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Die
Erfindung betrifft ein Leichtbauventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 und ein Verfahren zur Herstellung des Leichtbauventils gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 14.
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Leichtbauventile
der hier angesprochenen Art sind bekannt (
DE 198 04 053 A1 ). Sie
werden unter anderem als Ein- und Auslassventile für Verbrennungsmotoren
eingesetzt und umfassen einen Ventilschaft, an den sich ein trichter-/trompetenförmiger Ventilkegel
anschließt.
Der Ventilkegel ist zum Zwecke der Gewichtsreduzierung hohl und
weist eine nur geringe Wandstärke
auf. Der Ventilkegel ist an seinem durchmessergrößeren Ende mittels eines Ventiltellers
verschlossen. Weiterhin weist der Ventilschaft an seinem dem Ventilteller
zugewandten Ende einen Hohlraum auf, wodurch das Gewicht des Leichtbauventils
weiter reduziert wird.
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Da
der Ventilteller auf Grund des Hohlraums im Ventilkegel auf einer
großen
Fläche
nicht abgestützt
ist und der Ventilkegel zudem nur eine geringe Wandstärke aufweist,
kann der Ventilteller im Betrieb durch den Verbrennungsdruck im
Brennraum des Verbrennungsmotors deformiert werden, was zu einem
vorzeitigen Verschleiß des
Leichtbauventils beiträgt.
Darüber
hinaus kann es zu einer Deformation des dünnwandigen Ventilkegels kommen.
Um dies zu verhindern, ist in der
DE 198 04 053 A1 vorgeschlagen, den Ventilschaft
so lang auszuführen,
dass er stirnseitig an der dem Brennraum abgewandten Flachseite
des Ventiltellers anliegt, wodurch dieser ab gestützt ist. Dabei können der
hohle oder aus Vollmaterial bestehende Ventilschaft und der Ventilteller in
ihrem Anlagebereich miteinander verschweißt sein. Alternativ ist vorgeschlagen,
den Ventilschaft und den Ventilteller einstückig, das heißt als ein
Teil zu fertigen. Bei anderen Alternativen erfolgt die Abstützung des
Ventiltellers gegen den Ventilschaft mittels eines einstückig am
Ventilkegel ausgebildeten Zwischenstücks. Weiterhin kann – wie beispielsweise in
der gattungsbildenden
US 2 371
548 gezeigt – im Inneren
des Ventilschafts eine separate Hülse vorgesehen sein, die sich
gegen den Ventilteller abstützt. Nachteilig
bei den bekannten Leichtbauventilen ist, dass deren Einzelteile
auf Grund ihrer durch die jeweilige Konstruktion vorgegebene Geometrie
teilweise nur aufwendig herstellbar sind und dass ein präzises Ausrichten
der Einzelteile gegeneinander vor dem Fügeprozess nur mit hohem Aufwand
realisierbar ist.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Alternative zu dem Leichtbauventil
der eingangs genannten Art zu schaffen. Ein weiteres Ziel der Erfindung
besteht darin, ein Verfahren zu Herstellung des Leichbauventils
anzugeben.
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Zu
Lösung
der Aufgabe wird ein Leichtbauventil mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Dieses zeichnet sich durch mindestens ein am Ventilteller
vorgesehenes Kraftübertragungselement
aus, das durch den hohen Ventilkegel in den Schafthohlraum eingreift.
Auf Grund des am Ventilteller angeformten beziehungsweise ausgebildeten oder
daran befestigten Kraftübertragungselements kann
eine optimale Einleitung der im Betrieb des Leichtbauventils auf
den Ventilteller wirkenden Gaskräfte
in den Ventilschaft gewährleistet
werden, ohne dass es dabei zu unzulässig hohen Verformungen des
Ventiltellers und des Ventilkegels kommt. Auf Grund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Leichtbauventils kann sichergestellt werden, dass der Ventilkegel
im Betrieb des Leichtbauventils annähernd kraftfrei ist, das heißt, dass
wenn überhaupt nur
sehr geringe Kräfte über den
Ventilteller in den Ventilkegel eingeleitet werden. Der Ventilkegel
kann daher sehr dünnwandig
ausgebildet sein, was vorteilhaft bei der Herstellung desselben
ist und darüber
hinaus zur Verringerung des Gewichts des Leichtbauventils beiträgt.
