DE2936335C2

DE2936335C2 -

Info

Publication number: DE2936335C2
Application number: DE19792936335
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 8060 Dachau De Adam; Horst Dipl.-Ing. 8080 Fuerstenfeldbruck De Meyer-Spradow; Lothar 8060 Dachau De Reisinger
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 1979-09-08
Filing date: 1979-09-08
Publication date: 1988-06-23
Also published as: FR2465147A1; GB2057924A; JPS5761883A; SE8006097L; AT371387B; ATA436280A; GB2057924B; SE445621B; DE2936335A1; FR2465147B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines natriumgefüllten Ventils, bei dem das Natrium in den hohlen Ventilschaft durch eine Einfüllbohrung relativ großen Durchmessers eingebracht und diese mittels Stopfen und/oder herkömmlicher Schweißung verschlossen wird.The invention relates to a method of manufacture a valve filled with sodium, in which the sodium in the hollow valve stem through a fill hole relatively introduced large diameter and this by means of plugs and / or conventional welding is closed.

Zweck einer solchen Natriumfüllung von Ventilen, ins besondere solchen für Kolbenmotoren ist eine bessere Wärmeabfuhr von dem thermisch am höchsten belasteten Ventilteller aufgrund der außerordentlich guten Wärmeleit fähigkeit des Natriums. Wegen der hohen Wärmeausdehnung des Natriums kann jedoch der hohlgebohrte Ventilschaft nicht vollständig mit Natrium aufgefüllt werden, sondern nur etwa bis zu 80%. Der verbleibende freie Raum im hohlen Ventilschaft enthält Umgebungsluft, die beim Betrieb des Ventils zu Verschäumung und Korrosion des Natriums führt, was sowohl zu einer instabilen Wärme leitung führt, als auch die Wärmeübertragung insgesamt verschlechtert. Purpose of such sodium filling of valves, ins special ones for piston engines is a better one Heat dissipation from the most thermally stressed Valve disc due to the extremely good thermal conductivity ability of sodium. Because of the high thermal expansion However, the hollow valve stem can contain sodium not completely filled with sodium, but only about up to 80%. The remaining free space in the Hollow valve stem contains ambient air, which at Operation of the valve for foaming and corrosion of the Sodium leads to both an unstable heat conduction leads, as well as the heat transfer as a whole worsened.

Aus der DE-OS 23 24 850 ist ein gattungsgemäßes Ver fahren bekannt, bei dem nach dem Einfüllen des Natriums in den hohlen Ventilschaft ein stopfenartiges Ventilab schlußstück aufgesetzt wird. Dabei bleibt der Ventilinnen raum über eine als Trennfuge vorgesehene Ausnehmung mit der Umgebung verbunden. Das Ventil wird in die Vakuum kammer einer Elektronenschweißanlage gebracht, wobei die im Ventilinnenraum verbleibende Luft über die Ausnehmungen abgesaugt wird. Anschließend wird das Ventilabschlußstück am Ventilschaft angeschweißt. Nachteilig bei diesem Ver fahren wirkt sich aus, daß die in der Vakuumkammer durchzu führenden Verfahrensschritte gleichzeitig eine Evakuierung des Ventilinnenraumes, ein Verbinden von Ventil und Ventil anschlußstück und ein geschicktes Verschließen des Ventil innenraumes erreichen sollen. Der Schließvorgang muß mit großer Sorgfalt durchgeführt werden, da der kleinste Schweißfehler zu einer Undichtheit führen kann, und eine Prüfung der Schweißverbindung auf Dichtheit hohen Aufwand erfordert.From DE-OS 23 24 850 is a generic Ver drive known at which after filling the sodium a plug-like valve in the hollow valve stem final piece is placed. The valve stays inside space via a recess provided as a joint connected to the environment. The valve is in the vacuum brought chamber of an electron welding system, the Air remaining in the valve interior via the recesses is suctioned off. Then the valve end piece welded to the valve stem. A disadvantage of this Ver driving affects that in the vacuum chamber leading process steps an evacuation of the valve interior, a connection of valve and valve connector and a clever closing of the valve should reach the interior. The closing process must be done with great care must be taken as the smallest Welding defects can lead to a leak, and a Examination of the welded joint for leaks required.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nach teile zu beseitigen und ein gattungsgemäßes Verfahren an zugeben, mit dem die Beseitigung der im Ventilschaft vor handenen Restluft bei geringstem Verfahrensaufwand erziel bar ist.The object of the present invention is this after parts to eliminate and a generic method admit the removal of the valve stem before existing residual air achieved with the least process effort is cash.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein solches Verfahren er findungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ver schließen der Einfüllbohrung der Hohlraum, der über einen von der Einfüllbohrung unabhängigen und bezüglich dieser geringen Querschnitt aufweisenden Kanal evakuiert und danach im Vakuum mittels Schweißung oder Lösung vakuum dicht verschlossen wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß zunächst unter atmosphärischen Bedingungen die relativ große Einfüllbohrung verschlossen und fertig bearbeitet werden kann. Die sehr viel kleinere Evakuierungsbohrung wird auf einfache Weise im Vakuum verschlossen, ohne daß es zu nachteiligen Wirkungen auf die verschlossene Einfüll bohrung kommt. Hierdurch ist eine erhebliche Verein fachung des Arbeitsablaufes zu erzielen.Such a method is used to solve this problem according to the invention, characterized in that after Ver close the fill hole of the cavity, which is over a independent of and with respect to the filling hole evacuated channel having a small cross section and then in vacuum by means of welding or solution vacuum is tightly closed. This has the main advantage that initially under atmospheric conditions the relative large filling hole closed and finished can be. The much smaller evacuation well will easily closed in a vacuum without it adverse effects on the sealed filler hole is coming. This is a significant association to increase the workflow.

Bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens soll der Kanal geringen Querschnitts im Ventilteller ausgebildet sein. Hierdurch wird erreicht, daß sowohl bei der Herstellung des Kanals geringen Querschnitts als auch danach beim Verschließen keine thermischen oder mechanischen Belastungen auf die bereits verschlossene Einfüllbohrung einwirken.In a first embodiment of the method, the Channel of small cross-section formed in the valve plate be. This ensures that both Making the channel small in cross section as well then no thermal or mechanical when closing Loads on the already closed filling hole act.

Bei einer weiteren Ausführungsform soll der Kanal geringen Querschnitts als Axialbohrung in einem Einfüllstopfen ausgebildet sein. Weiterhin kann der Kanal geringen Quer schnitts auch als eine zur Längsachse des Ventilschafts geneigte Bohrung durch die Wandlung des Ventilschafts ausgebildet sein.In a further embodiment, the channel should be small Cross-section as an axial bore in a filler plug be trained. Furthermore, the channel can have a small cross also cuts as one to the longitudinal axis of the valve stem inclined bore through the conversion of the valve stem be trained.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens er folgt das Verschließen des Kanals geringen Querschnitts mittels Elektronenstrahlschweißung. Die Anwendung der Elektronenstrahlschweißung zum Verschließen des Hohl raumes ist eine besonders einfache und glückliche Lösung, da mittels der Elektronenstrahlschweißung ein Kanal geringen Querschnitts, wie er für die Evakuierung nur notwendig ist, schnell und problemlos verschlossen werden kann, und da gleichzeitig die Evakuierung des Hohlraumes selbst im Rahmen dieser Elektronenstrahlschweißung automatisch in der Vakuumkammer des Elektronenstrahlschweißgeräts er folgt.In a preferred embodiment of the method, he follows the closing of the channel of small cross-section by means of electron beam welding. The application of the Electron beam welding to close the hollow space is a particularly simple and happy solution, because one channel is small by means of electron beam welding Cross-section, as it is only necessary for the evacuation, can be closed quickly and easily, and there at the same time the evacuation of the cavity itself Frame of this electron beam welding automatically in the vacuum chamber of the electron beam welding machine follows.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Elektronenstrahl bei der Elektronenstrahl schweißung kreisförmig um die Bohrung geführt. Hierdurch wird erreicht, daß die Bohrung geringen Durchmessers zuschmilzt, ohne daß der Elektronenstrahl durch die Bohrung hindurch etwa auf das im Inneren des Hohlraums befindliche Natrium auftritt. Ein solches Auftreffen des Elektronenstrahls auf das Natrium brächte die Ge fahr mit sich, daß Natrium verdampft und somit während des Zuschmelzens der Bohrung geringen Durchmessers im Hohlraum Dampfdruck entstünde, der vorhandene Material schmelze herausdrücken könnte.In a preferred embodiment of the method becomes the electron beam at the electron beam welding circularly around the hole. Hereby is achieved that the bore of small diameter melts without the electron beam passing through the Drill through to the inside of the cavity sodium present occurs. Such an encounter of the electron beam on the sodium would bring the Ge drive with yourself that sodium evaporates and thus during melting the small diameter hole The existing material would be created in the cavity could push out the melt.

