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Verfahren zur Herstellung hohler oder gefüllter Ventilkörper.
Ventilkegel, insbesondere solche an Auspuffventilen von Brennkraftmaschinen, die einer besonderen Wärmebeanspruchung ausgesetzt sind, werden zur besseren Kühlung des hochbeanspruchten Tellerteiles mit einer Füllung versehen, welche die Wärme in den Schaft abführt ; vom Schaft wird die Wärme weiter durch die Führungen oder durch besondere Einrichtungen abgeleitet. Die steigende Bean- spruchung der Verbrennungsmaschinen erfordert die Anwendung besonderer hochwertiger Ventilstäle, wie z. B. austenitischer Cr-Ni-Stähle. Dem Vorteil der hohen Beständigkeit dieses Stahles steht als Nachteil das schlechte Wärmeleitvermögen gegenüber, und es ist deshalb gerade bei solchen Stählen die Kühlung von besonderer Bedeutung.
Nun wurden bereits verschiedene Verfahren ausgebildet, um solche Ventilkegel füllen zu können. Besonders wichtig ist dabei, dass auch der Tellerteil eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht, d. h. dass der Hohlraum bzw. die Füllung im Kopf oder im Teller eine Erweiterung aufweist gegenüber dem Hohlraum im Schaft.
Zur Erzeugung eines solchen Hohlraumes im Teller des Ventils hat man z. B. Werkzeuge benutzt, deren Kopf sich vergrössert, nachdem er in die Bohrung eingeführt ist. Dieses Verfahren ist kompliziert und erfordert teure Werkzeuge. Nach einem andern Verfahren wird die zylindrische Bohrung des
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so geschmiedet, dass sich die Füllung am Ende ausweitet, und der Füllwerkstoff wird sodann entfernt. Die Ergebnisse eines solchen Verfahrens sind sehr unsicher, da die Verteilung im Teller nicht kontrolliert werden kann.
Man hat weiter Ventilkörper aus Sackroliren hergestellt, in der Weise, dass der offene Teil eines solchen Sackrohres verengt wird, so dass im Teller ein grösserer Hohlraum verbleibt. Auch dieses Verfahren gewährleistet keinesfalls eine einwandfrei glatte Innenoberfläche.
Gemäss der Erfindung wird der Hohlraum des Ventilkegels von der Tellerseite her ausgearbeitet und der Kegel nach Füllung geschlossen oder je nach Füllstoff auch zum Teil offen belassen. Der so erzielbare grosse Querschnitt vereinfacht die Innenbearbeitung und Füllung ganz ausserordentlich und ergibt eine völlig einwandfreie Innenoberfläche, wie sie mit Rücksieht auf die Dauerfestigkeit dieses hochbeanspruchten Maschinenteiles und wegen der wirksamen Kühlung erwünscht ist.
Die Herstellung eines solchen Ventilkegels geht nun beispielsweise wie folgt vor sich. Der Ventilkegel erhält zunächst auf der Tellerseite eine tulpenförmige Höhlung, die zur Schonung der Faser am besten gleich beim Schmiede-oder Stauehvorgang angebracht werden kann ; es ist aber auch möglich, sie durch Spanabnahme herzustellen. Da ein Lochen des Schaftes bei kleinem Sehaftdurehmesser schwer möglich ist, wird die Schafthöhlung vorwiegend durch Bohren hergestellt. In diese Höhlung wird sodann das Kühlmittel, z. B. ein der Ausnehmung angepasster Kupferstab, eingepresst und durch geeignete Massnahmen gegen Herausfallen gesichert. So kann man z. B. den Rohling nach innen leicht koniseh halten oder aber man versieht ihn mit einem Kranz, der durch Umbiegen nach innen ein Schliessen der Teller- fläehe gestattet.
Ist es nötig, den Kegel ganz dicht zu schliessen (z. B. bei mit Natrium gefüllten Kegeln), so kann der Schlusspunkt verschweisst werden.
Die Zeichnung zeigt zwei Beispiele für die Anfertigung derartiger Kegel, u. zw. in Fig. 1 einen Kegel, bei dem die Füllung zum Teil frei bleibt, in Fig. 2 einen völlig geschlossenen Kegel.
Im ersten Falle wird zunächst vom Teller aus eine tulpenförmig Höhlung vorgearbeitet (Teilfigur a). Diese Höhlung wird dann (Teilfigur b) durch die Bohrung 3 vertieft und an der Stelle 2 nach innen konisch ausgearbeitet. Sodann wird der Füllkörper 1 aus einem gut wärmeleitenden Stoff, wie
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Process for the production of hollow or filled valve bodies.
Valve cones, especially those on exhaust valves of internal combustion engines that are exposed to particular thermal loads, are provided with a filling for better cooling of the highly stressed plate part, which dissipates the heat into the shaft; the heat is dissipated from the shaft through the guides or special devices. The increasing demands on internal combustion engines require the use of particularly high-quality valve ducts, such as B. Austenitic Cr-Ni steels. The advantage of the high resistance of this steel is offset by the disadvantage of the poor thermal conductivity, and cooling is therefore of particular importance with such steels.
Various methods have now been developed in order to be able to fill such valve cones. It is particularly important that the plate part also enables good heat dissipation, i.e. H. that the cavity or the filling in the head or in the plate has a widening compared to the cavity in the shaft.
To create such a cavity in the plate of the valve you have z. B. used tools whose head enlarges after it is inserted into the bore. This procedure is complicated and requires expensive tools. According to another method, the cylindrical bore of the
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forged so that the filling expands at the end, and the filling material is then removed. The results of such a procedure are very uncertain, since the distribution in the plate cannot be controlled.
Valve bodies have also been manufactured from blind blinds in such a way that the open part of such a blind tube is narrowed so that a larger cavity remains in the plate. This process, too, in no way guarantees a perfectly smooth inner surface.
According to the invention, the cavity of the valve cone is worked out from the plate side and the cone is closed after filling or, depending on the filler, left partially open. The large cross-section that can be achieved in this way simplifies the internal machining and filling very extraordinarily and results in a completely flawless internal surface, as is desired with regard to the fatigue strength of this highly stressed machine part and because of the effective cooling.
The production of such a valve cone now proceeds, for example, as follows. The valve cone is initially given a tulip-shaped cavity on the plate side, which can best be attached during the forging or damming process to protect the fibers; but it is also possible to produce them by cutting. Since it is difficult to punch holes in the shaft with a small shaft diameter, the shaft cavity is mainly produced by drilling. In this cavity, the coolant, z. B. a copper rod adapted to the recess, pressed in and secured against falling out by suitable measures. So you can z. B. keep the blank slightly tapered towards the inside or it is provided with a wreath that allows the plate surface to be closed by bending it inwards.
If it is necessary to close the cone very tightly (e.g. for cones filled with sodium), the end point can be welded.
The drawing shows two examples of the manufacture of such cones, u. Between. In Fig. 1 a cone in which the filling remains partially free, in Fig. 2 a completely closed cone.
In the first case, a tulip-shaped cavity is first prepared from the plate (part a). This cavity is then deepened (partial figure b) through the bore 3 and worked out conically at the point 2 inward. Then the filler body 1 is made of a highly thermally conductive material, such as
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