EP1724446A1

EP1724446A1 - Valve for an internal combustion engine

Info

Publication number: EP1724446A1
Application number: EP05405346A
Authority: EP
Inventors: Dietmar Schlager
Original assignee: Wartsila NSD Schweiz AG
Current assignee: Wartsila NSD Schweiz AG
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-22

Abstract

The valve has a valve body (2) having a valve disk (3) and a valve stem (4). The stem follows the disk in axial direction with a cooling system (5) provided. The cooling system is arranged in the valve stem in the form of a cooling agent line (51) and in the valve disk as valve disk cooling (52). The cooling agent line and the valve disk cooling connect at a junction point (6). The cooling agent between the cooling agent line and the valve disk cooling is exchangeable. The valve stem is connected by means of mechanical connections to the junction point with the valve disk.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gaswechselventil für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gaswechselventils gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie.The invention relates to a gas exchange valve for a reciprocating internal combustion engine, and to a method for producing a gas exchange valve according to the preamble of the independent claim of the respective category.

Die Gaswechselventile, insbesondere die Ein- und Auslassventile von Brennkraftmaschinen können im Betriebszustand enorm hohen thermischen und korrosiven Belastungen unterliegen. Insbesondere bei den Auslassventilen sind diese Belastungen sehr hoch, weil die Auslassventile von den heissen Verbrennungsgasen umströmt werden, die auf die Dauer lokale Beschädigungen des Ventils verursachen können. Aber auch die mechanischen Belastungen, wie beispielsweise die dynamischen Belastungen, welche durch die Öffnungs- und Schliessbewegungen des Ventils verursacht werden, stellen hohe Anforderungen an das Material, aus dem die Ventile hergestellt sind. Die Belastungen sind speziell bei Dieselmotoren besonders ausgeprägt, weil diese üblicherweise mit höheren Zünddrücken arbeiten als beispielsweise Ottomotoren.The gas exchange valves, in particular the intake and exhaust valves of internal combustion engines can be subjected to enormously high thermal and corrosive loads in the operating state. Especially with the exhaust valves, these loads are very high, because the exhaust valves are flowed around by the hot combustion gases, which can cause local damage to the valve in the long term. But even the mechanical stresses, such as the dynamic loads caused by the opening and closing movements of the valve, make high demands on the material from which the valves are made. The loads are especially pronounced in diesel engines, because they usually work with higher ignition pressures than, for example, gasoline engines.

Um diesen hohen Beanspruchungen dauerhaft standzuhalten, werden die Ventilkörper solcher Ventile üblicherweise aus sehr hochwertigen und teuren Legierungen hergestellt. Speziell für die Auslassventile von Dieselmotoren haben sich Nickelbasislegierungen, wie beispielsweise die unter den Bezeichnungen Nimonic 80A (Warenzeichen) und Nimonic 81 (Warenzeichen) vertriebenen, bewährt.To withstand these high stresses permanently, the valve body of such valves are usually made of very high quality and expensive Alloys made. Specifically for the exhaust valves of diesel engines, nickel base alloys such as those sold under the names Nimonic 80A (trademark) and Nimonic 81 (trademark) have been proven.

Aber die Verwendung von hochwertigen Werkstoffen allein reicht in der Regel nicht aus, um ein optimales Ergebnis in Bezug auf Verschleiss, Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit des Gaswechelsventils im Betriebszustand zu gewährleisten.However, the use of high-grade materials alone is generally insufficient to ensure the best possible wear, life and reliability of the gas exchange valve during operation.

Es ist daher seit langem bekannt Gaswechselventile von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mittels eines Kühlmediums von innen zu kühlen. Dadurch kann nicht nur die rein thermische Belastung für das Material, aus dem die Ventile gefertigt sind, bzw. mit dem die Oberflächen z.B. durch Beschichtung veredelt sind, deutlich reduziert werden. Auch die aus der Wärmebelastung durch die Verbrennungsvorgänge im Zylinderraum resultierenden weiteren Belastungen, wie chemische Belastungen, z.B. erhöhte Korrosion durch höhere Temperaturen, oder mechanische Belastungen im Material der Gaswechselventile durch unterschiedliche Ausdehungskoeffizienten der verschiedenen Materialien u.s.w., lassen sich dadurch deutlich reduzieren.It is therefore long known to cool gas exchange valves of reciprocating internal combustion engines by means of a cooling medium from the inside. As a result, not only the purely thermal load for the material from which the valves are made, or with which the surfaces are e.g. are refined by coating, can be significantly reduced. Also, the further loads resulting from the heat load due to the combustion processes in the cylinder space, such as chemical loads, e.g. Increased corrosion due to higher temperatures, or mechanical stresses in the material of the gas exchange valves due to different coefficients of expansion of the various materials, etc., can thereby be significantly reduced.

So ist zum Beispiel aus der DE 42 42 398 A1 ein innen gekühltes Gaswechselventil bekannt, bei welchem vom Ende des Schaftes bis zum Ventilteller zwei in Längsrichtung verlaufende, nebeneinander liegende Kanäle eingearbeitet sind, die als Vor- und Rücklaufkanäle für ein Kühlmedium dienen. Damit der Ventilteller, der sich in axialer Richtung an das untere Ende des Ventilschafts, also an das dem Verbrennungsraum zunächstgelegene Ende des Ventilschafts anschliesst und in bekannter Weise eine im Vergleich zum Durchmesser des Ventilschafts relative grosse radiale Ausdehnung hat, über einen möglichst breiten Bereich der Ventiltellerfläche gekühlt werden kann, ist im Innneren des Ventiltellers ein Kühlsystem vorgesehen, das aus einem System von einem oder mehreren, im wesentlichen parallel zur Unterseite des Ventiltellers in radialer Richtung verlaufender Kühlröhren besteht.So is for example from the DE 42 42 398 A1 an internally cooled gas exchange valve is known in which from the end of the shaft to the valve plate two longitudinally extending, adjacent channels are incorporated, which serve as a flow and return passages for a cooling medium. So that the valve disk, which adjoins the lower end of the valve stem in the axial direction, that is to say the end of the valve stem which is initially located in the combustion chamber and has a relatively large radial extent in a known manner relative to the diameter of the valve stem, over as wide a region as possible of the valve disk surface can be cooled, a cooling system is provided in the interior of the valve disk, which consists of a system of one or more, extending substantially parallel to the underside of the valve disk in the radial direction cooling tubes.

Dadurch ist es möglich den Ventilteller mehr oder weniger über seine ganze radiale Ausdehnung zu kühlen. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Oberseite des Ventiltellers, die sich in radialer Richtung erweiternd in Richtung Verbrennungsraum erstreckt, nur unzureichend und vor allem ungleichmässig gekühlt wird, was zu Gradienten der thermischen, korrosiven und mechanischen Belastungen im Material des Ventilkörpers führt.This makes it possible to cool the valve disc more or less over its entire radial extent. The disadvantage of this arrangement is that the top of the valve disk, which extends in the radial direction widening in the direction of combustion chamber, is insufficiently and above all cooled unevenly, which leads to gradients of thermal, corrosive and mechanical stresses in the material of the valve body.

