Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Herstellung von Ventilen für Brennkraftmaschinen mit einer Panzerung auf dem Ventilwerkstoff im aussen liegenden Ventilsitzbereich, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilwerkstoff des Tellerbodens (5) in einem Teilbereich (6) ohne einen umlaufenden Randbereich (7) über seine Warmfliessgrenze räumlich in Form eines Blocks erwärmt und anschliessend einer raschen Abkühlung unterworfen wird, wobei der Randbereich (7) eine Abmessung hat, die eine Verformung desselben unter dem Einfluss der beim Schrumpfvorgang des wärmebehandelten Teilbereiches (6) auftretenden Kräfte gestattet. wodurch der Ventilaussendurchmesser (8) verringert wird.1. Process for the production of valves for internal combustion engines with hardfacing on the valve material in the outer valve seat area, characterized in that the valve material of the disk base (5) in a partial area (6) without a peripheral edge area (7) is spatially in shape beyond its hot flow limit of a block and then subjected to rapid cooling, the edge area (7) having a dimension which allows it to be deformed under the influence of the forces occurring during the shrinking process of the heat-treated portion (6). whereby the valve outer diameter (8) is reduced.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (6) des Tellerbodens (5) ringförmig ausgebildet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the portion (6) of the plate bottom (5) is annular.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Induktionsspule zur Erwärmung des Teilbereichs (6).3. A device for carrying out the method according to claim 1, characterized by an induction coil for heating the portion (6).
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ventilen für Brennkraftmaschinen mit einer Panzerung auf dem Ventilwerkstoff im aussen liegenden Ventilsitzbereich.The present invention relates to a method for producing valves for internal combustion engines with hardfacing on the valve material in the outer valve seat area.
Ventile dieser Art mit einer Aufpanzerung sind bekannt. Hierbei sind die Ventile für hohe mechanische Beanspruchungen und Temperaturwechselbeanspruchungen im Ventilsitzbereich mit Werkstoffen beschichtet, deren Hitzebeständigkeit und Härte höher liegt als die Werte des Ventilwerkstoffes. Diese Materialien sind in ihrer Zusammensetzung wesentlich anders aufgebaut als die Ventilwerkstoffe und besitzen oft ein unterschiedliches Verhalten in Bezug auf Ausdehnung und Schrumpfung bei Temperaturwechsel.Valves of this type with hardfacing are known. The valves are coated with materials in the valve seat area for high mechanical loads and temperature changes, the heat resistance and hardness of which are higher than the values of the valve material. The composition of these materials differs significantly from that of the valve materials and they often behave differently in terms of expansion and contraction with temperature changes.
Es ist zwar zur Vermeidung einer Rissbildung bei diesen Ventilen bekannt, durch geeignete Vorwärmung die Auswirkungen der Wärmedehnung in den Panzerungsschichten und in dem Ventilwerkstoff während eines Schweissvorganges zu beeinflussen, jedoch wird sich nach einem solchen Vorgang bei der Abkühlung durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten ein Eigenspannungszustand einstellen.Although it is known to prevent the formation of cracks in these valves by influencing the effects of thermal expansion in the hard-facing layers and in the valve material during a welding process by means of suitable preheating, however, after such a process, a residual stress condition will arise during cooling due to the different coefficients of expansion.
Das Problem bei dieser Art der Ventilherstellung besteht darin, dass die auftretenden Eigenspannungen im wesentlichen Zugspannungen in der Panzerung sind, die in kritischen Beanspruchungsperioden zu Rissen führen, wobei es zur Zerstörung des Ventils mit erheblichen Folgeschäden kommt.The problem with this type of valve production is that the internal stresses that occur are essentially tensile stresses in the plating, which lead to cracks in critical stress periods, with the valve being destroyed with considerable consequential damage.
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur Herstellung von Ventilen zu schaffen, das auf einfache Weise die auftretenden Zugspannungen in der Panzerung beseitigt und damit eine Verminderung der Rissanfälligkeit gewährleistet.The aim of the invention is to create a method for producing valves that eliminates the tensile stresses that occur in the plating in a simple manner and thus ensures a reduction in the susceptibility to cracking.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilwerkstoff des Tellerbodens in einem Teilbereich ohne einen umlaufenden Randbereich über seine Warmfliessgrenze räumlich in Form eines Blocks erwärmt und 5 anschliessend einer raschen Abkühlung unterworfen wird, wobei der Randbereich eine Abmessung hat, die eine Verformung desselben unter dem Einfluss der beim Schrumpfvorgang des wärmebehandelten Teilbereiches auftretenden Kräfte gestattet, wodurch der Ventilaussendurchmesser verringert wird.The method according to the invention is characterized in that the valve material of the disk bottom is spatially heated in a partial area without a peripheral edge area above its hot flow limit in the form of a block and is then subjected to rapid cooling, the edge area having a dimension that allows deformation of the same below the The influence of the forces occurring during the shrinking process of the heat-treated subarea is permitted, which reduces the outside diameter of the valve.
