WO2018095591A1 - FEUERVERSCHWEIßTES INNENGEKÜHLTES VENTIL SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG - Google Patents

FEUERVERSCHWEIßTES INNENGEKÜHLTES VENTIL SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG Download PDF

Info

Publication number
WO2018095591A1
WO2018095591A1 PCT/EP2017/068605 EP2017068605W WO2018095591A1 WO 2018095591 A1 WO2018095591 A1 WO 2018095591A1 EP 2017068605 W EP2017068605 W EP 2017068605W WO 2018095591 A1 WO2018095591 A1 WO 2018095591A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
internally cooled
semi
blank
finished product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/068605
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thorsten MATTHIAS
Antonius Wolking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Federal Mogul Valvetrain GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Valvetrain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Valvetrain GmbH filed Critical Federal Mogul Valvetrain GmbH
Publication of WO2018095591A1 publication Critical patent/WO2018095591A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/20—Making machine elements valve parts
    • B21K1/22—Making machine elements valve parts poppet valves, e.g. for internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/12—Cooling of valves
    • F01L3/14—Cooling of valves by means of a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in a valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the invention relates to an internally cooled valve for a reciprocating engine, such as an internal combustion engine made by forging.
  • a reciprocating engine such as an internal combustion engine made by forging.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a forged internally cooled valve for a reciprocating engine such as an internal combustion engine.
  • the present invention relates to an internally cooled valve for a piston engine such as an internal combustion engine, in which only very small amounts of material must be removed by machining.
  • the present invention further relates to a method for producing an internally cooled Valve, comprising inserting a semi-finished valve in a die or a forging.
  • the semi-finished valve comprises a valve stem and a valve head.
  • the valve blank comprises a recess extending from the valve stem through the valve head and opening toward the valve head.
  • the valve stem is thus at least partially hollow. Thereafter, a valve bottom is inserted into the die. The bottom of the valve can cover the entire valve disc surface or cover only the opening.
  • valve bottom and the semi-finished valve in the die is fire-welded under high pressure to a valve blank.
  • the fire welding in the die of the valve plate to the open part of the recess is closed, but not compressed the cavity itself. The material is during the fire welding in the die of the valve plate to the open part of the recess. The material is during the fire welding in the die of the valve plate to the open part of the recess. The material is during the fire welding in the die of the valve plate to the open part of the recess is closed, but not compressed the cavity itself. The material is during the
  • a further embodiment of the method further comprises forging or forming a tubular or cup-shaped preform having two different nominal diameters to form a semi-finished valve product, which essentially has an outer contour of a finished valve blank.
  • Forging or molding may include deep drawing or extrusion to produce a valve stem that is at least partially hollow.
  • this further comprises introducing a coolant into the recess of the valve semi-finished product or the valve blank.
  • the semi-finished valve can be filled with the coolant before the heat-sealing of the valve cover or valve bottom, so that a further processing to fill the valve can be omitted with a coolant. This is possible if especially low
  • Forging temperatures of below 890 ° Celsius can be used. It is also possible to perform the fire welding in a semi-finished valve in which only the valve plate has been heated to a forging temperature, while the valve stem is cooled in the forging so far that the sodium coolant is not yet reached its boiling temperature.
  • Cooled valve blank in the forging or it is heated only the valve disc to the forging temperature, to prevent a filled into the cavity coolant starts to boil.
  • process steps and, above all, weak points in the later valve can be avoided.
  • a valve can be produced which has fewer joints than conventional internally cooled valves, and also makes it possible to provide a larger volume of coolant in the valve head.
  • Another embodiment of the method also includes introducing a coolant into the recess of the valve blank through an opening in the valve stem of the valve blank and closing the opening at a valve end. These steps correspond to the steps of conventional valve manufacturing.
  • closing the opening at the valve end includes welding a valve end to the valve end of the valve stem or valve stem end.
  • the valve stem of the valve semi-finished product comprises a continuous opening in the axial direction, ie forms a tube.
  • the tubular valve semi-finished product is then closed on the valve disk side by the valve cover and closed at the valve stem end by the valve end.
