Pierwszenstwo: 08.VII.1964 dla zastrz. 1 i 7 26.XI.1964 dla zastrz. 2—6 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 15. X. 1966 51796 KI. ^49-4^-84/02" M, 2?fc& MKP B 23 k UKD f^lSnOTEKAt ! Urzedu ?ote ni uweg*- \ Wlasciciel patentu: Bayerisches Leichtmetallwerk Graf Blucher vonl^SM?^^^-^;' ' Wahlstatt K.G., Monachium (Niemiecka Republika Federalna) Sposób opancerzania grzybków zaworowych Wynalazek dotyczy sposobu opancerzania grzyb¬ ków zaworowych do silników spalinowych, w któ¬ rym okragla ksztaltke z tworzywa pancernego la¬ czy sie z grzybkiem zaworowym za pomoca elektry¬ cznego spawania oporowego.Antykorozyjne i ognioodporne wykonanie grzyb¬ ków zaworowych zwlaszcza zaworów wylotowych silników spalinowych przez przyspawanie tworzy¬ wa pancernego na powierzchnie przylgowe jest znane.Zwykle natapianie tworzywa pancerneigo za po¬ moca plomienia spawalniczego zabiera, duzo czasu, a wobec nieuniknionego znacznego roz¬ grzania calego grzybka zaworowego natapianie takie powoduje wypaczenia zaworu. Ponadto, sta¬ je sie przy tyim nieuniknione nadmierne zuzy¬ cie wysokowartosciowego i kosztownego two¬ rzywa pancernego, gdyz natopiona warstwa two¬ rzywa pancernego wykazuje znaczne nierówno-' miernosci w ksztalcie, które nalezy pózniej usuwac obróbka skrawania.Poza tym proponowano juz laczenie przygoto¬ wanych pierscieni z tworzywa pancernego za po¬ moca elektrycznego powierzchniowego spawania dociskowego z grzybkami zaworowymi, dopaso¬ wanymi ksztaltem do pierscieni. Taki sposób la¬ czenia nie utrzymal sie jednakze w praktyce, gdyz nie mozna bylo osiagnac równomiernego i nalezytego polaczenia spawania na calej po¬ lo wierzchni spawania bez wtracen warstewek tlen¬ ków lub podobnych wtracen.Wymienione niedogodnosci znanych sposobów usuwa niniejszy wynalazek w ten sposób, ze zewnetrzna powierzchnie grzybka zaworowego, przed procesem spawania wykonuje sie jako zwe¬ zona bryle obrotowa, najlepiej stozkowa, przy czym najkorzystniej jest, jezeli mniejsza sred¬ nica bryly obrotowej jest zwrócona ku trzonkowi grzybka zaworowego. Na te bryle obrotowa na-, klada sie pierscieniowa ksztaltke z tworzywa pancernego, która styka sie z bryla obrotowa grzybka zaworowego w obszarze jego mniejszej srednicy, przy tym w zasadzie liniowo. Natomiast 15 ksztaltka z tworzywa pancernego styka sie po¬ wierzchniowo z przynalezna elektroda. Przy na¬ stepujacym po tym procesie spawania ksztaltka jest nasuwana na rozszerzajaca sie czesc grzyb¬ ka) zaworoweigo z odksztalceniem plastycznym 20 obu czesci czyli podczas spawania zarówno ksztal¬ tka z tworzywa pancernego jak i odpowiednia czesc zaworowego przechodzi w stan plastyczny, wskutek czego uzyskuje sie równomierne po¬ laczenie obu czesci przez nasuwanie pierscienia pod dzialaniem cisnienia.Sposób wedlug wynalazku, dzieki ruchowi prze¬ suwania podczas spawania elektrycznego, zapewnia scisle i bezbledne polaczenie spawane bez jakich¬ kolwiek wtracen warstewek tlenków lub zuzla.Oprócz tego, ksztalt zewnetrzny nalozonego two- 25 30 51796ai79a rzywa pancernego jest utrzymany w waskiej tolerancji dzieki ksztaltowi przynaleznej elektrody.Z tego wzgledu, tworzywo pancerne moze byc dokladnie dawkowane, wskutek czego .wystepuje tylko nieznaczna strata tworzywa spowodowana nieuniknionym spalaniem przy spawaniu. Wobec tego, naddatek konieczny ze wzgledu na pózniei- sza wykonczeniowa obróbke skrawaniem jest znacznie mniejszy niz przy zdanym fposob^e nakladania za pomoca natapiania plomieniem spawalniczym.Wazny warunek wstepny dla niezawodnego przebiegu procesu spawania polega na tym, £eby ksztaltka z tworzywa pancernego przed spawa¬ niem przylegala praktycznie linjowo do stozka grzybka zaworowego, i aby stykala sie ze swoja elektroda na mozliwie najwiekszej powierzchni.Dzieki temu, cieplo spawania wywiazuje sie tylko lokalnie w wymaganym obszarze spawania. Ozna¬ cza to, ze w miejscu liniowego styku miedzy