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Bei
einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist
vorgesehen, dass der Ventilteller mit dem daran vorgesehenen Kraftübertragungselement
aus der intermetallischen Phase Iitanaluminid (TiAl) oder einer TiAl-Legierung
durch Gießen
hergestellt ist. Dieser Ventilteller weist ein nur geringes Gewicht
auf und sit zudem extrem verschleißfest. Nach einer anderen Ausführungsvariante
ist vorgesehen, dass der Ventilteller und das Kraftübertragungselement
aus Stahl, insbesondere Werkzeugstahl bestehen und durch Schmieden
hergestellt sind. Nach einer dritten Ausführungsvariante werden der Ventilteller
und das mindestens eine, einstückig
mit dem Ventilteller ausgebildete Kraftübertragungselement mittels
eines Pulvermetallurgie-Herstellungsverfahrens gefertigt, insbesondere
aus einem Werkzeugstahl, welcher extrem verschleißfest ist.
Allen vorgenannten Ausführungsvarianten
ist gemeinsam, dass das Kraftübertragungselement
einstückig
mit dem Ventilteller ausgebildet und daher kostengünstig herstellbar
ist.
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Bezüglich der
für den
Ventilschaft und den Ventilteller mit daran vorgesehenem Kraftübertragungselement
verwendbaren Materialien wird auch auf die
DE 100 29 299 C2 verwiesen,
deren Inhalt bezüglich
der eingestzten Materialien Gegenstand dieser Beschreibung ist.
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Es
wird auch ein Ausführungsbeispiel
des Leichtbauventils bevorzugt, bei dem das Kraftübertragungselement
die dem Ventilkegel zugewandte Flachseite des Ventiltellers domartig überragt.
Dabei ist das Kraftübertragungselement
in einfachster Ausführungsform
als Zapfen ausgebildet, der über
seine Länge
einen konstanten Querschnitt aufweisen kann und vorzugsweise in
der Mitte des Ventiltellers angeordnet ist. Diese Ausführungsvariante
des Kraftübertragungselements
ist in einfacher und kostengünstiger
Weise sowohl durch Gießen
als auch durch Umformen oder Sintern herstellbar.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsbeispiele des
Leichtbauventils ergeben sich aus Kombinationen der in der Beschreibung
und in den Unteransprüchen
genannten Merkmale.
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Der
Gegenstand der Erfindung betrifft auch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 14 zur Herstellung eines Leichtbauventils. Das Verfahren
sieht vor, dass in einem ersten Schritt ein erstes, den Ventilteller
und das Kraftübertragungselement bildendes,
einstückiges
Bauteils durch Ur- und/oder Umformen
hergestellt wird. In einem zweiten Schritt wird ein zweites, den
Ventilschaft und den Ventilkegel bildendes einstückiges Bauteil hergestellt.
Nach einer ersten Ausführungsvariante
ist vorgesehen, dass der Ventilkegel am Ventilschaft durch Auftulpen,
das heißt
durch Aufweiten des hohlen Schaftendes hergestellt ist. Nach einer
zweiten Ausführungsvariante ist
vorgesehen, dass der Ventilkegel und der Ventilschaft separate Bauteile
sind, die durch Stoff-, Kraft- und/oder
Formschluss zum zweiten Bauteil miteinander verbunden werden. In
einem dritten Schritt werden schließlich die ersten und zweiten
Bauteile durch Einführen
des Kraftübertragungselements
in den Ventilschaft zusammengefügt
und nachfolgend mittels Stoff-, Kraft- und/oder Formschluss fest
miteinander verbunden.
