 7 ved hjælp af mindst én tværgående kølem iddeltilfør-selskanal 9, og den langsgående returkanal 6 er ved hjælp af mindst én tværgående returkanal 10 forbundet med denne kanal 7.

35 Tegningen viser tydeligt, at den perifere kanal 7 i alle de viste udførelsesformer er dannet af en række ved siden af hinanden anbragte retliniede kanalstykker 11, som forløber fra hove- 3 U9139 dets cylindriske, rundgående overflade 3 og i det mindste til nabokanalen 11, idet hvert kanalstykke følger retningen af en korde i hovedets cirkulære plan. Hver kanal 11 udmunder ved den ene ende udefter og ved den anden i nabokanalen 11. Den perifere kanal repræsenterer 5 således en geometrisk polygon.

Hver af de tværgående kanaler 9,10 er dannet af et stykke af en retliniet kanal, som forløber fra den udvendige eller perifere overflade af hovedet, og som udmunder udefter, og som forbinder en langsgående kanal 5 eller 6 med kanalen 7.

10 Alle de retliniede kanaler 9, 10, 11 er' lukket i niveauet for deres åbning udefter ved hjælp af et eller andet passende tæt lukke, som f.eks. propper 12, der er skruet eller drevet ind i de ender, som befinder dig ved den udvendige side af hovedet, og de er fastgjort ved svejsning, lodning, limning eller på tilsvarende 15 måde.

De retliniede kanaler 9, 10, 11 kan være tilvejebragt i hovedet på enhver passende måde. De kan således være tilvejebragt ved boring fra hovedets yderside.

Af det i det foregående anførte fremgår det, at ventilen ifølge 20 den foreliggende opfindelse, takket være den særlige udformning af de i hovedet anbragte kanaler kan være fremstillet af en i ét stykke udformet del. Imidlertid påbyder den foreliggende opfindelse ikke fremstillingen af ventilen af ét stykke.

Efter således at have beskrevet de fundamentale karakteristiske 25 træk for den foreliggende opfindelse, som er fælles for alle udførelses formerne, vil der i det følgende blive beskrevet de ejendommeligheder, som hver udførelsesform har. Forskellene mellem disse udførelsesformer beror navnlig på antallet og anbringelsen af de tværgående kanaler 9 og 10 og på antallet af retliniede dele 11, som danner den polygonale 30 kanal 7.

Fig. 1 og 2 viser den foretrukne udførelsesform. Kanalen 7 er sammensat af otte retliniede kanalstykker 11. Hver langsgående kanal 5 og 6 står i forbindelse med kanalen 7 gennem en enkelt, tilnærmelsesvis tværgående kanal 9,10. Således som det tydeligt 35 fremgår af fig. 2, udmunder hver af de tværgående kanaler 9 og 10 ved hovedets yderside ved et område 13, som er beliggende ved det parti af hovedet, som har krum kontur set i ventilen 4’s 4 149189 aksiale retning. Den tværgående fluidtilførselskanal 9 forløber således fra dette område 13 af hovedets yderside, skærer den langsgående fluidtilførselskanal 5 og forløber videre og udmunder i stykket 11 af kanalen 7, som befinder dig tilnærmelsesvis diametralt 5 overfor det udvendige udmundingssted 13. Af fig. 2 fremgår det, at de tværgående kanaler 9 og 10 forløber hældende i forhold tii kanalen 7's plan. Kanalerne 9 og 10 er parallelle med hinanden set i aksial retning.

Denne udførelsesform er fordelagtig, fordi den sikrer en 10 symmetrisk anbringelse af kanalerne i hovedet, hvilket tillader på god måde at kontrollere varmedeformationerne.

I den i fig. 3 og 4 viste udførelsesform findes der to tværgående kanaler 9,10 til henholdsvis tilførsel og tilbageføring af kølefluid.

De to kanaler er beliggende i samme plan som kanalen 7. Den 15 udadvendende åbning 14 af hver af de tværgående kanaler 9 og 10 befinder sig som følge heraf på den cylindriske rundtgående overflade 3 af hovedet. Hver af de tværgående kanaler 9 og 10 udgår fra omkredsen af hovedet og helt ind til den til den pågældende tværgående kanal hørende langsgående kanal, og herunder skærer 20 hver kanal tilnærmelsesvis vinkelret et retliniet stykke 11 af kanalen 7. De to tværgående kanaler 9 og 10 er orienteret, regnet fra deres tilhørende langsgående kanal 5 og 6 i indbyrdes modsatte tværgående retninger. De to tværgående kanalers akser er parallelle med hinanden.

