DE102013223571A1 - Ventil für eine Ventilvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (1), insbesondere für ein Hubkolbenventil, – mit einem Ventilschaft (2), welcher in einer axialen Richtung (A) in einen radial nach außen vom Ventilschaft (2) abstehenden Ventilteller (3) übergeht, – mit einer an einem vom Ventilteller (3) abgewandten axialen Endabschnitt (5) des Ventilschafts (2) angebrachten Ventilkappe (4) aus einem Metall, welche den axialen Endabschnitt (5) des Ventilschafts (2) umhüllt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ventil sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventil. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ventils.
  • Einlassventile von Brennkraftmaschinen ermöglichen das Einbringen von Luft oder eines Luft-Kraftstoffgemisches in die Brennkammer der Brennkraftmaschine und sind während des Betriebs der Brennkraftmaschine gleichermaßen hohen thermischen als auch mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Als besonders verschleißgefährdet gelten dabei Ventilkörper aus leichtgewichtigen Materialien, wie sie in modernen, kraftstoffsparenden Brennkraftmaschinen in zunehmendem Maße zum Einsatz kommen. Geeignete Materialien für solche, gewichtsoptimierte Ventilkörper sind beispielsweise Aluminium oder Titan, welche jedoch nicht die Festigkeit von herkömmlichen Ventilkörpern, etwa aus Stahl, erreichen. Insofern stellt sich bei Einlassventilen mit Ventilkörpern aus Leichtmetall oftmals das Problem einer gegenüber konventionellen Ventilen in nicht unerheblichem Maße herabgesetzten Lebensdauer. Als für einen erhöhten Verschleiß besonders anfällig wird dabei gemeinhin das dem Ventilteller abgewandte axiale Ende eines Ventilschafts des Ventilkörpers angesehen, welches zur Lagerung des gesamten Ventilkörpers am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine dient.
  • Die US 2002/033465 A1 versucht dieser Problematik durch Anbringung einer Ventilkappe aus Kunststoff axial endseitig an einem durch ein Blechformteil gebildeten Ventilkörper entgegenzutreten.
  • Die EP 0911 493 A2 beschreibt ein Ventil mit einem Ventilteller und einem hohlförmigen Ventilschaft, wobei auf letzterem axial endseitig eine Ventilkappe aufgeschweißt ist.
  • Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein Ventil mit erhöhter Verschleißbeständigkeit zu schaffen. Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventil bereitzustellen. Eine dritte Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Brennkraftmaschine bereitzustellen. Schließlich stellt sich die Erfindung die vierte Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Ventils anzugeben.
  • Die genannten Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundgedanke der Erfindung ist demnach, ein Ventil mit einem Ventilschaft, welcher in einer axialen Richtung in einen radial nach außen vom Ventilschaft abstehenden Ventilteller übergeht, mit einer am Ventilschaft axial endseitig angebrachten Ventilkappe aus einem Metall zu versehen, und zwar derart, dass diese den dem Ventilteller gegenüberliegenden axialen Endabschnitt des Ventilschafts mindestens teilweise umhüllt und dabei die vom Ventilteller abgewandte Stirnseite des Ventilschafts abdeckt. Eine derart ausgebildete Kappe folgt dem Wirkprinzip einer Schutzkappe, welche die im Betrieb in besonderem Maße starken thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzten Bereiche des Ventilschafts vor übermäßigem Verschleiß zu schützen vermag. Um zu verhindern dass der Ventilschaft beim Aufbringen der Ventilkappe auf unerwünschte Weise verformt wird, kann dieser zumindest im Bereich der Ventilkappe hohlraumfrei, also massiv, ausgebildet sein.
  • Ein besonders guter Schutz vor Verschleiß wird erzielt, wenn die Ventilkappe den axialen Endabschnitt vollständig umhüllt.
  • Für einen dauerhaften Verschleißschutz ist es erforderlich, besagte Schutzkappe mechanisch hochstabil am Ventilschaft zu befestigen. Hierzu empfiehlt es sich, die Ventilkappe sowie den betroffenen axialen Endabschnitt des Ventilschafts derart auszugestalten, dass eine Clipverbindung gebildet wird. Eine solche Clipverbindung erlaubt eine fertigungstechnisch vorteilhafte Herstellung der Ventilkappe, indem deren geometrische Form durch einen plastischen Formgebungsprozess direkt am Ventilschaft erzeugt wird. Hierzu ist es denkbar, als Ausgangsbauteil ein Blechteil heranzuziehen, aus welchem durch plastisches Rollen auf den axialen Endabschnitt des Ventilschafts in einem einfachen Prozessschritt die gewünschte Ventilkappe hergestellt wird.
  • Eine besonders vorteilhafte Fügeverbindung ergibt sich, wenn die Ventilkappe durch ein elektromagnetisches Pulsverfahren umgeformt wird, so dass sich eine Clipverbindung zwischen Kappe und Ventilschaft direkt auf dem Bauteil ergibt. Eine derartige Clipverbindung ist besonders kostengünstig herzustellen. Beim elektromagnetischen Pulsverfahren werden elektromagnetische Effekte ausgenutzt, um für einen kurzen Zeitraum eine impulsartige Umfromkraft zu erzeugen, die das Metall der Ventilkappe dauerhaft plastisch umformt und somit eine feste Verbindung mit dem Ventilschaft erzeugt. Mittels des elektromagnetischen Pulsverfahrens kann eine zumindest lokale Verschweißung der Ventilkappe mit dem Schaftende erreicht und somit eine besonders feste und vorteilhafte Fügeverbindung hergestellt werden. Mittels eines solchen Fügeverfahrens lassen sich somit auch sonst nur schwer miteinander verschweißbare Stahl- und Leichtmetall-Werkstoffe miteinander verbinden.
  • Eine besonders leistungsfähige Clipverbindung ergibt sich, wenn auf einer Mantelfläche des axialen Endabschnitts wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Umfangsnut vorgesehen wird, in welche die Ventilkappe nach deren Aufbringen auf dem Ventilschaft endseitig eingreifen kann. Hinsichtlich der konkreten geometrischen Ausgestaltung dieser Umfangsnut eröffnen sich für den Fachmann verschiedene Optionen, so beispielsweise die Realisierung einer vollumfänglichen Umfangsnut oder aber, alternativ dazu, einer Umfangsnut, welche sich nur abschnittsweise entlang der Umfangsrichtung erstreckt.
  • Als besonders zweckmäßig für den Eingriff in eine am Ventilschaft vorgesehene Umfangsnut erweist sich eine topfartige Ausführung der Ventilkappe mit einem Topfboden und einer integral an diesem ausgeformten Topfwand. Zur Ausbildung besagter Clipverbindung mit dem Ventilschaft empfiehlt es sich in diesem Fall, am Ventilschaft eine komplementär zu Umfangsnut ausgebildete Erhebung vorzusehen, die in einem am Ventilschaft montierten Zustand der Ventilkappe in die wenigstens eine Umfangsnut eingreift. Diese mag etwa an einer radial innen liegenden Innenseite der Topfwand vorgesehen sein und sich entlang der Umfangsrichtung des Ventilschafts erstrecken.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Clipverbindung, welche eine besonders stabile Fixierung der Ventilkappe am Ventilschaft ermöglicht, lässt sich mit Hilfe gleich zweier, am Ventilschaft axial beabstandet zueinander angeordneter Umfangsnuten realisieren. Entsprechend sind an der Ventilkappe dann zwei zu den beiden Umfangsnuten komplementäre Erhebungen anzubringen.
  • Die Clipverbindung kann dabei derart ausgeführt sein, das der Endabschnitt des Ventilschafts vollständig von der Ventilkappe umhüllt wird oder, alternativ dazu, in Form mindestens dreier einzelner Laschen realisiert ist, die den besagten Endabschnitt nur teilweise umhüllen. Durch die Verwendung mindestens dreier einzelnen Laschen lässt sich die Herstellung der Clipverbindung in erheblichem Maße vereinfachen. Demgegenüber gestattet eine vollständig umhüllende Clipverbindung eine mechanisch besonders stabile Befestigung der Kappe am Schaft. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn durch die Ventilkappe ein Rollenstößel eines Ventiltriebs seitlich geführt werden soll.
  • Alternativ oder zusätzlich bietet es sich an, die Ventilkappe mit einer von der Innenseite der Topfwand radial nach innen abstehenden Befestigungslasche auszustatten, die in eine auf der Mantelfläche des Ventilschafts vorgesehene Aufnahmenut eingreifen kann.
  • Ein besonders leichtgewichtiger Aufbau, wie er für die Verwendung in besonders kraftstoffsparenden Brennkraftmaschinen angestrebt wird, ergibt sich, wenn Ventilschaft und Ventilteller aus Aluminium, aus Titan, aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Titanlegierung hergestellt werden.
