DE3243560A1

DE3243560A1 - Structural element, especially an outlet valve

Info

Publication number: DE3243560A1
Application number: DE19823243560
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 7080 Aalen Ebbinghaus
Original assignee: Gesenkschmiede Schneider GmbH
Current assignee: Gesenkschmiede Schneider GmbH
Priority date: 1982-11-25
Filing date: 1982-11-25
Publication date: 1984-05-30

Abstract

The invention relates to a structural element, especially an outlet valve for internal-combustion engines, on which extremely stringent and extremely varied requirements are placed from the mechanical and/or thermal and/or chemical point of view, which structural element consists of at least two metals or metal alloys which are formed jointly, the outer jacket consisting, for example, of a material having high mechanical strength and the inner filling consisting of a material having high thermal conductivity.

Description

Anmelder: Gesenkschmiede Schneider GmbHApplicant: Gesenkschmiede Schneider GmbH

Ulmer Straße 101
• 7080 Aalen/ Württ.Ulmer Strasse 101
• 7080 Aalen / Württ.

"Konstruktionselelement, insbesondere Auslaßventil""Construction element, especially exhaust valve"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Konstruktionselement, insbesondere auf ein Auslaßventil für Verbrennungsmotore nach dem Oberbegriff des An- ^O Spruches 1,The present invention relates to a structural element, in particular to an exhaust valve for internal combustion engines according to the generic term of An ^ O proverb 1,

Es sind Konstruktionselemente bekannt, an die hohe mechanische Anforderungen, gestellt werden und die darüberhinaus auch im Einsatz bei hohen TemperaturenThere are construction elements known to which high mechanical requirements are made and which also in use at high temperatures

betriebssicher arbeiten müssen, andere Elemente wiederum die neben der mechanischen Festigkeit eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen müssen, da sieHave to work reliably, other elements in turn, in addition to the mechanical strength, a high one Must have corrosion resistance because they

starken chemischen Einflüßen ausgesetztt sind. Andere Elemente wiederum müssen neben hoher mechanischer Festigkeit auch resistent sein gegen hohe thermische und chemische Angriffsbe-lastung.are exposed to strong chemical influences. Other Elements, on the other hand, have to be resistant to high levels of thermal energy in addition to high mechanical strength and chemical attack exposure.

An ein Ventil, insbesondere an ein Auslaßventil bei Verbrennungsmotoren, werden hohe Anforderungen gestellt in Hinsicht auf die mechanische Festigkeit - Führung und Stößelschläge am Ventilschaft, sowie hartes Aufsetzen des Ventiltellers auf den Ventilsitz - , darüberhinaus ist die thermische Belastung eines Auslaßventils sehr hoch, da nach der Gasexplosion im Zylinder sehr heiße Gase beim Austritt den Ventilteller und den Ventilschaft umströmen. Irisbesondere kommt bei den Auslaßventilen die hohe Belastung durch chemische Korrosionen in Zusammenwirken mit dem hohen Temperatureinfluß hinzu - Heißkorrosion - .High demands are made on a valve, in particular on an exhaust valve in internal combustion engines In terms of mechanical strength - guidance and tappet strikes on the valve stem, as well as hard contact of the valve disk on the valve seat -, in addition, the thermal load on an exhaust valve very high, because after the gas explosion in the cylinder, very hot gases exit the valve disc and flow around the valve stem. Iris in particular comes through with the exhaust valves, the high load chemical corrosion in conjunction with the high temperature influence - hot corrosion -.

Mit anderen Worten bei einem Auslaßventil ist für eine gute Wärmeleitung auf der einen Seite und für eine gute Korrosionsbeständigkeit insbesondere im Bereich des eigentlichen Ventilkopfes Sorge zu tragen.In other words, one exhaust valve is for one good heat conduction on the one hand and for good corrosion resistance, especially in the area to take care of the actual valve head.

Es sind Ventile, insbesondere Auslaßventile bekannt, die aus zwei unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, beispielsweise bei denen der Teller selbst und ein Teil des Ventilschaftes aus einem hochwertigen Material, beispielsweise Nimonic-Material bestehen und die zusammengeschweißt sind mit dem restlichen ^ow Teil des Ventilschaftes. Diese bekannten Ausführungen weisen den großen Nachteil auf, daß sie neben einer durch den Materialeinsatz erhöhten Verteuerung in der Schweißzone zwischen beiden Materialien hohe mechanische Unsicherheitsmomente aufweisen.There are valves, especially exhaust valves are known which are made of two different materials, for example where the plate itself and a part of the valve stem of a high quality material, such as Nimonic material and welded together with the remaining ^ow portion of the valve stem. These known designs have the great disadvantage that, in addition to the increased cost in the welding zone between the two materials due to the use of material, they have high mechanical moments of uncertainty.

Weiterhin sind 'Ventile, insbesondere Auslaßventile bekannt, die innen hohl ausgebildet und mit einem speziellen Kühlmittel gefüllt sind. Diese arbeitenFurthermore, 'valves, in particular exhaust valves are known which are hollow inside and with a special coolant are filled. These works

dann nach der bekannten Shakermethode. Weiterhin ist bekannt Hohlräume in einem Auslaßventil direkt oderindirekt über Zu- bzw. Ab-führungsvorrichtungen mit einem Kühlmittel zu beschicken.then according to the well-known shaker method. Furthermore is known cavities in an outlet valve directly or indirectly via supply or discharge devices with a To charge coolant.

