EP3583302A1 - Verfahren zur herstellung von hohlraumventilen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von hohlraumventilen

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EP3583302A1
EP3583302A1 EP18710811.3A EP18710811A EP3583302A1 EP 3583302 A1 EP3583302 A1 EP 3583302A1 EP 18710811 A EP18710811 A EP 18710811A EP 3583302 A1 EP3583302 A1 EP 3583302A1
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EP
European Patent Office
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annular wall
valve
cavity
cup
outer diameter
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EP18710811.3A
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Thorsten MATTHIAS
Antonius Wolking
Guido Bayard
Andreas Heinek
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Federal Mogul Valvetrain GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Valvetrain GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/12—Cooling of valves
    • F01L3/14—Cooling of valves by means of a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in a valve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/20—Making machine elements valve parts
    • B21K1/22—Making machine elements valve parts poppet valves, e.g. for internal-combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/20—Making uncoated products by backward extrusion
    • B21C23/205—Making products of generally elongated shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing cavity valves for internal combustion engines and cavity valves made therewith.
  • Cavity valves are usually made by a combination of various methods, such as e.g. Forging, turning and welding. In particular, the turning or milling of the cavity is costly. Also weld spots should be avoided on the plate surface or other operational critical points. Another disadvantage of known methods is that often a large number of process steps is necessary.
  • US 6006713 A relates to a cavity valve made by closing a hollow blank by means of welding.
  • Object of the present invention is therefore to provide a manufacturing method for cavity valves or a valve body for cavity valves, which does not have the disadvantages mentioned and at the same time a high productivity and good Has material utilization.
  • the object is achieved by a method for producing a valve body of a cavity valve, comprising the steps of providing a cup-shaped semifinished product, the semifinished product having an annular wall which surrounds a cylindrical cavity of the semifinished product and a bottom portion; Forming a valve head from the bottom portion; Lengths of the annular wall in an axial direction by forming, wherein a mandrel is inserted into the cavity during the forming; Reducing an outer diameter of the annular wall by swaging to obtain a valve stem of the finished valve body having a predetermined outer diameter.
  • the provision of the cup-shaped semifinished product may comprise providing an at least partially cylindrical blank and forming the cup-shaped semifinished product from the blank.
  • the shaping of the cup-shaped semifinished product can take place by a hot-forming method, in particular by cup-backward extrusion or forging.
  • the molding of the valve head may be by a hot forming process, in particular by cup backward extrusion or forging.
  • the lengths of the annular side wall may be made by swaging with a mandrel or ironing via a mandrel.
  • a plurality of mandrels of different diameters may be used in the length of the annular wall.
  • the lengths of the annular wall may decrease the diameter of successively used mandrels.
  • reducing the outer diameter of the annular wall may include a plurality of rotary kneading substeps.
  • reducing the outer diameter of the annular wall may occur without a mandrel inserted.
  • the method may further include charging a cooling medium, particularly sodium, into the cavity and closing the valve stem.
  • a cooling medium particularly sodium
  • FIGS. 1A-1F show various intermediate steps of the production according to the invention of a valve body of a cavity valve (shown in FIG. 1F) from a blank (shown in FIG. 1A).
  • FIGS. 1A to 1F show, in sectional views, various intermediate stages of the production method according to the invention.
  • a blank 2 is made of a valve steel known to the person skilled in the art.
  • the blank has an at least partially cylindrical shape, preferably a circular cylindrical shape, corresponding to the circular shape of the valve body or valve to be produced.
  • the blank 2 is formed into a cup-shaped semifinished product 4 or workpiece shown in FIG. 1B.
  • the semifinished product in the form of a cup comprises a bottom portion 10, from which a valve head (or valve disk) 12 is later formed, and an annular wall 6, which surrounds a cylindrical, preferably circular cylindrical, cavity 8 of the cup-shaped semifinished product 4 and from the later Valve stem 14 is formed.
  • material may flow between the bottom section 10 and the annular wall 6 during the subsequent forming steps.
  • the cup-shaped semi-finished product 4 is provided directly according to the invention; The method then starts with providing the cup-shaped semifinished product 4 illustrated in FIG. 1B.
