DE929157C

DE929157C - Ventilsitzring an Zylinderkoepfen fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE929157C
Application number: DEV3845A
Authority: DE
Inventors: Gustav Vogelsang
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1951-10-18
Filing date: 1951-10-18
Publication date: 1955-06-20

Description

Ventilsitzring an Zylinderköpfen für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Ventilsitzringe an Zylinderköpfen für Brennkraftmaschinen, deren Höhe größer ist als deren Dicke. Diese an den :Mündungen der Ein- und Auslaßkanäle der Zylinderköpfe angeordneten Ringe sind nicht nur der hämmernden Wirkung der Ventile ausgesetzt, sondern stehen auch unter dem Einfluß der heißen Explosionsgase; sie müssen also hart, hitze- und korrosionsbeständig sein. Die Wärmeleitzahl von Werkstoffen, die diesen Forderungen entsprechen. ist jedoch verhältnismäßig gering, so daß bei den bisher bekannten Ausführungen der Ventilsitzringe, bei denen die Ringe mit einem großen Teil ihrer Oberfläche im Bereich der heißen Gase liegen, Überhitzungen .der Ringe eintreten; diese Ringe werden daher schnell unbrauchbar.
Durch die Erfindung sollen diese Nachteile der bekannten Ventilsitzringe vermieden werden. Erfindungsgemäß wird der Ventilsitzring derart in den Zylinderkopf eingesetzt, daß nur ein kleiner Teil seiner Oberfläche den heißen Gasen ausgesetzt ist, während der überwiegende Teil der Oberfläche des Ventilsitzringes von der Wandung des Zylinderkopfes überdeckt ist. Der größte Teil der Gesamtoberfläche des Ringes ist also in den Zylinderkopf eingebettet, so daß die dem Ring zugeführten verhältnismäßig geringen Wärmemengen infolge der großen Übergangsflächen schnell an den ihn umgebenden gekühltenZylinderkopf abgeführt ",werden; Wärmestauungen und Deformationen in dem Ring werden auf diese Weise weitgehend vermieden. Vorteilhaft wird der Ventilsitzring beim Gießen des Zylinderkopfes mit eingegossen; er kann aber auch eingeschrumpft sein.
Der Ventilsitzring kann kegelförmig ausgebildet und in die Wandung des Zylinderkopfes eingegossen sein. Er kann aber auch zylindrisch gestaltet und hinter einem Vorsprung-,der Wandung des. Gaskanals in dem Zylinderkopf eingebettet sein, so daß er weitgehend vor dem unmittelbaren Einfluß der heißen Gase geschützt ist.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann der Ventilsitzning aus gesintertem Werkstoff hergestellt sein. Bei der Sinterung besteht die Möglichkeit, verschiedene Sinterwerkstoffe zu verwenden, die derart geschichtet werden, daß nach dem Sintern die Ventilsitzfläche .besonders fest sowie Kitze- und korrosionsbeständig ist, während die übrigen Teile des Ringes gut wärmeleitend sind und eine ausreichende Wärmedehnung besitzen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch -dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Querschnitt durch den Gaskanal eines Zylinderkopfes mit dem Ventilsitzring, Fig. 2 eine Abwandlung -der Fig. i mit einem anders geformten. Ventilsitzring.
In dem Zylinderkopf i, der im Querschnitt nur mit dem für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teil eines Gaskanals 2 dargestellt ist, ist an der Mündung dieses Kanals :2 der #Tentilsitzring 3 angebracht. Die Führung 4 für den nicht dargestellten Ventilschaft ist mit einem in den Gaskanal 2 hineinragenden Ansatz 5 versehen:. Der Ventilsitzring 3 ist kegelförmig ausgeführt und so in den Zylinderkopf eingegossen, daß er nur mit der schmalen Seite 6 unmittelbar den heißen Gasen des Verbrennungsraumes ausgesetzt ist, während alle übrigen Flächen 7, 8, 9 durch die Wandung des Gaskanals 2 und- des Zylinderkopfes geschützt sind. Dadurch kann sich z. B. der ummittelbare Einfluß der heißen Auspuffgase nur auf die schmale Stirnfläche und auf die eigentliche Ventilsitzfläche 6, die nur einen kleinen Teil der gesamten Oberflächedes Ringes 3 darstellt, erstrecken. Die unmittelbare Erhitzung des Ventilsitzringes ist somit wesentlich geringer als bei den bisher verwendetenVentilsitzringen. Darüber hinaus wird diese verhältnismäßig geringe Wärmemenge schnell abgeführt, weil eine große Übergangsfläche 7, 8, 9 zwischen dem Ring 3 und der ihn umgebenden, gut wärmeleitenden und gekühlten Wandung des Zylinderkopfes i vorhanden ist.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ventilsitz i i in bekannter Weise zylindrisch ausgebildet, aber hinter einem Vorsprung 16 der Wandung des Zylinderkopfes io eingebettet. Dadurch ist der in den Gaskanal hineinragende Teil des Ventilsitzringes i i vor der unmittelbaren Einwirkung der den Kanal durchströmenden heißen Gase geschützt.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist nur,die schmale Fläche 12, also die Stirnfläche mit der eigentlichen Ventilsitzfläche, den heißen Gasen unmittelbar ausgesetzt, während der weitaus größere Teil der Ringoberfläche 13, 14, 15 gegenüber dem Verbrennungsraum und dem Gaskanal 17 abgeschirmt ist.
Die Ventilisitzringe können durch Sintern von Metallpulvern hergestellt werden. Vorteilhaft werden dabei Metallpulver mit verschiedenen mechanischen und chemischen Eigenschaften verwendet, die schichtweise angeordnet werden. Auf diese Weise kann die Sitzfläche durch Sinterung von Metallpulvern mit Zusätzen von Chrom od. dgl. besonders hart und korro;s-ionsfest ausgebildet werden, während in den übrigen Teilen durch andere Zusätze ,die Wärmeleitfähigkeit und Wärmedehnung verbessert werden kann. Durch diese Maßnahmen wird die Haltbarkeit der Ventilsitzringe noch erhöht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Ventilsitzring an Zylinderköpfen für Brennkraft.maschinen, dessen Höhe größer ist als dessen Dicke, gekennzeichnet durch eine derartige Form und Anordnung am Zylinderkopf, daß von der Oberfläche des Ringes nur die Stirnfläche mit der Ventilsitzfläche der unmittelbaren Einwirkung der Verbrennungsgase ausgesetzt ist, während alle übrigen Flächen des Ringes durch die Wandung des Zylinderkopfes gegenüber dem Verbrennungsraum und dem Gaskanal abgedeckt sind.
2. Ventilsitznimg nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er kegelförrnig ausgebildet und in die Wandung des Zylinderkopfes eingegossen ist.
3. Ventilsitzring nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß er zylindrisch ausgebildet und hinter einem Vorsprung (16) der Wandung des Gaskanals eingebettet, vorzugsweise eingeschrumpft oder eingegossen ist.
4. Ventilsitzring nach Anspruch i bvs 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus gesintertem Werkstoff besteht.
5. Ventilsitzring nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Sinterung von in mehreren Schichten angeordneten Werkstoffen mit verschiedenen mechanischen undchemischen Eigenschaften hergestellt ist.
6. Ventilsitzring nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterwerkstoffe derart geschichtet sind, daß nach dem Sintern die Ventilsitzfläche hart sowie Kitze- und korrosionsbeständig ist, während die übrigen Teile des Ringes eine gute Wärmeleitung und Wärmeausdehnung aufweisen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 575 295, 61.3 o85.