DE3914262C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gaswechselventil für Brenn­ kraftmaschinen mit einem Führungsschaft und einem Ventilteller aus Metall gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 angegebenen Merkmalen.

Ein Gaswechselventil der gattungsgemäßen Bauart ist aus der US 28 82 886 bekannt. Hierbei sind die Klemmflächen zwischen Ventilschaft und Ventilteller zylindrisch gestaltet, so daß über den im hohlen Ventilschaft eingepreßten Spannbolzen nur eine radial wirkende Spannkraft ausgeübt werden kann.

Von Nachteil ist, das beim Aufschlagen des Ventils auf den Ventilsitz sehr hohe Zugkräfte auf die Verbindung einwirken, so daß eine Zerstörung der Verbindung auftreten kann.

Ferner ist aus der US 44 33 652 ein Gaswechselventil be­ kannt, dessen Ventilschaft aus einem faserverstärkten Kunst­ stoff besteht, der mit dem Ventilteller durch Vergießen oder Schrauben verbunden ist. Eine Klemmverbindung ist in dieser Druckschrift nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem aus der US 28 82 886 bekannten Gaswechselventil die Verbindung derart weiter­ zubilden, daß sie infolge einer verbesserten Klemmwirkung über eine relative große Klemmfläche zur Verbindung eines Führungs­ schafts aus einem nichtmetallischen Werkstoff mit dem Ventil­ teller geeignet ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches 2.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß der Kunststoff-Führungsschaft unter Vorspannung kraftschlüssig mit dem metallischen Ventilteller verspannt ist. Dadurch ist ein Vorhalten gegenüber einem Setzen des Kunststoffmaterials mög­ lich.

Bei einer Verstärkung des Führungsschaftes mit Fasern ist die Verwendung von Endlosfasern durch die Fertigung des Führungs­ schaftes im Strangpreßverfahren möglich, da in dem zusammenge­ setzten metallischen Verschlußkörper durch den Kunststoff kein hinterschnittener Hohlraum ausgefüllt werden muß.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, die einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß aufgebautes Gas­ wechselventil zeigt.

Das Gaswechselventil besteht aus einem zusammengesetzten Ven­ tilteller 1 aus einem hitzebeständigen Metall und einem Füh­ rungsschaft 2 aus einem unidirektional faserverstärkten Kunst­ stoff.

Der Ventilteller 1 setzt sich zusammen aus einem zentralen zum Führungsschaft 2 hin dornartig ausgebildeten Mittelstück 3 und einem auf dieses Teil aufgeschraubten äußeren Ventiltellerring 4. Der Ventiltellerring 4 besitzt einen frei auskragenden Ring­ flansch 5 der den kegelförmigen Dorn 6 koaxial mit Abstand um­ faßt. Dadurch entsteht zwischen dem Dorn 6 und dem Ringflansch 5 ein Spalt zur Aufnahme des Führungsschaftes 2. Der Führungs­ schaft ist zu diesem Zweck an seinem betreffenden Ende zu einem den Dorn aufnehmenden Hohlkegelmantel aufgespreizt.

Insgesamt füllt der Hohlkegelmantel des Führungsschaftes 2 den Spalt zwischen Dorn 6 und Ringflansch 5 formschlüssig aus. Die dauerfeste sichere Verbindung des Führungsschaftes 2 mit dem Ventilteller 1 wird durch ein Verspannen des Hohlkegelmantels zwischen Dorn 6 und Ringflansch 5 durch entsprechendes Anziehen des Mittelstückes 3 erzielt. Dabei wird der Kunststoff in dem eingespannten Bereich so weit vorgespannt, wie dies ohne Schädigung seines Materialaufbaus möglich ist. Dadurch wird einem Setzen des Kunststoffes so weit vorgebeugt, daß der feste Verbund auch nach längeren Betriebszeiten sicher erhalten bleibt.

Das Kunststoffmaterial des Führungsschaftes 2 ist durch einge­ brachte Endlosfasern 7 unidirektional verstärkt. Hergestellt werden kann der Führungsschaft 2 durch Extrusion eines thermo­ plastischen bzw. Pultrusion eines duroplastischen Kunststoffes. Dabei kann das Mittelstück 3 des Ventiltellers 1 in noch ver­ formungsfähigem Zustand des Kunststoffstrangmaterials bereits fest in dieses Strangmaterial eingeformt werden. In diesem Fall sind durch die Oberflächenrauhigkeiten der miteinander zu ver­ bindenden Teile bedingte Setzerscheinungen von vornherein voll­ ständig ausgeschlossen. Solche Setzerscheinungen stellen bei Kunststoff-Metallverbindungen in der Praxis nämlich erhebliche Probleme dar. Hinzu kommt, daß bei einer Anformung des Mittelstücks an den Kunststoff in noch verformungsfähigem Zustand auch Unge­ nauigkeiten durch Fertigungstoleranzen von vornherein vermieden werden.

Die Herstellung des Führungsschaftes 2 im Extrusions- bzw. Pultrusionsverfahren erlaubt im übrigen überhaupt erst das Ver­ sehen des Kunststoffes mit Endlos-Verstärkungsfasern, was bei­ spielsweise bei einem Spritzguß des Kunststoffes nicht möglich ist.

Wird das Mittelstück 3 des Ventiltellers 1 bereits mit dem noch verformungsfähigen Kunststoffstrangmaterial verbunden, kann dies dadurch erfolgen, daß das Mittelstück 3 in ein geteiltes Formwerkzeug eingelegt wird, in dem der Kunststoffstrang direkt auf den Dorn 6 dieses Teiles aufgepreßt wird.

Claims (2)

1. Gaswechselventil für Brennkraftmaschinen mit einem Führungs­ schaft und einem Ventilteller aus Metall, der aus einem Ven­ tiltellerring mit einem auskragenden Ringflansch und einem Ventilteller-Mittelstück besteht, wobei der Führungsschaft mit einem endseitigen Bereich in eine vom Ringflansch begrenzte Öffnung eingesetzt und mittels des von der dem Brennraum zuge­ wandten Seite des Ventiltellers her in den endseitigen Bereich des Führungsschafts eingesteckten Mittelstücks zwischen diesem und dem Ringflansch eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschaft (2) aus einem faserverstärkten Kunst­ stoff besteht, dessen endseitiger Bereich auf einem am Mittel­ stück (3) in Richtung des Ringflansches (5) vorstehenden ke­ gelförmigen Dorn (6) aufgespreizt ist und welcher endseitige Bereich in einer entsprechend kegelstumpfförmig ausgerichteten Öffnung des Ringflansches (5) durch Verschrauben des Mittel­ stücks (3) mit dem Ventiltellerring (4) zwischen diesem und dem Mittelstück (3) eingeklemmt ist.

2. Gaswechselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschaft (2) aus einem stranggepreßten, noch in verformungsfähigem Zustand auf den Dorn (6) des Mittel­ stücks (3) aufgebrachten Kunststoff besteht.