DE2012632A1

DE2012632A1 - Verbrennungskammer mit vier Ventilen für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2012632A1
Application number: DE19702012632
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Piatti, Sanzio Pio Vincenzo, Mailand (Italien)
Priority date: 1969-03-10
Filing date: 1970-03-10
Publication date: 1970-10-01
Also published as: FR2034779A1; DE2012632C2; GB1281114A; US3633577A; JPS4923481B1

Description

DlPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BöNINQ

PATENTANWÄLTE " ...

Zustellungsadresse

8MONCHfNeO(BOeENHAUSEN) 1 BERLIN 33 (DAHLEM)

KOLBERGER STRASSE 21 ' -Hi)TTENWtG 15

Telefon: 0811/482704 Telefon: 03 11/76 13 03

Telegramme: Consideration Berlin

1056/13313 DE 10. März I97O

Pat en t a'nme l&ung

des Herrn SAIiZIO PIO YINGENZO PIATl¹I

14 Gorsο Porta Nuova M i 1 a η ο / Italien

"Verbrennungskammer mit vier Ventilen für eine Verbrennungskraftmaschine"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungskammer mit viei" Ventilen, insbesondere pilzförmigen Ventilen, Spindelventilen oder Tellerventilen, deren Sitz vorzugsweise in der Kammeroberfläche liegt, für eine Verbrennungskraftmaschine.

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DIPL..INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖN1NQ

PATENTANWÄLTE ? Π 1 9 R T 7

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Die Ventile haben einen ringförmigen Sitz und dieser liegt auf einer Kugelfläche oder ebenen Fläche. Das sind die einzigen Flächen, in denen ein Kreis liegen kann. Bei Zylinderköpfen mit einer Verbrennungskammer oder mehreren mit jeweils vier Ventilen sind beide Oberflächentypen üblich.

Wenn die innere Fläche des Zylinderkopfes, welche die Kammer begrenzt, sphärisch ist, sind die Ventile radial zueinander angeordnet, d.h. die vier Ventilachsen treffen sich im Zentrum der sphärischen Fläche. Diese Anordnung ist wenig üblich, dies hauptsächlich deshalb, weil dadurch die Ausbildung der Einlaß- und Auslaß-Sammelleitungen, die zum Zylinderkopf fähren, die Ausbildung und Anordnung des Ventilmechanismus und die Herstellung des Zylinderkopfes verkompliziert werden. Während die Herstellung der innex-en Fläche der Verbrennungskammer leicht in einem Arbeitsgang mit einem einzigen kugelförmigen Schneidwerkzeug durchgeführt werden kann, erfordert die Herstellung der Sitze der Ventile und der zu diesen führenden Stutzen den vier Achsen zugeordnete Arbeitsschritte.

Bei einer anderen üblichen Ausbildung sind die vier Ventile in zwei Gruppen geteilt, wobei jede Gruppe zwei zueinander benachbart angeordnete Sitze mit flacher Oberfläche aufweisen. In diesem Falle spricht man von einer Pentdach-Anordnunj:, da die zwei flachen Flächen zwischen sich einen in der Art eines Daches gebildeten V/inkel einschließen, wobei die Scheitelliriio diesen Daches senkrechb zu der Achse des l'.yliiulern Lie_L;t. Die beiden Ventile einer Gruppe haben im allgemeinen die gleiche Funktion, d.h. sie gehören entweder zu dem üinlaßsyaLeiu oder zu dem Auslaßsystem. Die beiden Ventile einer Gruppe liegen parallel zueinander. Insofern gilt; das auch für ihre Sitze und Ventilführuiigen, was die Herstellung erleichtert. Auf der anderen Seite aber ist die Herstellung der inneren Fläche der

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-DIPL.-INO- DIETER JANDER DR.-1NQ. MANFRED BONINO

PATENTANWÄLTE

VerbrerLnungskammer insofern verkompliziert, als eine gewisse Zahl von verschiedenen Arbeitsgängen und der Gebrauch verschiedener Werkzeuge erforderlich ist.