  • the valve end may already be provided with structures that allow to secure conical pieces to the valve end.
  • An additional embodiment of the method for producing an internally cooled valve further comprises introducing a structure at the valve end to be able to engage the valve with conical pieces.
  • the structure is usually mounted in the form of 2 to 4 circumferential grooves on the valve stem.
  • Another embodiment of the method further comprises hardening and / or
  • An additional embodiment of the method further comprises a fire-welding of a ring or a sealing surface armor in the region of a valve sealing surface. This step of fire welding can then or together with the
  • the method may include finishing an outer valve surface. Finishing can also be done by cutting
  • an internally cooled poppet valve made by any of the above methods.
  • Figures 1 to 2 show a tube and a valve blank which can be used as a starting point for the present method.
  • FIGS. 3 to 6 show a possibility of producing an internally cooled valve from a tubular valve semi-finished product.
  • FIGS. 7 to 9 show a further possibility of producing an internally cooled valve from a cup-shaped valve semi-finished product.
  • FIGS. 10 and 11 each show a sectional view through a semifinished valve product
  • FIG. 1 shows a tubular preform which can serve as a starting point for producing an internally cooled valve according to the invention.
  • the preform is shown as a piece of pipe in which a cavity or a recess 44 is located.
  • the dotted line at the bottom of the preform also shows a cup-shaped preform having a bottom which will later form a valve stem end.
  • FIG. 2 shows a valve semi-finished product in the form of a reduction or a tube with two different nominal diameters. This can be produced by widening or by forging or pressing out of the tubular or cup-shaped preform.
  • a dashed line also indicates a bottom in FIG. 2, which represents a cup-shaped preform or a valve semi-finished product.
  • FIG. 3 shows the tubular semi-finished valve product which comprises the cavity or recess 22, which extends through the entire valve semifinished product from the valve disk or valve head 20 through the valve stem 18 to the valve stem end 36. At the valve head, the valve bottom or valve cover 24 is shown. Of the
  • valve cover 24 and the valve head 30 are heated up to a forge-capable temperature.
  • Figure 4 it is shown that the valve cover 24 with the valve head 30 to a
  • Valve blank 26 has been connected, wherein the cavity 22 is closed on the valve head 20.
  • the valve stem 18 is still hollow and the cavity is open to the valve stem end.
  • Figure 5 illustrates how a coolant 32 is filled through the opening 34 at the valve stem end 36 in the cavity 22.
  • Valve stem end 38 was closed.
  • the valve stem end piece is provided with a structure, for example in the form of two grooves, so that the valve can be brought into engagement with corresponding conical pieces.
  • valve semi-finished product is cup-shaped, wherein the valve stem end 36 is closed.
  • a coolant 32 such as sodium, filled.
  • FIG. 8 shows an arrangement in which the valve-disk-side opening of the cavity is covered by a valve disk base 24.
  • an annular sealing surface armor 46 is disposed on the valve disk back.
  • the valve is already filled with the coolant before the valve bottom 24 is fire-welded to the valve head.
  • FIG. 9 shows a finished internally cooled valve, which already exists after the heat-sealing of the semifinished valve product with the valve bottom 24 as an internally cooled valve.
  • a ring made of a material having a particularly high strength was also connected to the valve head in the region of the sealing surface of the valve by means of fire welding.
  • the sealing surface of the valve disk can also be carried out in a simple manner armored. Both the valve cover 24 and the armor 46 can be fire-welded in one operation.
  • the internally cooled valve is also provided with structures 40 for engaging the valve with corresponding conical pieces.
  • Figure 10 illustrates a cross-sectional view of the step of fire welding wherein the valve blank 16 and the valve cover 24 are compressed between the forging dies 28 and 30.
  • Circumferential direction as occurs in conventional welding process, when the place moves (in the circumferential direction), where the welded joint is formed by an arc or laser.
  • FIG. 11 shows a perspective, partially cutaway view of a valve blank 26 in which the valve cover 24 is already fire-welded to the valve disk 20.
