EP4264022A1 - Gepanzertes tellerventil und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Gepanzertes tellerventil und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number
EP4264022A1
EP4264022A1 EP22707114.9A EP22707114A EP4264022A1 EP 4264022 A1 EP4264022 A1 EP 4264022A1 EP 22707114 A EP22707114 A EP 22707114A EP 4264022 A1 EP4264022 A1 EP 4264022A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
armored
finished product
producing
cup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP22707114.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4264022B1 (de
Inventor
Thorsten MATTHIAS
Stefan Kellermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Federal Mogul Valvetrain GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Valvetrain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Valvetrain GmbH filed Critical Federal Mogul Valvetrain GmbH
Publication of EP4264022A1 publication Critical patent/EP4264022A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4264022B1 publication Critical patent/EP4264022B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • 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
    • F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • F01L3/04—Coated valve members or valve-seats
    • 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
    • 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
    • F01L2303/01—Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution

Definitions

  • the present invention relates to a new method of making an armored poppet valve, and a poppet valve made by the method.
  • the hardfacing of a valve seat, or that part of a poppet valve that contacts the valve seat in a cylinder head, is the most heavily stressed part of a valve.
  • the sealing surface has to absorb both the kinetic forces when opening and closing every 2nd stroke and also conduct the force generated by the pressure during the combustion process into the cylinder head. Depending on the number of revolutions and the selected combustion pressures, considerable forces occur in the area of the valve seat.
  • a method for producing a plate valve armored at least in the area of a valve seat includes providing an essentially cylindrical semi-finished product made of valve steel, with part of the essentially cylindrical semi-finished product then being coated with an armored material and finally the coated semi-finished product being formed into an armored poppet valve.
  • the essentially cylindrical semi-finished product is just a steel pin or round piece made of valve steel.
  • part of the semi-finished product is coated with an armored material and formed into an armored poppet valve.
  • the art of this process lies in applying the coating to a piece of round steel without first processing it, in such a way that after all subsequent ones
  • the coating comes to lie where it is later desired, that is, on the valve seat or on the entire valve head. It is particularly important here to choose the thickness and the position or the distribution of the coating in such a way that in the subsequent forming steps the coating migrates there or remains at the location where a valve head or a valve seat will later be formed.
  • the semi-finished product can also essentially have the shape of a flat cylinder, ie a disk.
  • a method for producing a plate valve armored at least in the area of a valve seat includes providing an essentially cup-shaped semi-finished product made of valve steel, with part of the essentially cup-shaped semi-finished product then being coated with an armored material and finally the coated semi-finished product being formed into an armored poppet valve.
  • the starting point is a semi-finished product that has only been slightly machined, which in a previous step is formed from a piece of round steel by pressing or extrusion into an essentially cup-shaped semi-finished product made of valve steel.
  • part of the semi-finished product is coated with an armor material and then formed into an armored poppet valve.
  • the inventive contribution consists in applying the coating to a cup-shaped piece of steel without prior targeted machining of the latter in such a way that after all subsequent forming steps the coating comes to rest where it is later desired, i.e. on the valve seat or on the entire valve head. It is preferred here to select the thickness and the position or the distribution of the coating in such a way that, in the subsequent forming steps, the coating migrates or remains to where a valve head or a valve seat will later be formed.
  • the present invention may require several attempts until it is clear at what point and in what width and with what thickness the coating must be applied in order to obtain an ideal result. A few passes should be necessary, since the position of the armor material is more or less linear.
  • the essentially cylindrical or essentially cup-shaped semi-finished product is coated in a ring shape.
  • the coating essentially forms a circular ring that can be attached to an end face. It is also possible to apply the circular ring to a lateral surface.
  • the coating should be applied essentially rotationally symmetrically to a rotational axis of symmetry of the essentially cylindrical or cup-shaped semi-finished product. It is also possible to apply the coating both to an end face and to a lateral surface, in which case the coating is arranged around an edge between the end face and the lateral surface.
  • the essentially cylindrical or cup-shaped semi-finished product is coated on an end face in the form of a circle or annulus.
  • This design is used for coating a disk-shaped blank from which a hollow valve can be formed by pressing, deep-drawing or reverse extrusion.
  • An armored valve seat can be produced with the circular ring and a fully armored valve disk can be produced with the circle or the circular area.
  • the essentially cylindrical or cup-shaped semi-finished product is coated in the form of a cup.
  • an end face is completely coated and an adjoining part of a lateral surface is also coated.
  • the coating only extends over a small part of the length of the semi-finished product. This type of coating is also used to produce valves with a fully coated valve head.
  • the cup-shaped, coated, cylindrical or cup-shaped semi-finished product is formed in such a way that, in the finished valve, the coating armors a valve disk surface and a valve seat of the disk valve.
  • the coating should be selected such that it covers at least that part of the poppet valve which faces the combustion chamber and the valve seat, even after the forming.
  • the cup-shaped coated, Cylindrical or cup-shaped semi-finished product is formed in such a way that a valve head including a valve plate surface and a valve seat are armored.
  • the plating also extends over the back of the valve or the transition from the valve to the valve stem. This design makes it easy to produce a valve that is also hard-faced on the rear side of the valve disk.
  • the essentially cylindrical or cup-shaped semi-finished product is produced by build-up welding, friction welding, thermal spraying, powder metallurgy material application, selective laser melting, d. H. coated with a laser application process, metal powder application and/or plasma powder build-up welding.
  • the present method can be selected to manufacture the valve of various kinds of valve steels.
  • Austenitic valve steels can be used, with steel grades 1.4882 and 21871 being preferred. It is also possible to use martensitic valve steels to manufacture the valve body, with steel grade 1.4718 being preferred.
  • a nickel-based alloy, such as Nimonic® 80A, can also be used as the material for the valve body. These materials are suitable as the starting material for the semi-finished product or the cup-shaped semi-finished product.
  • valve steel can be selected from the group consisting of:
  • the armor material as a chrome or nickel base powder can be selected. It is also envisaged, for example, preferably to select T400 or, more preferably, Stellite® 6 as armor material.
  • the armor material can be selected from the group consisting of:
  • Ni90 is an alloy composed of 90% nickel and 10% chromium by weight. All specified materials can also contain unavoidable impurities.
  • the armor material is selected from the group consisting of:
  • the essentially cylindrical semi-finished product coated with the armor material is unshaped into an essentially cup-shaped preform.
  • This transformation can be carried out by extrusion, reverse extrusion, die forging or deep drawing.