Der Erfindung.liegt die Aufgabe zugrunde., eine Verbrennungskammer der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, daß die Herstellung gegenüber derjenigen der bekannten "Ventile vereinfacht, eine sichere Funktion gewährleistet ist und eine einwandfreie Verbrennung der G-ase gesichert ist. .

Diese Aufgabe wird .erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innenseite des die Ventile tragenden Teils zwei längliche Ausnehmungen aufweist, die nebeneinander liegen, deren längere Achsen parallel zueinander sind, zwischen denen sich ein Grat befindet, die in Richtung ihrer kürzeren Achsen gekrümmt sind und in Richtung ihrer längeren Achsen wenigstens an ihren Endbereichen gekrümmt sind, und daß sich in jedem Endbereich eine Ventilöffnung befindete

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verbrennungskammer besteht darin, daß zwei Ventile, die zu eine Gruppe gehören, ihre Sitze in derselben Ebeiie haben und ihre Führungen parallel zueinander sind.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß für jede Verbrennungskammer eine einzige Zündkerze vorgesehen ist, die etwa zentral zu den vier Ventilen angeordnet ist. Diese Zündkerze sitzt somit' auf dem Grat zwischen den beiden Ausnehmungen, was zur Folge hat, daß der.Zündpunkt näher am Kolben liegt als bei den bekannten Pentdachkommern. Der Weg der Verbrennung flamme ist insofern reduziert, was zu einer Verbesserung der VerbrennungCharakteristiken führt. · ·.

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,.._ BAD ORIGINAL

DIPL.-INC. DIETERJANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ

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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verbrennungskammer besteht darin, daß die Seitenflächen der länglichen Ausnehmungen und der Grat, der die beiden Ausnehmungen voneinander trennt, als Führungen für die Eingangs- und Ausgangsgase dienen, was dazu führt, daß die Ausbildung von Gaswirbeli im Innern der Kammer mit Bewegungen in koaxialer Richtung vermieden v/erden. Dieser Effekt (im Englischen "swirl" genannt) ist schädlich für die Zylinderfüllung bei hohen Drehgeschwindigkeiten der Maschine. Die seitlichen Führungsflachen und die Tatsache, daß die Ausnehmungen gekrümmt sind, und zwar in Richtung ihrer längeren Achsen, führen dazu, daß sich Gaswirbel um Achsen ausbilden, die etwa senkrecht zur Zylinderachse liegen, was zweckmäßig ist.

Ein Vorteil besteht schließlich auch darin, daß die Herstellung der länglichen Ausnehmungen einer Kammer oder mehrerer zueinander ausgerichteter Kammern in einem Arbeitsgang erfolgen kann, wobei in geeigneter Weise geformte Schneidwerkzeuge verwendet werden, die voneinander im Abstand angeordnet auf einer einzigen V/elle sitzen. Die Rotationsachse der V/elle liegt parallel zu der Rotationsachse der Maschine. Ein solches Werkzeug wird allmählich in Richtung auf den Zylinderkopf bewegt. Das Schneidwerkzeug kann zur Herstellung spezieller Verbrennungskammern quer zu der Maschinenachse bewegt werden, um auf diese Weise die Ausnehmungen zu verlängern.

Erfindungsgemäß ist es besonders zweckmäßig, wenn man die Verbrennungskammern eines Motors, dessen Verbrennungskammern in einer Reihe angeordnet sind, alle in gleicher Weise ausbildet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

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Pig. 1 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine nach der Linie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt durch denselben Zylinderkopf nach der Linie H-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht der Verbrennungskammer des in den Fig.l und 2 dargestellten Zylinderkopfes von unten;

Fig. 4- einen Teil des Zylinderkopfes in Perspektive;