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Bei
der Ausführungsvariante
des Leichtbauventils, bei der das Kraftübertragungselement gleichzeitig
auch als Mittel zur Ausrichtung des Ventiltellers relativ gegenüber dem
Ventilkegel ausgebildet ist, ist das Zusammenfügen der einzelnen Bauteile
des Leichtbauventils besonders einfach.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
des Verfahrens ergeben sich aus Kombinationen der in der Beschreibung
und in den Unteransprüchen
genannten Merkmale.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 bis 3 jeweils
einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels
eines Leichtbauventils für Verbrennungsmotoren
in perspektivischer und aufgebrochener Darstellung.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel eines
mehrteilig ausgebildeten Leichtbauventils 1 für Verbrennungsmotoren.
Dieses kann als thermisch weniger belastetes Einlassventil oder
als thermisch höher
belastetes Auslassventil eingesetzt werden, wobei das Material der
einzelnen Teile in Abhängigkeit
der Verwendung des Leichtbauventils 1 entsprechend gewählt wird.
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Das
in 1 dargestellte Leichbauventil 1 umfasst
einen Ventilschaft 3, der mit einem Schafthohlraum 5 versehen
ist. Der Schafthohlraum 5 ist bei diesem Ausführungsbeispiel
von einer fluchtend zur Längsmittelachse
des Ventilschafts 3 verlaufenden Durchgangsöffnung gebildet.
Der Ventilschaft 3 kann von einem präzisionsgezogenen Rohr aus Stahl,
beispielsweise X45, gebildet sein und ist an seinem nicht dargestellten
Ende mittels eines Ventilschaftendstücks/-fußes verschlossen. Der Ventilschaft 3 weist
an seinem in 1 dargestellten Ende einen Ventilkegel 7 auf,
der durch Durchmesseraufweitung des Ventilschaftendes gebildet ist.
Der Ventilschaft 3 und der Ventilkegel 7 sind
also einstückig miteinander
ausgebildet. Wie aus 1 ersichtlich, ist der Ventilkegel 7 sehr
dünnwandig
und weist eine geringere Wandstärke
als der Ventilschaft 3 auf. Durch die Aufweitung des Ventilschaftendes
und die spezielle Form des Ventilkegels ergibt sich ein konischer Übergang
vom Schafthohlraum 5 zum Ventilkegel 7 hin.
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Das
Leichtbauventil 1 weist ferner einen Ventilteller 9 auf,
mittels dem der hohle Ventilkegel 7 verschlossen ist. Der
Ventilteller 9 ist auf seiner dem Ventilkegel 7 zugewandten
Flachseite mit einer von der Ventiltellerumfangsfläche 11 im
radialen Abstand angeordneten, umlaufend ausgebildeten Vertiefung 13 versehen,
in die der Ventilkegel 7 mit seinem durchmessergrößeren Ende
hineinragt. Die Vertiefung 13 ist dabei so ausgebildet,
dass der Übergang zwischen
dem Ventilteller 9 und dem Ventilkegel 7 in deren
Anbindungsbereich stufenlos ist.
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Die
Vertiefung 13 weist in ihrem Randbereich eine umlaufende
Randstufe 14 auf, die zur Abstützung beziehungsweise als Anlageschulter
für den Ventilkegel 7 dient.
Im zusammengebauten Zustand des Leichtbauventils 1 ist
die am durchmessergrößeren Ende
befindliche Stirnfläche
des in die Vertiefung 13 eingreifenden Ventilkegels 7 in
Anlagekontakt mit der Randstufe 14. Festzuhalten ist, dass
die Vertiefung 13 beziehungsweise die Randstufe 14 einen Zentrier-
und Abstützsitz
für den
Ventilkegel 7 bildet.
