DE1187856B

DE1187856B - Process for the production of discharge valves for internal combustion engines filled with sodium or the like

Info

Publication number: DE1187856B
Application number: DEB67181A
Authority: DE
Inventors: Franz Schober
Original assignee: Bayerisches Leichtmetallwerk KG
Current assignee: Bayerisches Leichtmetallwerk KG
Priority date: 1962-05-10
Filing date: 1962-05-10
Publication date: 1965-02-25

Description

Verfahren zur Herstellung von mit Natrium od. dgl. Wärmeleitmitteln gefüllten Auslaßventilen für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mitNatriumoderdergleichenWärmeleitmitteln gefüllten Auslaßventilen für Brennkraftmaschinen, bei dem das im fertiggeschmiedeten Zustand befindliche, nur einen kürzeren als beim fertigen Ventil erforderlichen Schaftteil aufweisende Ventil vom Ende des Teilschaftes her bis in den Bereich des Ventiltellers zentrisch aufgebohrt, mit Natrium oder dergleichen Wärmemitteln zum überwiegenden Teil der Länge seiner Bohrung, z. B. zu etwa drei Fünfteln angefüllt, dieBohrungsöffnungmiteinem metallischen Verschlußstopfen verschlossen und an das verschlossene Teilschaftende ein aus zylindrischem Vollmaterial bestehender Schaftteil zur Verlängerung des Ventilschaftes auf seine erforderliche Endlänge konzentrisch stumpf angeschweißt wird.Process for the production of sodium or the like. Thermal conductors filled exhaust valves for internal combustion engines The invention relates to a process for the production of thermally conductive agents filled with sodium or the like Exhaust valves for internal combustion engines, in which the forged state located, only a shorter stem part than required for the finished valve having valve from the end of the partial shaft into the area of the valve disk centrally drilled, with sodium or similar heating means for the most part Part of the length of its bore, e.g. B. filled to about three fifths, the bore opening with a closed metallic stopper and attached to the closed part of the shaft end a stem part made of solid cylindrical material to extend the valve stem is butt welded concentrically to its required end length.

Es ist bekannt, bei Ventilen für Brennkraftmaschinen den Schaft eines vorgeschmiedeten und den Ventilteller tragenden Ventilteiles vom Schaftende her aufzubohren und nach dem Füllen mit dem Wärmeleitmittel mit einem zylindrischen Stopfen zu verschließen. Anschließend wird dann ein aus Vollmaterial bestehendes Schaftende stumpf angeschweißt, wobei dieses später die Verankerung für die Ventilfeder tragende, mechanisch hoch beanspruchte Teil aus anderem Werkstoff bestehen kann, als das den Ventilteller tragende Teil des Ventils, welches wärmemäßig besonders hoch belastet wird.It is known, in valves for internal combustion engines, the shaft of a forged valve part carrying the valve plate from the end of the shaft to drill out and after filling with the heat transfer agent with a cylindrical To close the stopper. Then a solid material is then made The end of the shaft is butt-welded, this later being the anchorage for the valve spring load-bearing, mechanically highly stressed part can consist of another material, than the part of the valve carrying the valve disk, which is particularly warm in terms of temperature is heavily loaded.

Der üblicherweise verwendete zylindrische Verschlußstopfen für die Kühlbohrung ist am Stumpfschweißvorgang praktisch nicht beteiligt. Um eine einwandfreie elektrische Stumpfschweißung zu erhalten, muß bei den bekannten Verfahren das anzuschweißende Vollmaterialteil an der stumpf zu schweißenden Seite eine Sackbohrung aufweisen. Diese Maßnahme ist erforderlich, um eine einigermaßen gleichmäßige Schweißwärme beider Teile zu erzielen. Es ergibt sich dabei also nur eine ringförmige Schweißfläche, bei welcher der relativ große mittlere Bereich des Verschlußstopfens an der tragenden Schweißverbindung nicht beteiligt ist.The commonly used cylindrical stopper for the Cooling drilling is practically not involved in the butt welding process. To a flawless To obtain electrical butt welding, must be welded in the known method Solid material part have a blind hole on the side to be butt welded. This measure is necessary in order to achieve a reasonably uniform welding heat to achieve both parts. So there is only one ring-shaped welding surface, in which the relatively large central area of the stopper on the load-bearing Weld connection is not involved.

Andererseits ist es bekannt, Ventile vom Tellerende her aufzubohren, um den Ventilschaft mit Kühlmittel zu füllen. Der Verschluß einer solchen Kühlbohrung macht in der Praxis Schwierigkeiten, da er im wärmemäßig hoch beanspruchten Teil des Ventils liegt.On the other hand, it is known to drill out valves from the end of the plate, to fill the valve stem with coolant. The closure of such a cooling hole makes difficulties in practice because it is in the part that is highly stressed in terms of heat of the valve.