  • the cavity 22 is thus closed to the valve plate 22, but is still open through an opening 23 at the valve stem end 36.
  • the valve disk or valve head 20 and the valve stem 18 are already present in a form close to the end product.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils (2). Dieses umfasst das Einsetzen eines Ventilhalbzeugs (16) in ein Gesenk (28, 30), wobei das Ventilhalbzeug (16) einen Ventilschaft (18) und einen Ventilkopf (20) umfasst, wobei das Ventilhalbzeug (16) eine Ausnehmung (22) umfasst, die sich von dem Ventilschaft (18) durch den Ventilkopf (20) erstreckt und sich zum Ventilkopf (20) hin öffnet, sowie Einsetzen eines Ventilbodens (24) in das Gesenk, und Feuerverschweißen des Ventilbodens (24) und des Ventilhalbzeugs (16) in dem Gesenk (28, 30) unter hohem Druck zu einem Ventilrohling (26).

Description

Feuerverschweißtes innengekühltes Ventils sowie Verfahren zur Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft ein innengekühltes Ventil für eine Kolbenmaschine wie einen Verbrennungsmotor, das durch Schmieden hergestellt wurde. Die vorliegende
Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren für ein geschmiedetes innengekühltes Ventil für eine Kolbenmaschine wie einen Verbrennungsmotor. Bisher wurden Ventile und insbesondere innengekühlte Ventile durch verschiedene
Verfahren, insbesondere spanend, hergestellt. Bei einer spanenden Fertigung fallen jedoch immer große Mengen an Spänen an, die nicht ohne weiteres wiederverwendet werden können. Jedes Teil Metall, das zerspant wird, muss jedoch bei der Beschaffung der
Halbzeuge bezahlt werden.
Eine weiteres Problem bei der Herstellung von innengekühlten Ventilen ist das Herstellen und Verschließen des Hohlraumes, was insbesondere bei Schweißverbindungen zu einer großen thermischen und mechanischen Belastung führt, was zu einem Versagen der Struktur unter Betriebsbedingungen beitragen kann. Es ist daher wünschenswert, ein Herstellungs- verfahren und ein Ventil zur Verfügung zu stellen, das möglichst wenige innere Spannungen aufweist, die bei thermischem Fügen wie beispielsweise einem Schweißen immer entstehen.
Es ist daher wünschenswert, ein Herstellungsverfahren zur Verfügung zu haben, das es gestattet, die Menge an zerspantem Material zu verringern.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein innengekühltes Ventil für eine Kolbenmaschine wie einen Verbrennungsmotor, bei dem nur sehr geringe Mengen an Material spanend abgetragen werden müssen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils, umfassend Einsetzen eines Ventilhalbzeugs in ein Gesenk bzw. eine Schmiedeform. Das Ventilhalbzeug umfasst einen Ventilschaft und einen Ventilkopf. Das Ventilhalbzeug umfasst eine Ausnehmung, die sich von dem Ventilschaft durch den Ventilkopf erstreckt und sich zum Ventilkopf hin öffnet. Der Ventilschaft ist damit zumindest teilweise hohl ausgeführt. Danach wird ein Ventilboden in das Gesenk eingelegt. Der Ventilboden kann dabei die gesamte Ventiltellerfläche abdecken oder auch nur die Öffnung bedecken.