Fig. 5 einen Teil eines Schneidwerkzeuges im Schnitt, das zur Herstellung mehrerer Kopfe von in Reihe angeordneten Verbrennungskammern gemäß den Fig. 1 bis 4- dient;

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 2 durch einen Zy-. linderkopf anderer Ausführung;

Fig. 7 eine Ansicht des Kopfes"der Fig. 6 von unten;

Fig. 8 einen Teil eines Schnittes ähnlich dem der Fig. 5 durch ein Schneidwerkzeug zur Herstellung von Köpfen

gemäß den Fig. 6 und 7 und ι

Fig.. 9 und 10 Schnitte ähnlich dem der Figur 1 durch zwei 'weitere Ausführungsformen gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Zylinder 1 einer Verbrennungskraftmaschine von einem Zylinderkopf 2 überdeckt, in dem sich Ventile 3, 3' und 4-, 4-' befinden, welche Eingangßkanale 5» 5' und Ausgangskanäle 6, 6' öffnen bzw. verschließen. Mit 7 ist eine Zündkerze bezeichnet.

Eine Verbrennungskammer 8 wird-von zwei sphärischen Flachen

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mit dem Radius E begrenzt, die unmittelbar nebeneinanderliegen und eine längliche Form aufweisen. Die Zentren der Radien R liegen auf einer Achse A-A, die parallel' zu der Rotationsachse der Kurbelwelle verläuft. Die sphärischen Flächen sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4· an den Seiten durch, ebene Flächen 9 begrenzt, die senkrecht au der Achse A-A liegen. Diese Flächen erscheinen, wenn man den Zylinderkopf in Draufsicht betrachtet (siehe Fig.3), als gerade Linien 10. Die sphärischen Flächen sind durch einen Grat 11 voneinander getrennt.

Die sphärischen Flächen mehrerer zueinander aus^erichtetar Verbrennungskammern werden in den Zylinderkopf zugleich durch ein rotierendes Schneidwerkzeug hineingeschnitten, welches die Fig. 5 zeigt. Dieses Y/erkzeug weist mehrere Paare von Schneidwerkzeugen auf, wobei ein Paar einer Verbrennungskammer zugeordnet -ist. Das V/erkzeug sitzt auf einer Welle, die um eine Achse drehbar ist, welche parallel zu der Rotationsachse der Maschine verläuft. Jedes ochneidpaar weist zwei ηebeneinanderliegende teilsphärische Flächen auf. i/ährend des Herstellungsprozesses bewegt sich dieses Werkzeug in Richtung auf die Unterseite des Kopfes und von diesem weg.

In dem Ausführungubeispiol der Fig. 6 und 7 entstehen die Flächen 12 durch Rotation einer gekrümmten Linie um die Achse A-A. Diese Flächen können geschaffen werden durch ein Schneidwerkzeug, wie es die Fig. 8 darstellt. In einer Draufsicht (s.Fig.7) e röche inen diese Flächen als gekrümmte Zonen oder Se^-niente Anstatt der Fläche eine einzige sphärische Krümmung in Richtung der längeren Achsen zu geben (s. Fig.1-4 und 6 und ?), kann jede Fläche auch zwei teilsphärische Ündzonen aufweisen

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(a.. die Schnitte der Fig.9 und 10, die ähnlich, dem Schnitt der Fig.1 sind). Die in Fig. 9 veranschaulichte Form wird dadurch erreicht, daß· die Achse des Schneidwerkzeugs von Ol nachO2 und anschließend quer dazu von 02 nach 03 wandert. Die in Fig.10 veranschaulichte Form wird dadurch erreicht, daß das Schneidwerkzeug zunächst von Xl nach Yl bewegt wird, daß dann das Schneidwerkzeug entfernt wird und schließlich die Achse von X2 nach Y2 wandert.