Bei diesem Verfahren ist in zusätzlichen Arbeitsgängen die Panzerung des mit dem Ventilstössel in Berührung gelangenden und die Verankerung der Ventilfeder tragenden Schaftendes erforderlich.In this process, the armoring is an additional step the one that comes into contact with the valve stem and the anchorage of the valve spring supporting shaft end required.

Die angedeuteten Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet die vorliegende Erfindung dadurch, daß der Verschlußstopfen, der die, den Ventilschaft vom Schaftende her durchdringende Bohrung vor dem Anschweißen des aus Vollmaterial bestehenden Schaftteiles verschließt, in seinem mittleren Bereich wesentlich, vorzugsweise auf etwa ein Drittel seines äußeren Durchmessers verjüngt ist und die beiden Schaftteile während der Stumpfschweißung soweit abgebrannt und gestaucht werden, daß ihre Verbindungsebene durch den Bereich verläuft, in welchem der Verschlußstopfen vor dem Schweißen seinen geringsten Querschnitt aufweist.The present method avoids the indicated disadvantages of the known method Invention in that the plug, which the, the valve stem from the stem end her penetrating hole before welding the solid material Shaft part closes, preferably in its central area substantially about a third of its outer diameter is tapered and the two shaft parts are burned off and upset during the butt welding that their connection plane runs through the area in which the sealing plug is before welding has the smallest cross-section.

Der in seinem mittleren Bereich verjüngte Verschlußstopfen ergibt eine wesentliche Vergrößerung der wirksamen Gesamtschweißfläche in der Verbindungsebene der beiden Schaftteile, und zwar insbesondere um die Querschnittsfläche des Verschlußstopfens in der Verbindungsebene. Diese Vergrößerung der Schweißfläche wird festigkeitsmäßig wirksam durch eine weiter gegebene mechanische Verankerung an der Konusfläche des in der Bohrung befindlichen Teiles des Stopfens. Durch die Vergrößerung der wirksamen Gesamtschweißfläche in Verbindung mit der mechanischen Verankerung -des Stopfens wird erfindungsgemäß eine entscheidende Erhöhung der Festigkeit der Verbindung der beiden Schaftteile erzielt.The tapered stopper in its central area results a significant increase in the effective total welding area in the connection plane of the two shaft parts, in particular around the cross-sectional area of the sealing plug in the connection level. This enlargement of the welding area becomes in terms of strength effective through a further given mechanical anchoring on the conical surface of the part of the plug located in the bore. By enlarging the effective Total welding area in connection with the mechanical anchoring of the plug is according to the invention a decisive increase in the strength of the connection of the achieved both shaft parts.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also auch der in der Verbindungsebene liegende Stopfenquerschnitt an der Schweißung beteiligt, indem der dem Tellerende zugewandte Teil des Stopfens fest mit dem vollen Schaftende verschweißt ist.In the method according to the invention, the one is also in the connection level lying plug cross-section involved in the weld by the end of the plate facing part of the plug is firmly welded to the full shaft end.

Da die ursprüngliche Verjüngung im mittleren Bereich des Stopfens nach dem Stauchen vom Werkstoff des Schaftes ausgefüllt wird, ergibt sich die oben erwähnte zusätzliche mechanische Verankerung.Because the original taper in the central area of the plug is filled by the material of the shaft after upsetting, the above results mentioned additional mechanical anchoring.

Zur Erreichung einer einwandfreien Kontaktgabe beim elektrischen Stumpfschweißen der beiden Schaftteile kann in an sich bekannter Weise eine der beiden Kontaktflächen in üblicher Weise um etwa 5° angeschrägt werden.To achieve perfect contact with electric butt welding of the two shaft parts can in a known manner one of the both contact surfaces are beveled in the usual way by about 5 °.

Nach dem Stumpfschweißen wird das Ventil in üblicher Weise spanabhebend fertig bearbeitet.After the butt welding, the valve is machined in the usual way finished.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt F i g. 1 einen axialen Schnitt durch ein erfindungsgemäß hergestelltes Ventil, F i g. 2 die benachbarten Enden der beiden Schaftteile vor dem Stumpfschweißen, F i g. 3 die Schweißverbindung in außen noch nicht überdrehtem Zustand.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Here, FIG. 1 shows an axial section through a manufactured according to the invention Valve, fig. 2 the adjacent ends of the two shaft parts before butt welding, F i g. 3 the welded joint in a condition that has not yet been over-tightened on the outside.