  • a dome is driven into the cylinder with a corresponding die, or the cylindrical semi-finished product is shaped in a different way so that it is suitable as a hollow part for forming a hollow valve.
  • the forming of the essentially cylindrical semi-finished product coated with the armor material or the cup-shaped preform into a poppet valve comprises forging, drop forging, upsetting, industrious pressing, drawing, tapering and rolling, preferably flow-forming or preferably cross-rolling and/or cold stamping.
  • an upsetting process of an axisymmetric forging in several forming steps in a die is preferred.
  • a furnace for example an induction furnace.
  • a cavity can also be produced in the valve by forming through drop forging, upsetting, extrusion, drawing and bending as well as flow-forming will.
  • this further includes creating a cavity in at least the valve stem and/or in the valve head by drilling, milling, turning, spark erosion and/or electrochemical removal.
  • a valve is hollowed out or a cavity in the valve is further machined to enlarge or smooth it.
  • this further comprises filling the cavity in the valve with sodium, followed by sealing the cavity. This can be done by rolling a shank end together or by closing the shank end, for example by friction welding.
  • the filling of the sodium is preferably carried out under a protective atmosphere and the sealing of the cavity is preferably carried out under a negative pressure or vacuum.
  • FIGS. 1A to IC show a first embodiment of a method for producing a valve with an armored valve seat.
  • FIGS. 2A to 2D show a further method for producing a hollow valve with an armored valve seat.
  • FIGS. 3A to 3C show a further method for producing a valve with an armored valve head.
  • FIGS. 4A to 4D show a further method for producing a valve which is hard-faced on the valve head and later hollowed out.
  • FIGS. 5A to 5D show a further method for producing a valve with an armored valve head.
  • FIG. 1A shows an essentially cylindrical semi-finished product 2 made of valve steel 6, which is provided on a lateral surface of the semi-finished product 2 with an annular coating 20 made of an armored material.
  • the armor material can be applied to the lateral surface using various application methods.
  • a major advantage is that the semi-finished product does not have to be processed beforehand, for example to make a groove or the like in the blank. It may be advantageous to clean or prepare the surface prior to coating to achieve good adhesion between the armor material and the valve steel.
  • the blank is formed into a preform by upsetting the head and/or by tapering the shaft.
  • the armor material 20 still forms a circular ring on an outer surface of a part from which the valve head is later formed.
  • the armouring material 20 applied in a raised manner in FIG. 1 was leveled during upsetting and pressed into the valve steel preform.
  • the armor material 8 is forge-welded to the valve steel 6, as a result of which a firm connection between the valve steel 6 and the armor material 8 is achieved.
  • FIG. 1C shows a fully formed valve (only one end of the valve stem is not shown).
  • the finished valve can be formed from the preform of FIG. 1B by multi-stage forming in several upsetting dies.
  • the valve is designed as a solid valve.
  • the position and shape of the armor on the valve seat 42 can be influenced. However, this can be achieved using various simulation methods and few tests.
  • a blank or a semi-finished product could be made from a layered material such as Damascus steel, which, in combination with a multi-colored coating material, provides information on how a steel behaves during drop forging and where and how the armor material is applied to the blank when a single valve is manufactured should be applied.
  • FIGS. 2A to 2D show a method similar to that in FIGS. 1A to 1C, with the difference that an essentially cup-shaped semi-finished product 4 is used. Furthermore, the armor material 8 is applied to the top of an end face 16 of the essentially cup-shaped semi-finished product 4 and forms an annular coating of the end face there. In a first step, the essentially cup-shaped semi-finished product 4 is drawn or deep-drawn.
  • FIG. 2B shows the result of the deep-drawing of the component from FIG. Deep drawing has moved the front face coating to a lateral face and the cup-shaped character of the part is now clearly visible.
  • this component is compressed and/or tapered on a later shaft, as shown in FIG. 2C. This can be achieved by upsetting and cross rolling or tapering.
  • the cavity of the essentially cup-shaped semi-finished product can now be divided into a part that can be assigned to a valve head 36 and a part that can be assigned to a valve stem 34 .
  • the finished hollow valve can be seen in FIG. Here it may be necessary to fill the valve during forging with a material that can later be melted out to prevent the cavity from simply being compressed during forging.
  • the valve can now be filled with sodium and closed at one end of the valve stem.
  • FIGS. 3A to 3C show a further method for producing a valve with an armored valve head.
  • FIG. 3A shows a substantially cylindrical semi-finished product 2 made from a valve steel 6.
  • the semi-finished product 2 is coated with an armor material 8 at an upper end.
  • the coating is essentially cup-shaped 26 and extends over the entire end face and part of the lateral surface of the semi-finished product 2.
  • This illustration shows that the coating in particular does not have to have a uniform thickness everywhere.
  • the local thickness of the coating can be varied to achieve a desired armor material thickness on the finished valve.
  • Any coating method can be selected here.
  • a glowing semi-finished product can be dipped into a metal powder with a binder in order to melt particles of an armored material or the binder and connect them to the semi-finished product.
  • Figures 4A to 4D show a method which is largely identical to that of Figures 3A to 3C.
  • the coating in FIG. 4A has a largely uniform thickness.
  • the outer form of the coating is essentially a combination of an even coating of the end face and an even coating of part of the lateral surface of the cylindrical semi-finished product 2.
  • FIGS. 4B and 4C correspond to FIGS. 3B and 3C, respectively.
  • Figure 4D shows the valve of Figure 4C with an additional step of hollowing out the stem by drilling or turning. A cavity 36 was then created in the valve head by electrochemical machining. The valve can now be filled with sodium as a coolant and then closed.
  • Figures 5A to 5D show a method which is largely identical to that of Figures 4A to 4D.
  • the coating in FIG. 5A has a largely uniform thickness.
  • the coating extends much further along the lateral surface of the semi-finished product 2 made of valve steel 6.
  • the outer form of the coating is essentially a combination of an even coating on the end face and a uniform coating on part of the lateral surface of the cylindrical semi-finished product 2 , with the coating extending much further in the axial direction.
  • Figures 5B and 5C correspond to Figures 4B and 4C, respectively, with the coating also extending much further in the axial direction.
  • the coating extends not only in the area of the valve seat but over the entire valve head to the valve stem.
  • the valve of Figure 5C is shown with an additional step of hollowing out the stem by drilling or turning. A cavity 36 was then produced in the valve head, for example by electrochemical removal.
  • the valve can also be filled with sodium as a coolant and then closed.
  • FIGS. 6A to 6D show a further method for producing a valve with an armored valve head.
  • the starting point here is a cylindrical semi-finished product 2 which essentially forms a disk.
  • a substantially disc-shaped coating is also applied to the disc.
  • FIG. 6B shows a hollow body which was formed from the disc or blank from FIG. 6A by deep-drawing. Like the disk, the disk or circular coating became essentially a cup-shaped coating 26 formed from armor material.
  • the further steps shown in FIGS. 6C and 6D correspond to the object shown in FIGS. 2C and 2D with the difference that here the entire valve head and in particular the valve disk surface is coated.
  • the cavity of the valve of Figure 6D has now been filled with sodium and the cavity can then be sealed at a valve stem end.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10), umfassend Bereitstellen eines im Wesentlichen zylinderförmigen oder becherförmigen Halbzeugs (2, 4) aus einem Ventilstahl (6), das mit einem Panzerwerkstoff (8) beschichtet wird wonach das beschichteten Halbzeug zu einem gepanzerten Tellerventil umgeformt wird.

