DE842571C

DE842571C - Valve with valve seat made of ceramic compound

Info

Publication number: DE842571C
Application number: DEB9727D
Authority: DE
Inventors: Fritz Gronbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1943-12-25
Filing date: 1943-12-25
Publication date: 1952-06-30

Description

Ventile für hohe Druckbeanspruchungen werden in der Regel aus harten und verschleißfesten Werkstoffen., z. B. Nickelbronzen oder Sonderstählen; gefertigt. Die Erfindung hat zur Aufgabe, die wertvollen Knappstoffe durch andere Werkstoffe, nämlich durch keramische Massen, zu ersetzen. Es ist bekannt, Ventile, z. B. Durchflußhähne aus keramischen Massen, für den Durchlaß von Säuren u. dgl. ohne hohe Druckbeanspruchung zu benutzen. Die große Sprödigkeit der keramischen Masse stand aber bisher ihrer Anwendung als Werkstoff in Geräten für hohe Stoß- oder Druckbeanspruchung entgegen.Valves for high pressure loads are usually made of tough and wear-resistant materials., e.g. B. nickel bronzes or special steels; manufactured. The invention has the task of replacing the valuable scarce materials with other materials, namely to be replaced by ceramic masses. It is known to use valves, e.g. B. Flow taps Made of ceramic materials, for the passage of acids and the like without high pressure loads to use. The great brittleness of the ceramic mass was up to now theirs Use as a material in devices for high impact or pressure loads.

Dieser Nachteil wird aber behoben durch ein Ventil, dessen Ventilsitz aus keramischer Masse gemäß der Erfindung in einer Metallbewehrung gefaßt ist.This disadvantage is remedied by a valve, its valve seat is made of ceramic mass according to the invention in a metal reinforcement.

Der Ventilsitz ist vorteilhaft als Ring ausgebildet und in eine Metallbuchse gelegt, so daß diese Druck und Stoß aufnimmt. Die keramische Masse ist vornehmlich zum Ersatz -der harten und verschleißfesten Sonderbronzen oder Sonderstähle aus einem 75% übersteigenden Gehalt von nach dem Gewinnungsprozeß geschmolzenem und wieder zerkleinertem Aluminiumoxyd gebrannt und z. B. vorteilhaft fast ausschließlich aus mit Säure behandelter Alpha-Tonerde gesintert.The valve seat is advantageously designed as a ring and in a metal socket placed so that it absorbs pressure and shock. The ceramic mass is predominant to replace the hard and wear-resistant special bronzes or special steels a content of after the recovery process molten and exceeding 75% fired again crushed aluminum oxide and z. B. advantageous almost exclusively Sintered from acid treated alpha alumina.

Diese keramischen Massen auf der Basis der sog. Kunstkorunde sind als hochwertige Werkstoffe in der Herstellung von Zündkerzenisolatoren bekannt und dürften zur Zeit die härtesten und abriebfestesten keramischen Massen darstellen.These ceramic masses are based on the so-called artificial corundum known as high quality materials in the manufacture of spark plug insulators and are currently the hardest and most abrasion-resistant ceramic materials.

Vorteilhaft ist der Ventilkegel nicht aus keramischen Masse ausgeführt, sondern an Stelle von Bronze aus Stahl, z. B. Chromnickelstahl. Die Abdichtung des Stahls gegen den keramischen Ventilsitz ist bei der ungleichen Härte dieser beiden Werkstoffe besser, als wenn man beide Ventilteile aus den außerdem noch, porösen keramischen Massen fertigen würde. Der gegenüber der Kunstkorundmasse weichere Stoff drückt sich in die Oberfläche des Ventilsitzes gut ein.The valve cone is advantageously not made of ceramic mass, but instead of bronze made of steel, e.g. B. Chrome-nickel steel. The sealing of the Steel against the ceramic valve seat is due to the unequal hardness of these two Materials better than if you took both valve parts out of the, moreover, porous would manufacture ceramic masses. The fabric, which is softer than the synthetic corundum presses well into the surface of the valve seat.