  • valve head 12 is formed from the bottom section 10.
  • the workpiece thus obtained is shown in Fig. IC.
  • Both the forming of the blank 2 into a cup-shaped workpiece 4 and the molding of the valve head 12 from the bottom portion 10 is preferably carried out by a hot forming process; more preferably, cup reverse extrusion or forging is used. In cup backward extrusion, a punch is pressed into the blank 2 to form the cavity 8.
  • an axial length of the annular wall 6 is increased.
  • 'Axial' here refers to the longitudinal direction defined by the shaft, ie to the axis of the annular wall; 'Radial' is correspondingly a direction orthogonal to the axial direction.
  • a mandrel (not shown) is inserted into the cavity, so that a flow of the material is prevented in the radial direction and the material flow takes place mainly in the axial direction.
  • Inner diameter and wall thickness of the annular wall 6 can be adjusted to a desired value. Further, this forming step may consist of several sub-steps, in which optionally several mandrels with the row be used after decreasing diameters.
  • FIGS. 1D and IE The semifinished shapes thus achieved are illustrated by way of example in FIGS. 1D and IE, where first a larger diameter mandrel is used to obtain the semifinished state shown in FIG. 1D and subsequently a mandrel having a smaller diameter is used to obtain the state shown in Fig. IE.
  • a larger diameter mandrel is used to obtain the semifinished state shown in FIG. 1D
  • a mandrel having a smaller diameter is used to obtain the state shown in Fig. IE.
  • the use of more than two thorns with different diameters is possible.
  • this length or this elongation is preferably rotary swaging with mandrel or Abstreckgleit » over a mandrel for use.
  • the outer diameter of the annular wall 6 is reduced by swaging to obtain a finished valve body 16 whose valve stem 12 has a predetermined outer diameter D, i. has a desired target diameter; see. Fig. 1F.
  • This forming step is preferably carried out without inserted mandrel, so that the diameter can be effectively reduced.
  • This step in addition to a reduction in the outer diameter, also leads to a further elongation of the annular wall 6 and, without a mandrel, to an increase in the wall thickness of the annular wall.
  • the wall thickness would therefore possibly be set slightly smaller in the preceding elongation step, in order to obtain a specific wall thickness, taking into account the increase in thickness in the final step, and thus given a given inner diameter D a certain inner diameter.
  • the step of reducing the outer diameter of the annular wall 6 may be divided into a plurality of consecutive sub-steps, each performed by means of rotary swaging. This depends, inter alia, on the diameter reduction to be achieved, ie on the difference between the initial outer diameter of the cup-shaped workpiece ( Figure IE) and the predetermined outer diameter D to be achieved of the finished valve stem 12 ( Figure 1F).
  • the individual partial steps can be carried out independently of each other by rotary swaging with or without mandrel. If a high diameter reduction is necessary and thus "many" partial steps, it is possible, for example, to use a mandrel in at least some of the partial steps in order to increase the thickness of the annular wall 6 does not get too big.
  • Rotary swaging is an incremental pressure forming process in which the workpiece to be machined is hammered in rapid succession from different sides in the radial direction. Due to the resulting pressure, the material flows, so to speak, and the material structure is not distorted by tensile stresses. Rotary kneading is preferred as a cold forming process, i. below the recrystallization temperature of the machined material.
  • An essential advantage of the use of rotary kneading as the final forming step is that compressive stresses are induced by the radial introduction of force during rotary kneading, whereby the occurrence of tensile stresses which increase the susceptibility to cracks is prevented, in particular for the edge layers of the hollow shank.
  • Rotary kneading enables inter alia an uninterrupted fiber course in the workpiece
  • Further advantages of rotary kneading as a final forming step - compared to drawing or necking are given by a better achievable surface quality and by a relatively higher diameter reduction of the shaft per step. Due to the high achievable surface quality and the fact that the tolerable tolerances in the rotary swaging are very small, a reworking of the valve stem is usually not necessary. With free-form processes or compression processes - such as necking - in general, only a poorer surface quality or tolerance compliance can be achieved.
