DE19803294A1 - Einen Hohlraum aufweisendes Gaswechselventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einen Hohlraum aufweisendes Gas­ wechselventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Ventils. Ein derartiges Ventil ist aus der DE-PS 40 24 084 bekannt. Bei diesem Ventil wird die Bohrung des hohlen Gaswechselventils durch Auftragschweißen verschlossen, indem ein pulverförmi­ ger Zusatzwerkstoff z. B. durch Laserschweißen aufgebracht wird oder indem ein MIG-Schweißverfahren oder ein WIG-Schweißverfahren mit Zusatzdraht angewendet wird.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere beim Verschließen der Bohrung durch Laser-Pulverauftragschweißen die für hochwer­ tige Motorenteile geltenden Qualitätsanforderungen nur durch aufwendige Prüfungen erreicht werden können.

Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, bei gattungsgemäßen Ventilen die Öffnung des von Ventilschaft und Ventilteller bzw. Ventilkopf gebildeten Hohlraumes so zu verschließen, daß eine optimale Schweißzone erzielt wird.

Dieses Problem wird gelöst durch ein Ventil mit den Merkma­ len des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß beim Umschmelzen des als Aufmaß am Ventilteller bzw. Ventilfuß vorgehaltenen Materials zwecks Verschließen der Öffnung bzw. Bohrung des Ventils eine bessere Schweißqualität entstehen wird als bei Zugabe von pulverförmigem oder drahtförmigem Zusatzmateri­ al. Dabei wird das entsprechende Aufmaß bzw. die zusätzli­ che Materialanhäufung im Bereich der Öffnung am Ventiltel­ ler durch Schmieden angeformt, am Ventilfuß genügt es, die­ sen um wenige mm zu verlängern.

Zwar ist es aus Fig. 11 der US 2,411,734 bekannt, die Boh­ rung eines einen Hohlraum aufweisenden Gaswechselventils ohne Zugabe von Zusatzmaterial zu verschließen, dies er­ folgt jedoch durch Zusammenquetschen der Bohrungswände im Ventilfußbereich, wobei ein entsprechendes radiales Aufmaß vorgehalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Ventil im Querschnitt,

Fig. 2 das erfindungsgemäße Ventil nach dem Zuschweißen der Öffnung.

Das Ventil 1 weist im Ventilteller 2 und im Schaft 3 eine Bohrung 4 zur Aufnahme von Natrium auf. Die Bohrung 4 wird nach dem Einbringen des Natriums durch Schweißen verschlos­ sen. Als Schweißbadunterlage ist ein passender Stopfen 5 mit definiertem Abstand von der Oberkante des Ventils in die Bohrung eingepreßt. Am oberen Ende der Bohrung ist ein­ stückig mit dem Ventilteller ein bundförmiges Aufmaß 6 vor­ handen, das beim Verschließen der Bohrung umgeschmolzen wird und dabei in die Bohrung bis auf die Schweißbadunter­ lage läuft. Der Umschmelzvorgang erfolgt mit einem Laser, dessen Strahl in zumindest horizontaler Richtung verfahrbar ist. Beim Umschmelzen und Verschließen der Öffnung dreht sich das vertikal stehende Ventil um seine Achse, während der Laser zweimal von radial außen beginnend durch horizon­ tales Verfahren über das bundförmige Aufmaß und die Öffnung geführt wird. Dabei kann der Laser einen kleinen Anstell­ winkel von wenigen Winkelgrad aufweisen, um aufgrund der meist vorhandenen Blaswirkung das Einfließen des aufge­ schmolzenen Materials in die Öffnung zu erleichtern. Um ein zügiges Arbeiten zu ermöglichen, sollte die Leistung des Lasers in der Größenordnung von 5 kW liegen.

Prinzipiell ist es auch möglich, den Umschmelzprozeß unter Schräglage der Ventildrehachse von der Bohrungsinnenseite startend durchzuführen.

Das Volumen des bundförmigen Aufmaßes beträgt etwa das 1,2fache des Volumens der zu verschließenden Öffnung. Ent­ sprechendes gilt für das Verschließen einer Bohrung im Ven­ tilfuß.

Um beim Schweißen ein Überhitzen des relativ leichten Ven­ tils zu vermeiden, ist das Ventil erforderlichenfalls in einer gekühlten Aufnahme einzuspannen bzw. bestehen die Aufnahmen aus wärmeableitendem Kupfer.

Claims (3)

1. Einen Hohlraum aufweisendes Gaswechselventil für einen Verbrennungsmotor mit einem Ventilschaft, einem Ventil­ fuß und einem Ventilteller, wobei Ventilschaft und Ven­ tilteller oder Ventilschaft und Ventilfuß einen von beiden gebildeten, etwa zylindrischen, länglichen Hohl­ raum mit etwa kreisförmigem Querschnitt aufweisen, der am Ventilteller oder am Ventilfuß eine durch Schweißen zu verschließende Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Verschließen der Öffnung erforderliche Ma­ terial als Aufmaß auf dem Ventilteller bzw. dem Ventil­ fuß vorgehalten ist, so daß auf Schweißzusatzmaterial verzichtet werden kann.

2. Einen Hohlraum aufweisendes Gaswechselventil nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den länglichen Hohlraum ein Paßstück als Schweißbadsicherung eingepreßt ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Gaswechselven­ tils für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen der Öffnung einer im Ventilteller bzw. Ventilfuß vorhandenen Bohrung ein als Aufmaß am Ventil vorgehaltenes, bundförmig um die Öffnung herum angeordnetes Volumen umgeschmolzen wird.