Zur Behebung dieser Problematik sind Kühlsysteme für den Ventilteller bekannt, die aus Kühlkanälen bestehen, die sich im Ventilteller ausgehend von einer Zuleitung für das Kühlmittel, die zum Beispiel als longitudinale Bohrung im Ventilschaft vorgesehen sein kann, vom Ventilschaft ausgehend im wesentlichen parallel zur Oberseite des Ventiltellers in Richtung zur Ventilteller Unterseite erstrecken. D.h. es ist ein System aus Bohrungen im Ventilteller Bereich vorgesehen, die im wesentlichen auf einer gedachten Kegeloberfläche liegen, so dass die Ventilteller Oberseite in Bezug auf eine Längsachse in Umfangsrichtung optimal, d.h. in Bezug auf die Umfangsrichtung, symmetrisch gekühlt werden kann. Um auch in radialer Richtung eine optimale Verteilung der Kühlleistung zu gewährleisten, können mehrere solcher Ventilteller Kühlsysteme in ein und demselben Ventilteller vorgesehen sein, die dann ein System von ineinander geschachtelten Kühlsystemen bilden, wobei jedes dieser Kühlsystem auf einer gedachten Kegeloberfläche liegen kann, und jeder dieser gedachten Kegel einen anderen Öffnungswinkel hat.To remedy this problem, cooling systems for the valve disk are known, which consist of cooling channels, starting in the valve plate from a supply line for the coolant, which may be provided for example as a longitudinal bore in the valve stem, starting from the valve stem substantially parallel to the top of the valve disk extend towards the valve plate bottom. That a system of bores in the valve disk area is provided, which lie substantially on an imaginary conical surface, so that the valve disk upper surface with respect to a longitudinal axis in the circumferential direction optimally, i. with respect to the circumferential direction, can be cooled symmetrically. In order to ensure an optimal distribution of the cooling capacity in the radial direction, several such valve plate cooling systems can be provided in one and the same valve plate, which then form a system of nested cooling systems, each of these cooling system can lie on an imaginary conical surface, and each of these imaginary cone has a different opening angle.

Obwohl mit dieser Art von Aufbau eines Kühlsystems im Ventilteller eine deutliche Verbesserung der Wärmeabfuhr gewährleistet werden kann, als beispielsweise mit einer Ventiltellerkühlung vom Typ der DE 42 42 398 A1 , haben diese Ventile jedoch erhebliche konstruktive Nachteile, die einerseits wiederum die Lebensdauer der Ventile reduzieren und andererseits in der Fertigung äusserst aufwendig sind.Although with this type of construction of a cooling system in the valve head, a significant improvement in heat dissipation can be ensured, as for example with a valve plate cooling of the type DE 42 42 398 A1 However, these valves have significant design disadvantages, on the one hand turn reduce the life of the valves and on the other hand are extremely expensive to manufacture.

Allen bekannten Ventilteller Kühlungen ist nämlich gemeinsam, dass die Kühlbohrungen, seien sie nun angeordnet wie in der DE 42 42 398 A1 vorgeschlagen, oder seien sie in Form von auf gedachten Kegeloberflächen angeordneten Kühlkanälen realisiert, in den aus Vollmaterial hergestellten Kühlkörper, in der Regel durch die Ventilteller Unterseite, von aussen eingebracht werden müssen. So müssen z.B. zur Herstellung der oben dargestellten kegelförmigen Kühlkanalanordnung die Kühlkanäle von aussen durch den Ventiltellerboden von der Ventilteller Unterseite mit geeigneten Methoden in Richtung zum Ventilschaft gebohrt werden. Dadurch ergibt sich natürlich zwangsläufig die Notwendigkeit, dass die Kühlbohrungen am Ventitellerboden wieder zu verschliessen sind, damit im Betriebszustand das Kühlmittel nicht aus dem Ventiltellerboden in den Verbrennungsraum austreten kann. Das geschieht bei den bekannten Ventilen z.B. dadurch, dass nach dem Einbringen der Kühlkanäle entweder die ganze oder ein Teil der Fläche des Ventiltellerbodens an der Ventilteller Unterseite mit einer Abdeckblatte, die z.B. aufgeschweisst werden kann oder in anderer geeigneter Art und Weise realisiert werden kann, z.B. durch Aufsprühen einer genügend starken Schicht, abgedeckt wird und so das Kühlkanalsystem im Ventilteller gegen den Verbrennungsraum abgedichtet wird. Eine weitere Möglichkeit, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, besteht darin, dass die Abdichtung nicht durch das Aufbringen einer Abdichtplatte, wie zuvor geschildert realisiert wird, sondern in jeden der Kühlkanäle von der Ventilteller Unterseite her eine Art von Pfropfen eingesetzt wird, so dass jeder Kühlkanal separat durch den Pfropfen in Richtung Verbrennungsraum abgedichtet ist.All known valve plate cooling is namely common that the cooling holes, they are now arranged as in the DE 42 42 398 A1 proposed, or they are realized in the form of arranged on imaginary conical surfaces cooling channels, made in the solid material Heatsink, usually through the valve plate bottom, must be introduced from the outside. Thus, for example, for the production of the conical cooling channel arrangement shown above, the cooling channels must be drilled from the outside through the valve disc bottom of the valve plate underside with suitable methods in the direction of the valve stem. This inevitably inevitably results in the need to re-close the cooling holes on the Ventitellerboden so that the coolant can not escape from the valve disc bottom in the combustion chamber in the operating state. This is done in the known valves, for example, by the fact that after the introduction of the cooling channels, either the whole or part of the surface of the valve disc base on the valve disc underside with a Abdeckblatte, which can be welded, for example, or can be realized in other suitable manner, eg by spraying a sufficiently strong layer, is covered and so the cooling channel system is sealed in the valve plate against the combustion chamber. Another possibility, which is known from the prior art, is that the seal is not realized by the application of a sealing plate, as described above, but in each of the cooling channels of the valve disc underside a kind of plug is used, so that each cooling channel is sealed separately by the plug in the direction of combustion chamber.