Es hat sich nun gezeigt, daß es besonders wichtig ist, den keramischen Ventilsitz in die Metallbewehrung mit einer gewissen Pressung einzusetzen. Fügt man z. B. einen ringförmigen Ventilsitz aus einer keramischen Masse, wie man sie auf der Basis der Kunstkorunde gewinnt, mit dem von Metallen her üblichen Spiel von einigen hundertstel Millimetern in eine Metallbüchse aus Messing oder Eisen, so- ist nach kurzem Gebrauch der Ventilring zersprungen.It has now been shown that it is particularly important to use the ceramic Insert the valve seat into the metal reinforcement with a certain pressure. Adds one z. B. an annular valve seat made of a ceramic mass, how to use them on the basis of artificial corundum wins with the usual game of metals from a few hundredths of a millimeter into a metal sleeve made of brass or iron, so the valve ring has cracked after a short period of use.

Man verfährt daher zweckmäßig so, daß man die Metallbewehrung vor dem Einsetzen des Ventilringes erwärmt und diesen mit einigen hundertstel Millimetern Anzug in die Bewehrung drückt. Der Ring kann auch in die Büchse eingelötet werden. Das metallische Lot drückt sich in 'die poröse Oberfläche des Ringes ein und bewirkt ein festes Verhaken mit der Büchse. Die nach diesem Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Ventile eignen sich hervorragend z. B. in hydraulischen Pressen. Der keramische Ventilsitz muBte erst nach der 7- bis gfaehen Anzahl von Ventilhüben gegenüber den sonst verwendeten besten SonderbronzenventilsÜzen nachgeschliffen werden, was einer Verlängerung der Betriebszeit von 30 bis 4o Tagen auf 27o Tage gleichkommt.It is therefore expedient to proceed in such a way that the metal reinforcement is heated before the valve ring is inserted and this is pressed into the reinforcement with a tightening of a few hundredths of a millimeter. The ring can also be soldered into the socket. The metallic solder is pressed into 'the porous surface of the ring and causes a firm catch with the sleeve. The valves according to the invention produced by this process are ideally suited for. B. in hydraulic presses. The ceramic valve seat only had to be reground after 7 to 40 times the number of valve lifts compared to the best special bronze valve caps otherwise used, which equates to an extension of the operating time from 30 to 40 days to 27o days.

Die Abbildung zeigt als Ausführungsbeispiel einen erfindungsgemäßen schrägen Ventilsitz im Schnitt. In die Büchse i aus Messing ist der keramische Ring 2 so eingesetzt, daß er an seinen inneren und äußeren Rändern 3 und 4 gehalten wird. Die Bewehrung auch am inneren Rand 3 hat den Vorteil, beim Springen des Ringes das Ausbrechen nach innen und das Herausfallen von Splittern zu verhindern. Als zweckmäßig .hat sich ferner für den Sitz ein Winkel von 35 bis 40° ergeben. Ein kleines Bohrloch 5 dient der Entlüftung .beim Einsetzen des ringförmigen Sitzes 'in die Bewehrung.The figure shows an exemplary embodiment according to the invention inclined valve seat in section. The ceramic ring is in the brass sleeve 2 inserted so that it is held at its inner and outer edges 3 and 4. The reinforcement also on the inner edge 3 has the advantage that when the ring jumps Break out inwards and prevent splinters from falling out. As functional .The seat is also at an angle of 35 to 40 °. A small borehole 5 is used for ventilation when the ring-shaped seat is inserted into the reinforcement.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Valve with a valve seat made of ceramic compound, characterized in that the valve seat is held in a metal reinforcement.

2. Valve according to claim i, characterized in that the valve seat is made of ceramic Mass is designed as a ring.

3. Valve according to claim i- or 2, characterized in that that the ceramic mass from a 75% exceeding content of after the extraction process molten and re-crushed aluminum oxide is burned.

4. Valve after Claim i or one of the following, characterized in that the ceramic The mass is sintered almost exclusively from acid-treated alpha-alumina.

5. Valve according to claim i or one of the following, characterized in that the valve cone made of steel, e.g. B. chrome nickel steel.

6. Method of manufacture of the valve according to claim i or one of the following, characterized in that the ceramic valve seat body with a few hundredths of a millimeter in one previously heated metal reinforcement is pressed.