Description

Gepanzertes Teller ventil und Verfahren zu seiner Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Herstellen eines gepanzerten Tellerventils, so wie ein mit dem Verfahren hergestelltes Tellerventil.
Die Panzerung eines Ventilsitzes bzw. des Teils eines Tellerventils, der mit dem Ventilsitz in einem Zylinderkopf in Kontakt tritt, ist der am stärksten belastete Teil eines Ventils. Die Dichtfläche muss dabei sowohl die Bewegungskräfte beim Öffnen und Schließen bei jedem 2. Takt aufnehmen und zusätzlich die durch den Druck beim V erbrennungsprozess erzeugte Kraft in den Zylinderkopf leiten. Je nach Umdrehungszahl und gewählten Verbrennungsdrücken treten dabei erhebliche Kräfte im Bereich des Ventilsitzes auf.
Jegliche Eigenspannungen, die durch eine Panzerung in diesem Bereich in das Material eingebracht werden, können hier zu einer Rissbildung und damit zu einem Versagen des Ventils und damit des gesamten Motors fuhren.
Bisher wurden unterschiedliche Ansätze verfolgt, um eine Panzerung auf einer Ventilsitzfläche anzubringen. Die meisten dieser Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie mit einer W ärmebehandlung am mehr oder weniger fertigen Ventil erfolgen, nachdem das Ventil bereits im Wesentlichen seine Endform aufweist. Diese W ärmebehandlungen können zu Spannungen im Material fuhren.
Es ist also wünschenswert, ein Verfahren anzugeben, das es gestattet ein Tellerventil mit einem gepanzerten Ventilsitz herzustellen, bei dem keine abschließende Wärmeeinwirkung oder Beschichtung notwendig ist.
Dieses Problem wird durch das Verfahren von Anspruch 1 oder 2 gelöst, wobei vorteilhafte Verfahren und ein mit dem Verfahren hergestelltes Ventil in den abhängigen Ansprüchen beschrieben sind.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei ein Bereitstellen eines im Wesentlichen zylinderförmigen Halbzeugs aus einem Ventilstahl, wobei dann ein Teil des im Wesentlichen zylinderförmigen Halbzeugs mit einem Panzerwerkstoff beschichtet wird und schließlich das beschichtete Halbzeug zu einem gepanzerten Tellerventil umgeformt wird.
In der Grundform ist das im Wesentlichen zylinderförmigen Halbzeug lediglich ein Stahlstift bzw. Rundling aus Ventilstahl. In einem nächsten Schritt wird ein Teil des Halbzeugs mit einem Panzerwerkstoff beschichtet und zu einem gepanzerten Tellerventil umgeformt. Die Kunst bei diesem Verfahren besteht darin, die Beschichtung ohne ein vorheriges Bearbeiten eines Stücks Rundstahl auf dieses aufzutragen und zwar so, dass nach allen folgenden
Umformschritten die Beschichtung dort zu liegen kommt, wo sie später gewünscht ist, das heißt am Ventilsitz oder am gesamten Ventilkopf. Hierbei ist es besonders wichtig, die Dicke und die Lage bzw. die Verteilung der Beschichtung so zu wählen, dass bei den folgenden Umformschritten die Beschichtung dorthin wandert bzw. an dem Ort verbleibt wo später ein Ventilkopf oder ein Ventilsitz gebildet wird. In der Grundform kann das Halbzeug auch im Wesentlichen die Form eines flachen Zylinders, also einer Scheibe aufweisen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei ein Bereitstellen eines im Wesentlichen becherförmigen Halbzeugs aus einem Ventilstahl, wobei dann ein Teil des im Wesentlichen becherförmigen Halbzeugs mit einem Panzerwerkstoff beschichtet wird und schließlich wird das beschichtete Halbzeug zu einem gepanzerten Tellerventil umgeformt. Auch hier wird von einem nur gering bearbeiteten Halbzeug ausgegangen, das in einem vorherigen Schritt durch Pressen oder Fließpressen von einem Stück Rundstahl zu einem im Wesentlichen becherförmigen Halbzeug aus Ventilstahl umgeformt wird. In den nächsten Schritten wird ein Teil des Halbzeugs mit einem Panzerwerkstoff beschichtet und dann zu einem gepanzerten Tellerventil umgeformt. Auch hier besteht der erfinderische Beitrag darin, die Beschichtung ohne ein vorheriges gezieltes Bearbeiten eines becherförmigen Stück Stahls auf dieses aufzutragen und zwar so, dass nach allen folgenden Umformschritten die Beschichtung dort zu liegen kommt, wo sie später gewünscht ist, das heißt am Ventilsitz oder am gesamten Ventilkopf. Hierbei ist es bevorzugt, die Dicke und die Lage bzw. die Verteilung der Beschichtung so zu wählen, dass bei den folgenden Umformschritten die Beschichtung dorthin wandert bzw. verbleibt, wo später ein Ventilkopf oder ein Ventilsitz geformt wird. Die vorliegende Erfindung kann dazu mehrere Versuche benötigen, bis klar ist an welcher Stelle und in welcher Breite und mit welcher Stärke die Beschichtung aufgetragen werden muss, um ein ideales Ergebnis zu erhalten. Dabei sollten wenige Durchgänge nötig sein, da sich die Lage des Panzermaterials mehr oder weniger annähernd linear verhält.
Bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens wird das im Wesentlichen zylinderförmige oder im Wesentlichen becherförmige Halbzeug ringförmig beschichtet. Hierbei bildet die Beschichtung im Wesentlichen einen Kreisring, der an einer Stirnfläche angebracht werden kann. Es ist ebenfalls möglich den Kreisring auf einer Mantelfläche aufzubringen. Die Beschichtung soll dabei im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotations- Symmetrieachse des im Wesentlichen Zylinder- bzw. becherförmigen Halbzeugs aufgebracht werden. Es ist auch möglich die Beschichtung sowohl an einer Stirnfläche als auch an einer Mantelfläche anzubringen, wobei in diesem Fall die Beschichtung um eine Kante zwischen Stirnfläche und Mantelfläche herum angeordnet wird.