Die Nachteile dieser aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen von innen gekühlten Ventilen liegen auf der Hand: Die Abdichtungen der Kühlkanäle an der Ventilteller Unterseite, ganz gleich ob als Abdeckplatten, Pfropfen oder wie auch immer realisiert, stellen in Bezug auf thermische, chemische, korrosive und mechanische Belastungen eine zusätzliche Schwachstelle dar. Die Abdichtungen können während des Betriebs der Hubkolbenbrennkraftmaschine undicht werden, so dass durch Austritt des Kühlmittels zumindest das betroffene Ventil nicht mehr ausreichend gekühlt wird, was in letzter Konsequenz zu verheerenden Folgen, nicht nur für das betroffene Ventil selbst, sondern auch für den betroffenen Zylinder führen kann. Somit haben Ventile dieser Art konstruktionsbedingt eine verkürzte Lebensdauer, da die zusätzlichen Schwachstellen durch die Abdichtungen zu einem verfrühten Verschleiss und damit zu einem erhöhten Wartungsaufwand und Betriebsrisiko führen. Darüber hinaus ist die Herstellung solcher Gaswechselventile naturgemäss sehr aufwendig, was diese Ventile verhältnismässig teuer macht.The disadvantages of these known from the prior art embodiments of internally cooled valves are obvious: The seals of the cooling channels on the valve disc underside, no matter whether as cover plates, grafting or whatever realized pose with respect to thermal, chemical, corrosive and mechanical loads an additional weak point. The seals can be leaking during operation of the reciprocating internal combustion engine, so that at least the affected valve is no longer sufficiently cooled by leakage of the coolant, resulting in devastating consequences, not only for the affected valve itself but can also lead to the affected cylinder. Thus, due to their design, valves of this type have a shortened service life, since the additional weak points caused by the seals lead to premature wear and thus to increased maintenance and operational risk. In addition, the Manufacture of such gas exchange valves by nature very expensive, which makes these valves relatively expensive.

Speziell bei Grossdieselmotoren, die z. B. zum Antreiben von Schiffen eingesetzt werden, oder stationär zur Erzeugung von elektrischer Energie dienen, und bei denen der Ventilkörper eines Auslassventils eine Gesamtlänge von mehr als einem Meter und einen Durchmesser des Ventiltellers von beispielsweise über einem halben Meter aufweisen kann, stellen die Herstellungs- und Wartungskosten einen ganz wesentlichen Faktor dar. Ausserdem spielt insbesondere bei Schiffen aus sicherheitstechnischen Überlegungen heraus die Betriebssicherheit eine herausragende Rolle, so dass der Einsatz der aus dem Stand der Technik bekannten Gaswechselventile z.B. zum Einsatz in Schiffen, kaum zu vertreten ist.Especially with large diesel engines, the z. B. used to drive ships, or stationary serve to generate electrical energy, and in which the valve body of an exhaust valve can have a total length of more than one meter and a diameter of the valve disk, for example, over half a meter, make the manufacturing and maintenance costs is a very important factor. In addition, especially in ships from safety considerations out the reliability plays an outstanding role, so that the use of known from the prior art gas exchange valves, for example for use in ships, hardly to represent.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der Erfindung, ein wesentlich verbessertes innen gekühltes Gaswechselventil zur Verfügung zu stellen, so dass einerseits eine optimierte Kühlung des Gaswechselventils gewährleistet wird, wobei das Gaswechselventil gleichzeitig wenig verschleissanfällig ist und im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten innen gekühlten Ventilen auf einfache Weise und besonders kostengünstig herstellbar ist.Based on the prior art, it is therefore an object of the invention to provide a significantly improved internally cooled gas exchange valve available, so that on the one hand an optimized cooling of the gas exchange valve is ensured, the gas exchange valve is at the same time little susceptible to wear and compared to those from the state known in the art internally cooled valves in a simple manner and is particularly inexpensive to produce.

Die diese Aufgaben in apparativer und verfahrenstechnischer Hinsicht lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs der jeweiligen Kategorie gekennzeichnet.The objects of the invention which solve these objects in terms of apparatus and method are characterized by the features of the independent claim of the respective category.

Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The respective dependent claims relate to particularly advantageous embodiments of the invention.

Die Erfindung betrifft somit ein Gaswechselventil für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, insbesondere ein Auslassventil für einen Zweitakt Grossdieselmotor, umfassend einen Ventilkörper, der einen Ventilteller und einen Ventilschaft aufweist, wobei sich der Ventilschaft in axialer Richtung an den Ventilteller anschliesst. Im Ventilkörper ist ein Kühlsystem zur Aufnahme eines Kühlmittels vorgesehen, welches Kühlsystem im Ventilschaft in Form einer Kühlmittelleitung und im Ventilteller als Ventiltellerkühlung ausgestaltet ist. Die Kühlmittelleitung und die Ventiltellerkühlung stehen an einer Verbindungsstelle derart miteinander in Verbindung, dass das Kühlmittel zwischen der Kühlmittelleitung und der Ventilttellerkühlung austauschbar ist. Der Ventilschaft ist dabei mittels einer mechanischen Verbindung, d.h. z.B. geschraubt, geschweisst, gelötet oder oder einer sonstigen mechanischen kraft- oder formschlüssigen Verbindung oder in jeder anderen geeigneten Art und Weise mechanisch an der Verbindungsstelle mit dem Ventilteller verbunden.The invention thus relates to a gas exchange valve for a reciprocating internal combustion engine, in particular an exhaust valve for a Two-stroke large diesel engine comprising a valve body having a valve plate and a valve stem, wherein the valve stem connects in the axial direction of the valve disc. In the valve body, a cooling system for receiving a coolant is provided, which cooling system in the valve stem in the form of a coolant line and in the valve plate is designed as a valve plate cooling. The coolant line and the valve plate cooling communicate with each other at a connection point such that the coolant is exchangeable between the coolant line and the valve plate cooling. The valve stem is by means of a mechanical connection, ie for example screwed, welded, soldered or other mechanical non-positive or positive connection or mechanically connected in any other suitable manner at the junction with the valve disk.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemässen Gaswechselventils ist somit, dass das Gaswechselventil zweigeteilt ist, und zwar umfasst das Gaswechselventil einen Ventilschaft und einen Ventilteller, wobei der Ventilschaft und der Ventilteller an einer Verbindungstelle miteinander verbunden sind. Dadurch ist es möglich, bevor das erfindungsgemässe Gaswechselventil zusammengesetzt wird, in den Ventilteller von der Verbindungsstelle ausgehend die Ventiltellerkühlung, z.B. in Form von Kühlbohrungen einzubringen. Dadurch hat das Gaswechselventil, nachdem es zusammengesetzt ist, am Ventilteller selbst oder am Ventilschaft keinerlei Öffnungen mehr zum Verbrennungsraum hin.An essential feature of the inventive gas exchange valve is thus that the gas exchange valve is divided into two, namely the gas exchange valve comprises a valve stem and a valve disk, wherein the valve stem and the valve disk are connected to one another at a connection point. This makes it possible, before the gas exchange valve according to the invention is assembled, in the valve disk starting from the connection point, the valve plate cooling, e.g. in the form of cooling holes. As a result, the gas exchange valve, after it is assembled on the valve disk itself or on the valve stem no more openings to the combustion chamber out.