Durch diese Verfahrensschritte zur Durchführung des Schrumpfvorganges tritt der Vorteil ein, dass im Bereich der Panzerung eine Umwandlung der vorhandenen Zugspannung in Druckspannung erfolgt.These process steps for carrying out the shrinking process have the advantage that the existing tensile stress is converted into compressive stress in the area of the armouring.
Damit die Erwärmung im wesentlichen auf den gewünschten 15 Teilbereich beschränkt wird, ist vorgesehen, dass der Teilbereich für die Erwärmung und Abkühlung ringförmig ausgebildet ist.So that the heating is essentially limited to the desired partial area, provision is made for the partial area for heating and cooling to be designed in the shape of a ring.
Die Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Induktionsspule zur Erwärmung des Tellerboden-Teilbereichs.The device for carrying out the method according to the invention is characterized by an induction coil for heating the partial area of the bottom of the plate.
20 Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.20 An exemplary embodiment is described below with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt einen schematischen Teilschnitt des Ventils mit einer Panzerung, wobei die Ausbildung des Ventils 25 nach Anwendung des Verfahrens gestrichelt angedeutet ist.The only figure shows a schematic partial section of the valve with an armouring, the formation of the valve 25 after application of the method being indicated by dashed lines.
Das dargestellte Ventil besteht aus einer Ventilspindel 1 und einem Ventilteller 2. Der Ventilteller 2 ist im Ventilsitzbereich mit einer Panzerung 3 versehen, die in einer entsprechenden Mulde 4 aufgenommen wird.The valve shown consists of a valve spindle 1 and a valve disk 2. The valve disk 2 is provided with armor 3 in the valve seat area, which is accommodated in a corresponding trough 4.
Bei der Anwendung des Verfahrens wird der Ventilwerkstoff ausgehend vom Tellerboden 5 in einem Teilbereich 6 räumlich in Form eines Blocks erwärmt. In Form eines Blocks soll hierbei aussagen, dass die Erwärmung bis in eine gewisse Tiefe erfolgen soll und ein räumlicher Bereich erwärmt wird. Die Erwärmung erfolgt über ein nicht näher dargestellte Induktionsspule. Die Anordnung des Teilbereiches 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Ring ausgeführt. Es muss aber immer ein umlaufender Randbereich 7 erhalten bleiben, der so bemessen ist, dass bei einer Erwärmung des Teilbereiches 6 über die Warmfliessgrenze des Ventilwerkstoffes und anschliessender rascher Abkühlung eine Schrumpfung möglich ist. Dieser Schrumpfvorgang hat zur Folge, dass der Ventilaussendurchmesser 8 sich verringert.When using the method, the valve material is heated spatially in the form of a block, starting from the plate bottom 5 in a partial area 6 . In the form of a block, it should state that the heating should take place to a certain depth and a spatial area is heated. The heating takes place via an induction coil, not shown in detail. In this exemplary embodiment, the partial area 6 is arranged as a ring. However, a circumferential edge area 7 must always be retained, which is dimensioned in such a way that shrinkage is possible when the partial area 6 is heated above the hot flow limit of the valve material and then cooled rapidly. The consequence of this shrinking process is that the outside diameter of the valve 8 is reduced.
Bei diesem Verfahren ist wichtig, dass ausschliesslich der Teilbereich 6 hochgradig erwärmt wird, damit der nichtwärme-beeinflusste Randbereich 7 nach der Abkühlung zusammengezogen wird.In this method, it is important that only the partial area 6 is heated to a high degree, so that the edge area 7 that is not affected by the heat is contracted after cooling.
Bei der raschen Abkühlung des erwärmten Teilbereiches 6 erfolgt durch den Schrumpfvorgang mit der Verringerung des Ventilaussendurchmessers 8 eine Umwandlung der Zugspannungen der Panzerung 3 in Druckspannungen.During the rapid cooling of the heated partial area 6, the tensile stresses of the plating 3 are converted into compressive stresses as a result of the shrinking process with the reduction in the valve outer diameter 8.
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings