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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tellerventil wie es von Verbrennungsmotoren bekannt ist. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Tellerventil mit einem Kupfer-oder Aluminiumkern. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Hohlventil bzw. ein Hohlventilrohling. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser Bauteile.
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Herkömmlich werden Tellerventile aus einem Material durch unterschiedliche Verfahren hergestellt. Für Auslassventile von Hochleistungsmotoren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Hohlventile mit einer teilweisen Natriumfüllung zu verwenden, die im Betrieb flüssig wird und durch eine sogenannte Shaker-Kühlung einen Ventilkopf besser kühlen kann. Die Shaker-Kühlung bewegt flüssiges Natrium von einem Hohlraum im Ventilkopf zu einem Hohlraum in Ventilschaft, wobei ebenfalls eine im Ventilkopf aufgenommene Wärmemenge in den Ventilschaft transportiert wird. Der Ventilschaft wird durch einen Kontakt mit einem wassergekühlten Zylinderkopf gekühlt. Dies stellt eine erzwungene Konvektion bei jedem Öffnen und Schließen des Ventils dar. Da der Wärmetransport nur alle zwei Kurbelwellen-Umdrehungen stattfindet und auch von einer Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit des Ventils abhängt, wäre auch hier ein weniger drehzahlabhängiges Kühlsystem wünschenswert.
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Es ist wünschenswert ein Verfahren zur Verfügung zu haben, das es gestattet, ein Hohlraumventil herzustellen, das ohne Materialübergänge auskommt, bzw. das an den gefährdeten Stellen wie dem Ventilsitz, dem Ventilkopf oder dem Ventilhals keine Fügestellen aufweist und trotzdem einen relativ großen Hohlraum im Ventilkopf aufweist.
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Es ist zudem wünschenswert, ein Ventil zur Verfügung zu haben, welches insbesondere bei geringen Drehzahlen eine bessere Kühlwirkung aufweist als ein herkömmliches innengekühltes Ventil, dessen Shaker-Kühlung bei diesen Drehzahlen noch nicht funktioniert.
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Es ist weiterhin wünschenswert, ein Tellerventil mit verbesserten Eigenschaften zur Verfügung zu haben, das mit herkömmlichen Maschinen bzw. Verfahren hergestellt werden kann.
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Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Ventil mit einem Kern bereitgestellt, das einen Ventilschaft und einen Ventilkopf umfasst. Der Kern erstreckt sich dabei von einem Schaftende bis in den Ventilkopf hinein. Der Ventilkopf und mindestens ein unterer Teil des Ventilschafts sind dabei aus einem Stahlmaterial hergestellt, das den Kern in diesem Bereich integral und nahtlos einschließt. Erfindungsgemäß gibt es bei dem Ventil im Bereich des unteren Schafts und des Ventilkopfes keine Naht und keine Verbindungsstelle, die die Struktur des Ventils schwächen könnten. Die vorliegende Konstruktion ermöglicht es, den Ventilkopf und wahlweise den gesamten Schaft oder mindestens einen unteren Teil des Ventilschafts integral und nahtlos aus einem Stahlmaterial herzustellen, ohne dass die Materialeigenschaften durch irgendwelche Verbindungsstellen beeinträchtigt werden könnten. Der Kern weist ein gut wärmeleitfähiges Material auf oder besteht sogar daraus.
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In dieser Ausführung liegt anstelle eines sich hin und her, bzw. auf und ab, bewegenden flüssigen Kühlmittels in einem Hohlraum ein festes Material vor, das eine Kühlung allein durch einen hervorragenden Wärmeleitwert erreicht. Der Begriff „Kern aus einem gut wärmeleitfähigen Material“ bezieht sich hier auf Materialien mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 200 Watt pro Meter Kelvin W/(Km) bzw. (Km/W)-1, bevorzugt 300 W/Km, und weiter bevorzugt 400W/Km. Damit sollte der Begriff „gute Wärmeleitfähigkeit“ hinreichend klar definiert sein.
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Dies hat den Vorteil, dass der Wärmetransport lediglich von dem Temperaturunterscheid, dem Material und der Form des Material mit einem guten Wärmeleitwert abhängt und nicht mehr davon, ob das Natrium einer herkömmlichen Shaker-Kühlung bereits geschmolzen ist, der Motor eine notwendige Mindest-Drehzahl erreicht hat, um das Natrium in dem Ventilschaft hin und her zu bewegen und ebenfalls völlig unabhängig von einer Länge des Ventilschafts eingesetzt werden kann. Durch das vorliegende Ventil kann drehzahlunabhängig immer eine gewisse Mindestkühlleistung unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand eines Verbrennungsmotors erreicht werden. Die erfindungsgemäßen Ventile eignen sich insbesondere für Verbrennungsmotoren mit geringer Drehzahl und langen Ventilschäften, wie beispielsweise Schiffsdieseln und andere langsam laufende Verbrennungsmotoren.