Diese bekannten Ausführungen weisen neben den Nachteilen höherer Pertigungs- und auch höherer Betriebskosten den Nachteil auf, daß der Wärmeübergang zwischen Metall und Gas bzw. flüssigen speziellen Kühlmitteln zu gering'ist, insbesondere aber auch, daß keine gleichmäßige Wärmeabführung, und damit gleichmaäßige Kühlung gewährleistet wird.In addition to the disadvantages of higher manufacturing and also higher operating costs, these known designs the disadvantage that the heat transfer between metal and gas or liquid special coolants too low, but in particular that there is no uniform Heat dissipation, and thus uniform cooling is guaranteed.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein sowohl in der Fertigung, wie auch im Betrieb kostengünstiges Konstruktionselement, insbesondere ein Auslaßventil zu erstellen, daß während des Betriebs eine gleichmäßige und hohe Wärmeabgabe aufweist, bei dem insbesondere ein schlechterer Wärmeübergang bei Stoffen in unterschiedlichen Aggregatszuständen vermieden wird.The present invention has set itself the task of providing an inexpensive both to manufacture and to operate Construction element, in particular to create an exhaust valve that a during operation has uniform and high heat emission, in which, in particular, a poorer heat transfer in substances is avoided in different states of aggregation.

• Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des An- ^: Spruches 1 erreicht.• This is the characterizing features of ^arrival: achieved award first

Da es sich bei dem erfinderischen Gegenstand um Konstruktionselemente handelt, die einer wechselnden hohen Temperatur unterworfen werden, ist die Anmeldung auf den Einsatz von Metallen bzw. Metallegierungen begrenzt. Durch den Einsatz mindestens zweier MetalleSince it is in the inventive subject to construction elements that a changing are subjected to high temperatures, the registration is limited to the use of metals or metal alloys. By using at least two metals

^uw bzw. Metallegierungen, die gemeinsam verforrnt wurden, ist ein betriebssicheres Konstruktionselement gewährleistet, an das extrem hohe bzw. extrem unterschiedliche Anforderungen gestellt werden; beispielsweise wird bereits bei mittlerem Verformungsgrad eine innige und damit ^uw or metal alloys that have been deformed together, an operationally reliable construction element is guaranteed, on which extremely high or extremely different demands are made; for example, even with a medium degree of deformation, an intimate and thus

ubergangslose Wärmeabführung gewährleistet.Seamless heat dissipation guaranteed.

Nach einem weiteren Merkmal besteht das Konstruktionselement aus einem Außenmantel mit einem Material hoherAccording to a further feature, the structural element consists of an outer jacket with a material of high

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1' mechanischer Festigkeit, wie Ventilstahl während die innere Füllung aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht. Hier ist insbesondere an ein hoch belastetes Auslaßventil für Verbrennungsmotore gedacht, bei dem die innere Füllung beispielsweise ein reines Kupfer oder eine Kupferlegierung darstellt.1 'mechanical strength, such as valve steel during the inner filling consists of a material with high thermal conductivity. Here in particular is a high loaded exhaust valve intended for internal combustion engines, in which the inner filling, for example, a pure Represents copper or a copper alloy.

Um eine innige metallische Verbindung zu erreichen, wird nach einem weiteren Vorschlag der Außenmantel vorgefertigt, und das Innenmaterial besteht aus einem eingegossenen Material hoher thermischer Leitfähigkeit.In order to achieve an intimate metallic connection, according to a further proposal, the outer jacket prefabricated, and the inner material consists of a cast material of high thermal conductivity.

Machfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.The following is a preferred embodiment explained in more detail according to the invention with reference to the accompanying drawings.

Die Zeichnung zeigt:The drawing shows:

Fig. 1) den Längsschnitt eines stehenden Tellerventils. Fig. 1) the longitudinal section of an upright poppet valve.

Die Figur 1 zeigt den Längsschnitt durch eine stehendes Tellerventil mit dem Außenmantel 1 aus beispielsweise Ventilstahl und der inneren Füllung 5, beispielsweise aus reinem Kupfer. Der Außenmantel 1 umsschließt homogen und nahtlos mit seiner Stirnseite 2, Schaft 3 und Teller H die Innenfüllung 5·FIG. 1 shows the longitudinal section through an upright poppet valve with the outer jacket 1 made of, for example, valve steel and the inner filling 5, for example made of pure copper. The outer jacket 1 encloses the inner filling 5 homogeneously and seamlessly with its end face 2, shaft 3 and plate H

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Claims

My files: PGm 1 * 170/71 Claims

Construction element, in particular exhaust valve for internal combustion engines, to which in mechanical and / or extremely high or extremely different requirements from a thermal and / or chemical point of view are made, characterized in that it consists of at least two deformed together Metals or metal alloys.

• 2. Construction element according to claim 1, characterized in that that the outer jacket is made of a material of high mechanical strength, such as valve steel and the inner filling consists of a material with high thermal conductivity.

3. Construction element according to claim 1 or 2, characterized in that the already prefabricated outer jacket is filled with a material that has a lower melting point than the jacket material.

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