Bei einer anderen weiteren Ausführung des Verfahrens wird das im Wesentlichen zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug an einer Stirnfläche in Form eines Kreises oder eines Kreisrings beschichtet. Diese Ausführung dient zum Beschichten eines scheibenförmigen Rohlings aus dem durch Durchdrücken, Tiefziehen oder Rückwärtsfließpressen ein Hohlventil geformt werden kann. Dabei kann mit dem Kreisring ein gepanzerter Ventilsitz und mit dem Kreis bzw. der Kreisfläche ein vollständig gepanzerter Ventilteller hergestellt werden.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des Verfahrens wird das im Wesentlichen zylinder- oder becherförmige Halbzeug becherförmig beschichtet. Dabei wird eine Stirnfläche vollständig beschichtet und ein angrenzender Teil einer Mantelfläche wird ebenfalls beschichtet. In diesem Fall erstreckt sich die Beschichtung nur über einen kleinen Teil der Länge des Halbzeugs. Auch diese Art der Beschichtung dient zum Herstellen von Ventilen mit vollständig beschichtetem Ventilkopf.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahren wird das becherförmig beschichtete, zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug so umgeformt, dass bei dem Fertigen Ventil die Beschichtung eine V entiltellerfläche und einen Ventilsitz des Tellerventils panzert. Hierbei ist die Beschichtung so zu wählen, dass sie auch nach dem Umformen zumindest den, dem Brennraum und dem Ventilsitz zugewandten Teil des Tellerventils bedeckt.
Bei einer zusätzlichen Ausführung des Verfahrens wird das das becherförmig beschichtete, zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug so umgeformt wird, dass ein Ventilkopf einschließlich einer Ventiltellerfläche und einem Ventilsitz des gepanzert sind. Hier erstreckt sich die Panzerung bei dem fertigen Ventil auch über die Ventilrückseite bzw. den Übergang des Ventils zu dem Ventilschaft. Diese Ausführung gestattet es einfache herstellung eines auch auf einer Ventiltellerrückseite gepanzerten Ventils.
Bei einer anderen Ausführung des Verfahrens wird das im Wesentlichen zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug durch Auftragsschweißen, Reibschweißen, Thermisches Spritzen, Pulvermetallurgischen Materialauftrag, Selektives Laserschmelzen, d. h. einem Laserauftragsverfahren, einem Metallpulverauftrag und/oder Plasma-Pulver- Auftragsschweißen beschichtet.
Das vorliegende Verfahren kann zur Herstellung des Ventils verschiedener Arten von Ventilstählen, ausgewählt werden. Es können austenitische Ventilstähle verwendet werden wobei die Stahlsorten 1.4882 und 21871 bevorzugt sind. Es ist ebenfalls möglich martensitische Ventilstähle zur Herstellung des Ventilkörpers zu verwenden wobei die Stahlsorte 1.4718 bevorzugt wird. Es kann als Werkstoff für den Ventilkörper auch Nickelbasislegierung wie bevorzugt Nimonic® 80A zum Einsatz kommen. Diese Materialien eignen sich als Ausgangsstoff für das Halbzeug bzw. das becherförmige Halbzeug.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens kann der Ventilstahl ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus:
X45CrSi9-3, 1.4718 / Sill;
X85CrmoV 13-02, 1.4748 / Cromo 193; X53CrMnNi21 -09, 1.4871 / 21-4N;
X50CrMnNiNbN2 1-09, 1.4882 / 21-43;
X3 OCrMnN iNb V 25-12, 25-12NbN;
NFC 3015, 3015D
Ni36,
Ni80A;
NiCr20TiAl 2.4352, sowie
1541, 1038, 4140, A193, 21-2N, 21-4N, Resistei, Pyromet 3 IV und Inocel 751. Diese Materialen sind insbesondere als Grundmaterialien für einen Auftrag mit einem aufgetragenen Panzermaterial geeignet. Alle angegebenen Materialien können ebenfalls noch unvermeidbare Verunreinigungen umfassen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens kann der Panzerwerkstoff als ein Chrom- oder Nickel Basis Pulver gewählt werden. Es ist auch vorgesehen beispielsweise bevorzugt T400, oder weiter bevorzugt Stellite® 6 als Panzerwerkstoff auszuwählen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens kann der Panzerwerkstoff als ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus:
CoCr26Ni22W,
CoCr30W,
CoCr28W, oder
Ni90, Ni90 ist eine Legierung, die zu 90 Gew.-% aus Nickel und zu 10 Gew.-% aus Chrom besteht. Alle angegebenen Werkstoffe können auch unvermeidbare V erunreinigungen umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Panzerwerkstoff ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
Stellite #1, Stellite #6 /P58, P37, P27, P25, P65, P39, P40, P82, RC52.
Bei einer weiteren Ausführung wird das mit dem Panzerwerkstoff beschichtete, im Wesentlichen zylinderförmige Halbzeug zu einem im Wesentlichen becherförmigen Vorformling ungeformt. Diese Umformung kann durch Fließpressen, Rückwärtsfließpressen Gesenkschmieden oder Tiefziehen ausgeführt werden. Hier wird entweder mit einem entsprechenden Gesenk ein Dom in den Zylinder getrieben oder das zylinderförmige Halbzeug wird auf eine andere Art so umgeformt, dass es sich als Hohlteil zur Formung eines Hohlventils eignet.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines gepanzerten Tellerventils, umfasst das Umformen des mit dem Panzerwerkstoff beschichteten im Wesentlichen zylinderförmigen Halbzeugs oder des becherförmigen Vorformling zu einem Tellerventil Schmieden, Gesenkschmieden, Stauchen, Fleißpressen, Ziehen, Verjüngen und Walzen, bevorzugt Drückwalzen oder bevorzugt Querwalzen und/oder Kaltprägen.
Insbesondere wird ein Stauchverfahren eines achsensymmetrischen Schmiedeteiles in mehreren Umformschritten in einem Gesenk bevorzugt. Vor dem Umformen wird dabei mindestens ein Teil des Werkstückes in einem Ofen, beispielsweise einem Induktionsofen, auf Schmiedetemperatur erwärmt.
Durch Gesenkschmieden, Stauchen, Fleißpressen, Ziehen, und Veqüngen sowie Drückwalzen, kann weiterhin ein Hohlraum in dem Ventil durch Umformen hergestellt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, umfasst dieses weiter ein Erzeugen eines Hohlraums in mindestens dem Ventilschaft und/oder in dem Ventilkopf durch Bohren, Fräsen, Drehen, Funkenerosion und/oder elektrochemisches Abtragen.