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Der
Ventilteller 9 ist scheibenförmig ausgebildet und weist
einen ersten, zylindrischen Längsabschnitt 15 mit
gleichblei bendem Querschnitt und ein sich daran anschließenden,
kegligen, das heißt
kegelstumpfförmigen
zweiten Längsabschnitt 17 auf, wobei
der Kegelwinkel des zweiten Längsabschnitts 17 gleich
groß wie
der Kegelwinkel des Ventilkegels 9 an seinem durchmessergrößeren Ende
ist, wodurch der stufenlose Übergang
im Anbindungsbereich zwischen diesen Teilen realisiert ist. Die
Mantelfläche
des Längsabschnitts 17 bildet üblicherweise die
Dichtfläche
des Leichtbauventils 1.
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Der
Ventilteller 9 weist auf seiner dem Ventilkegel 7 beziehungsweise
dem Ventilschaft 3 zugewandten Flachseite ein Kraftübertragungselement 19 auf,
das sich in der Mitte des Ventiltellers 9 befindet und
bei diesem Ausführungsbeispiel
einstückig
mit dem Ventilteller 9 ausgebildet ist. Das Kraftübertragungselement 19 weist
einen kreisrunden Querschnitt auf, der im Wesentlichen über die
gesamte Länge
konstant ist. Wie aus der 1 ersichtlich,
ist das Kraftübertragungselement 19 so
lang ausgebildet, dass es den hohlen Ventilkegel 7 durchgreift
und in den Schafthohlraum eingreift. Die Stirnfläche 21 des Kraftübertragungselements 19 verläuft in senkrechter
Richtung zur Längsmittelachse
des Ventilschafts 3 und bildet hier eine Anschlagfläche 23,
die an einem im Schafthohlraum 5 vorgesehenen Axialanschlag 25 zusammenwirkt.
Dieser ist von einem umlaufenden Ringbund gebildet, an der das Kraftübertragungselement 19 mit
seiner Anschlagfläche 23 anliegt.
Der Axialanschlag 25 ist durch einen Durchmessersprung
im Schafthohlraum 5 gebildet, das heißt, an einen durchmesserkleineren
Längsabschnitt
des Schafthohlraums 5 schließt sich ein durchmessergrößerer Längsabschnitt
an. Der Axialanschlag 25 kann beispielsweise durch Aufweitung des
Schafthohlraums 5, durch spanende Bearbeitung (bohren,
fräsen,
senken) oder durch entsprechende Ausgestaltung der Urform bei der
Herstellung mittels eines Pulvermetallurgieverfahrens gebildet sein.
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Die
Anordnung des Axialanschlags 25 innerhalb des Schafthohlraums 5 ist
so gewählt,
dass beim Anschlagen des Kraftübertragungselements 19 mit
seiner Stirnfläche 21 am
Axialanschlag 25 der durchmessergrößere Endbereich des Ventilkegels 7 exakt
in die Vertiefung 13 im Ventilteller 9 eingreift.
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In
bevorzugter Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser
des Kraftübertragungselements 19 gleich
groß wie
beziehungsweise geringfügig
größer als
der Durchmesser des Schafthohlraums 5 ist, so dass beim
Einstecken des Kraftübertragungselements 19 in
den Schafthohlraum 5 eine Kraftschlussverbindung zwischen
diesen Teilen gebildet wird, die zur Vorfixierung des Ventiltellers 9 am
Ventilschaft 3 dient. Nach dem Zusammenfügen des
Ventiltellers 9 und des Ventilschafts 3 in der
vorstehend genannten Weise werden der Ventilschaft 3 und
das Kraftübertragungselement 19 sowie
der Ventilteller 9 und der Ventilkegel 7 mittels
Stoffschluss miteinander verbunden. Der Ventilteller 9 und
der Ventilkegel 7 werden an ihrem im Bereich der Vertiefung 13 liegenden
Anbindungsbereich miteinander verschweißt, beispielsweise mittels
Laserstrahl. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
eignet sich zum Verbinden des Kraftübertragungselements 19 und
des Ventilschafts 3 besonders das Prüferlöten als Fügetechnik. Selbstverständlich sind
auch andere Varianten zur festen, unlösbaren Verbindung zwischen
Kraftübertragungselement 19 und
Ventilschaft 3 sowie Ventilteller 9 und Ventilkegel 7 möglich.