Im einzelnen ist in F i g. 1 ein Ventil 1 dargestellt, dessen Schaft zu etwa zwei Dritteln der Gesamtlänge aus einem aufgebohrtem Schaftteil 2 und zu etwa einem Drittel aus einem aus Vollmaterial bestehendem Schaftteil 3 zusammengesetzt ist. Die Bohrung 4 des Schaftteiles 2 ist mit einem guten Wärmeleitmittel 5, z. B. metallischem Natrium, etwa zu drei bis vier Fünfteln der Länge der Bohrung gefüllt. Die Bohrung 4 durchdringt nur den Schaftteil 2, nicht jedoch den Ventilteller 6. An dem dem Ventilteller 6 abgekehrten Ende des Schaftteiles 2 ist die Bohrung 4 mit einem Stopfen 7 verschlossen. Die Schaftteile 2 und 3 sind bei 8 miteinander stumpfverschweißt, wobei sich die Schweißung praktisch über den gesamten tragenden Querschnitt des Ventilschaftes erstreckt. In detail, in g F i. 1 shows a valve 1 , the shaft of which is approximately two thirds of the total length composed of a drilled shaft part 2 and approximately one third of a shaft part 3 made of solid material. The bore 4 of the shaft part 2 is provided with a good heat conduction agent 5, for. B. metallic sodium, filled to about three to four fifths of the length of the bore. The bore 4 penetrates only the shaft part 2, but not the valve disk 6. At the end of the shaft part 2 facing away from the valve disk 6, the bore 4 is closed with a plug 7. The stem parts 2 and 3 are butt-welded to one another at 8 , the weld extending practically over the entire load-bearing cross section of the valve stem.

In F i g. 2 ist in vergrößertem Maßstab der Ventilschaft 2 dargestellt, in dessen Bohrung 4 ein Verschlußstopfen 11 eingesetzt ist, der in seinem mittleren Bereich eine Verjüngung 12 aufweist und dem Stopfen 7 in F i g. 1 entspricht. Beim Stumpfschweißen des Schaftteiles 2 mit dem vollen Schaftteil 3 werden die beiden Schaftteile so weit zusammengestaucht, daß die Verbindungsebene bei der Linie 13 liegt, wobei der Schaftwerkstoff die Verjüngung 12 ausfüllt. Der obere Teil des ursprünglichen Stopfens 11 liegt also im Bereich des Abbrandes, so daß nach der Schweißung der eigentliche Stopfen 7 (F i g. 1 und 3) verbleibt. Die Linie 13 des Abbrandes entspricht der Verbindungsebene zwischen den beiden Schaftteilen 2 und 3. In Fig. 2, the valve stem 2 is shown on an enlarged scale, in the bore 4 of which a sealing plug 11 is inserted, which has a taper 12 in its central region and which corresponds to the plug 7 in FIG. 1 corresponds. When butt welding the shaft part 2 with the full shaft part 3, the two shaft parts are compressed so far that the connecting plane lies at the line 13, the shaft material filling the taper 12. The upper part of the original plug 11 is therefore in the area of the burn-off, so that the actual plug 7 (FIGS. 1 and 3) remains after the welding. The line 13 of the burn corresponds to the connecting plane between the two shaft parts 2 and 3.

In F i g. 3 sind die Schaftteile gemäß F i g. 2 nach dem Schweißvorgang dargestellt. Die Bezugszeichen entsprechen denjenigen der vorhergehenden Figuren, und es ist klar erkennbar, daß der Schaftwerkstoff beim Schweißen sowohl nach innen auf den Stopfen 7 zu, als auch nach außen gestaucht wurde.In Fig. 3 are the shaft parts according to FIG. 2 shown after the welding process. The reference numerals correspond to those of the preceding figures, and it can be clearly seen that the shaft material was compressed both inwardly towards the plug 7 and outwardly during welding.

Der nach außen ausgewichene Werkstoff im Bereich der Verbindungsebene 8 wird anschließend spanabhebend entfernt, so daß das Ventil die in F i g. 1 gezeigte fertige Form erhält.The outwardly deviated material in the area of the connection plane 8 is then removed by cutting, so that the valve the in F i g. 1 shown finished form.

Claims

Claims: 1. Process for the preparation of with sodium or like heat conduction means filled exhaust valves for internal combustion engines the forged state, only a shorter one than the finished valve required shaft part having valve from the end of the part shaft drilled out centrally into the area of the valve disk, with sodium or such heat conduction agents are filled for the greater part of the length of its bore, the bore opening closed with a metallic stopper and on the closed part of the shaft end consists of a solid cylindrical material Shaft part for extending the valve shaft to its required end length is concentrically butt welded, characterized in that the sealing plug before welding in its central area substantially, preferably to about a third of its outer diameter is tapered and the two shaft parts are burned off and upset during the butt welding that their connection plane runs through the area in which the sealing plug is before welding has the smallest cross-section.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the end face provided for butt welding is made of solid material Shank part in a known manner to the end face of the drilled shaft part is inclined by a few degrees. Publications considered: Motortechnische Journal, 1961, no. 9, pp. 367 and 368.