Schließlich wird der Ventilboden und des Ventilhalbzeugs in dem Gesenk unter hohem Druck zu einem Ventilrohling feuerverschweißt. Bei dem Feuerverschweißen in dem Gesenk wird der zu dem Ventil teller offene Teil der Ausnehmung verschlossen, nicht jedoch der Hohlraum selbst zusammengedrückt. Das Material befindet sich während des
Feuerverschweißens in einem erhitzten Zustand, ist jedoch nicht flüssig, sondern nur plastisch verformbar. Durch den hohen Druck in dem Gesenk bzw. der Schmiedeform wird eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Ventilboden und dem Ventilteller erreicht.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens umfasst weiter ein Schmieden oder Formen eines rohr- oder becherförmigen Vorformlings mit zwei verschiedenen Nennweiten zu einem Ventilhalbzeug, das im Wesentlichen eine Außenkontur eines fertigen Ventilrohlings aufweist. Das Schmieden oder Formen kann ein Tiefziehen oder ein Fließpressen umfassen, um einen Ventilschaft zu erzeugen, der zumindest teilweise hohl ist.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens umfasst ebenfalls ein Schmieden oder Formen eines Rings oder Rohrstücks zu einem Vorformling mit zwei verschiedenen
Nennweiten oder ein Formen eines Metallstücks zu einem becherförmigen Vorformling mit zwei verschiedenen Nennweiten. Diese vorbereitenden Schritte können ebenfalls ein
Tiefziehen oder ein Fließpressen von Metallstücken umfassen, wobei bei diesem Verfahren nahezu kein Materialverlust auftritt.
Bei einer zusätzlichen Ausführung des Verfahrens umfasst dieses weiter ein Einbringen eines Kühlmittels in die Ausnehmung des Ventilhalbzeugs oder des Ventilrohlings. Damit kann das Ventilhalbzeug bereits vor dem Feuerverschweißen des Ventildeckels bzw. Ventilbodens mit dem Kühlmittel gefüllt werden, sodass eine weitere Bearbeitung zum Füllen des Ventils mit einem Kühlmittel entfallen kann. Dies ist möglich, wenn insbesondere niedrige
Schmiedetemperaturen von unterhalb von 890° Celsius verwendet werden. Es ist ebenfalls möglich, das Feuerschweißen bei einem Ventilhalbzeug durchzuführen, bei dem lediglich der Ventilteller auf eine Schmiedetemperatur erwärmt wurde, während der Ventilschaft in der Schmiedeform so weit abgekühlt wird, dass das Natrium-Kühlmittel noch nicht seine Siedetemperatur erreicht.
Bei einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird der Schaft des
Ventilhalbzeugs in der Schmiedeform gekühlt oder es wird nur der Ventilteller auf die Schmiedetemperatur erhitzt, um zu verhindern, dass ein in den Hohlraum eingefülltes Kühlmittel anfängt zu sieden. Dadurch können Prozessschritte und vor allem Schwachstellen in dem späteren Ventil vermieden werden. So kann ohne größere technische Probleme ein Ventil hergestellt werden, das weniger Fügestellen aufweist als herkömmliche innengekühlte Ventile, und es ermöglicht zudem, ein größeres Kühlmittelvolumen in dem Ventilteller bereitzustellen.
Eine andere Ausführungsform des Verfahrens umfasst ebenfalls ein Einbringen eines Kühlmittels in die Ausnehmung des Ventilrohlings durch eine Öffnung in dem Ventilschaft des Ventilrohlings sowie ein Verschließen der Öffnung an einem Ventilende. Diese Schritte entsprechen den Schritten der herkömmlichen Ventilherstellung.
Bei einer weiteren Aus führungs form des Verfahrens zum Herstellen eines innengekühlten Ventils umfasst das Verschließen der Öffnung an dem Ventilende ein Anschweißen eines Ventilendstücks an das Ventilende des Ventilschafts bzw. das Ventilschaftende. Diese Ausführung ist auf eine Ausführung gerichtet, bei der der Ventilschaft des Ventilhalbzeugs eine durchgehende Öffnung in Axialrichtung umfasst, d.h. ein Rohr bildet. Das rohrförmige Ventilhalbzeug wird dann auf der Ventiltellerseite durch den Ventildeckel verschlossen und an dem Ventilschaftende durch das Ventilendstück verschlossen. Das Ventilendstück kann bereits mit Strukturen versehen sein, die es ermöglichen, Kegelstücke an dem Ventilendstück zu befestigen. Eine zusätzliche Aus führungs form des Verfahrens zum Herstellen eines innengekühlten Ventils umfasst weiter ein Einbringen einer Struktur am Ventilende, um das Ventil mit Kegelstücken in Eingriff bringen zu können. Die Struktur wird üblicherweise in Form von 2 bis 4 umlaufenden Rillen an dem Ventilschaft angebracht.