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Das
in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Leichtbauventils 1 zeichnet
sich durch geringe Wandstärken
der einzelnen Teile, insbesondere des Ventilkegels 9, und
somit durch ein nur geringes Gewicht aus. Vorteilhaft ist weiterhin,
dass sich die Einzelteile in einfacher Weise durch zu sammenstecken
fügen lassen
und dabei mittels des Kraftübertragungselements 19 gleichzeitig
eine gegenseitige Ausrichtung von Ventilteller und Ventilschaft
sowie Ventilkegel erfolgt. Die im Betrieb des Leichtbauventils 1 auf
den Ventilteller 9 wirkenden Gaskräfte werden in vorteilhafter
Weise über
das mittig angeordnete Kraftübertragungselement 19,
das vom am Ventilschaft 3 vorgesehenen Axialanschlag 25 abgestützt wird,
in den Ventilschaft 3 eingeleitet. Auf Grund des vorstehend
genannten konstruktiven Aufbaus des Leichtbauventils 1 werden
die auf den Ventilteller 9 wirkenden Gaskräfte nicht
oder nur in unschädlichem Maße in den
sehr dünnwandigen
Ventilkegel 7 eingeleitet. Eine Verformung des Ventilkegel 7 kann
daher mit Sicherheit ausgeschlossen werden.
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Der
Schafthohlraum 5, der an seinem einen Ende mittels des
Ventilendstücks
und an seinem anderen Ende mittels des Kraftübertragungselements 19 dichtend
verschlossen ist, kann mit einem Kühlmedium, beispielsweise Natrium,
gefüllt
sein. Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr
aus dem Ventilteller 9 ist bei dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ein in die Stirnfläche 21 des
Kraftübertragungselements 19 eingebrachtes
Sackloch 27 vorgesehen, das sich bis nahe an den scheibenförmigen Grundkörper des
Ventiltellers 9 erstreckt. Das Sackloch 27 ist
fluchtend zum Schafthohlraum 5 angeordnet und daher ebenfalls
mit dem Kühlmedium
befüllt.
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Bei
einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass auch der zwischen dem Ventilteller 9,
dem Ventilkegel 7 und dem Kraftübertragungselement 19 gebildete
Hohlraum 29 zumindest teilweise mit dem Kühlmedium
gefüllt
ist. Der Hohlraum 29 bildet eine erste Kammer und der Schafthohlraum 5 gemeinsam
mit dem Sackloch 27 eine zweite Kammer, die zum Zwecke
eines Druckausgleichs bei Erwärmung
des Kühlmediums über mindestens
eine, den Hohlraum 29 mit dem Sackloch 27 verbindende
Bypassöffnung
im Kraftübertragungselement 19 miteinander
verbunden sind. Es kann also ein Austausch des Kühlmediums zwischen Schafthohlraum 5 und
dem Hohlraum 29 des Ventilkegels 7 erfolgen.
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2 zeigt
einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Leichtbauventils 1.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass
insofern auf die Beschreibung zur 1 verwiesen
wird. Das Leichtbauventil 1 unterscheidet sich von dem
in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere
dadurch, dass das am Ventilteller 9 ausgebildete Kraftübertragungselement 19 zu
seinem freien Ende hin spitz zulaufend ausgebildet ist. Das freie
Ende des Kraftübertragungselements 19 weist
eine Konusform auf, wobei die Außenseite des Konus eine umlaufend
ausgebildete Anlagefläche 31 bildet,
die im zusammengefügten
Zustand des Ventiltellers 9 und des Ventilschafts 3 an
einer korrespondierend ausgebildeten, am Schafthohlraum 5 vorgesehenen
Gegenfläche 33 flächig anliegt.