25 Fig. 5 og 6 viser en tredie udførelsesform, som er velegnet til ventiler med stor diameter og til motorer, der arbejder ved høje temperaturer. Ved denne udførelsesform findes der to tværgående kanaler 9 til forbindelse af den langsgående fluidtilførselskanal 5 med kanalen 7 og to tværgående forløbende tilbageføringskanaler 30 10 til tilvejebringelse af forbindelse mellem kanalen 7 og den langs gående tilbageføringskanal 6. Det er fordelagtigt, men ikke nødvendigt, at de to tværgående kanaler 9 eller 10 er beliggende i et og samme lodrette plan og til hver side for deres respektive tilhørende, langsgående kanal 5 eller 6 og i et lodret plan, der 35 også indeholder aksen for den tilhørende langsgående kanal. De to nævnte planer skærer hensigtsmæssigt hinanden under en tilnærmelsesvis ret vinkel, således som det fremgår af fig. 5.

5 149189

Da alie de tværgående kanaler åbner udefter ved steder 14, som befinder sig på hovedets udvendige, cylindriske overflade 3, således som det fremgår af fig. 5 og 6, indebærer denne krydsende anbringelse af de to par tværgående kanaler, at i det mindste 5 det ene par kanaler har en større vinkelhældning i forhold til kanalen 7's plan end det andet par. Ved den på tegningen viste udførelsesform er de tværgående kanaler, som hælder mest, tilbageføringskanalerne 10. De tværgående fluidtilførselskanaler 9 er ligeledes anbragt hældende i forhold til kanalen 7's plan, men 10 det ville fuldt ud være muligt at anbringe den i dette plan.

Fig. 7 og 8 viser en fjerde udførelsesform, hvor hver af de langsgående kanaler 5 og 6 er forsynet med tre tilnærmelsesvis tværgående kanaler 9,10, som er fordelt omkring de tilhørende langsgående kanaler, som afgrænser vinkler, som er tilnærmelses-15 vis lige store indbyrdes. Alle de tværgående kanaler åbner ved 14 udadtil i niveau med den udvendige rundtgående overflade 3 af hovedet. Ifølge fig. 7 er kanalen 7 dannet af seks retliniede kanalstykker 11, og hver tværgående kanal 9,10 går gennem kanalen 7 ved forbindelsesstedet mellem to retliniede kanalstykker, 20 altså ved det pågældende polygons hjørner.

Af fig. 8 fremgår det, at de mod den tilhørende langsgående kanal vendende åbninger af de to sæt hvert bestående af tre kanaler er forskudt i højderetningen for ventilens akse, og endvidere vil det ses, at hældningen i forhold til kanalen 7's plan 25 af de tværgående kanaler til ét kanalsæt adskiller sig fra hældningen af det andet kanalsæt. Som det fremgår af tegningen, er de kanaler, som har den største vinkelhældning, de tværgående fluidtilbageføringskanaler 10. De tværgående tilførselskanaler 9 har ligeledes en hældning i forhold til den ringformede kanals plan, men det 30 vil forstås, at disse tværgående kanaler kan anbringes i det samme plan som den ringformede kanal.

I alle de viste udførelsesformer for opfindelsen forbedres afkølingen i kraft af et passende valg af kanaltværsnittene.

Med dette formål for øje er det frie rumfang af de langsgående kanaler, af de tværgående kanaler og af den perifere polygonale 35 kanal fuldstændigt fyldt med kølefluid, som tvangscirkuleres. Tværsnittet af hver langsgående kanal, tværgående eller perifere kanal er 6 149189 tilpasset efter den gennem den pågældende kanal strømmende mængde. Strømningshastigheden af kølefluidet er ensartet i hele kanalsystemet.

For at opnå denne gunstige tilstand er det blot nødvendigt at vælge tværsnittene af kanalerne på en sådan måde, at det totale gennem-5 strømningstværsnit ved hvert sted af kanalsystemet har den samme størrelse.