  • Eine hohe Verschleißbeständigkeit für die Ventilkappe ergibt sich entsprechend, wenn als Metall für die Ventilkappe ein Vergütungsstahl, insbesondere C45 oder 42CrMo4, gewählt wird.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ventilvorrichtung, insbesondere ein Hubkolbenventil, mit einem Ventilsitz und einem verstellbar am Ventilsitz gelagerten Ventil mit einem oder mehreren der vorangehend genannten Merkmale.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer solchen Ventilvorrichtung.
  • Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Herstellen eines Ventils mit einem oder mehreren der vorangehend genannten Merkmale. Gemäß dem Verfahren wird die Ventilkappe zunächst auf den Endabschnitt des Ventilschafts aufgesetzt und anschließend mittels eines elektromagnetischen Pulsverfahrens derart umgeformt, dass sich auf der Innenseite der Topfwand mindestens eine Erhebung bildet, die in eine komplementäre, am Ventilschaft vorgesehene Umfangsnut eingreift.
  • Vorzugsweise erfolgt die Anwendung des elektromagnetischen Pulsverfahrens derart, dass zumindest teilweise eine Verschweißung zwischen Ventilkappe und Mantelfläche entsteht.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
  • 1 ein Beispiel eines Ventil für ein Hubkolbenventil in einem Längsschnitt,
  • 2 eine Detailansicht der 1 in einer abgeschnittenen Draufsicht,
  • 3 eine erste Variante des Beispiels der 1,
  • 4 eine zweite Variante des Beispiels der 2,
  • 5 eine dritte Variante des Beispiels der 1 in einer abgeschnittenen Draufsicht.
  • 1 illustriert in einem Längsschnitt ein Ventil 1 mit einem Ventilschaft 2, welcher in einer axialen Richtung A in einen radial nach außen vom Ventilschaft 2 abstehenden Ventilteller 3 übergeht. Am Ventilschaft 2 ist eine Ventilkappe 4 aus einem Stahlwerkstoff wie etwa C45, 42CrMo4 oder einem vergleichbaren Vergütungsstahl angebracht. Alternativ dazu kann aber auch ein anderes geeignetes Metall gewählt werden. Die Ventilkappe 2 umhüllt einen dem Ventilteller 3 gegenüberliegenden axialen Endabschnitt 5 des Ventilschafts 2 und deckt die vom Ventilteller 3 abgewandte Stirnseite 13 des Ventilschafts 2 ab. Der Kappendurchmesser der Ventilkappe 4 kann dabei wahlweise kleiner oder größer gewählt werden als der Schaftdurchmesser des Ventilschafts 2. Insbesondere kann der Schaftdurchmesser des Ventilschafts 2 im Bereich des axialen Endabschnitts 5 um einen Betrag reduziert sein, welcher einer Wandstärke der Topfwand 9 der Ventilkappe 4 entspricht. Die Außenseite der Topfwand 9 fluchtet in diesem Fall mit der Außenseite des Ventilschafts 2 in dessen zum axialen Endabschnitt 5 komplementären axialen Bereich.
  • 2 zeigt nun eine Detailansicht des Ventilschafts 2 einschließlich der Ventilkappe 4 im Bereich des axialen Endabschnitts 5. Die Ventilkappe 4 besitzt einen Topfboden 8, der in axialer Richtung A in die Topfwand 9 übergeht, und wirkt auf den in besonderem Maße verschleißgefährdeten axialen Endabschnitt 5 des Ventilschafts 2 in der Art einer Schutzkappe.
  • Ein besonders leichtgewichtiger Aufbau, wie er für die Verwendung in besonders kraftstoffsparenden Brennkraftmaschinen angestrebt wird, ergibt sich, wenn Ventilschaft 2 und Ventilteller 3 wenigstens teilweise aus Aluminium, aus Titan, aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Titanlegierung hergestellt sind. Der Ventilschaft kann dabei bevorzugt folgende Materialien enthalten: Silizium mit einem Volumenanteil von 23% bis 27%, Eisen mit einem Volumenanteil von 3% bis 4%, Nickel mit einem Volumenanteil von 2,5% bis 3,5 %, Magnesium mit einem Volumenanteil von 0,3 bis 0,7%, Mangan mit einem Volumenanteil von 0,3 bis 0,7%, Titan mit einem Volumenanteil von maximal 0,5%, Zirkonium mit einem Volumenanteil von maximal 0,5%, und Chrom mit einem Volumenanteil von maximal 0,5%. Für den verbleibenden Vol.-% Anteil wird Aluminium verwendet.
  • Eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit für die Ventilkappe 4 wird demgegenüber erzielt, wenn als Metall der Ventilkappe 4 C45, 52CrMo4 oder ein vergleichbarer Vergütungsstahl gewählt wird.
  • Um zu verhindern dass der Ventilschaft 2 beim Aufbringen der Ventilkappe 4 auf unerwünschte Weise verformt wird, kann dieser vorzugsweise zumindest im Bereich des axialen Endabschnitts 5 hohlraumfrei, also massiv ausgebildet werden.
  • Die Ventilkappe 4 und der axiale Endabschnitt 5 sind nun derart ausgestaltet, dass die Ventilkappe 4 mittels einer Clipverbindung am axialen Endabschnitt 5 des Ventilschafts 2 befestigt werden kann. Eine solche Clipverbindung gestattet neben einer dauerhaften Fixierung der Ventilkappe 4 am Ventilschaft 2 auch ein fertigungstechnisch vorteilhaftes Herstellungsverfahren der Ventilkappe 4 durch plastisches Ausformen der Ventilkappe 4 aus einem Rohling, etwa in Gestalt eines Blechteils, direkt am Ventilschaft 2.
  • Zur Ausbildung besagter Clipverbindung ist auf der Mantelfläche 6 des axialen Endabschnitts 5 eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Umfangsnut 7 vorgesehen, in welche die Ventilkappe 4 nach deren Aufschieben auf den Ventilschaft 2 eingreifen kann. Hierzu ist an einer Innenseite 11 der Topfwand 9 eine komplementär zur Umfangsnut 7 gestaltete Erhebung 10 vorgesehen, die sich entlang der Umfangsrichtung der Ventilkappe 4 erstreckt. Sowohl die Umfangsnut 7 als auch die Erhebung 10 können jeweils vollumfänglich oder, alternativ dazu, nur abschnittsweise entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sein.
  • 3 illustriert nunmehr eine Variante der Clipverbindung, welche eine besonders stabile Fixierung der Ventilkappe 4 am Ventilschaft 2 erlaubt. Dies geschieht mit Hilfe zweier, am Ventilschaft 2 in axialer Richtung A beabstandet zueinander angeordneter Umfangsnuten 7a, 7b, in welche zwei an der Ventilkappe 4 vorgesehene, ebenfalls axial im Abstand zueinander platzierte Erhebungen 10a, 10b eingreifen. Selbstverständlich kann die in 2 gezeigte Ventilkappe 4 mit einer einzigen Erhebung 10 auch mit dem in 3 gezeigten Ventilschaft 2 mit zwei Umfangsnuten 7a, 7b kombiniert werden.
  • 4 zeigt eine Variante, bei welcher die Ventilkappe 4 mit einer von der Innenseite 11 der Topfwand 9 radial nach innen abstehenden Befestigungslasche 12 versehen ist, die in eine auf der Mantelfläche 6 des Ventilschaft 2 vorgesehene, komplementäre Aufnahmenut 7c eingreift.
  • 5 zeigt schließlich eine Variante, bei welcher die Ventilkappe 4 die vom Ventilteller 3 abgewandte Stirnseite 13 des Ventilschafts 2 abdeckt und der Endabschnitt 5 nur teilweise von drei Befestigungsclips 14 umhüllt wird, die die Ventilkappe 4 auf dem Ventilschaft 2 fixieren. Dabei greifen die Befestigungsclips 14 jeweils in eine am Ventilschaft 2 vorgesehene, komplementäre Aufnahmenut 7 ein und fixieren so die Ventilkappe 4.
  • Zur Herstellung der vorangehend erörterten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Ventils 1 kann auch ein sog. elektromagnetisches Pulsverfahren zum Einsatz kommen. Im Zuge dieses Verfahrens wird zunächst die Ventilkappe 4 auf den axialen Endabschnitt 5 des Ventilschafts 2 aufgesetzt und anschließend mittels eines dem Fachmann im Bereich Werkstoffkunde geläufigen elektromagnetischen Pulsverfahrens derart umgeformt, dass sich mindestens eine Erhebung 10, 10a, 10b bildet, die in mindestens eine am Ventilschaft 2 vorgesehene Umfangsnut 7, 7a, 7b eingreift.