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In einer beispielhaften Ausführungsform des Ventils mit Kern ist der Kern als Kupfer- und/oder Aluminiumkern ausgeführt. Es sind ebenfalls Verbundkerne aus Kupfer und Aluminium möglich. Prinzipiell kann es auch vorgesehen sein, einen Silberkern zu verwenden, da dieser einen noch besseren Wärmeleitwert als Kupfer aufweisen würde.
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Bei einer weiteren beispielhaften Ausführung des Ventils mit Kern liegt der Kern an einem Ventilschaftende frei. Dies wird durch ein Abtrennen eines Endes des Ventilschafts bei der Herstellung erreicht und ist möglich, da das Material des Kerns bei den Auslegungsbetriebstemperaturen des Ventils nicht flüssig ist. Das Ventil wird durch Kegelstücke gehalten und durch einen Druck auf eine Ventilschaftendfläche betätigt, wobei es für den Betrieb relativ unerheblich ist, ob die gesamte Ventilschaftendfläche belastet wird oder nur ein ringförmiger Bereich. Die höchsten Lasten treten an einem Ventil an der Dichtfläche auf, während die Betätigungskräfte eher gering sind.
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Eine andere Ausführungsform des Ventils mit Kern umfasst einen Ventilschaft, dessen oberer Teil aus einem anderen Stahlmaterial als der Ventilkopf und mindestens der untere Teil des Ventilschafts gefertigt ist. Dies kann ermöglichen, ein Material mit höherem Wärmeleitwert zu verwenden, um einen verbesserten Wärmeübertrag über die Ventilführung auf einen Zylinderkopf zu erreichen. Es ist ebenfalls möglich, gerade im Bereich des oberen Ventilschafts ein leichter zu bearbeitendes Material zu verwenden, um einen bei der Herstellung notwendigen Umformprozess zu vereinfachen.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines innengekühlten Ventils bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei ein Bereitstellen eines Halbfabrikats, das einen Kern aus einem gut wärmeleitfähigen Material umfasst, der allseitig von mindestens einem Stahlmaterial umgeben ist, sowie Umformen oder Umformen und spanend Bearbeiten des Halbfabrikats zu einem Tellerventil.
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Der Begriff Tellerventil wird hier ebenfalls für einen Tellerventilrohling, ein Tellerventilhalbfabrikat oder dergleichen verwendet, wobei das Tellerventil bereits nahe seiner endgültigen Form umgeformt ist, jedoch noch weitere Arbeitsschritte wie Schleifen, Polieren, Härten, Panzern einer Ventildichtfläche, Anbringen von Rillen am Schaftende und Ablängen des Schafendes und dergleichen erfordern kann, bevor es in einem Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann.
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Bei einer beispielhaften Ausführung des Verfahrens ist der Kern des Halbfabrikats aus einem gut wärmeleitfähigen Material als Kupfer- und/oder Aluminiumkern ausgeführt. Es ist ebenfalls möglich, Silber oder Gold einzusetzen. Die Begriffe Kupferkern und Aluminiumkern betreffen hierbei auch Kupfer- und Aluminiumlegierungen, die einen ähnlich hohen Wärmeleitwert wie reines Kupfer oder Aluminium aufweisen.
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Es ist ebenfalls vorgesehen, einen Kern zu verwenden, der weiter ein Diamantpulver enthält. Diamant weist mit 1000 bis 2500W/(Km) einen weit höheren Wärmeleitwert als Aluminium oder Kupfer auf, würde sich als einzelnes Bauteil aber nicht für die Herstellung eignen. Mit einem Diamantpulver in einer Silber-, Kupfer oder Aluminium-Matrix lässt sich die Leitfähigkeit eines solchen Kerns beträchtlich steigern. Durch die Pulverform kann der Kern bei dem erfindungsgemäßen Umformverfahren ebenfalls noch umgeformt werden. Da die Größe und Qualität des Diamantpulvers bzw. Diamantstaubs dabei vermutlich von untergeordneter Rolle ist, kann hier auch Schleifstaub von Diamantschleifereien eingesetzt werden. Es bietet sich an, einen Kern mit Diamantstaub oder Diamantgries durch ein pulvermetallurgisches Verfahren herzustellen, wobei der Diamantgries und das Material des Kerns vor einem Sintern zusammengerieselt werden. Es kann sich als vorteilhaft erweisen, mit Nickel, Kupfer, Silber, Aluminium oder Titan beschichtetes monokristallines Industriediamantpulver zu verwenden, um gute Wärmebrücken zwischen der Matrix und den Diamanten zu erreichen.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses weiter ein Herstellen des Halbfabrikats als Teil dessen Bereitstellung und vor dessen Umformung.