Eine andere Ausführungsform des Verfahrens umfasst weiter ein Härten und/oder
Beschichten einer Ventildichtfläche. Es ist möglich, ebenfalls die Struktur am Ventilende zu härten oder mit einer Beschichtung zu versehen. Eine zusätzliche Aus führungs form des Verfahrens umfasst weiter ein Feuerverschweißen eines Ringes bzw. einer Dichtflächenpanzerung im Bereich einer Ventildichtfläche. Dieser Schritt des Feuerverschweißens kann anschließend oder zusammen mit dem
Feuerverschweißen des Ventildeckels erfolgen, um eine Ventildichtfläche mit einer höheren Festigkeit zu erzielen.
Schließlich kann das Verfahren in einer weiteren Ausführungsform ein Endbearbeiten einer äußeren Ventiloberfläche umfassen. Das Endbearbeiten kann dabei auch spanende
Bearbeitungen umfassen. Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein innengekühltes Ventil bzw. Tellerventil bereitgestellt, das nach einem der vorstehenden Verfahren hergestellt wurde.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von schematischen Figuren dargestellt, die nicht maßstabgerecht sind.
Figuren 1 bis 2 zeigen ein Rohr und ein Ventilhalbzeug, das bzw. die als Ausgangspunkt für das vorliegende Verfahren verwendet werden kann bzw. können.
Figuren 3 bis 6 zeigen eine Möglichkeit, aus einem rohrförmigen Ventilhalbzeug ein innengekühltes Ventil herzustellen. Figuren 7 bis 9 zeigen eine weitere Möglichkeit, aus einem becherförmigen Ventilhalbzeug ein innengekühltes Ventil herzustellen. Figuren 10 und 11 stellen jeweils eine Schnittansicht durch ein Ventilhalbzeug beim
Feuerverschweißen und einen fertigen Ventilrohling dar.
Im Folgenden werden sowohl in der Beschreibung als auch in den Zeichnungen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente und
Komponenten Bezug zu nehmen.
Figur 1 zeigt einen rohrförmigen Vorformling, der als Ausgangspunkt zur Herstellung eines erfindungsgemäßen innengekühlten Ventils dienen kann. Der Vorformling ist als Rohrstück dargestellt, in dem sich ein Hohlraum bzw. eine Ausnehmung 44 befindet. Durch die gestrichelte Linie unten an dem Vorformling wird ebenfalls ein becherförmiger Vorformling dargestellt, der einen Boden aufweist, der später ein Ventilschaftende bilden wird. Damit kann die Figur als Ausgangspunkt für zwei verschiedene Verfahren zur Herstellung eines innengekühlten Tellerventils dienen. Figur 2 stellt ein Ventilhalbzeug in Form einer Reduzierung bzw. eines Rohres mit zwei verschiedenen Nenndurchmessern dar. Dies kann durch Aufweiten oder durch Schmieden oder Pressen aus dem rohr- oder becherförmigen Vorformling erzeugt werden. Wie auch in Figur 1 ist auch in der Figur 2 durch die gestrichelte Linie ein Boden angedeutet, der einen becherförmigen Vorformling bzw. ein Ventilhalbzeug darstellt.
In Figur 3 ist das rohrförmige Ventilhalbzeug dargestellt, das den Hohlraum bzw. die Ausnehmung 22 umfasst, der bzw. die sich durch das gesamte Ventilhalbzeug von dem Ventilteller bzw. Ventilkopf 20 durch den Ventilschaft 18 bis zum Ventilschaftende 36 erstreckt. Am Ventilkopf ist der Ventilboden bzw. Ventildeckel 24 dargestellt. Der
Ventildeckel und der Ventilkopf werden bis zu einer schmiedefähigen Temperatur erhitzt. In Figur 4 ist dargestellt, dass der Ventil deckel 24 mit dem Ventilkopf 30 zu einem
Ventilrohling 26 verbunden wurde, wobei der Hohlraum 22 am Ventilkopf 20 verschlossen ist. Der Ventilschaft 18 ist weiterhin hohl und der Hohlraum ist zum Ventilschaftende offen. Figur 5 stellt dar, wie ein Kühlmittel 32 durch die Öffnung 34 am Ventilschaftende 36 in dem Hohlraum 22 eingefüllt wird.