  • Vorzugsweise erfolgt die Anwendung des elektromagnetischen Pulsverfahrens derart, dass zumindest teilweise eine Verschweißung zwischen Ventilkappe 4 und Mantelfläche des Ventilschafts 2 ausgebildet wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2002/033465 A1 [0003]
    • EP 0911493 A2 [0004]

Claims (13)

  1. Ventil (1), insbesondere für ein Hubkolbenventil, – mit einem Ventilschaft (2), welcher in einer axialen Richtung (A) in einen radial nach außen vom Ventilschaft (2) abstehenden Ventilteller (3) übergeht, – mit einer an einem vom Ventilteller (3) abgewandten axialen Endabschnitt (5) des Ventilschafts (2) angebrachten Ventilkappe (4) aus Metall, welche eine vom Ventilteller (3) abgewandte Stirnseite (13) des Ventilschafts abdeckt und den axialen Endabschnitt (5) des Ventilschafts (2) mindestens teilweise umhüllt.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Ventilkappe (4) den axialen Endabschnitt (5) vollständig umhüllt.
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Ventilkappe (4) mittels einer Clipverbindung am axialen Endabschnitt (5) des Ventilschafts (2) befestigt ist.
  4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Mantelfläche (6) des axialen Endabschnitts (5) wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Umfangsnut (7, 7a, 7b) vorgesehen ist.
  5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ventilkappe (4) topfartig mit einem Topfboden (8) und einer integral an diesem ausgeformten Topfwand (9) ausgebildet ist, – an einer radial innen liegenden Innenseite (11) der Topfwand (9) wenigstens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende und komplementär zur am Ventilschaft (2) vorgesehenen Umfangsnut (7, 7a, 7b) ausgebildete Erhebung (11, 11a, 11b) vorgesehen ist, die in einem am Ventilschaft (2) montierten Zustand der Ventilkappe (4) in die wenigstens eine Umfangsnut (7, 7a, 7b) eingreift.
  6. Ventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umfangsnut (7, 7a, 7b) vollumfänglich oder abschnittsweise entlang der Umfangsrichtung der Mantelfläche (6) des Ventilschafts (2) erstreckt.
  7. Ventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche (6) des Ventilschafts (2) axial beabstandet zwei Umfangsnuten (7a, 7b) vorgesehen sind und/oder auf der Innenseite (11) der Topfwand (9) axial beabstandet zwei Erhebungen (11a, 11b) vorgesehen sind.
  8. Ventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkappe (4) eine von der Innenseite (11) der Topfwand (9) radial nach innen abstehenden Befestigungslasche (12) umfasst, die in eine auf der Mantelfläche (6) des Ventilschafts (2) vorgesehene Aufnahmenut (10c) eingreift.
  9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass Ventilschaft (2) und Ventilteller (3) wenigstens teilweise aus Aluminium, aus Titan, aus einer Aluminiumlegierung oder aus einer Titanlegierung hergestellt sind.
  10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall der Ventilkappe (4) einen Vergütungsstahl, insbesondere C45 oder 42CrMo4, umfasst.
  11. Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Ventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Verfahren zum Herstellen eines Ventils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkappe (4) auf den Endabschnitt (5) aufgesetzt wird und mittels eines elektromagnetischen Pulsverfahrens derart umgeformt wird, dass sich auf der Innenseite (11) der Topfwand (9) mindestens eine Erhebung (10, 10a, 10b) bildet, die in eine komplementäre, am Ventilschaft (2) vorgesehene Umfangsnut (7, 7a, 7b) eingreift.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines elektromagnetischen Pulsverfahrens zumindest teilweise eine Verschweißung zwischen Ventilkappe (4) und der Mantelfläche (6) ausgebildet wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111980775A (zh) * 2019-05-23 2020-11-24 马勒国际有限公司 气体交换阀

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019207267A1 (de) * 2019-05-17 2020-11-19 Mahle International Gmbh Gaswechselventil für eine Brennkraftmaschine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1826542A (en) * 1922-05-12 1931-10-06 Rich Tool Company Poppet valve and process of making same