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In einer Ausführungsform wird das Halbfabrikat hergestellt, in dem ein Kupfer- oder Aluminiumkern in einen Stahlbecher eingesetzt wird, welcher in einem anschließenden Schritt durch einen Deckel oder durch Umformen verschlossen wird. Der Deckel kann dabei auf den Becher aufgesetzt werden oder in den Becher eingesetzt werden. Eine Verbindung zwischen dem Deckel und dem Becher sollte dabei sehr stabil sein. Der Becher und der Deckel können aus einem gleichen Material mit einer gleichen Materialzusammensetzung bestehen.
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Bei einer beispielhaften Ausführung des Verfahrens ist der Deckel scheibenförmig. Hier kann der Deckel wie bei einer Dose auf den Becher gesetzt werden. Es ist mit einem scheibenförmigen Deckel auch möglich, den Deckel in den Becher einzusetzen und beispielsweise einen Kern in dem Becher zu verdichten und anschließend den Deckel mit dem Becher zu verbinden.
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Bei einer zusätzlichen Ausführung des Verfahrens ist der Deckel ebenfalls becherförmig ausgeführt. Dies kann verwendet werden, um genau zu bestimmen, inwieweit zwei verschiedene Materialien des Bechers und des Deckels sich entlang des Schaftes erstecken sollen. Es ist ebenfalls vorgesehen, einen nicht zylindrischen Kern zusammen mit zwei Bechern unterschiedlicher Außendurchmesser zu verwenden. Zudem ist vorgesehen, dass eine Becherrandendfläche nicht senkrecht zu einer Becheraxialachse verläuft.
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Es ist vorgesehen, rotationssymmetrische Becher, Kerne und Deckel zu verwenden.
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In einer Ausführung des Verfahrens ist der Deckel kegelstumpfförmig ausgeführt. Hier soll eine besondere Geometrie zwischen Becher und Deckel später eine besondere Geometrie einer Verbindungsstelle dieser Teile im später umgeformten Ventil erreichen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens oder des Ventils ist der Deckel aus einem anderen Material als der Stahlbecher hergestellt. Hier wird vorgeschlagen, für den Deckel einen martensitischen Stahl und für den Becher einen austenitischen Stahl zu verwenden. Hier ist jedoch klar, dass dies auch durch entsprechendes Härten und Anlassen des gleichen Stahlwerkstoffs erreicht werden kann, wie beispielsweise bei der als „Hamon“ bekannten Härtelinie an der Schneide eines japanischen Schwertes, die einen Übergang zwischen dem harten martensitischen Gefüge der Schneide und dem weicheren austenitischen Gefüge des Klingenrückens kennzeichnet.
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Es ist jedoch möglich, hier verschiedene Stahlzusammensetzungen zu verwenden, die ein differenziertes Härten und Anlassen unnötig machen, und jeweils eine andere Zusammensetzung bezüglich Härte; Zähigkeit und dergleichen aufweisen.
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Insbesondere können (Stahl-)Materialien mit niedrigem oder hohem Nickelgehalt verwendet werden. Als martensitische Stähle (Deckel, bzw. oberer Teil des Ventilschafts / Ventilschaftende) werden bevorzugt Stähle mit einem Nickelgehalt von 0 - 0,5 Gew.% (Gewichtsprozent) verwendet, z.B. X45CrSi9-3 (Werkstoff-Nr. 1.4718) oder X85CrMoV18-2 (Werkstoff-Nr. 1.4748). Als austenitische Stähle (Becher, bzw. Ventilkopf) werden bevorzugt Stähle mit einem Nickelgehalt von 0 - 5,5 Gew.% verwendet, z.B. X53CrMnNiN21-9 (Werkstoff-Nr. 1.4871) oder X50CrMnNiNbN21-9 (Werkstoff-Nr. 1.4882). Alternativ ist auch die Verwendung von Stählen mit einem Nickelgehalt größer als 20 Gew.% bzw. nickelbasierter Materialien möglich, z.B. NiCr20TiAl (Werkstoff-Nr. 2.4952) oder NCF3015D.