In Figur 6 ist dargestellt, dass die Öffnung 34 am Ventilschaftende 36 durch ein
Ventilschaftendstück 38 verschlossen wurde. Das Ventilschaftendstück ist mit einer Struktur beispielsweise in Form von zwei Nuten versehen, damit das Ventil mit entsprechenden Kegelstücken in Eingriff gebracht werden kann.
In Figur 7 ist ein leicht abgewandeltes Verfahren dargestellt, wobei das Ventilhalbzeug becherförmig ist, wobei das Ventilschaftende 36 geschlossen ist. In das Ventil bzw. den Hohlraum 22 des Ventils wird ein Kühlmittel 32, wie beispielsweise Natrium, eingefüllt.
Figur 8 zeigt eine Anordnung, wobei die ventiltellerseitige Öffnung des Hohlraums durch einen Ventiltellerboden 24 abgedeckt ist. Zusätzlich ist eine ringförmige Dichtflächenpanzerung 46 auf der Ventiltellerrückseite angeordnet. Im Gegensatz zu der Ausführung von Figur 3 ist das Ventil bereits mit dem Kühlmittel gefüllt, bevor der Ventilboden 24 mit dem Ventilteller feuerverschweißt wird.
Figur 9 zeigt ein fertiges innengekühltes Ventil, das bereits nach dem Feuerverschweißen des Ventilhalbzeugs mit dem Ventilboden 24 als innengekühltes Ventil vorliegt. Zusätzlich wurde ein Ring aus einem Material mit besonders hoher Festigkeit mit dem Ventilkopf im Bereich der Dichtfläche des Ventils ebenfalls durch Feuerverschweißen verbunden. Damit kann die Dichtfläche des Ventiltellers auf einfache Weise ebenfalls gepanzert ausgeführt werden. Sowohl der Ventildeckel 24 als auch die Panzerung 46 können in einem Arbeitsgang feuerverschweißt werden. Das innengekühlte Ventil ist ebenfalls mit Strukturen 40 versehen, um das Ventil mit entsprechenden Kegelstücken in Eingriff bringen zu können. Figur 10 stellt eine Schnittansicht des Schritts des Feuerverschweißens dar, wobei das Ventilhalbzeug 16 und der Ventildeckel 24 zwischen den Schmiedeformen 28 und 30 zusammengepresst werden. Sofern der Druck und die Temperatur der Schmiedeteile 16 und 24 hoch genug sind, kann eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ventilhalbzeug 16 und dem Ventildeckel 24 erreicht werden. Das Schmieden bzw. das Feuerverschweißen kann hier viel schneller ausgeführt werden, als es bei einem konventionellen Schweiß verfahren möglich wäre. Zusätzlich entstehen bei der Verbindung keine Unterschiede in
Umfangsrichtung, wie es bei herkömmlichen Schweiß verfahren auftritt, wenn sich der Ort (in Umfangsrichtung) bewegt, an dem die Schweißverbindung durch einen Lichtbogen oder Laser entsteht.
Figur 11 stellt eine perspektivische teilgeschnittene Ansicht auf einen Ventilrohling 26 dar, bei dem der Ventildeckel 24 bereits mit dem Ventilteller 20 feuerverschweißt ist. Der Hohlraum 22 ist damit zum Ventilteller 22 hin geschlossen, ist jedoch noch durch eine Öffnung 23 am Ventilschaftende 36 offen. Der Ventilteller bzw. Ventilkopf 20 und der Ventilschaft 18 liegen bereits in einer endproduktnahen Form vor.