Zwar sind aus dem Stand der Technik bereits zweiteilige Gaswechselventile bekannt, z.B. aus der EP 0 971 097 B1 , jedoch sind diese bekannten Gaswechselventile nicht als innengekühlte Gaswechselventile ausgestaltet, bei denen die Kühlkanäle von der Verbindungsstelle her in den Ventilteller eingebracht sind.Although two-part gas exchange valves are already known from the prior art, for example from the EP 0 971 097 B1 However, these known gas exchange valves are not designed as internally cooled gas exchange valves, in which the cooling channels are introduced from the connection point forth in the valve disk.

Das ist bei dieser Art von zweigeteilten Ventilen auch gar nicht möglich. Die bekannten zweiteiligen Gaswechselventile besitzen ein Oberteil und ein Unterteil, welche an einer Trennstelle mechanisch miteinander verbunden sind. Der entscheidende Unterschied zu dem erfindungsgemässen Gaswechselventil liegt dabei darin, dass bei den bekannten Ventilen das Unterteil nicht nur den Ventilteller als solches umfasst, der im wesentlichen als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist, der sich in an sich bekannter Weise, vom Ventilschaft ausgehend, in radialer Richtung erweitert. Sondern, das Unterteil umfasst zusätzlich noch ein Stück des Ventilschaftes, der sich an den Ventilteller als im wesentlichen zylindrischer Körper anschliesst.This is not possible with this type of two-part valves. The known two-part gas exchange valves have an upper part and a lower part, which are mechanically connected to one another at a separation point. The decisive difference with the novel gas exchange valve lies in the fact that in the known valves, the lower part not only comprises the valve disk as such, which is formed substantially as a rotationally symmetrical body, which in a conventional manner, starting from the valve stem, in the radial direction extended. But, the lower part additionally includes a piece of the valve stem, which adjoins the valve disc as a substantially cylindrical body.

Daher ist es bei den bekannten zweigeteilten Gaswechselventilen, ausgehend von der Trennstelle zwischen Oberteil und Unterteil, gar nicht möglich, in Richtung zum Ventilteller Bohrungen bzw. Kanäle einzubringen, die einen wesentlichen Neigungswinkel in Bezug auf die Längsachse des Ventilkörpers aufweisen, welche Längsachse identisch ist mit der Längsachse des Ventilschafts. Wenn dies versucht würde, würde eine solche Bohrung, die unter einem merklich von Null abweichenden Neigungswinkel in Bezug auf die Längsachse des Ventilkörpers aufweist, unweigerlich entweder die Berandung des Ventilschafts durchdringen, bzw. eine solche Bohrung könnte nicht bis in den Ventilteller selbst eingebracht werden, oder, wenn der Neigungswinkel in Bezug auf die Längsachse hinreichend klein gewählt ist, kann die Bohrung zwar bis in den Ventilteller eingebracht werden, jedoch verläuft dann ein solcher Kühlkanal im wesentlichen parallel zur Längsachse des Ventilkörpers, wodurch der sich in radialer Richtung entlang der Längsachse sich erweiternde Ventilteller an den Aussenbereichen kaum oder gar nicht gekühlt würde, dass heisst eine Abgabe der Wärme aus dem Ventiltellers würde im wesentlichen nur in einem eng begrenzten Bereich um die Längsachse stattfinden können.Therefore, in the known two-part gas exchange valves, starting from the separation point between the upper part and lower part, not at all possible to introduce bores or channels in the direction of the valve disk, which have a substantial inclination angle with respect to the longitudinal axis of the valve body, which longitudinal axis is identical to the longitudinal axis of the valve stem. If this were attempted, such a bore, which has a substantially non-zero inclination angle with respect to the longitudinal axis of the valve body, would inevitably penetrate either the boundary of the valve stem, or such a bore could not be introduced into the valve disc itself, or, if the angle of inclination with respect to the longitudinal axis is chosen to be sufficiently small, the bore can indeed be introduced into the valve disk, however, then such a cooling channel is substantially parallel to the longitudinal axis of the valve body, whereby in the radial direction along the longitudinal axis itself widening valve disk at the outer areas would hardly or not at all cooled, that is, a release of heat from the valve disk would be able to take place substantially only in a narrow range around the longitudinal axis.

Daher ist die Verbindungsstelle des erfindungsgemässen Gaswechselventils unmittelbar am Übergang zwischen dem eigentlichen Ventilschaft und dem Ventilteller plaziert. Dadurch ist gewährleistet, dass ausgehend von der Verbindungsstelle in den Ventilteller die Ventiltellerkühlung, z.B. in Form von Bohrungen, einbringbar ist, wobei die Bohrungen einen genügend grossen Neigungswinkel aufweisen können, ohne dass die Bohrungen die Wand des Ventilschaftes durchdringen und wobei die Bohrungen gleichzeitig ausreichend tief und unter einem ausreichend grossen Neigungswinkel in Bezug auf die Längsachse des Gaswechselventils in den Ventilteller einbringbar sind.Therefore, the connection point of the gas exchange valve according to the invention is placed directly at the transition between the actual valve stem and the valve disk. This ensures that, starting from the joint in the valve disk, the valve disk cooling, e.g. in the form of holes, can be introduced, wherein the holes can have a sufficiently large angle of inclination, without the holes penetrate the wall of the valve stem and wherein the holes at the same time sufficiently deep and at a sufficiently large inclination angle with respect to the longitudinal axis of the gas exchange valve in the valve disk can be introduced.

Bevorzugt umfasst die Ventiltellerkühlung eine Blindbohrung im Ventilteller. Dabei muss die Ventiltellerkühlung jedoch nicht zwingend nur aus voneinander isolierten Blindbohrungen aufgebaut sein. In speziellen Fällen und je nach Anforderung können ausgehend von der Verbindungsstelle auch ein oder mehrere Bohrungen eingebracht sein, die verschiedene Neigungswinkel aufweisen, so dass sich zwei oder mehrere Bohrungen, d.h. Kühlkanäle kreuzen, und so eine Art Vernetzung der Kühlkanäle vorliegt, somit nicht als reine Blindbohrungen vorliegen.The valve disk cooling preferably comprises a blind bore in the valve disk. However, the valve disk cooling does not necessarily have to be made up of only blind bores isolated from each other. In special cases and as required, one or more bores may also be introduced from the joint, which have different angles of inclination, so that two or more bores, i. Crossing cooling channels, and so there is a kind of networking of the cooling channels, thus not present as pure blind holes.

In einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Gaswechselventils sind zwei Blindbohrungen vorgesehen, die sich in Bezug auf eine Längsachse des Ventilkörpers auf einer gedachten Kegeloberfläche unter einem vorgebbaren Öffnungswinkel in den Ventilteller erstrecken. Dabei ist es selbstverständlich möglich, das mehrere ineinander gesetzte Systeme von Kühlkanälen vorgesehen sind, die in Bezug auf die Längsachse des Ventilkörpers auf einer gedachten Kegeloberfläche, oder jeder anderen geeigneten Geomotrie, z.B. einer Pyramide oder als verästeltes paralleles oder nicht paralleles Kühlsystem, unter jeweils verschiedenen vorgebbaren Öffnungswinkeln sich in den Ventilteller erstrecken. Dabei können die Kühlkanäle z.B. alle als separate Blindbohrungen vorgesehen sein, oder es ist auch möglich, dass in speziellen Fällen zwei oder mehrere Kühlkanäle durch geeignete Wahl der gegenseitigen Neigungswinkel bzw. Orientierung miteinander in Verbindung stehen, so dass eine Vernetzung der Kühlkanäle untereinander vorliegt.In a particularly important embodiment of an inventive gas exchange valve, two blind holes are provided, which extend in relation to a longitudinal axis of the valve body on an imaginary conical surface at a predefinable opening angle in the valve disk. It is of course possible that a plurality of nested systems of cooling channels are provided, with respect to the longitudinal axis of the valve body on an imaginary cone surface, or any other suitable Geomotrie, eg a pyramid or as a ramified parallel or non-parallel cooling system, each under different predefinable opening angles extend into the valve disk. In this case, the cooling channels, for example, all be provided as a separate blind holes, or it is also possible that in special cases two or more cooling channels by a suitable choice of mutual inclination angle or orientation communicate with each other, so that there is a cross-linking of the cooling channels with each other.

Dabei kann das Kühlsystem im Ventilkörper als ein geschlossenes Kühlsystem vorliegen, das zum Beispiel in an sich bekannter Weise ein leicht zu verdampfendes Kühlmittel, wie zum Beispiel Natrium als Kühlmittel enthält, das im Betriebszustand bevorzugt im Bereich des Ventiltellers in der Ventiltellerkühlung zunächst kondensiert, dann durch Wärmeaufnahme verdampft und in die Kühlmittelleitung steigt, um dort wieder zu kondensieren und zur Kühlung wieder in die Ventiltellerkühlung zurückgelangt. Selbstverständlich sind für ein geschlossenes Kühlsystem auch andere Kühlmittel einsetzbar und es sind auch alle anderen, an sich bekannten geschlossenen Kühlmittelkreisläufe in bevorzugten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Gaswechselventils, realisierbar.In this case, the cooling system in the valve body may be present as a closed cooling system, which contains, for example, in a conventional manner an easy to evaporate coolant, such as sodium as a coolant which condenses in the operating condition preferably in the valve head in the Ventililtellerkühlung first, then by Heat absorption evaporates and rises into the coolant line to condense there again and returns to the cooling back into the Ventililtellerkühlung. Of course, other coolants can also be used for a closed cooling system, and all other closed coolant circuits known per se in preferred exemplary embodiments of the gas exchange valve according to the invention can also be realized.

Es versteht sich, dass das Kühlsystem auch ein offenes Kühlsystem sein kann, so dass das Kühlmittel mit einer äusseren Kühlmittelversorgung austauschbar ist. Dabei kommen als Kühlmittel z.B. Wasser oder Öle, Alkohol, Metalle oder andere geeignete Kühlmittel in Frage, die z.B. durch externe Durchflusskühlsysteme, wie geeignete Durchflusskühler gekühlt sein können. In ganz besonderen Fällen können auch Gase als Kühlmittel vorteilhaft zum Einsatz kommen. Dabei ist es möglich, dass als Kühlmittel auch Fluide zum Einsatz kommen, die in der Hubkolbenbrennkraftmaschine ohnehin zur Verfügung stehe, z.B. Schmieröle, die dann zusätzlich die Funktion der Kühlung des Gaswechselventils wahrnehmen. Ausserdem muss im Falle eines offenen Kühlsystems das Kühlmittel nicht unbedingt das Kühlsystem z.B. über einen Durchflusskühler ausserhalb des Kühlsystems geschlossen sein. Es kann sich auch um ein völlig offenes Kühlsystem handeln, bei dem aus einem Vorrat, z.B. aus einem Schmiermittelvorrat, ein Kühlmittel entnommen wird, zur Kühlung durch das Gaswechselventil geleitet wird, und dann einer anderen Aufgabe, z.B. dem Schmieren bestimmter Maschinenteile zugeführt wird.It is understood that the cooling system may also be an open cooling system, so that the coolant is interchangeable with an external coolant supply. Suitable coolants are, for example, water or oils, alcohol, metals or other suitable coolants, which can be cooled, for example, by external flow cooling systems, such as suitable flow coolers. In very special cases, gases can also be used advantageously as coolant. It is possible that fluids are used as a coolant, which is already available in the reciprocating internal combustion engine, for example, lubricating oils, which then additionally perform the function of cooling the gas exchange valve. Furthermore, in the case of an open cooling system, the coolant does not necessarily have to be closed, for example via a flow cooler outside the cooling system. It may also be a fully open cooling system, in which a coolant is removed from a supply, for example from a lubricant reservoir, is passed through the gas exchange valve for cooling, and then another task, eg the lubrication of certain machine parts is supplied.

In ganz speziellen Fällen, in denen besondere Anforderungen an die Kühlung des Gaswechselventils gestellt werden, kann sogar ein geschlossenes und ein offenes Kühlsystem kombiniert sein.In very special cases, where special demands are placed on the cooling of the gas exchange valve, even a closed and an open cooling system can be combined.

Insbesondere wenn es sich um ein offenes Kühlsystem handelt, aber auch bei geschlossenen Kühlsystemen, kann in an sich bekannter Weise im Ventilschaft eine erste Kühlmittelleitung zur Zuführung von Kühlmittel in die Ventiltellerkühlung und eine zweite Kühlmittelleitung zur Ableitung von Kühlmittel aus der Ventiltellerkühlung vorgesehen sein.In particular, if it is an open cooling system, but also with closed cooling systems, can be provided in a conventional manner in the valve stem, a first coolant line for supplying coolant in the Ventililtellerkühlung and a second coolant line for the discharge of coolant from the Ventililtellerkühlung.