ksztaltka i grzybkiem zaworowym wystepuje duzy elektryczny opór przejsciowy i tym samym za¬ chodzi bardzo duze rozgrzanie, wskutek czego tam wlasnie rozpoczyna sie odksztalcanie. Nato¬ miast z drugiej strony ksztaltki zetkniecie z elek¬ troda jest powierzchniowe, opór jest znacznie mniejszy i tym samym wystepuje mniejsze roz¬ grzanie, wskutek czego ta czesc ksztaltki zaczyna odksztalcac sie dopiero pózniej. Dzieki temu ksztaltke mozna nasunac na stozkowo uformo¬ wany grzybek zaworowy podczas procesu spa¬ wania.Grzybek zaworowy ma najlepiej na powierzchni obwodpwej ksztalt stozka scietego, moze on jed¬ nakze miec równiez £sztalt bryly obrotowej zwe¬ zajacej sie wedlug linii krzywej.Eiekjrpdy moga byc chlodzone w znany sposób.Ogrzewanie grzybka zaworowego odbywa sie przy tym centralnie i jednoczesnie na calym obwodzie, wskutek czego praktycznie biorac unika sie wypaczenia.Przy sposobie wedlug wynalazku w przypadku nieprawidlowego przylozenia ksztaltki do grzybka zaworowego, np. wskutek niedokladnosci wyko¬ nania lub wskutek zanieczyszczen, poczatek spa¬ wania moze przebiegac nierównomiernie. To nie¬ pozadane zjawisko wystepuje dlatego, ze poczatek spawania nastepuje w miejscach dobrego styku miedzy spawanymi czesciami, natomiast w po¬ zostalym obszarze ogrzewanie wcale jeszcze nie zachodzi. W ten sposób w niektórych miejscach polaczenia spawanego wystepuje nierównomierne ogrzewanie, co doprowadza do przegrzania. Skut¬ kiem takiego zjawiska jest przegrzana struktura tworzywa w obszarze poczatkowo dobrego styku i nieprawidlowe spawanie z wtraceniami zanie¬ czyszczen w pozostalym obszarze.Oprócz tego w tak zagrozonych miejscach wy¬ stepuje mozliwosc nadpalania lub odpryskiwania albo splywania wysokowartosciowegp i kosztow¬ nego tworzywa pancernego.•Bledów tych mozna unikna<5 dokonujac spawa¬ nia za pomoca przerywanych impulsów pradu, przy czym jednoczesnie na przyspawany pierscien wy- 10 19 ao 25 30 35 40 45 50 55 wiera sie zasadniczo równomierne 'Cisnienie w kierunku opancerzonej powierzchni .aaworu.W zaleznosci od koaistrukcji zastosowanego znanego skadinad urzadzenia do spawania opo¬ nowego cisnienie moze byc wywierane w kieninfcu od elektrody zawierajacej pierscjueji kp elektro- -daie przylaczonej do grzybka ^w#cowiego lub odwrotnie.Etaaieki tym zabiegom unika sie (przegrzania w poczatkowych obszarach dobrego styku mie¬ dzy czesciami podlegajacymi spawaniu. Podczas pierwszego pmpulsu pradu nastepuje plastyczne .dopasowanie pierscienia tworzywa (pancernego do grzybka zaworowego, przy czym calkowicie elimi¬ nuje sie niedokladnosci wykonania obu czesci.Calkowite spawanie odbywa sie nastepnie za po¬ moca dalszych impulspw pradu równomiernie na calym obwodzie zaworju. Nawet w przypadku grubszej tolerancji i w pewnych granicach nie- okraglych czesci surowych otrzymane spawanie jest absolutnie bez zarzutu.Impulsy pradu zastosowane do elektrycznego spawania oporowego moga nastepowac w równo¬ miernych przedzialach czasowych. Tak samo pod¬ czas procesów spawania moga byc stosowane im¬ pulsy krótsze lub dluzsze. Dokladne obliczenie czasowego rozkladu impulsów przeprowadza sie z uwzglednieniem zastosowanego cisnienia i wla¬ sciwosci spawanych tworzyw. Oczywiscie równiez i cisnienie wywierane podczas procesu spawania na spawane polaczenia moze byc równiez zmienia¬ ne. Pierscien z tworzywa pancernego i (lub) grzy¬ bek zaworowy moga byc przed spawaniem uprzed¬ nio podgrzane, w znany sposób.Proces spawania wedlug wynalazku przebiega w ciagu kilku sekund, wskutek czego osiaga sie równiez i w czasie znaczne korzysci w porów¬ naniu ze znanymi sposobami nakladania.Ksztaltka z tworzywa pancernego nakladana na grzybek zaworowy moze miec przekrój okragly, graniasty lub dowolny inny przekrój. Ksztaltka winna byc jednak wykonana tak, zeby stykala sie ze stozkiem zaworu w zasadzie liniowo, a na stronie zewnetrznej miala ksztalt odpowiadajacy swej