  • a cooling medium for example sodium
  • a valve stem which, for example by means of friction welding or a other welding procedure, is attached (not shown in the figures).

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Abstract

Bereitgestellt wird ein Herstellungsverfahren für einen Ventilkörper eines Hohlraumventils, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines napfförmigen Halbzeugs mit einer ringförmigen Wand, die einen Hohlraum umgibt, und mit einem Bodenabschnitt, gefolgt von einem Längen der Wand und einem abschließenden Reduzieren eines Außendurchmessers der ringförmigen Wand, um einen vorbestimmten Ventilschaftaußendurchmesser eines herzustellenden Ventils zu erhalten. Bereitgestellt wird ferner ein mittels dieses Verfahrens hergestelltes Hohlraumventil.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON HOHLRAUMVENTILEN
Gebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlraumventilen für Verbrennungsmotor und damit hergestellte Hohlraumventile.
Stand der Technik Ein- und Auslassventile sind bei Verbrennungsmotoren thermisch und mechanisch hoch beanspruchte Bauteile. Eine ausreichende Kühlung ist daher notwendig, um einer dauerhafte Funktionsfähigkeit der Ventile sicherzustellen. Hierbei sind Hohlraumventile gegenüber Vollschaftventilen und Hohlschaftventilen vorteilhaft, da ein Hohlraum sowohl im Schaft als auch im Ventilkopf vorhanden ist, wodurch eine verbesserte interne Kühlung - mittels eines Kühlmediums, z.B. Natrium - erzielt werden kann. Weitere Vorteile sind ein geringeres Gewicht, die Vermeidung von Hot-Spots und eine CO2-Reduzierung.
Hergestellt werden Hohlraumventile üblicherweise durch eine Kombination verschiedener Verfahren, wie z.B. Schmieden, Drehen und Schweißen. Hierbei ist insbesondere das Drehen oder Fräsen des Hohlraumes kostenintensiv. Auch sollten Schweißpunkte an der Tellerfläche oder an anderen betriebsbedingt kritischen Stellen vermieden werden. Ein weiterer Nachteil bekannter Verfahren ist, dass oftmals eine große Anzahl von Prozessschritten notwendig ist. Beispielsweise betrifft die US 6006713 A ein Hohlraumventil, das durch Schließen eines hohlen Rohlings mittels Schweißens hergestellt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es also ein Herstellungsverfahren für Hohlraumventile bzw. eines Ventilkörpers für Hohlraumventile bereitzustellen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist und gleichzeitig eine hohe Produktivität und gute Materialausnutzung aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilkörpers eines Holraumventils, umfassend die Schritte von Bereitstellen eines napfförmigen Halbzeugs, wobei das Halbzeug eine ringförmige Wand, die einen zylindrischen Hohlraum des Halbzeugs umgibt, und einen Bodenabschnitt aufweist; Formen eines Ventilkopfes aus dem Bodenabschnitt; Längen der ringförmigen Wand in einer axialen Richtung durch Umformen, wobei während des Umformens ein Dorn in den Hohlraum eingesetzt wird; Reduzieren eines Außendurchmessers der ringförmigen Wand durch Rundkneten, um einen Ventilschaft des fertiggestellten Ventilkörpers mit vorbestimmtem Außendurchmesser zu erhalten. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Bereitstellen des napfförmigen Halbzeugs Bereitstellen eines zumindest teilweise zylindrischen Rohlings und Formen des napfförmigen Halbzeugs aus dem Rohling umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Formen des napfförmigen Halbzeugs durch ein Warmumformverfahren erfolgen, insbesondere durch Napfrückwärtsfließpressen oder Schmieden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Formen des Ventilkopfes durch ein Warmumformverfahren erfolgen, insbesondere durch Napfrückwärtsfließpressen oder Schmieden.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Längen der ringförmigen Seitenwand durch Rundkneten mit Dorn oder Abstreckgleitziehen über einen Dorn erfolgen. Gemäß einem weiteren Aspekt können beim Längen der ringförmigen Wand mehrere Dorne unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden. Gemäß einem weiteren Aspekt können beim Längen der ringförmigen Wand die Durchmesser aufeinanderfolgend verwendeter Dorne abnehmen. Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Reduzieren des Außendurchmessers der ringförmigen Wand mehrere Rundknet-Teilschritte umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Reduzieren des Außendurchmessers der ringförmigen Wand ohne eingesetzten Dorn erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Verfahren weiterhin Einfüllen eines Kühlmediums, insbesondere Natrium, in den Hohlraum und Schließen des Ventilschaftes umfassen. Erfindungsgemäß wird das Problem weiterhin gelöst durch Hohlraumventil, welches einen Ventilkörper umfasst, der unter Verwendung des vorstehenden Verfahrens hergestellt wurde.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren genauer beschrieben, wobei
Figuren 1A - 1F verschiedene Zwischenschritte der erfindungsgemäßen Herstellung eines Ventilkörpers eines Hohlraumventils (dargestellt in Fig. 1F) aus einem Rohling (dargestellt in Fig. 1 A) zeigen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In den Figuren 1A bis 1F sind, in Schnittansichten, verschiedene Zwischenstufen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens dargestellt. Bevorzugt dient als Ausgangspunkt, siehe Fig. 1A, ein Rohling 2 aus einem dem Fachmann bekannten Ventilstahl. Der Rohling weist eine zumindest teilweise zylindrische Form auf, bevorzugt eine kreiszylindrische Form, entsprechend der Kreisform des herzustellenden Ventilkörpers bzw. Ventils.
Der Rohling 2 wird in ein in Fig. 1B dargestelltes napfförmiges Halbzeug 4 bzw. Werkstück umgeformt. Das Halbzeug in Form eines Napfes umfasst einen Bodenabschnitt 10, aus dem später ein Ventilkopf (bzw. Ventilteller) 12 gebildet wird, und eine ringförmige Wand 6, die einen zylindrischen, bevorzugt kreiszylindrischen, Hohlraum 8 des napfförmigen Halbzeugs 4 umgibt und aus der später ein Ventilschaft 14 gebildet wird. Hierbei kann während der nachfolgenden Umformschritte eventuell Material zwischen Bodenabschnitt 10 und ringförmiger Wand 6 fließen. Allgemeiner wird erfindungsgemäß das napfförmige Halbzeug 4 direkt bereitgestellt; das Verfahren startet dann also mit Bereitstellen des in Fig. 1B dargestellten napfförmigen Halbzeugs 4.
In einem anschließenden Umformschritt wird aus dem Bodenabschnitt 10 der Ventilkopf 12 geformt. Das dadurch erhaltene Werkstück ist in Fig. IC dargestellt.
Sowohl das Umformen des Rohlings 2 in ein napfförmiges Werkstück 4 als auch das Formen des Ventilkopfs 12 aus dem Bodenabschnitt 10 wird bevorzugt durch ein Warmumformverfahren durchgeführt; weiter bevorzugt wird Napfrückwärtsfließpressen oder Schmieden verwendet. Beim Napfrückwärtsfließpressen wird ein Stempel in den Rohling 2 gepresst, um den Hohlraum 8 zu formen.
Im nächsten Bearbeitungsschritt wird eine axiale Länge der ringförmigen Wand 6 vergrößert. , Axial' bezieht sich hier auf die durch den Schaft definierte Längsrichtung, also auf die Achse der ringförmigen Wand; ,radial' ist entsprechend eine Richtung orthogonal zur axialen Richtung. Um eine effektive Längenzunahme zu erreichen wird während dieses Schrittes ein Dorn (nicht dargestellt) in den Hohlraum eingesetzt, so dass ein Fließen des Materials in radiale Richtung unterbunden wird und der Materialfluss vor allem in axialer Richtung stattfindet. Innendurchmesser und Wandstärke der ringförmigen Wand 6 können dadurch auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Weiter kann dieser Umformschritt aus mehreren Teilschritten bestehen, bei denen gegebenenfalls mehrere Dorne mit der Reihe nach abnehmenden Durchmessern eingesetzt werden. Die damit erreichten Halbzeug-Formen sind beispielhaft in Fig. 1D und Fig. IE dargestellt, wo zunächst ein Dorn mit größerem Durchmesser verwendet wird um den in Fig. 1D dargestellten Halbzeug-Zustand zu erhalten und nachfolgend ein Dorn mit einem kleineren Durchmesser verwendet wird um den in Fig. IE dargestellten Zustand zu erhalten. Selbstverständlich ist auch die Verwendung von mehr als zwei Dornen mit unterschiedlichen Durchmessern möglich.