Um eine optimale Verbindung der Kühlmittelleitung mit der Ventiltellerkühlung sicherzustellen, kann die Kühlmittelleitung mit der Ventiltellerkühlung mittels eines Verbindungsteils, insbesondere mittels eines wärmebeständigen keramischen Verbindungsrohrs verbunden sein. Eine solche Massnahme ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Ventilteller und der Ventilschaft, nachdem das Kühlsystem in Form der Kühlmittelleitung in den Ventilschaft und in Form der Ventiltellerkühlung in den Ventilteller eingebracht wurde, durch Schmieden, Schweissen, Reibschweissen oder ähnliche Techniken miteinander verbunden werden. Hier besteht nämlich die Gefahr, dass sich bei den Verschweissungsvorgängen Material in die Kühlkanalbohrungen drückt, die die Kühlkanalbohrungen dann ganz oder teilweise verstopfen können. Werden die Kühlkanalbohrungen jedoch durch das Einbringen von z.B. keramischen Röhren zur Durchleitung des Kühlmittels geschützt, so kann das Kühlmittel die entsprechenden Stellen auch nach dem Verschweissen noch ungehindert passieren.In order to ensure an optimal connection of the coolant line with the valve disk cooling, the coolant line can be connected to the valve disk cooling by means of a connecting part, in particular by means of a heat-resistant ceramic connecting tube. Such a measure is particularly advantageous if the valve disk and the valve stem, after the cooling system has been introduced in the form of the coolant line in the valve stem and in the form of Ventililtellerkühlung in the valve disk, are connected to each other by forging, welding, friction welding or similar techniques. In this case, there is the danger that material will press into the cooling channel bores during the welding processes, which may then clog the cooling channel bores completely or partially. However, if the cooling channel bores are replaced by the introduction of e.g. Protected ceramic tubes for the passage of the coolant, so the coolant can pass through the appropriate places even after welding still unhindered.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Gaswechselventils für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, umfassend einen Ventilkörper, der einen Ventilteller und einen Ventilschaft aufweist, wobei der Ventilschaft in axialer Richtung an den Ventilteller angeschlossen wird, und im Ventilkörper ein Kühlsystem zur Aufnahme eines Kühlmittels vorgesehen wird, welches Kühlsystem im Ventilschaft in Form einer Kühlmittelleitung und im Ventilteller als Ventiltellerkühlung ausgestaltet wird. Dabei werden die Kühlmittelleitung und die Ventiltellerkühlung an einer Verbindungsstelle mittels einer mechanischen Verbindung, z.B. durch verschrauben, verschweissen, verlöten oder in jeder anderen geeigneten Art von mechanischer Verbindung, zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilteller derart miteinander in Verbindung gebracht werden, dass das Kühlmittel zwischen der Kühlmittelleitung und der Ventilttellerkühlung im Betriebszustand ausgetauscht wird, wobei im Ventilteller Bohrungen zur Aufnahme von Kühlmittel eingebracht werden.The invention further relates to a method for producing a gas exchange valve for a reciprocating internal combustion engine, comprising a valve body having a valve disk and a valve stem, wherein the valve stem is connected in the axial direction of the valve disk, and in the valve body, a cooling system is provided for receiving a coolant, which cooling system in the valve stem is designed in the form of a coolant line and in the valve disk as valve disk cooling. Here are the Coolant line and the valve disc cooling at a junction by means of a mechanical connection, for example by screwing, welding, soldering or be brought in any other suitable type of mechanical connection, between the valve stem and the valve disc with each other in such a way that the coolant between the coolant line and the Valve plate cooling is replaced in the operating state, wherein bores are introduced for receiving coolant in the valve plate.

Dabei werden die Bohrungen, die als Kühlkanäle ausgelegt werden, von der Verbindungsstelle aus in den Ventilteller unter einem vorgebbaren Winkel eingebracht, wobei die Bohrungen an keiner Stelle eine Aussenwand des Ventiltellers durchdringen, so dass im Ventilteller eine Ventiltellerkühlung hergestellt wird, die ohne weitere Abdichtungsmassnahmen zum Verbrennungsraum hin bereits abgedichtet ist.The bores, which are designed as cooling channels, introduced from the connection point in the valve disk at a predetermined angle, the holes penetrate at no point an outer wall of the valve disk, so that in the valve disk Ventililtellerkühlung is prepared, which without further sealing measures for Combustion chamber is already sealed towards.

Bei einer speziellen Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens werden vor der Herstellung der mechanischen Verbindung vom Ventilschaft mit dem Ventilteller mindestens zwei Blindbohrungen in den Ventilteller eingebracht, die sich in Bezug auf eine Längsachse des Ventilkörpers auf einer gedachten Kegeloberfläche unter einem vorgebbaren Öffnungswinkel in den Ventilteller erstrecken.In a specific embodiment variant of the method according to the invention, at least two blind bores are introduced into the valve disk prior to the production of the mechanical connection from the valve stem to the valve disk, which extend into the valve disk at an imaginary cone angle with respect to a longitudinal axis of the valve body on an imaginary cone surface.

Dabei kann die mechanische Verbindung zwischen Ventilschaft und Ventilteller in an sich bekannter Weise mittels einer Fügetechnik, insbesondere mittels Reibschweissen, lonenschweissen oder Laserschweissen oder mittels einer Schraubverbindung oder Steckverbindung oder einer sonstigen mechanischen kraft- oder formschlüssigen Verbindung hergestellt werden. Das Herstellen einer mechanischen Verbindung zwischen einem Oberteil und eines unteren Teils eines zweigeteilten Ventils ist an sich bekannt und zum Beispiel in der EP 0 971 087 B1 für ein nicht innen gekühltes Ventil, das im Ventilschaft geteilt ist, beschrieben.In this case, the mechanical connection between valve stem and valve disc in a conventional manner by means of a joining technique, in particular by means of friction welding, ion welding or laser welding or by means of a screw or connector or other mechanical non-positive or positive connection can be made. Establishing a mechanical connection between an upper part and a lower part of a two-part valve is known per se and for example in the EP 0 971 087 B1 for a non-internally cooled valve divided in the valve stem.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1: Ein aus dem Stand der Technik bekanntes innengekühltes Gaswechselventil;
Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel eines erfindundungsgemässen Gaswechselventils.

The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.
In a schematic representation:

Fig. 1: An internally cooled gas exchange valve known from the prior art;
Fig. 2: an embodiment of a gas exchange valve according to the invention.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein aus dem Stand der Technik bekanntes einteiliges innengekühltes Gaswechselventil 1'. Zur Abgrenzung des Standes der Technik von der vorliegenden Erfindung, sind die Bezugszeichen in Fig. 1, in der ein bekanntes Ventil 1' dargestellt ist, mit einem Hochkomma versehen, während die Bezugszeichen in Fig. 2, die ein erfindungsgemässes Ventil zeigt, nicht mit einem Hochkomma versehen sind.Fig. 1 shows a schematic representation of a known from the prior art one-piece internally cooled gas exchange valve 1 '. To delineate the prior art of the present invention, the reference numerals in Fig. 1, in which a known valve 1 'is shown, are provided with an apostrophe, while the reference numerals in Fig. 2, showing a valve according to the invention, not with an apostrophe are provided.