In dieser Ausführungsform wird ein Ventil ausgehöhlt oder ein Hohlraum in dem Ventil wird weiter bearbeitet um ihn zu vergrößern oder zu glätten.
In einer zusätzlichen Ausführungsform des Verfahrens, umfasst dieses weiter ein Füllen des Hohlraums in dem Ventil mit Natrium, gefolgt von einem Verschließen des Hohlraums. Dies kann durch ein Zusammenwalzen eines Schaftendes oder durch ein Verschließen des Schaffendes beispielsweise durch Reibschweißen geschehen. Die Abfüllung des Natriums wird bevorzugt unter einer Schutzatmosphäre und das Verschließen des Hohlraums bevorzugt unter einem Unterdrück oder Vakuum, ausgeführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Tellerventil bereitgestellt, das mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von schematischen und nicht maßstabgerechten Figuren veranschaulicht.
Figuren 1A bis IC zeigen eine erste Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung eines an dem Ventilsitz gepanzerten Ventils.
Figuren 2A bis 2D zeigen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines an dem Ventilsitz gepanzerten Hohlventils.
Figuren 3A bis 3C zeigen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines am Ventilkopf gepanzerten Ventils.
Figuren 4A bis 4D zeigen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines am Ventilkopf gepanzerten Ventils, das später ausgehöhlt wird.
Figuren 5A bis 5D zeigen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines am Ventilkopf gepanzerten Ventils.
Im Folgenden werden sowohl in der Beschreibung als auch in den Figuren gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Elemente oder Komponenten Bezug zu nehmen.
Figur 1A zeigt ein im Wesentlichen zylindrisches Halbzeug 2 aus Ventilstahl 6, das an einer Mantelfläche des Halbzeugs 2 mit einer ringförmigen Beschichtung 20 aus einem Panzerwerkstoff versehen ist. Der Panzerwerkstoff kann durch verschiedene Auftragsverfahren auf die Mantelfläche aufgetragen werden. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass das Halbzeug vorher nicht bearbeitet werden muss, um beispielsweise eine Nut oder dergleichen in den Rohling einzubringen. Es kann vorteilhaft sein die Oberfläche vor dem Beschichten zu säubern oder vorzubereiten, um eine gute Haftung zwischen dem Panzermaterial und dem Ventilstahl zu erreichen.
In Figur 1B ist der Rohling durch Stauchen des Kopfes und/oder durch Verjüngen des Schaftes zu einem Vorformling umgeformt. Das Panzermaterial 20 bildet immer noch einen Kreisring an einer Mantelfläche eines Teils, aus dem später der Ventilkopf geformt wird. Das in Figur 1 erhaben aufgetragene Panzermaterial 20 wurde beim Stauchen eingeebnet und in den Vorformling aus Ventilstahl eingepresst. Bei diesem Umformvorgang wird das Panzermaterial 8 mit dem Ventilstahl 6 feuerverschweißt, wodurch eine feste Verbindung zwischen Ventilstahl 6 und Panzermaterial 8 erreicht wird.
Figur IC stellt ein fertig umgeformtes Ventil dar (wobei lediglich ein Ventilschaftende nicht dargestellt ist). Durch eine mehrstufige Umformung in mehreren Stauchgesenken kann aus dem Vorformling von Figur 1B das fertige Ventil gebildet werden. Das Ventil ist als massives Ventil ausgefuhrt. Je nach dem Ort und der Form des Auftrags des Panzermaterials in Figur 1 A kann die Lage und die Form der Panzerung am Ventilsitz 42 beeinflusst werden. Dies kann jedoch durch verschiedene Simulationsverfahren und wenig Versuche erreicht werden. Es könnte beispielsweise ein Rohling bzw. ein Halbzeug aus einem Schichtmaterial wie Damaszenerstahl gefertigt werden, das in Kombination mit einem mehrfarbigen Beschichtungsmaterial bereits beim Herstellen eines einzigen Ventils Aufschluss darüber gibt wie, sich ein Stahl beim Gesenkschmieden verhält und wo und wie das Panzermaterial auf den Rohling aufgetragen werden soll. Hier kann mit wenigen Simulations- oder Schmiedetestschritten eine gesonderte spanende oder schmiedende Bearbeitung des Rohlings entfallen. Weiterhin weist dieses Verfahren den Vorteil auf, dass das Panzermaterial 8 bei jedem Umformvorgang mit dem Ventilstahl 6 feuerverschweißt wird. Da hier eine W armumformung vorgesehen ist, wird es bei dem Panzermaterial 8 beim Umformen nicht zu einer Rissbildung kommen. Figuren 2A bis 2D zeigen im Prinzip ein ähnliches Verfahren wie die Figuren 1 A bis IC, mit dem Unterschied, dass ein im Wesentlichen becherförmiges Halbzeug 4 verwendet wird. Weiterhin wird das Panzermaterial 8 oben auf eine Stirnseite 16 des im Wesentlichen becherförmiges Halbzeug 4 aufgetragen und bildet dort eine ringförmige Beschichtung der Stirnfläche. In einem ersten Schritt wird das im Wesentlichen becherförmige Halbzeug 4 gezogen oder tiefgezogen.
In Figur 2B ist das Ergebnis des Tiefziehens des Bauteils von Figur 1 dargestellt. Durch das Tiefziehen wurde die Beschichtung der Stirnfläche an eine Mantelfläche verschoben, und der becherförmige Charakter des Teils ist nun klar zu erkennen. In einem weiteren Schritt wird dieses Bauteil gestaucht und/oder an einem späteren Schaft verjüngt, wie es in der Figur 2C dargestellt ist. Dies kann durch Stauchen und Querwalzen oder Verjüngen erreicht werden. Der Hohlraum des im Wesentlichen becherförmigen Halbzeugs kann nun in einen Teil, der einem Ventilkopf 36 zugeordnet werden kann und einen Teil, der einem Ventilschaft 34 zugeordnet werden kann, aufgeteilt werden.