Die Gegenfläche 33 ist
durch eine entsprechend konisch ausgebildete Erweiterung des Schafthohlraums 5 zu
seinem dem Ventilkegel 7 zugewandten Ende hin gebildet.
Die Gegenfläche 33 kann
beispielsweise bei einem aus Stahl bestehenden Ventilschaft 3 durch
Aufweitung des Schafthohlraums 5 gebildet sein.
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Auf
Grund des angeschrägten,
konisch ausgebildeten freien Endes des Kraftübertragungselements 19 ist
das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Leichtbauventils 1 insbesondere
dazu geeignet, den Ventilteller 9 mit dem Ventilschaft 3 mittels
Reibschweißen
stoffschlüssig
miteinander zu verbinden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anbindung
des Kraftübertragungselements 19 an den
Ventilschaft 3 so gewählt,
dass nach dem Zusammenfügen
des Ventiltellers 9 und des Ventilschafts 3, also
nachdem das Kraftübertragungs element 19 in
die dafür
vorgesehene Position im Schafthohlraum 5 eingeführt ist,
das durchmessergrößere Ende
des Ventilkegels 7 zumindest annähernd kräftefrei in die auf der Oberseite
des Ventiltellers 9 vorgesehene Vertiefung 13 eingreift
beziehungsweise hineinragt. Denkbar ist es, dass beim Verbinden des
Ventiltellers 9 mit dem Ventilschaft 3 mittels
Reibschweißen
dabei auch der Ventilkegel 7 und der Ventilteller 9 mittels
Reibschweißen
miteinander verbunden werden. Alternativ ist es möglich, dass
in einem separaten Schweißvorgang
die Anbindung des Ventilkegels 7 an den Ventilteller 9 im
Bereich der Vertiefung 13 erfolgt.
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel des
Leichtbauventils 1, das sich von dem anhand der 2 beschriebenen
Leichtbauventil 1 unter anderem dadurch unterscheidet,
dass in der an der Innenwand des Schafthohlraums 5 vorgesehenen,
zum Schaftende hin konisch erweiternden Gegenfläche 33 eine Ausnehmung 35 vorgesehen
ist, die zur Ausbildung einer Formschlussverbindung zwischen Kraftübertragungselement 19 und
Ventilschaft 5 dient. Die Ausnehmung 35 ist von
einer umlaufenden Ringnut gebildet. Durch Auf- beziehungsweise Anschmelzen
des Kraftübertragungselements 19 im
Bereich der Vertiefung 35, was beispielsweise mittels Kondensatorentladungsschweißen erfolgen
kann, fließt
das aufgeschmolzene Material des Kraftübertragungselements 19 in
die Vertiefung 35. Zusätzlich oder
alternativ kann das Kraftübertragungselement 19 mit
dem Ventilschaft 3 verlötet
werden.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 sind
in der Vertiefung 13 mehrere, vorzugsweise drei Versteifungsrippen 37 vorgesehen,
die in den Ventilteller 9 einformt sind, wobei in der Darstellung
gemäß 3 lediglich
eine der Versteifungsrippen 37 erkennbar ist. In Draufsicht
auf die dem Ventilschaft 3 zugewandte Flachseite des Ventiltellers 9 gese hen, verlaufen
die Versteifungsrippen 37 radial zur Längsmittelachse des Leichtbauventils 1 und
sind in einem Abstand von 120° voneinander
angeordnet. Die Länge
der vom Randbereich der Vertiefung 13 in Richtung Ventiltellermitte
ausgehenden Versteifungsrippen 37 entspricht in etwa dem
halben Radius des Ventiltellers 7. Wie aus 3 ersichtlich,
sind bei diesem Ausführungsbeispiel
die Versteifungsrippen 37 als geradlinige Leisten ausgebildet,
deren Höhe
in Richtung der Ventiltellermitte hin zunimmt.
