DE562564C - Verfahren zur Herstellung von Ventilen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Ventilen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Ventilen für Brennkraftmaschinen, und zwar handelt es sich insbesondere um Ventile mit gezogener Spindel.
• In den Verbrennungskammern von Brennkraftmaschinen entstehen Temperaturen, welche ungefähr in derselben Höhe liegen wie diejenigen Temperaturen, auf welche die Metalle bei der Herstellung der Ventile erwärmt werden. Die heißen Gase, welche durch die Auspuffventile strömen, erwärmen den Auspuffkanal auf eine Temperatur von ungefähr 8;o° C, wenn die Brennkraftmaschine mit durchschnittlicher Geschwindigkeit läuft. Diese heißen Gase üben eine zerstörende Wirkung auf die Ventile aus, indem die Ventile zerfressen werden und sich verziehen. Auch treten schädliche Veränderungen in dem Metall der Ventile selbst auf. Da die Verbrennungsgase hauptsächlich gegen den oberen Teil der Ventilspindel und gegen den unteren Teil des Ventilkopfes gerichtet sind, so ist es sehr schwierig, ein Ventil zu schaffen, das gerade an dieser Stelle gekühlt wird.
• Man hat nun schon in verschiedener Weise versucht. die Ventile zu kühlen, indem man die Ventilspindel ausbohrte und mit einer Seele aus gut wärmeleitendem Metall, wie Kupfer oder Aluminium, ausfjillte. Der Nachteil dieser bekannten Maßnahme besteht aber darin, daß sich der Seelenwerkstoff nur unvollkommen an die Wandung der Bohrung in der Ventilspindel anlegt, so daß die Wärmeleitung an der Übergangsstelle sehr schlecht ist. Dieser Nachteil wird gemäß dem Herstellungsverfahren der Erfindung beseitigt.
• Gemäß der Erfindung wird das Werkstück, aus welchem das Ventil hergestellt werden soll, mit einer Einlage aus besonders gut wärmeleitendem Metall versehen, und dann wird dieses Werkstück zu dem Ventil geformt. Das fertige Ventil hat eine Ventilspindel, in deren Innerm sich eine Seele aus gut wärmeleitendem Metall entlang erstreckt, die vorzugsweise bis in den Ventilteller hineinragt und an allen Stellen ihrer Oberfläche in dichter Berührung mit dem Ventilmaterial steht.
• In der Zeichnung ist das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung veranschaulicht.
• Fig. i ist ein Längsschnitt durch ein Werkstück, welches mit einer Einlage und einer vorgeschweißten Platte versehen ist.
• Fig.2 zeigt einen anderen Verschluß der Bohrung des Werkstückes.
• Fig. 3 zeigt die Anwendung eines Pfropfens zum Verschluß der Werkstückbohrung.
• Fig. q. ist ein Längsschnitt eines Ventils, welches aus dein Werkstück nach Fig. 2 hergestellt ist. Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt der Spindel eines Ventils, welches aus dem Werkstück der Fig. i hergestellt ist.
• Fig.6 ist ein Längsschnitt eines vollständigen Ventils, und Fig.7 ist ein Schnitt des Endes einer Ventilspindel, an deren Stirnseite die Seele freiliegt.
• Zwecks Herstellung des Ventils der Erfindung wird zuerst ein Werkstück i hergestellt, und zwar entweder durch Gießen oder durch Abschneiden von einer Stange. Hierauf wird eine Aussparung 2 in das Werkstück i hineingebohrt. Die Aussparung wird vorzugsweise zylindrisch und konzentrisch zu dem Werkstück r angeordnet. In die Aussparung 2 wird dann ein anderes Stück 3 aus gut wärmeleitendem Metall getrieben, so daß, wenn das Ventil später fertiggestellt ist, diese Einlage sich im wesentlichen entlang der ganzen Ventilspindel erstreckt und ein kurzes Stück in den Ventilteller hineinragt.