In Figur 2D ist das fertige Hohlventil zu erkennen, bei dem der Ventilkopf vollständig ausgebildet ist, die Panzerung des Ventilsitzes an der richtigen Stelle liegt und der Hohlraum des Ventils einen Hohlraum im Ventilkopf 36 und einen Hohlraum im Ventilschaft 34 umfasst. Hier kann es notwendig sein, das Ventil beim Schmieden mit einem Material zu füllen, das später ausgeschmolzen werden kann, um zu verhindern, dass beim Schmieden der Hohlraum einfach nur zusammengedrückt wird. Nun kann das Ventil noch mit Natrium gefüllt und an einem Ventilschaftende verschlossen werden.
Figuren 3A bis 3C zeigen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines am Ventilkopf gepanzerten Ventils. Figur 3A zeigt dabei ein im Wesentlichen zylindrisches Halbzeug 2 aus einem Ventilstahl 6. Das Halbzeug 2 ist an einem oberen Ende mit einem Panzerwerkstoff 8 beschichtet. Die Beschichtung ist dabei im Wesentlichen becherförmig 26 und erstreckt sich über die gesamte Stirnfläche sowie einen Teil der Mantelfläche des Halbzeugs 2. Diese Darstellung zeigt, dass die Beschichtung insbesondere nicht überall eine einheitliche Dicke aufweisen muss. Die lokale Dicke der Beschichtung kann variiert werden, um eine gewünschte Dicke des Panzerwerkstoffs am fertigen Ventil zu erreichen. Hier kann ein beliebiges Verfahren zum Beschichten gewählt werden. Es kann beispielsweise ein glühendes Halbzeug in ein Metallpulver mit einem Binder getaucht werden, um Partikel eines Panzermaterials bzw. des Binders aufzuschmelzen und mit dem Halbzeug zu verbinden.
Die folgenden Schritte der Figuren 3B und 3C entsprechen denen der Figuren 1B und IC, wobei sich die Beschichtung bzw das Panzermaterial 8 bei dem fertigen Ventil nicht nur an dem Ventilsitz erstreckt sondern auch den gesamten Ventilkopf und insbesondere die Ventiltellerfläche bedeckt.
Figuren 4A bis 4D zeigen ein Verfahren, das zu dem der Figuren 3A bis 3C weitgehend identisch ist. Im Gegensatz zu der Figur 3A weist die Beschichtung bei der Figur 4A eine weitgehend gleichmäßige Dicke auf. Die äußere Form der Beschichtung ist im Wesentlichen eine Kombination aus einer ebenen Beschichtung der Stirnfläche und einer gleichmäßigen Beschichtung eines Teils der Mantelfläche des zylindrischen Halbzeugs 2. Die Figuren 4B und 4C entsprechen jeweils den Figuren 3B und 3C. In Figur 4D ist das Ventil von Figur 4C dargestellt, wobei in einem zusätzlichen Schritt der Schaft durch Bohren oder Drehen ausgehöhlt wurde. In dem Ventilkopf wurde dann ein Hohlraum 36 durch elektrochemisches Abtragen erzeugt. Nun kann das Ventil noch mit Natrium als Kühlmittel gefüllt und dann verschlossen werden.
Figuren 5A bis 5D zeigen ein Verfahren, das zu dem der Figuren 4A bis 4D weitgehend identisch ist. Im Gegensatz zu der Figur 4A weist die Beschichtung bei der Figur 5A eine weitgehend gleichmäßige Dicke auf. Im Gegensatz zu der Figur 4A erstreckt sich die Beschichtung viel weiter entlang der Mantelfläche des Halbzeugs 2 aus Ventilstahl 6. Die äußere Form der Beschichtung ist im Wesentlichen eine Kombination aus einer ebenen Beschichtung der Stirnfläche und einer gleichmäßigen Beschichtung eines Teils der Mantelfläche des zylindrischen Halbzeugs 2, wobei dich die Beschichtung viel weiter in axialer Richtung erstreckt. Die Figuren 5B und 5C entsprechen jeweils den Figuren 4B und 4C, wobei sich auch hier die Beschichtung viel weiter in axialer Richtung erstreckt. Die Beschichtung erstreckt sich hier nicht nur im Bereich des Ventilsitzes sonder über den gesamten Ventilkopf bis zum Ventilschaft. In Figur 5D ist das Ventil von Figur 5C dargestellt, wobei in einem zusätzlichen Schritt der Schaft durch Bohren oder Drehen ausgehöhlt wurde. In dem Ventilkopf wurde dann ein Hohlraum 36 beispielsweise durch elektrochemisches Abtragen erzeugt. Auch kann das Ventil noch mit Natrium als Kühlmittel gefüllt und dann verschlossen werden.
Figuren 6A bis 6D zeigen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines am Ventilkopf gepanzerten Ventils. Hier wird von einem zylinderförmigen Halbzeug 2 ausgegangen, das im Wesentlichen eine Scheibe bildet. Auf der Scheibe ist ebenfalls eine im Wesentlichen scheibenförmige Beschichtung aufgebracht. In der Figur 6B ist ein Hohlkörper dargestellt, der aus der Scheibe oder Ronde von Figur 6A durch Tiefziehen umgeformt wurde. Wie die Scheibe wurde auch die scheiben- bzw. kreisförmige Beschichtung zu einer im Wesentlichen becherförmigen Beschichtung 26 aus Panzermaterial umgeformt. Die weiteren Schritte die in den Figuren 6C und 6D dargestellt sind entsprechen dem Gegenstand, der in den Figuren 2C und 2D dargestellt ist mit dem Unterschied, dass hier der gesamte Ventilkopf und insbesondere die Ventiltellerfläche beschichtet ist. In den Hohlraum des Ventils von Figur 6D ist nun Natrium eingefüllt worden, und der Hohlraum kann dann an einem Ventilschaftende verschossen werden.
Es wird ermöglicht, ein Tellerventil hauptsächlich durch Warmumformen herzustellen, wodurch eine ungleichmäßige thermische Belastung des Ventiltellers bei einer Beschichtung mit einem Panzerwerkstoff vermieden werden kann. Durch die Umformschritte insbesondere durch ein Gesenkschmieden wird das Panzermaterial mit dem Ventilstahl verbunden.
Bezugszeichenliste
2. im Wesentlichen zylinderförmiges Halbzeug
4 im Wesentlichen becherförmiges Halbzeug 6 Ventilstahl,
8 Panzerwerkstoff
10 gepanzertes T ellerventil .
12 zylinderförmige Außenoberfläche
14 Mantelfläche 16 Stirnfläche
20 ringförmige Beschichtung an der Mantelfläche 22 ringförmige Beschichtung an der Stirnfläche
24 flächige Beschichtung an der Stirnfläche
26 Becherförmige Beschichtung an Stirn und Mantelfläche 30 Ventilschaft
32 Ventilkopf
34 Hohlraum im Ventilschaft
36 Hohlraum im Ventilkopf
40 Panzerung am Ventilkopf 42 Panzerung am Ventilsitz