Das aus dem Stand der Technik bekannte innengekühlte Gaswechselventil 1' der Figur 1 umfasst einen Ventilkörper 2' mit einem Ventilteller 3' und einem Ventilschaft 4' in einteiliger Ausführung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur die zum Verständnis wesentlichen Teile und Abschnitte des Gaswechselventils 1' dargestellt.The known from the prior art internally cooled gas exchange valve 1 'of Figure 1 comprises a valve body 2' with a valve plate 3 'and a valve stem 4' in one-piece design. For reasons of clarity, only the parts and sections of the gas exchange valve 1 'that are essential for understanding are shown.

Das Gaswechselventil 1' besitzt im Ventilschaft 4' zur Zuführung und/oder Abführung von Kühlmittel eine Kühlmittelleitung 51', die mit einer Ventiltellerkühlung 52' zum Austausch von Kühlmittel verbunden ist. Die Ventiltellerkühlung 52' ist dabei in Form von Bohrungen 52' ausgebildet, die sich auf einer gedachten Kegeloberfläche unter einem vorgebbaren Winkel α' gegen eine Längsachse L' des Ventilschaftes 4' von der Kühlmittelleitung 51' in den Ventilteller 52' erstrecken. Dabei handelt es sich bei den Bohrungen 52' nicht um Blindbohrungen im Sinne der vorliegenden Erfindung, da die Bohrungen 52' von der Unterseite 53' in den Ventilteller 3' eingebracht wurden und somit, wenn keine Abdichtmassnahmen getroffen werden, die Ventiltellerkühlung 52' offene Verbindungen in Form der Bohrungen 52' in den hier nicht gezeigten Brennraum einer Hubkolbenbrennkraftmaschine hat.The gas exchange valve 1 'has in the valve stem 4' for supplying and / or discharge of coolant, a coolant line 51 ', which is connected to a valve plate cooling 52' for the exchange of coolant. The valve plate cooling 52 'is in the form of bores 52' which extend on an imaginary cone surface at a predeterminable angle α 'against a longitudinal axis L' of the valve stem 4 'from the coolant line 51' into the valve plate 52 '. The bores 52 'are not blind bores in the sense of the present invention, since the bores 52' have been introduced into the valve disk 3 'from the underside 53' and thus, if no sealing measures are taken, the valve disk cooling 52 'has open connections has in the form of bores 52 'in the combustion chamber, not shown here, a reciprocating internal combustion engine.

Da selbstverständlich die Ventiltellerkühlung 52' im Betriebszustand der Hubkolbenbrennkraftmaschine keine Verbindung zum Brennraum haben darf, sind die Bohrungen 52' durch Pfropfen 7' verschlossen. Die Pfropfen 7' wurden dabei nach dem Einbringen der Bohrungen 52' in den Ventilteller 3' in die Bohrungen 52' eingebracht. Die Pfropfen 52' bestehen dabei bevorzugt aus geeigneten Metallen oder Legierungen, die zum Beispiel in flüssiger oder plastischer Form in die Bohrungen 52' eingebracht werden und dort zu Pfropfen 7', die die Bohrungen 52' verschliessen, erstarren.Since, of course, the valve plate cooling 52 'may not have any connection to the combustion chamber in the operating state of the reciprocating internal combustion engine, the bores 52' are closed by grafting 7 '. The plugs 7 'were introduced after the introduction of the bores 52' in the valve disk 3 'in the bores 52'. The plugs 52 'are preferably made of suitable metals or alloys, which are introduced, for example, in liquid or plastic form in the holes 52' and solidify there to plug 7 ', which close the holes 52'.

Die Nachteile, die diesem bekannten Stand der Technik eigen sind, wurden eingangs ausführlich diskutiert und brauchen daher an dieser Stelle nicht nochmals wiederholt zu werden.The disadvantages inherent in this known prior art have been discussed in detail at the beginning and therefore need not be repeated again at this point.

In Fig. 2 ist ein für die Praxis besonders wichtiges Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Gaswechselventils dargestellt, das im folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird. Das Gaswechselventil 1 kann insbesondere ein Auslassventil 1 eines Zweitakt Grossdieselmotors sein, z.B. eines Grossdieseelmotors vom Typ MC/MCC-C der Firma MAN B&W oder eines Grossdieselmotors der Firma Wärtsilä vom Typ Sulzer-RTA-Flex oder ein Einlass- oder Auslassventil 1 einer anderen Hubkolbenbrennkraftmaschine, sei es ein Grossmotor oder z.B. ein Motor eines PKW oder eines Lastkraftwagens, entweder ein Diesel, ein Benzin betriebener oder ein Gas betriebener Motor.2 shows a particularly important for practice embodiment of an inventive gas exchange valve is shown, which is referred to in the following entirety by the reference numeral 1. The gas exchange valve 1 may, in particular, be an exhaust valve 1 of a two-stroke large diesel engine, eg a large diesel engine type MC / MCC-C from MAN B & W or a large diesel engine from Wärtsilä of the Sulzer-RTA-Flex type or an intake or exhaust valve 1 from another reciprocating internal combustion engine Be it a large engine or an engine of a car or a truck, either a diesel, a gasoline-powered or a gas-powered engine.

Das erfindungsgemässe innengekühlte Gaswechselventil 1 der Fig. 2 umfasst einen Ventilteller 3 und einen Ventilschaft 4 in zweiteiliger Ausführung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur die zum Verständnis wesentlichen Teile und Abschnitte des Gaswechselventils 1 dargestellt.The inventive internally cooled gas exchange valve 1 of FIG. 2 comprises a valve disk 3 and a valve stem 4 in two-part design. For reasons of clarity, only the parts and sections of the gas exchange valve 1 essential for understanding are shown.