Bezugszeichenliste
2 innengekühltes Ventil
10 rohrförmiger Vorformling
12 becherförmiger Vorformling
16 Ventilhalbzeug
18 Ventilschaft
20 Ventilkopf
22 Ausnehmung
24 Ventilboden
26 Ventilrohling
28 Gesenk
30 Gesenk
32 Kühlmittel
34 Öffnung im Ventilschaft
36 Ventilschaftende
38 Ventilendstück
40 Struktur
42 Ventildichtfläche
44 Boden / geschlossenes Ventilende
46 Panzerung

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils (2), umfassend
Einsetzen eines Ventilhalbzeugs (16) in ein Gesenk (28, 30),
wobei das Ventilhalbzeug (16) einen Ventilschaft (18) und einen Ventilkopf (20) umfasst, wobei das Ventilhalbzeug (16) eine Ausnehmung (22) umfasst, die sich von dem Ventilschaft (18) durch den Ventilkopf (20) erstreckt und sich zum Ventilkopf (20) hin öffnet,
Einsetzen eines Ventilbodens (24) in das Gesenk, und
Feuerverschweißen des Ventilbodens (24) und des Ventilhalbzeugs (16) in dem Gesenk (28, 30) unter hohem Druck zu einem Ventilrohling (26).
2. Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils nach Anspruch 1, umfassend Schmieden oder Formen eines rohr- oder becherförmigen Vorformlings (8, 10) mit zwei verschiedenen Nennweiten zu einem Ventilhalbzeug (16), das im Wesentlichen eine Außenkontur eines fertigen Ventilrohlings (26) aufweist.
3. Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils nach Anspruch 2, umfassend Schmieden oder Formen eines Rings oder Rohrstücks (4) zu einem Vorformling mit zwei verschiedenen Nennweiten (6) oder Formen eines Metallstücks (8) zu einem becherförmigen Vorformling (10) mit zwei verschiedenen Nennweiten.
4. Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils gemäß einem der
vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
Einbringen eines Kühlmittels (32) in die Ausnehmung (22) des Ventilhalbzeugs (16) oder des Ventilrohlings (26).
5. Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils gemäß einem der
vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
Einbringen eines Kühlmittels (32) in die Ausnehmung (22) des Ventilrohlings durch eine Öffnung (34) in dem Ventilschaft des Ventilrohlings (26),
Verschließen einer Öffnung an einem Ventilende (36).
6. Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils gemäß Anspruch 5, wobei das Verschließen der Öffnung (34) an dem Ventilende, ein Anschweißen eines Ventilendstücks (38) an das Ventil ende (36) umfasst. Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
Einbringen einer Struktur (40) am Ventilende, um mit Kegelstücken in Eingriff zu stehen.
Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
Härten und/oder Beschichten einer Ventildichtfläche (42).
Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
Feruerverschweißen einer Dichtfllächenpanzerung (46) mit dem Ventilhalbzeug.
Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend:
Endbearbeiten einer äußeren Ventiloberfläche.
11. Ventil, hergestellt nach einem der vorstehenden Verfahren.
PCT/EP2017/068605 2016-11-22 2017-07-24 FEUERVERSCHWEIßTES INNENGEKÜHLTES VENTIL SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG Ceased WO2018095591A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016122514.2 2016-11-22
DE102016122514.2A DE102016122514B4 (de) 2016-11-22 2016-11-22 Feuerverschweißtes innengekühltes Ventil sowie dadurch hergestelltes Ventil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018095591A1 true WO2018095591A1 (de) 2018-05-31

Family

ID=59506247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/068605 Ceased WO2018095591A1 (de) 2016-11-22 2017-07-24 FEUERVERSCHWEIßTES INNENGEKÜHLTES VENTIL SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016122514B4 (de)
WO (1) WO2018095591A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017127986A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 Federal-Mogul Valvetrain Gmbh Innengekühltes Ventil mit Ventilboden und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102021106647A1 (de) * 2021-03-18 2022-09-22 Federal-Mogul Valvetrain Gmbh Gepanzertes Tellerventil und Verfahren zu seiner Herstellung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1824322A (en) * 1926-03-19 1931-09-22 Michael J Boyle Valve and method of manufacturing same