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10), umfassend:
Bereitstellen eines im Wesentlichen zylinderförmigen Halbzeugs (2) aus einem Ventilstahl (6),
Beschichten eines Teils des im Wesentlichen zylinderförmigen Halbzeugs (2) mit einem Panzerwerkstoff (8), und
Umformen des beschichteten Halbzeugs zu einem gepanzerten Tellerventil.
2. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10), umfassend:
Bereitstellen eines im Wesentlichen becherförmigen Halbzeugs (4) aus einem Ventilstahl (6), mit einer im wesentlichen zylinderförmigen Außenoberfläche, Beschichten eines Teils der im wesentlichen zylinderförmigen Außenoberfläche mit einem Panzerwerkstoff (8), und
Umformen des beschichteten Halbzeugs zu einem gepanzerten Hohl-Tellerventil.
3. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das im Wesentlichen zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug (2, 4) ringförmig, in Form eines Kreisrings entlang einer Mantelfläche beschichtet wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im Wesentlichen zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug (2, 4) an einer Stirnfläche in Form eines Kreises oder eines Kreisrings beschichtet wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das im Wesentlichen zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug(2, 4) becherförmig beschichtet wird, umfassend eine Beschichtung an einer Stirnfläche und einem angrenzenden Teil einer Mantelfläche.
6. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das becherförmig beschichtete zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug(2, 4) so umgeformt wird dass eine Ventitellerfläche und ein Ventilsitz des Tellerventils gepanzert sind.
7. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das becherförmig beschichtete zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug(2, 4) so umgeformt wird, dass ein Ventilkopf einschließlich einer Ventiltellerfläche und einem Ventilsitz des gepanzert sind.
8. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das im Wesentlichen zylinderförmige oder becherförmige Halbzeug(2, 4) durch Auftragsschweißen, bevorzugt Plasma-Pulver- Auftragsschweißen,
Reibschweißen,
Thermisches Spritzen Pulvermetallurgischen Materialauftrag Selektives Laserschmelzen,
Laserauftragsverfahren und/oder
Metallpulverauftrag mit dem Panzerwerkstoff (8) beschichtet wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei der Ventilstahl (6), ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: austenitischen Ventilstählen, martensitischen Ventilstählen, und/oder einer Nickelbasislegierung, bevorzugt Nimonic® 80A.
10. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) nach Anspruch 9, wobei der Ventilstahl (6), ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
X45CrSi9-3, 1.4718 / Sill; X85CrmoV 13-02, 1.4748 / Cromo 193; X53CrMnNi21 -09, 1.4871 / 21-4N; X50CrMnNiNbN21 -09, 1.4882 / 21-43; X30CrMnNiNbV25- 12, 25-12NbN; NFC 3015, 3015D
Ni36, M80A;
NiCr20TiAl, 2.4352, sowie
1541, 1038, 4140, A193, 21-2N, 21-4N, Resistei, Pyromet 31V und Inocel 751.
11. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) nach einem der Ansprüche 1-10, wobei der Panzerwerkstoff (8) aus Chrom oder Nickel Basis Pulver, bevorzugt T400, weiter bevorzugt Stellite® 6 besteht.
12. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) nach einem der Ansprüche 1-10, wobei der Panzerwerkstoff (8) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: CoCr26Ni22W,
CoCr30W,
CoCr28W, oder
Ni90, einer Legierung aus 90 Gew.-% Nickel und 10 Gew.-% Chrom,
Stellite #1, Stellite #6 /P58, P37, P27, P25, P65, P39, P40, P82, und RC52.
13. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß einem Anspruch abhängig von Anspruch 1 , wobei das Verfahren weiter ein Umformen des mit dem Panzerwerkstoff (8) beschichteten im Wesentlichen zylinderförmigen Halbzeugs (2) zu einem in Wesentlichen becherförmigen Vorformling umfasst.
14. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 13, wobei Umformen des mit dem Panzerwerkstoff (8) beschichteten im Wesentlichen zylinderförmigen oder Becherförmigen Halbzeugs oder des becherförmigen Vorformling zu einem Tellerventil
Schmieden,
Gesenkschmieden,
Stauchen
Fleißpressen, Ziehen,
Verjüngen und
Walzen
Drückwalzen,
Querwalzen oder Kaltprägenumfasst.
15. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14, weiter umfassend Erzeugen eines Hohlraums in mindestens dem Ventilschafts und/oder in dem Ventilkopf durch
Bohren
Fräsen
Drehen
Funkenerosion und/oder elektrochemisches Abtragen umfasst.
16. Verfahren zur Herstellung eines mindestens im Bereich eines Ventilsitzes gepanzerten Tellerventils (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 15, weiter umfassend Füllen des Hohlraums in dem Ventil mit Natrium und
Verschließen des Hohlraums.
17. Gepanzertes Tellerventil (10) hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
EP22707114.9A 2021-03-18 2022-02-22 Gepanzertes tellerventil und verfahren zu seiner herstellung Active EP4264022B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021106647.6A DE102021106647A1 (de) 2021-03-18 2021-03-18 Gepanzertes Tellerventil und Verfahren zu seiner Herstellung
PCT/EP2022/054310 WO2022194495A1 (de) 2021-03-18 2022-02-22 Gepanzertes tellerventil und verfahren zu seiner herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP4264022A1 true EP4264022A1 (de) 2023-10-25
EP4264022B1 EP4264022B1 (de) 2024-06-05