• Gemäß der Fig. i füllt die Einlage 3 die Aussparung vollständig aus, und eine Platte 4 ist vor das Ende des Werkstückes geschweißt, um die Aussparung 2 vollständig abzuschließen. Der Zweck der Platte 4 besteht darin, eine Oxydation der Einlage 3 zu verhüten, wenn das Werkstück vor dem Ausziehen oder Schmieden erwärmt wird.
• Das Werkstück i besteht z. B. aus Wolframstahl oder Nickelchromstahl. Die Einlage 3 besteht aus einem Metall, welches sich durch eine Wärmeleitfähigkeit auszeichnet, die bedeutend größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des- Ventilwerkstoffes, z. B. Kupfer. Die Platte ,4 kann aus einem Metall bestehen, welches eine gute Schweißverbindung mit dem Ventilmetall eingeht; jedoch besteht die Platte .. vorzugsweise aus verschleißfestem Stahl, denn dieser Teil des Werkstückes bildet später denjenigen Teil der Ventilspindel, an welchen das Ventilgestänge angreift.
• Die Fig. 2 und 3 zeigen abgeänderte Ausführungsformen des Werkstückverschlusses. Gemäß der Fig. 2 ist die Metallplatte 4 mit einem Ansatz 5 versehen, welcher genau in die Aussparung 2 hineinpaßt und gegen die Einlage 3 anliegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Einlage 3 etwas kürzer ausgeführt als in der Fig. r, so daß sie die ganze Länge der Aussparung 2 nicht vollständig ausfüllt. Gemäß der Fig. 3 ist an Stelle einer Metallplatte 4. lediglich ein Metallpfropfen 6 in das Ende der Aussparung 2 eingeschweißt, um die Einlage 3 gegen Oxydation während der Erwärmung zu schützen.
• Dieses aus verschiedenem Metall zusammengesetzte Werkstück wird dann auf Schmiedetemperatur erwärmt, worauf der Ventilteller angeschmiedet und die Ventilspindel ausgezogen wird (Fig.4).
• Hierbei wird die Einlage 3 ebenfalls ausgezogen, um eine Seele 9 zu bilden. Infolge der Fernhaltung der Luft und infolge der hohen Temperatur kommen die Ventilspindel 8 und die Seele 9 zur innigen Anlage aneinander, so daß der Wärmeübergang _ ungehindert erfolgen kann. Ein Teil io der Seele 9 ragt in den Kopf 7 hinein. Das Metall der Platte 4 wird mit dem Ende der Ventilspindel verschweißt, wie bei i i gezeigt ist. Dieser Teil r i der Ventilspindel wird später genau bearbeitet und beispielsweise mit einer Ringnut 12 versehen, wie die Fig. 6 zeigt.
• Die Fig.5 zeigt das Ende der Ventilspindel, wenn das Werkstück lediglich mit dem Pfropfen 6 als Verschlußmittel für die Aussparung versehen wird.
• Die Fig.7 stellt eine abgeänderte Ausführungsform zur Herstellung der Enden der Ventilspindel dar. In diesem Falle wird nämlich das Metall am Ende der Ventilspindel abgeschnitten, so daß die Seele 9 freiliegt, wie bei 13 gezeigt ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung von Ventilen, deren Spindel eine Seele aus einem gut wärmeleitenden anderen Metall besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Einlage (3) aus gut wärmeleitendem Metall versehenes Werkstück (i) zu dem gewünschten Ventil umgeformt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (i) ausgebohrt, in die Bohrung die Einlage (3) aus gut wärmeleitendem Metall eingesetzt und nach Erwärmen des Werkstückes der Ventilteller angeschmiedet und der übrige Werkstückteil zur Ventilspindel ausgestreckt wird.
3. 3. Verfahreh nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einsetzen der Einlage (3) die Bohrung des Werkstückes (i) durch eine vorgeschweißte Platte (4) oder durch einen Pfropfen (6) verschlossen wird, um die Einlage gegen Oxydation zu schützen.