US3073294A (en) * 1959-07-02 1963-01-15 Eaton Mfg Co Aluminum valve
DE2827271A1 (de) * 1977-06-22 1979-01-18 Honda Motor Co Ltd Herstellungsverfahren fuer geschweisste ventilkegel
JPS62240408A (ja) * 1986-04-10 1987-10-21 Honda Motor Co Ltd バルブ装置
DE69208826T2 (de) * 1991-11-18 1996-10-31 Sumitomo Light Metal Ind Verfahren zur Herstellung eines Einlass- oder Auslassventiles für eine Brennkraftmaschine
EP0911493A2 (de) 1997-10-21 1999-04-28 Eaton Corporation Verbesserte Spitzengestaltung in einem ultraleichten Brennkraftmaschinenventil
US20020033465A1 (en) 2000-09-19 2002-03-21 Akiyoshi Mori Poppet valve and a method of manufacturing the same
DE102010034617A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Komponenten eines Wälzlagers

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2403926A (en) * 1942-01-24 1946-07-16 Thompson Prod Inc Sheathed valve
US2426438A (en) * 1944-03-01 1947-08-26 Fairchild Engine & Airplane Engine cylinder construction
US2431853A (en) * 1945-12-29 1947-12-02 Thompson Prod Inc Method of making composite poppet valves
US3275426A (en) * 1963-04-17 1966-09-27 Eaton Yale & Towne Wear resistant coating composition on a valve for internal combution engine
US3227544A (en) * 1963-04-17 1966-01-04 Eaton Mfg Co Powder metal alloy composition and method for forming wear resistant coatings therewith
US4515343A (en) * 1983-03-28 1985-05-07 Fev Forschungsgesellschaft fur Energietechnik und ver Brennungsmotoren mbH Arrangement for electromagnetically operated actuators
JPH089965B2 (ja) * 1986-07-03 1996-01-31 住友電気工業株式会社 内燃機関用バルブ
US4867116A (en) * 1988-05-23 1989-09-19 Inco Alloys International, Inc. Aircraft exhaust valves
US5169460A (en) * 1990-01-18 1992-12-08 Mitsubishi Materials Corporation Engine valve of titanium alloy
JP2791963B2 (ja) * 1991-08-02 1998-08-27 フジオーゼックス株式会社 内燃機関用吸排気弁
JP3208508B2 (ja) * 1992-10-21 2001-09-17 フジオーゼックス株式会社 内燃機関用バルブ
JPH06212328A (ja) * 1993-01-14 1994-08-02 Toyota Motor Corp 高耐熱・高剛性・低熱膨張アルミニウム基複合材料
JPH06228697A (ja) * 1993-01-29 1994-08-16 Mitsubishi Materials Corp 高温特性のすぐれた急冷凝固Al合金
US8234788B2 (en) * 2008-05-13 2012-08-07 GM Global Technology Operations LLC Method of making titanium-based automotive engine valves
JP2010096172A (ja) * 2008-09-16 2010-04-30 Kubota Corp エンジンの調整装置
DE102012217456A1 (de) 2012-09-26 2014-03-27 Mahle International Gmbh Nockenwelle für eine Brennkraftmaschine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1826542A (en) * 1922-05-12 1931-10-06 Rich Tool Company Poppet valve and process of making same
US3073294A (en) * 1959-07-02 1963-01-15 Eaton Mfg Co Aluminum valve
DE2827271A1 (de) * 1977-06-22 1979-01-18 Honda Motor Co Ltd Herstellungsverfahren fuer geschweisste ventilkegel
JPS62240408A (ja) * 1986-04-10 1987-10-21 Honda Motor Co Ltd バルブ装置
DE69208826T2 (de) * 1991-11-18 1996-10-31 Sumitomo Light Metal Ind Verfahren zur Herstellung eines Einlass- oder Auslassventiles für eine Brennkraftmaschine
EP0911493A2 (de) 1997-10-21 1999-04-28 Eaton Corporation Verbesserte Spitzengestaltung in einem ultraleichten Brennkraftmaschinenventil
US20020033465A1 (en) 2000-09-19 2002-03-21 Akiyoshi Mori Poppet valve and a method of manufacturing the same
DE102010034617A1 (de) * 2010-08-18 2012-02-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Komponenten eines Wälzlagers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dr.-Ing. Ralph Schäfer, Dr.-Ing. Pablo Pasquale: In: PSTproducts. Alzenau: Die Elektromagnetische Puls Technologie im industriellen Einsatz. 2009. - Firmenschrift. www.pstproducts.com [abgerufen am 27.03.2014] *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111980775A (zh) * 2019-05-23 2020-11-24 马勒国际有限公司 气体交换阀

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Publication number Publication date
JP2015098871A (ja) 2015-05-28
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US20150136060A1 (en) 2015-05-21

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