GB532184A (en) * 1939-08-19 1941-01-20 British Aero Components Ltd Improvements in poppet valves and their manufacture
US2982011A (en) * 1955-06-23 1961-05-02 Teves Kg Alfred Closing member for hollow valve cones
WO2003074843A1 (de) * 2002-03-05 2003-09-12 Daimlerchrysler Ag Leichtbauventil
DE102008037747A1 (de) * 2008-08-14 2010-02-18 Märkisches Werk GmbH Bimetallventil

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62104645A (ja) * 1985-11-01 1987-05-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 中空バルブの製造方法
JPH05285676A (ja) 1992-04-15 1993-11-02 Mitsubishi Motors Corp 内燃エンジン排気バルブの製造方法
JP2013044287A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Fuji Oozx Inc 中空エンジンバルブの製造方法及び製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1824322A (en) * 1926-03-19 1931-09-22 Michael J Boyle Valve and method of manufacturing same
GB532184A (en) * 1939-08-19 1941-01-20 British Aero Components Ltd Improvements in poppet valves and their manufacture
US2982011A (en) * 1955-06-23 1961-05-02 Teves Kg Alfred Closing member for hollow valve cones
WO2003074843A1 (de) * 2002-03-05 2003-09-12 Daimlerchrysler Ag Leichtbauventil
DE102008037747A1 (de) * 2008-08-14 2010-02-18 Märkisches Werk GmbH Bimetallventil

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016122514B4 (de) 2019-06-27
DE102016122514A1 (de) 2018-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2670580B1 (de) Elektromagnetventil sowie verfahren zum verbinden mittels laserstrahlen von werkstückteilen eines elektromagnetventils
EP1611975B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine
DE102008056203A1 (de) Mehrteiliger Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3616901A1 (de) Verfahren zum herstellen einer aufbau-nockenwelle
WO2012019593A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kolbens für einen verbrennungsmotor sowie kolben für einen verbrennungsmotor
DE4301124A1 (de) Verfahren zum Montieren einer Zylinderbuchse in einem Grundkörper und hydraulische Maschine
EP3583302B1 (de) Verfahren zur herstellung von hohlraumventilen
DE102011088863A1 (de) Verfahren zum Schmieden eines Schmiedekörpers mit einem Hinterschnitt und Schmiedewerkzeug zur Herstellung eines solchen Schmiedekörpers
DE102017114509A1 (de) Hohlraumventil mit optimierter Schaftinnengeometrie und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19511970C2 (de) Verfahren zum Herstellen von verformten mehrwandigen Rohren mit Hohlräumen zwischen den Wandungen
DE2538106C2 (de) Verfahren und vorrichtung zur bildung einer muffe an einem rohrende und muffenrohr hergestellt nach diesem verfahren
DE102016122514B4 (de) Feuerverschweißtes innengekühltes Ventil sowie dadurch hergestelltes Ventil
EP3781346B1 (de) Innengekühltes ventil mit ventilboden und verfahren zu dessen herstellung
EP1805406A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kolbens einer brennkraftmaschine zur bildung einer bewehrung einer brennraummulde des kolbens
WO2008089803A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kolbens für eine brennkraftmaschine mit einem kühlkanal, realisiert durch fügen des kolbenoberteiles und des kolbenunterteiles mit hilfe einer schmiede-stauchverbindung
DE1961923C3 (de)
DE102007027337B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine
DE102017101131A1 (de) Kolben mit drei Ringnuten und einer weiteren Nut aufweisend eine Trennfuge
WO2013121328A1 (de) Umgeformtes buchsenartiges teil und verfahren sowie vorrichtung zu seiner herstellung
DE102010026760A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Welle
DE2032132B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kuppeiförmigen Gehäusehälften
DE3029621A1 (de) Form- und nutvorrichtung fuer rohrenden
DE102017207431A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kolbenoberteils und/oder eines Kolbenunterteils für einen Kolben einer Brennkraftmaschine
EP1657007B9 (de) Verfahren zum Verformen von Werkstücken
EP4264022B1 (de) Gepanzertes tellerventil und verfahren zu seiner herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17746436

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17746436

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1