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Bei einer weiteren beispielhaften Ausführung des Verfahrens werden der Stahlbecher und/oder der Deckel und/oder Kern aus einem gut wärmeleitfähigen Material und/oder das gesamte Halbfabrikat durch ein pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt. Hier kann auf sehr einfache Weise ein Halbfabrikat hergestellt werden, das sich nicht nur aus Kreiszylindern und Kreiszylinderringen zusammensetzt. Hier kann relativ einfach die gewünschten Dicken des Halbfabrikats bereits bei der Auslegung des Halbfabrikats berücksichtigt werden.
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Bei einer weiteren sehr beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Deckel mit dem Stahlbecher und möglicherweise ebenfalls mit dem Kern verbunden, was vorzugsweise durch Reibschweißen geschieht. Es ist ebenfalls denkbar, den Kern mit dem Becher zu verschweißen.
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Eine weitere beispielhafte Ausführung des Verfahrens umfasst weiter ein Bearbeiten des Ventilschaftendes, um Rillen für die Kegelstücke zum Befestigen eines Federtellers anzubringen.
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Eine weitere beispielhafte Ausführung des Verfahrens umfasst weiter ein Abtrennen eines Ventilschaftendes des Tellerventils, wobei der Kern aus gut wärmeleitfähigem Material freigelegt wird. In einem weiteren Schritt wird das Tellerventil auf eine Temperatur oberhalb eines Schmelzpunktes des gut wärmeleitfähigen Materials erwärmt. Das erwärmte und verflüssigte gut wärmeleitfähige Material wird dann durch das offene Schaftende aus dem Ventil entfernt, indem es herausfließt oder herausgeschleudert wird. In einem nächsten Schritt wird ein durch das herausfließende Material gebildeter Hohlraums teilweise mit einem bei einer geplanten Betriebstemperatur des Ventils flüssigen Kühlmittel, wie beispielsweise Natrium, gefüllt. Der mit Natrium gefüllte Hohlraum wird dann verschlossen. Das Verschließen kann durch Abwürgen, Umformen, Verdeckeln, Verschweißen oder Reibverschweißen mit einem neuen Schaftende erreicht werden.
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Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Ventil bereit, das gemäß einem der vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
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In der beigefügten Zeichnung sind Figuren dargestellt, die schematisch die vorliegende Erfindung verdeutlichen.
- 1 zeigt ein herkömmliches innengekühltes Ventil mit einem teilweise mit Natrium gefüllten Hohlraum.
- 2 stellt ein erfindungsgemäßes innengekühltes Ventil mit einem Kern aus einem gut leitenden Material dar.
- 3 stellt Komponenten für ein Halbfabrikat zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Ventils dar.
- 4 zeigt zwei zusammengefügte Komponenten.
- 5 zeigt eine Ausführungsform eines zusammengefügten Halbfabrikats.
- 6 bis 10 stellen eine alternative Ausführung eines Halbfabrikats dar.
- 11 bis 15 verdeutlichen das Verfahren zum Formen eines innengekühlten Ventils aus einem Halbfabrikat.
- 16 und 17 stellen eine Abwandlung des Verfahrens dar, um ein herkömmliches, innengekühltes Ventil mit Shaker-Kühlung herzustellen.
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Im Folgenden werden sowohl in der Beschreibung als auch in den Figuren gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente und Komponenten Bezug zu nehmen.
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1 zeigt ein herkömmliches innengekühltes Ventil 357 mit einem teilweise mit Natrium 358 gefüllten Hohlraum 359. Das Ventil umfasst dabei einen Ventilkörper 6 mit einem Ventilkopf 8, der einen Ventilteller umfasst, sowie einen Ventilschaft 10, der in einem Ventilschaftende 12 endet. Das herkömmliche Ventil 357 ist aus zwei Komponenten zusammengesetzt, wobei der Teil des Ventilschaftendes 12 aus einem martensitischen Stahl 16 gefertigt ist, während der Ventilkopf aus einem austenitischen Stahlmaterial 14 hergestellt ist. Hier sind diese beiden Komponenten so miteinander verbunden, dass das den Hohlraum 359 teilweise ausfüllende Natrium 358 in dem herkömmlichen Ventil 357 eingeschlossen wird. Bei Betriebstemperatur verflüssigt sich das Natrium und bewegt sich bei jedem Öffnen und Schließen des Ventils zwischen dem Kopf und dem Schaft hin und her und überträgt dabei durch Konvektion Wärme von dem Kopf zu dem in dem gekühlten Zylinderkopf gelagerten Ventilschaft.