For eksempel hvad angår udførelsesformen ifølge fig. 5 og 6, hvori der findes to tværgående kanaler for fluidtilførsel og to tværgående kanaler for fluidtilbageføring, kan denne ensartede 10 strømningsbetingelse være opfyldt på følgende måde: Det antages, at alle kanalerne har cirkulære tværsnit, og at diameteren af de langsgående kanaler er D, og endvidere skal hver tværgående kanal lade halvdelen af den mængde, som strømmer gennem en langsgående kanal, strømme gennem sig. Hver tværgående kanal bør således have en diameter, der er lig med D//2. Det fluid, 15 som strømmer gennem en tværgående kanal, deler sig, når den ankommer til den perifere kanal, i to ens delstrømme, og som er rettet i indbyrdes modsatte retninger, og følgelig bør diameteren af den polygonale kanals retlinjede dele være lig med D/2.-

De i det foregående beskrevne udførelsesformer er kun givet i form af eksempler, og talrige ændringer kan foretages. Således 20 vil antallet af de kanaler, som danner den polygonale kanal, og de, der danner de tværgående kanaler, kunne være et andet.

Hældningen af de tværgående kanaler, f.eks. dem der tjener som tilførsel, og/eller dem der tjener som tilbageføring for fluid, kan i stedet for at have den samme hældning i forhold til den ringformede 25 kanals plan have forskellige hældningsvinkler. Det er endvidere muligt at anvende en kraftigere hældning, hvad angår de tværgående tilførselskanaler, end hvad angår de tværgående tilbageførselskanaler.

Claims (5)

149189 Patentkrav.

1. Kølet tallerkenventil, navnlig til en forbrændingsmotor, og som er kølet ved tvangscirkulering af et kølemiddel, hvor ventilens skaft har mindst to langsgående kølekanaler (5,6), og hvor der i ven- 5 tilens hoved (2) er tilvejebragt en tilnærmelsesvis perifer kølekanal (7), som forløber i et plan, der er tilnærmelsesvis parallelt med den plane underside (8) af hovedet (2), og hvor mindst to tværgående forbindelseskanaler (9,10) forbinder de nævnte langsgående kanaler (5,6) og den perifere kanal (7), kendetegnet ved, at de 10 i ventilens hoved (2) tilvejebragte kanaler er dannet af stykker af retliniede kanaler (9,10,11), hvoraf de retliniede kanaler (11), der danner den perifere kanal (7), udgår fra hovedets (2) periferi (3) og forløber i det samme plan langs korder ved ventilhovedets periferi (3), således at den perifere kanal (7) har form som en polygon, og 15 hvoraf de retliniede tværgående forbindelseskanaler (9,10) udgår fra ventilhovedets ydre overflade, samt ved at de nævnte retliniede kanaler (9,10,11) er lukket ved deres udadvendende åbninger.

2. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de tværgående forbindelseskanaler (9,10) forløber tilnærmelsesvis i plan med den polygo- 20 nåle perifere kanal (7).

3. Ventil ifølge krav 1, ke ndetegnet ved, at de tværgående forbindelseskanaler (9,10) er hældende i forhold til den polygo-nale perifere kanals (7) plan og udgår fra den udvendige cylindriske overflade (3) af ventilhovedet (2).

4. Ventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de tværgå ende forbindelseskanaler (9,10) forløber fra den udvendige overflade af en zone (4) af ventilhovedet {2), som har et krumt profil i ventilens aksiaie retning, og som forbinder ventilhovedets cylindriske parti (3) med ventilskaftet (1), og at disse tværgående forbindelseskanaler går 30 gennem den langsgående kanal (5) og udmunder i den polygonale perifere kanal (7).

5. Ventil ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at to tværgående forbindelseskanaler (9,10) er forbundet med hver sin langsgående kanal (5,6) og forløber fra den pågældende langs-35 gående kanal, fortrinsvis i diametralt modsatte retninger og på en sådan måde, at projektionslinien på den polygonale perifere kanals plan af et par af de nævnte tværgående forbindelseskanaler (9,10), som hører til en langsgående kanal (5,6), krydser den tilsvarende