elektrodzie.Sposób spawania wedlug wynalazku umozliwia dokladne centryczne nakladanie tworzywa pan¬ cernego, dzieki czemu warstwa pancerna moze byc stosunkowo cienka bez obawy jej zniszczenia w niektórych miejscach podczas nastepujacej po tym obróbki skrawania. Równiez i to stanowi znaczna zalete sposobu wedlug wynalazku.Sposób wedlug wynalazku wyjasnia zalaczony rysunek uwidoczniajacy rózne fazy wykonania zaworu i mianowicie fig. 1 przedstawia zawór przed nalozeniem opancerzenia, fig. 2-—¦ ten sam zawór w zwiekszonej skali wraz z pierscieniowa ksztaltka z tworzywa pancernego i z odpowied- (nim& elektrodami przed pjxx5efcen* spawania* fXgt 3 — ten san zawór po, procesie spawania, fig, ^—zaw^5r po wykonczeniowej- obróbce skra¬ wania i fig. 5 — zawór z, Dierscienjem z two¬ rzywa pancernego i z elektrodami podczas pro¬ cesu spawania, fig. 6 przedstawia inny przykladWM wykonania, w którym ksztaltka z tworzywa pan¬ cernego ma przekrój trójkatny, a fig. 7 i 8 przed¬ stawiaja dwa inne przyklady z ksztaltkami o przekroju prostokatnym.Na fig. 1 przedstawiono zawór 1, którego ^grzy¬ bek na zewnetrzym obwodzie jest ksfóSkowy.Fig. 2 przedstawia zawór 1 w siwiekszonej skali. Na stozkowyim grzybku zaporowym 2 jest umieszczony pierscien wykonalny -z tworzywa pancernego, tak iz styka sie ^on ze stozkiem grzybka zaworowego w obszarze swojej mniej¬ szej srednicy. Ze wzgledu na niedokladnosci wy¬ konania, a zwlaszcza pierscienia, zetkniecie moze wystepowac tylko w niektórych miejscach, a wiec nierównomietrnde liniowo dokola calego grzyb¬ ka zaworowego. Pierscien 3 jest objety z zewnatrz elektroda 4. Elektroda 5 opiera sie o podstawe grzybka zaworowego 2. Podczas procesu spawa¬ nia prad ewentualnie przerywany przeplywa mie¬ dzy elektrodaimi 4 i 5 przez grzybek zaworowy 2 i pierscien 3. Gdy prad jest przerywany cieplo spawania wywiazuje sie najpierw w punktach zetkniecia miedzy pierscieniem 3 i grzybkiem za¬ worowym 2 i pozwala na plastyczne dopasowanie sie tych dwóch czesci pod dzialaniem wywiera- ranego na nie cisnienia podczas pierwszych im¬ pulsów pradu. Spawanie ostateczne odbywa sie nastepnie równomiernie na calym obwodzie za¬ woru. Podczas pierwszych impulsów pradu rów¬ niez i pierscien moze dobrze dopasowac sie do swojej elektrody 4, wskutek czego w tym miej¬ scu jest mozliwy swobodny przeplyw pradu.Fig. 3 przedstawia zawór 1 po ukonczeniu pro¬ cesu spawania. Pierscien 3 jest mocno zespawany z grzybkiem zaworowym Z na calym jego obwo¬ dzie, a w czasie spawania zostaje na niego nasu¬ niety. Pierscien 3 ma wiec teraz z zewnatrz do¬ kladnie ksztalt elektrody 4. Nastepujaca wykon¬ czeniowa obróbka skrawajaca zaworu moze wo¬ bec tego rozpoczynac sie od pólwyrobu o wa¬ skiej tolerancji, dzieki czemu potrzebny jest tyl¬ ko bardzo maly naddatek obróbkowy.Fig. 4 przedstawia zawór 1 po wykonczenio¬ wej obróbce skrawania opancerzonego grzybka zaworowego.Fig. 5 przedstawia grzybek zaworowy 2 z pier¬ scieniem 3 z tworzywa pancernego podczas proce¬ su spawania. Dopasowanie miedizy pierscieniem i grzybkiem zaworowym jest tutaj zakonczone, a rozpoczyna sie wlasciwe spawanie. Linie kres¬ kowane 6 zaznaczaja dalszy przebieg procesu spawania.Na fig. 6 przedstawiono inny przyklad wyko¬ nania, w którym pierscien 7 z tworzywa pancer¬ nego ma przekrój trójkatny. Taki ksztalt pier¬ scienia jak równiez ksztalt odpowiedniej elek¬ trody 4 daje szczególnie slabe, a mimo to cal¬ kowicie wystarczajace, oparcie na tworzywie pierscienia iw ten sposób uzyskuje sie mozliwie id 15 20 25 30 40 45 50 55 60 najwieksze zaoszczedzenie wysokowartosciowego tworzywa pancernego.Fig. 7 prze3Sfa~wfa jeszcze inny przyklad wyko¬ nania z pierscienfem 8 o przekroju prostokatnym, fa fig. 8 przedstawia przyklad wykonania pier¬ scienia 9 z Wbrzywa pancernego o przekroju -kwadrajtowyjm.Trzy ostatnie przyklady wskazuja na liczne mozliwosci zmian w szczególach dokonywanych w ramach wynalazku. PL