Als Umformverfahren für dieses Längen bzw. diese Längung kommt bevorzugt Rundkneten mit Dorn oder Abstreckgleitziehen über einem Dorn zur Anwendung.
Abschließend wird der Außendurchmesser der ringförmigen Wand 6 durch Rundkneten reduziert, um einen fertiggestellten Ventilkörper 16 zu erhalten, dessen Ventilschaft 12 einen vorbestimmten Außendurchmesser D aufweist, d.h. einen gewünschten Zieldurchmesser aufweist; vgl. Fig. 1F. Dieser Umformschritt erfolgt bevorzugt ohne eingesetzten Dorn, damit der Durchmesser effektiv verkleinert werden kann. Dieser Schritt führt, neben einer Verringerung des Außendurchmessers, auch zu einer weiteren Längung der ringförmigen Wand 6 und, ohne Dorn, zu einer Zunahme der Wandstärke der ringförmigen Wand. Die Wandstärke wäre also gegebenenfalls im vorhergehenden Längungsschritt etwas kleiner einzustellen, um unter Berücksichtigung der Dickenzunahme im abschließenden Schritt eine bestimmte Wandstärke, und damit bei gegebenen Außendurchmesser D einen bestimmten Innendurchmesser, zu erhalten.
Der Schritt zum Reduzieren des Außendurchmessers der ringförmigen Wand 6 kann in mehrere aufeinanderfolgende Teilschritte aufgeteilt werden, die jeweils mittels Rundkneten ausgeführt werden. Dies ist unter anderem abhängig von der zu erreichenden Durchmesserreduktion, d.h. von der Differenz zwischen dem Ausgangsaußendurchmesser des napfförmigen Werkstücks (Fig. IE) und dem zu erreichenden vorbestimmten Außendurchmesser D des fertiggestellten Ventilschafts 12 (Fig. 1F). Die einzelnen Teilschritte können unabhängig voneinander durch Rundkneten mit oder ohne Dorn erfolgen. Ist eine hohe Durchmesserreduktion notwendig und damit„viele" Teilschritte, kann z.B. bei zumindest einigen der Teilschritte ein Dorn eingesetzt werden, um die Dicke der ringförmigen Wand 6 nicht zu groß werden zu lassen.
Wichtig ist hierbei, dass nach dem Rundkneten zur Reduzierung des Außendurchmessers der ringförmigen Wand 6 kein weiterer Umformschritt des Ventilkörpers 16 stattfindet, da dies die durch das Rundkneten erhaltenen positiven Materialeigenschaften verschlechtern würde. Rundkneten ist also der abschließende Umformschritt. Beim Rundkneten handelt es sich um ein inkrementelles Druckumformverfahren, bei dem in schneller Abfolge von verschiedenen Seiten in radialer Richtung auf das zu bearbeitende Werkstück eingehämmert wird. Durch den dadurch entstehenden Druck , fließt' das Material sozusagen und die Materialstruktur wird nicht durch Zugspannungen verzerrt. Bevorzugt wird Rundkneten als Kaltumformverfahren, d.h. unterhalb der Rekristallisationstemperatur des bearbeiteten Materials, ausgeführt.