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2 stellt ein erfindungsgemäßes innengekühltes Ventil 2 mit einem Kern 40 aus einem gut leitenden Material 4 dar. Das gut leitende Material ist dabei Aluminium, Kupfer, reines Kupfer oder Silber. Auch hier ist der Ventilkopf 8 aus einem austenitischen Stahlmaterial 14 gefertigt oder umfasst dieses, während das Ventilschaftende 12 aus einem martensitischen Stahl besteht bzw. diesen umfasst. Das Ventil umfasst keinen gesonderten Hohlraum, der es gestattet, dass sich der Kern 4 in dem Ventilschaft bewegt. Es kann vorgesehen sein, kleinere Hohlräume in dem Kern vorzusehen, um eine thermische Ausdehnung des Kerns zu gestatten.
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3 stellt Komponenten für ein Halbfabrikat zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Ventils dar. Hier ist ein Stahlbecher 42 aus bevorzugt austenitischem Stahl 14 ganz unten dargestellt. In der Mitte ist ein Kern 40 aus gut leitendem Material 40 wie Silber, Kupfer oder Aluminium dargestellt. Oben ist eine Deckel 44 aus einem weiteren Metallmaterial dargestellt, wobei hier Eisen, Stahl, Aluminium, bevorzugt jedoch ein martensitischer Stahl 44, zum Einsatz kommen.
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In 4 ist der Kern 40 in den Stahlbecher 42 eingesetzt.
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In 5 ist der Deckel 44 auf den Kern 40 und den Stahlbecher 42 eingesetzt,und wurde bevorzugt durch Reibschweißen zumindest mit dem Stahlbecher 42 verbunden. Hier ist eine grundlegende Ausführung für das Halbfabrikat gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Das Halbfabrikat ist üblicherweise rotationssymmetrisch.
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6 stellt eine weitere Ausführung dar, bei der der Deckel 44 in die Öffnung des Stahlbechers 42 eingesetzt und nicht aufgesetzt ist, wie in 5 gezeigt. Hier kann beispielsweise Elektrodenstrahl- oder Laserschweißen verwendet werden, da die Geometrie weniger gut für ein Reibschweißen geeignet ist.
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In 7 ist eine Ausführung dargestellt, bei der der Kern und der Deckel pulvermetallurgisch hergestellt sind. Hier wurde der Becher 42 (der ebenfalls pulvermetallurgisch hergestellt sein kann) mit einem noch pulverförmigen gut leitenden Material, wie einem Gemisch aus Silber- und Diamantpulver, gefüllt. Der Deckel wurde dann ebenfalls aus Pulver aufgerieselt und der Becher 42, der Kern 40 und der Deckel 44 zu einem Grünling gepresst. Der Grünling kann dann in einem weiteren Schritt gebrannt bzw. gesintert werden und anschließend einer Umformung unterzogen werden, wie sie nachstehend beschrieben wird.
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8 zeigt eine Variante, bei der das Halbfabrikat ohne einen Deckel hergestellt wird. Der Kern 40 füllt dabei die Öffnung in dem Becher 42 nur teilweise. In einem weiteren Schritt wird der überstehende Rand des Bechers 42 so umgeformt, dass er die Öffnung des Bechers verschließt. Durch ein Schweißverfahren kann hier eine Restöffnung vollständig verschlossen werden. Diese Ausführung umfasst nur zwei Materialien, das des Kerns 40 und das des Bechers 42. Hier kann bei dem fertigen Ventil durch gezieltes teilweises Härten ein austenitisches Gefüge in dem Kopf bzw. ein martensitisches Gefüge in dem Schaft erreicht werden.
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9 stellt ein Halbfabrikat dar, dessen Deckel 44 ebenfalls becherförmig ausgeführt ist. Durch das Verhältnis der jeweiligen Wand- bzw. Randhöhen zu den jeweiligen Bodenstärken kann bestimmt werden, in welchem Bereich sich der Kern in dem Ventil erstrecken wird. Weiterhin kann durch das Verhältnis der Wand- bzw. Randhöhen von Deckel und Becher bestimmt werden, auf welcher Höhe des Ventilschafts sich der Übergang zwischen den beiden Materialien 14/16 des Deckels 44 bzw. des Bechers 42 befinden wird.