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Die
Versteifungsrippen 37 sind komplementär mit der Innenwand des Ventilkegels 7 ausgebildet, so
dass dieser im zusammengefügten
Zustand des Leichtbauventils 1 mit seiner Innenwand auf
der oberen Schmalseite 39 der Versteifungsrippen 37 flächig anliegt
und somit von diesen abgestützt
ist. Der Ventilkegel 7 und die Versteifungsrippen 37 können an
ihrem Anlagekontaktbereich miteinander verschweißt oder verlötet sein.
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Die
Versteifungsrippen 37 verhindern also ein Verformen des
dünnwandigen
Ventilkegels 7 im Betrieb des Leichtbauventils 1 in
Folge der auf die Außenseite
des Ventilkegels 7 wirkenden Gaskräfte. Eine weitere Funktion
der Versteifungsrippen besteht darin, beim Zusammenfügen von
Ventilschaft 3 und Ventilteller 9 diese exakt
gegeneinander auszurichten, sofern dies nicht bereits mittels des
Kraftübertragungselements 19,
das in den Schafthohlraum 5 eingreift, hinreichend genau
erfolgt.
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Alternativ
zu den Versteifungsrippen kann auch ein umlaufend ausgebildeter
Abstützabschnitt vorgesehen
sein, der im Querschnitt identisch wie die vorstehend beschriebenen
Versteifungsrippen ausgebildet sein kann.
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Den
anhand der 1 bis 3 beschriebenen
Ausführungsbeispielen
des Leichtbauventils 1 ist gemeinsam, dass die Verbindung
zwischen Kraftübertragungselement 19 und
dem Ventilschaft 3 so ausgebildet ist, dass die im Betrieb
auf den Ventilteller 9 wirkenden Kräfte im Wesentlichen vollständig über das Kraftübertragungselement 19 in
den Ventilschaft 3 eingeleitet werden und die Verbindung
zwischen Ventilteller 9 und Ventilkegel 7 derart
ausgebildet ist, dass wenn überhaupt
nur sehr geringe Kräfte vom
Ventilteller 9 in den Ventilkegel 7 eingeleitet
werden.
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Festzuhalten
bleibt, dass der Ventilschaft 3 und der Ventilteller 9 aus
dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt
sein können.
Die Verbindung zwischen Ventilteller 9 und Ventilschaft 3 kann
insbesondere auch bei allen anhand der 1 bis 3 beschriebenen
Ausführungsbeispielen
des Leichtbauventils 1 mittels Reib-, Strahl-, Schmelz-
oder Kondensatorentladungsschweißen erfolgen. Das Verbinden
von Ventilteller 9 und dem extrem dünnwandigen Ventilkegel 7 erfolgt vorzugsweise
mittels Strahl-, Schmelz- oder
Laserschweißen.
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Zusammenfassend
bleibt festzuhalten, dass das erfindungsgemäße Leichtbauventil 1 sich
neben seinem nur geringen Gewicht insbesondere dadurch auszeichnet,
dass es nur wenige einzelne Bauteile aufweist, die mit wenigen,
einfachen Fügeoperationen
miteinander verbunden werden, so dass es kostengünstig herstellbar ist.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Kraftübertragungselements
sind lediglich beispielhaft anhand eines Leichtbauventils beschrieben
worden, bei dem der Ventilkegel einstückig mit dem Ventilschaft ausgebildet
ist. Selbstverständlich
kann ein derartiges Kraftübertragungselement
auch bei einem Leichtbau ventil eingesetzt werden, bei dem der Ventilkegel
ein separates Bauteil ist, welches an seinem durchmessergrößeren Ende
am Ventilteller und an seinem durchmesserkleineren Ende am Ventilschaft und/oder
am in den Ventilschaft eingreifenden Kraftübertragungselement fixiert
ist.