Wesentlicher Vorteil der Verwendung von Rundkneten als abschließenden Umformschritt ist also, dass beim Rundkneten durch die radiale Krafteinleitung Druckspannungen induziert werden, wodurch das Auftreten von Zugspannungen, welche die Anfälligkeit für Risse erhöhen verhindert wird, insbesondere trifft dies für die Randschichten des Hohlschaftes zu. Solche unerwünschten Zugspannungen treten z.B. bei der Verwendung von Ziehverfahren oder„Necking" (ein Einziehverfahren, d.h. Durchmesserverminderung durch Einschnüren) auf. Rundkneten ermöglicht unter anderem einen ununterbrochenen Faserverlauf im Werkstück. Weitere Vorteile des Rundknetens als abschließenden Umformschritt - gegenüber Ziehverfahren oder „Necking" - sind durch eine bessere erreichbare Oberflächenqualität und durch eine relativ höhere Durchmesserreduzierung des Schaftes je Schritt gegeben. Aufgrund der hohen erreichbaren Oberflächenqualität und dadurch, dass beim die einhaltbaren Toleranzen beim Rundkneten sehr klein sind, ist eine Nachbearbeitung des Ventilschaftes meist nicht notwendig. Mit Freiformverfahren bzw. Stauchverfahren - wie z.B. Necking - lässt sich im Allgemeinen nur eine schlechtere Oberflächenqualität bzw. Toleranzeinhaltung erreichen. Dementsprechend erfolgt nach dem Rundkneten zur Reduzierung des Außendurchmessers der ringförmigen Wand insbesondere kein Verfahrensschritt mittels eines Ziehverfahrens oder Neckings. Um den Herstellungsprozess des Hohlraumventils abzuschließen kann weiterhin ein Kühlmedium, z.B. Natrium, über das nach außen offene Ende des Ventilschaftes in den Hohlraum des Ventilkörpers eingefüllt werden und anschließend dieses Ende des Ventilschaftes verschlossen werden, z.B. durch ein Ventilschaftendstück, welches, etwa mittels Reibschweißen oder einem anderen Schweiß verfahren, angebracht wird (in den Figuren nicht dargestellt).
Bezugszeichenliste
2 Rohling
4 napfförmiges Halbzeug
6 ringförmige Wand
8 Hohlraum
10 Bodenabschnitt
12 Ventilkopf
14 Ventilschaft
16 fertiggestellter Ventilkörper
D Ventilschaft-Außendurchmesser

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Ventilkörpers (16) eines Holraumventils, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines napfförmigen Halbzeugs (4), wobei das Halbzeug eine ringförmige Wand (6), die einen zylindrischen Hohlraum (8) des Halbzeugs umgibt, und einen Bodenabschnitt (10) aufweist;
Formen eines Ventilkopfes (12) aus dem Bodenabschnitt (10);
Längen der ringförmigen Wand (6) in einer axialen Richtung durch Umformen, wobei während des Umformens ein Dorn in den Hohlraum (8) eingesetzt wird;
Reduzieren eines Außendurchmessers der ringförmigen Wand (6) durch Rundkneten, um einen Ventilschaft (14) des fertiggestellten Ventilkörpers (16) mit vorbestimmtem Außendurchmesser (D) zu erhalten.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Bereitstellen des napfförmigen
Halbzeugs (4) umfasst:
Bereitstellen eines zumindest teilweise zylindrischen Rohlings (2); und
Formen des napfförmigen Halbzeugs (4) aus dem Rohling (2).
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Formen des napfförmigen Halbzeugs (4) durch ein Warmumformverfahren erfolgt, insbesondere durch
Napfrückwärtsfließpressen oder Schmieden.
4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Formen des Ventilkopfes (12) durch ein Warmumformverfahren erfolgt, insbesondere durch
Napfrückwärtsfließpressen oder Schmieden.
5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Längen der ringförmigen Seitenwand (6) durch Rundkneten mit Dorn oder Abstreckgleitziehen über einen Dorn erfolgt.
6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei beim Längen der ringförmigen Wand (6) mehrere Dorne unterschiedlicher Durchmesser verwendet werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei beim Längen der ringförmigen Wand (6) der Durchmesser aufeinanderfolgend verwendeter Dorne abnimmt.
8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Reduzieren des Außendurchmessers der ringförmigen Wand (6) mehrere Rundknet-Teilschritte umfasst.
9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Reduzieren des Außendurchmessers der ringförmigen Wand (6) ohne eingesetzten Dorn erfolgt.
10. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: Einfüllen eines Kühlmediums, insbesondere Natrium, in den Hohlraum; und
Schließen des Ventilschaftes.
11. Hohlraumventil umfassend einen Ventilkörper, hergestellt unter Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
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