Das Gaswechselventil 1 besitzt im Ventilschaft 4 zur Zuführung und/oder Abführung von Kühlmittel eine Kühlmittelleitung 51, die mit einer Ventiltellerkühlung 52 zum Austausch von Kühlmittel verbunden ist und zusammen das Kühlsystem 5 des Gaswechselwechselventils 1 bilden. Die Ventiltellerkühlung 52 ist dabei in Form von Bohrungen 521 ausgebildet, die sich auf einer gedachten Kegeloberfläche unter einem vorgebbaren Winkel α gegen eine Längsachse L des Ventilkörpers 2, die hier identisch mit der Symmetrieachse des Ventilschaftes 4 ist, von der Kühlmittelleitung 51 in den Ventilteller 3 erstrecken. Dabei handelt es sich im Unterschied zu den Bohrungen 52' des in Fig. 1 dargestellten Standes der Technik, um Blindbohrungen 521 im Sinne der vorliegenden Erfindung, da die Bohrungen 521 nicht von der Unterseite 53 in den Ventilteller 3 eingebracht wurden und somit keine zusätzlichen Abdichtmassnahmen getroffen werden müssen, um zu verhindern, dass offene Verbindungen in den hier nicht gezeigten Brennraum einer Hubkolbenbrennkraftmaschine entstehen. Vielmehr wurden die Bohrungen 521 vor dem Zusammensetzen des Ventilkörpers 2 von der Trennstelle 6 her in den Ventilteller 3 eingebracht, wobei die Bohrungen 521 der Ventiltellerkühlung 52 erfindungsgemäss als Blindbohrungen 521 ausgeführt sind, dass heisst, sie durchstossen an keiner Stelle eine Aussenfläche des Ventiltellers 3, insbesondere nicht die Unterseite 53 des Ventiltellers 3, so dass die Blindbohrungen 521 der Ventiltellerkühlung 52, anders als im Stand der Technik, nicht durch zusätzliche Massnahmen abgedichtet bzw. verschlossen werden müssen.The gas exchange valve 1 has in the valve stem 4 for supplying and / or discharge of coolant, a coolant line 51, which with a Valve cell cooling 52 is connected to the exchange of coolant and together form the cooling system 5 of the gas exchange shuttle valve 1. The valve plate cooling 52 is in the form of holes 521 formed on an imaginary cone surface at a predetermined angle α against a longitudinal axis L of the valve body 2, which is identical to the axis of symmetry of the valve stem 4, from the coolant line 51 into the valve disk third extend. In contrast to the bores 52 'of the prior art shown in FIG. 1, these are blind bores 521 in the sense of the present invention, since the bores 521 were not introduced into the valve disk 3 from the underside 53 and thus no additional sealing measures must be taken to prevent open connections in the combustion chamber, not shown here, a reciprocating internal combustion engine arise. Rather, the bores 521 were introduced prior to assembly of the valve body 2 from the separation point 6 ago in the valve disk 3, wherein the bores 521 of the Ventililtellerkühlung 52 are designed according to the invention as blind holes 521, that is, they pierce at any point an outer surface of the valve disk 3, In particular not the underside 53 of the valve disk 3, so that the blind holes 521 of the valve disk cooling 52, unlike in the prior art, need not be sealed or closed by additional measures.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit erstmals ein zweiteiliges, innen gekühltes Gaswechselventil vorgeschlagen, das einerseits fertigungstechnisch mit wenig Aufwand, und damit besonders wirtschaftlich herstellbar ist und andererseits hervorragende Kühleigenschaften aufweist, sowohl was die Menge an pro Zeiteinheit abführbarer Wärme angeht, als auch was die Symmetrie der Kühlung, insbesondere im Bereich des Ventiltellers, betrifft. Das erfindungsgemässe Gaswechselventil weist dadurch besonders gute mechanische und thermische Eigenschaften auf und ist hervorragend gegen, mechanische, thermische, chemische und korrosive Einwirkungen geschützt, da keine zusätzlichen Dehnungs- oder Anschlussstellen für das Verschliessen der Kühlbohrungen notwendig sind, da das Kühlsystem einfach, ohne weitere Massnahmen zu treffen, aus dem vollen Material des Ventiltellers herausgearbeitet werden kann.Thus, for the first time, a two-part, internally cooled gas exchange valve is proposed by the present invention, which on the one hand production technology with little effort, and thus is particularly economical to produce and on the other hand excellent cooling properties, both in terms of the amount of dissipated heat per unit time, and what the symmetry the cooling, in particular in the region of the valve disk concerns. The inventive gas exchange valve thus has particularly good mechanical and thermal properties and is excellent against, mechanical, thermal, chemical and corrosive effects protected, since no additional expansion or connection points for the closure of the cooling holes are necessary because the cooling system can be easily worked out without further measures, from the full material of the valve disk.

Claims

Gas exchange valve for a reciprocating internal combustion engine, in particular exhaust valve for a two-stroke large diesel engine, comprising a valve body (2) having a valve plate (3) and a valve stem (4), wherein the valve stem (4) in the axial direction of the valve plate (3) adjoins , and in the valve body (2) a cooling system (5) is provided for receiving a coolant, which cooling system (5) in the valve stem (4) in the form of a coolant line (51) and in the valve plate (3) is designed as a valve plate cooling (52), wherein the coolant line (51) and the valve disk cooling (52) communicate with one another at a connection point (6) such that the coolant is exchangeable between the coolant line (51) and the valve plate cooling (52), characterized in that the valve stem (4) is connected by a mechanical connection at the connection point (6) with the valve plate (3).

Gas exchange valve according to claim 1, wherein the valve disc cooling (52) comprises a blind bore (521) in the valve disc (3).

Gas exchange valve according to claim 2, wherein at least two blind bores (521) are provided which extend with respect to a longitudinal axis (L) of the valve body (2) on an imaginary conical surface at a predefinable opening angle (α) in the valve disc (3).

Gas exchange valve according to one of the preceding claims, wherein the cooling system (5) in the valve body (2) is a closed cooling system (5).

Gas exchange system according to one of the preceding claims, wherein the cooling system (5) is an open cooling system (5), so that the coolant with an external coolant supply is interchangeable.

Gas exchange system according to one of the preceding claims, wherein in the valve stem (4) a first coolant line for supplying coolant in the valve plate cooling (52) and a second coolant line for discharging coolant from the valve plate cooling (52) is provided.

Gas exchange valve according to one of the preceding claims, wherein the coolant line (51) and the Ventililtellerkühlung (52) are connected by means of a connecting part, in particular by means of a heat-resistant ceramic connecting tube.

Method for producing a gas exchange valve (1) for a reciprocating internal combustion engine, comprising a valve body (2) which has a valve disk (3) and a valve stem (4), wherein the valve stem (4) is connected in the axial direction to the valve disk (3) and in the valve body (2) a cooling system (5) for receiving a coolant is provided, which cooling system (5) in the valve stem (4) in the form of a coolant line (51) and in the valve plate (3) is designed as a valve plate cooling (52), wherein the coolant line (51) and the valve plate cooling (52) at a connection point (6) by means of a mechanical connection between the valve stem (4) and the valve plate (3) is associated with each other such that the coolant between the coolant line (51) and the Ventilttellerkühlung (52) is replaced in the operating state, characterized in that in the valve plate (3) bores (52, 521) for receiving coolant be introduced.

Method according to claim 8, wherein prior to the production of the mechanical connection of the valve stem (4) and valve disc (3), at least two blind bores (521) are introduced in the valve disc (3), which with respect to a longitudinal axis (L) of the valve body (2 ) extend on an imaginary conical surface at a predefinable opening angle (α) in the valve plate (3).

The method of claim 8 or 9, wherein the mechanical connection between the valve stem (4) and valve disc (3) by means of a joining technique, in particular by friction welding, ion welding or laser welding or by means of a screw or a other mechanical non-positive or positive connection is made.