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16 zeigt ein Halbfabrikat, dessen Becher 42 und Deckel 44 ebenfalls beide becherförmig ausgeführt sind. Hier wird der Deckel, wie in 6, in die Öffnung des Bechers 42 eingesetzt. Hier kann bereits durch die Auslegung des Halbfabrikats das nachfolgende Umformen vereinfacht werden.
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Allen Ausführungen des Halbfabrikats ist gemein, dass der Kern von allen Seiten umschlossen ist. Bei einem anschließenden Umformen kann das weichere Material des Kerns nicht aus dem härteren Material des Bechers herausgedrückt werden.
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11 bis 15 verdeutlichen das Verfahren zum Formen eines innengekühlten Ventils aus einem Halbfabrikat. In 11 ist das Halbfabrikat von 5 dargestellt, das auf eine Temperatur erwärmt wurde, die ein leichteres Umformen gestattet.
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In 12 ist das erwärmte Halbfabrikat am Anfang eines Fließpressvorgangs dargestellt. Durch den sich von oben herabsenkenden Kolben werden der Deckel und ein Teil des Bechers des Halbfabrikats zu einem Schaft bzw. Schaftrohling umgeformt.
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13 stellt eine Schnittansicht durch das fließgepresste Halbfabrikat dar.
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In 14 ist das fließgepresste erwärmte Halbfabrikat durch ein kombiniertes Fließpressen/Gesenkschmieden zu einem nahezu fertigen Tellerventil umgeformt.
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Das Verfahren kann dabei mehrere aufeinander folgende Umformschritte gemäß 12 und 14 umfassen.
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Je nach Auslegung des Bechers, des Kern und des Deckels können hier unterschiedliche Stahl- und Kerndicken an dem Ventil erreicht werden. Es ist ebenfalls möglich, die Lager des Übergangs zwischen dem Material des Bechers und des Deckels am fertigen Ventil zu bestimmen.
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Durch den allseits umschlossenen Kern kann sichergestellt werden, dass der Kern beim Umformen nicht wie Zahncreme aus einer Tube aus dem Becher gepresst wird. Es ist daher ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass der Kern durch die vollständige Umschließung durch den Becher bzw. den Becher und den Deckel beim Umformen nicht austreten kann.
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16 und 17 stellen eine Abwandlung des Verfahrens dar, um ein herkömmliches, innengekühltes Ventil mit Shaker-Kühlung herzustellen.
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16 basiert auf einem Ventil, das mit einem Verfahren gemäß 11 bis 15 mit einem Kern aus einem niedrigschmelzenden Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt wurde. Hier kann der Deckel auch aus nahezu jedem Material hergestellt werden, das eine deutliche höhere Festigkeit aufweist als der Kern. In dem in 16 gezeigten ersten Schritt wird das Schaftende abgetrennt, um den Kern freizulegen. Danach wird das Ventil erwärmt, um das Material des Kerns zu verflüssigen.
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In 17 ist in einer Schnittansicht dargestellt, welche zeigt, wie der Hohlraum des Ventils aussieht, nachdem der verflüssigte Kern aus dem Schaftende herausgeflossen ist oder durch eine Bewegung herausgeschleudert wurde.
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Nachfolgend kann gemäß dem Stand der Technik dieser Hohlraum mit flüssigem Natrium teilweise aufgefüllt werden. Durch Aufsetzen und Verschweißen eines neuen Schaftendes kann ein innengekühltes Ventil hergestellt werden, dessen Hohlraum auf dem erfindungsgemäßen Verfahren basiert. Die Schritte des Füllens und Verschweißens sind dem Stand der Technik bekannt.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Tellerventile, Tellerventilrohlinge, Tellerventilhalbfabrikate oder dergleichen können in weiteren Schritten geschliffen, beschichtet, polieren, gehärtet, gepanzert, spanend oder umformend bearbeitet werden.
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Die Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen darin, ein Ventil mit hoher Kühlleistung bereitzustellen, dessen Kühlleistung drehzahlunabhängig vorliegt, das leichter ausgeführt werden kann und das mit herkömmlichen Verfahrensschritten und Prozessen wie Fließpressen und Schmieden hergestellt bzw. geformt werden kann.