Family

ID=80623421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22707114.9A Active EP4264022B1 (de) 2021-03-18 2022-02-22 Gepanzertes tellerventil und verfahren zu seiner herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240159173A1 (de)
EP (1) EP4264022B1 (de)
DE (1) DE102021106647A1 (de)
PL (1) PL4264022T3 (de)
WO (1) WO2022194495A1 (de)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE917162C (de) 1951-04-05 1954-08-26 Daimler Benz Ag Verfahren zum Herstellen von gepanzerten Ventilen und nach diesem Verfahren hergestellte Ventile
US3319321A (en) * 1964-01-10 1967-05-16 Eaton Mfg Co Method of making engine valve
DE3205183A1 (de) * 1982-02-13 1983-08-25 Gesenkschmiede Schneider Gmbh, 7080 Aalen Verfahren zur herstellung eines tellerventils
DD239961A1 (de) * 1985-08-09 1986-10-15 Schwermasch Liebknecht Veb K Verfahren zur herstellung von hochbeanspruchbaren hubventilen fuer brennkraftmaschinen
DE4443772C2 (de) 1994-02-18 2000-06-29 Mitsubishi Materials Corp Motorventil mit verbesserter Hochtemperatur-Verschleißfestigkeit
JP2009185655A (ja) * 2008-02-05 2009-08-20 Toyota Motor Corp 吸排気バルブの製造方法
DE102008018875A1 (de) 2008-04-14 2009-10-15 Märkisches Werk GmbH Auslassventil an einem Hubkolbenmotor
DE102008037747A1 (de) 2008-08-14 2010-02-18 Märkisches Werk GmbH Bimetallventil
DE102011056480A1 (de) 2011-12-15 2013-06-20 Gesenkschmiede Schneider Gmbh Verfahren zur Herstellung eines umgeformten metallischen Werkstücks mit Panzerung
DE102016122514B4 (de) * 2016-11-22 2019-06-27 Federal-Mogul Valvetrain Gmbh Feuerverschweißtes innengekühltes Ventil sowie dadurch hergestelltes Ventil
DE102019106222A1 (de) 2019-03-12 2020-09-17 Federal-Mogul Valvetrain Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Hohlventils für Verbrennungsmotoren

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021106647A1 (de) 2022-09-22
EP4264022B1 (de) 2024-06-05
US20240159173A1 (en) 2024-05-16
WO2022194495A1 (de) 2022-09-22
PL4264022T3 (pl) 2024-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4418251C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines eine zentrale Bohrung aufweisenden Zahnrades
DE3009656C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle
DE69403843T2 (de) Ultraleichtes Ventil für Brennkraftmaschine
EP1611975B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kühlkanalkolbens für eine Brennkraftmaschine
EP2029318B1 (de) Verfahren zur herstellung eines einteiligen kolbens
EP3368232B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines innengekühlten ventils für verbrennungsmotoren
DE3929534C2 (de)
EP0355360B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Tassenstösseln für Hubkolbenmaschinen
EP1502011A1 (de) Einstückig ausgebildeter nocken und verfahren zum herstellen des nockens sowie zusammenbau einer steuerwelle oder nockenwelle
DE3701703A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kegelraedern
EP4264022B1 (de) Gepanzertes tellerventil und verfahren zu seiner herstellung
WO2015070846A1 (de) Nockenwellenverstelleinrichtung
WO2020182365A1 (de) Verfahren zur herstellung eines hohlventils für verbrennungsmotoren
DE69722047T2 (de) Verfahren zur Herstellung optischer Halbzeuge und optischer Gegenstände durch Pressformen
DE1758080C3 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung stranggepresster Verbund korper
EP3585986B1 (de) Verfahren zur herstellung eines innengekühlten ventils mit einer kühlstruktur sowie ein mit dem verfahren hergestelltes ventil
DE102018101900B4 (de) Gewichtsreduzierter Ventilfederteller und Verfahren zu dessen Herstellung
DE1961923B2 (de) Zusammengesetztes, hohen Temperaturen standhaltendes Gaswechselventil für Kraft- oder Arbeitsmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Ventils
DE69313302T2 (de) Verfahren zur herstellung von pleuelstangen
DE102012013778B4 (de) Formwerkzeug aus einem Stahlmaterial mit bereichsweise unterschiedlichen Materialeigenschaften für die Massivumformung eines Metallwerkstoffs sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Formwerkzeugs
DE910492C (de) Hohles Tellerventil
DE102011013207B4 (de) Bauteilrohling sowie Verfahren, Umformwerkzeug und Umformvorrichtung zur Herstellung eines Bauteils mit gehärteter Oberfläche
DE961044C (de) Verfahren zum Herstellen von Pendellagern, Pendelgelenken u. dgl. und Werkzeug zur Ausfuehrung des Verfahrens
WO2007128264A1 (de) Vorrichtung zum schmieden von buchsenartigen gegenständen sowie ein danach hergestelltes schmiedeteil
EP0299948A2 (de) Verfahren und Schmiedemaschine zur Herstellung von Verbundkörpern

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230718

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20240117

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502022000997

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240605

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20240605

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240605

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240605

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240906