Die Erfindung kann in mannigfacher Y/eise abgewandelt werden. Zum Beispiel können die Sadien einer Ausnehmung sich von den Radien der anderen Ausnehmung unterscheiden. In den Ausführungsformen der Fig.9 und 10 können die Hadien von einander gegenüberliegenden Enden einer Ausnehmung verschieden voneinander sein. In den Ausführungsformen sind die Flächen der Ausnehmungen sphärisch. Selbstverständlich können sie auch nicht sphärisch, z.B. elliptisch, ausgebildet sein.

Die Erfindung ist auf Verbrennungskraftmaschinen mit einem Zylinder und mit mehreren Zylindern anwendbar.

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Claims

DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INC MANFRED BONINgQ 126 32

PATENTANWÄLTE 7, , ,, ,

Zustellungsadresse

MÜNCHEN 80 (BOGENH AUSEN) Λ 1 BERLIN 33 (D AH LEM)

KOLBERGERSTRASSE21 *» HÜTTENWEG15

Telefon: OB 11/482 7 04 TeIefon: 03 11/7613 03

Telegramme: Consideration Berlin

IO56/I33I3 DE 10. März I97O

Patentanmeldung

des Herrn

SMZIO PIO VIiJGEFZO PIAl¹TI

14 Corso Porta Nuova

M i 1 a η ο / Italien

Patentansprüche

Iy Verbrennungskammer mit vier Ventilen für eine Verbrennungskraftmaschine, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenseite des die Ventile (3,3';4,V) tragenden Teils (2) zwei längliche Ausnehmungen aufweist, die nebeneinanderliegen, deren längere Achsen parallel zueinander sind, zwischen denen sich ein Grat (11) befindet, die in Richtung ihrer kürzeren Achsen gekrümmt sind und in Richtung ihrer längeren Achsen wenigstens in ihren Endbereichen gekrümmt sind, und daß sich in Jedem Endbereich eine Ventilöffnung befindet.

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DIPL..I NC/. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BON INQ

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2. Verbrennungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die längere Achse der Ausnehmungen senkrecht zur Rotationsachse der Kurbelwelle verläuft.
3. Verbrennungskammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zentren der gekrümmten Endbereiche auf einer Linie (A-A) liegen, die parallel zur Rotationsachse der Maschine ausgerichtet ist.
4. Verbrennungskammer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen kugelförmig gekrümmt sind.
5· Verbrennungskammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Ventilsitze normal zur Kugelfläche ausgerichtet sind* . . "
6, Verbrennungskammer nach Anspruch 1 bis 5» dadurch g e kenn ze ichne t, daß die beiden Ausnehmungen identisch sind.
7· Werkzeug zur Herstellung eines Verbrennungskammerteils gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 für einen Motor mit^mehreren in Reihe liegenden Zylindern, ge k e η ΐΓ-zeichnet durch mehrere auf einer Rotationswelle angeordnete, in Richtung der Welle·gekrümmte Schneidwerkzeuge, die abwechselnd dicht nebeneinanderliegen und einen dem Zylinderabstand entsprechenden Abstand haben (Figifj).
8. Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungskammerteils gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

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DIPL.-!NQ. DIETER JANDER DR.-INQ- MANFRED BONINCJ PATENTANWÄLTE

gekennzeichnet , daß das Schneidwerkzeug

in Richtung auf das Werkstück etwa senkrecht zur Fläche, in

die die Ausnehmungen eingebracht werden, bewegt wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungskammerteils
gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet , daß das Schneidwerkzeug in
Richtung auf das Werkstück etwa senkrecht zur Fläche, in die
die Ausnehmungen eingebracht werden, und anschließend in Richtung der längeren Achse der Ausnehmungen bewegt wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Verbrennungskammerteils
gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Schneidwerkzeug in Richtung auf das Werkstück etwa senkrecht zur Fläche, in die die Ausnehmungen eingebracht werden, bewegt, zurückgezogen, in Richtung
auf die längere Achse der Ausnehmungen verschoben und erneut
in Richtung auf das Werkstück etwa senkrecht zu der Fläche bewegt wird.

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