Schließlich hat sich gezeit, daß der Kanal geringen Querschnitts vorzugsweise einen Querschnitt von ca. 1 mm² aufweisen soll, um das Verfahren mit besten Ergebnissen durchzuführen.Finally, it has been found that the channel with a small cross section should preferably have a cross section of approximately 1 mm ^{2 in} order to carry out the method with the best results.

Die Zeichnung dient der Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Zeichnung zeigtThe drawing serves to illustrate the inventive method. In the drawing shows

Fig. 1 ein natriumgefülltes Tellerventil im Längsschnitt, Fig. 1 shows a sodium-filled poppet valve in longitudinal section;

Fig. 2 einen Einfüllstopfen für ein Tellerventil gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows a filler plug for a poppet valve according to Fig. 1 and

Fig. 3 einen Teillängsschnitt des Ventilschaftes eines Tellerventils nach Fig. 1 in einer speziellen Ausführungsform. Fig. 3 is a partial longitudinal section of the valve stem of a poppet valve according to Fig. 1 in a special embodiment.

In Fig. 1 ist der Schaft des Ventils mit 1 bezeichnet. Dieser Ventilschaft 1 ist hohlgebohrt und zu einem großen Teil mit Natrium gefüllt. Eine Einfüllbohrung 2 befindet sich im hinteren Schaftende und ist mit einem Stopfen 3 verschlossen, der vorzugsweise an der Stelle 4 mit dem Ventilschaft 1 verschweißt ist. Der Hohlraum des Ventil schaftes 1 war mit einer Bohrung geringen Durchmessers, die sich zentrisch im Ventilteller 5 befand, angebohrt. Dieser Kanal 6 geringen Querschnittes (strichliert einge zeichnet) ist mittels Elektronenstrahlschweißung wieder verschlossen.In Fig. 1, the stem of the valve is designated 1 . This valve stem 1 is drilled hollow and largely filled with sodium. A filling hole 2 is located in the rear end of the shaft and is closed with a plug 3 , which is preferably welded to the valve stem 1 at the point 4 . The cavity of the valve stem 1 was drilled with a small diameter hole, which was located centrally in the valve plate 5 . This channel 6 of small cross-section (dashed lines) is closed again by means of electron beam welding.

Der in Fig. 2 im Schrägbild dargestellte Einfüllstutzen 3 zeigt den Kanal geringen Querschnitts als axiale Bohrung 33 durch den Einfüllstopfen 3.The filler neck 3 shown in FIG. 2 shows the channel with a small cross section as an axial bore 33 through the filler plug 3 .

Der in Fig. 3 gezeigte Ausschnitt aus einem Ventil schaft 1 zeigt eine weitere Alternative der Anordnung eines Evakuierungskanals. Der Evakuierungskanal ist dabei als eine zur Längsachse des Ventilschaftes 1 geneigte Bohrung 6 a durch die Wandung des Ventilschafts ausgeführt.The section shown in Fig. 3 from a valve stem 1 shows a further alternative to the arrangement of an evacuation channel. The evacuation channel is designed as a bore 6 a inclined to the longitudinal axis of the valve stem 1 through the wall of the valve stem.

Claims

1. A method for producing a sodium-filled valve, in which the sodium is introduced into the hollow valve stem through a filling hole of relatively large diameter and these are closed by means of plugs and / or conventional welding or soldering, characterized in that the cavity is closed after the filling hole has been closed a channel ( 6 ) which is independent of the filling bore and which has this small cross section is evacuated and then sealed in a vacuum by means of welding or soldering.

2. The method according to claim 1, characterized in that the channel small cross-section in the valve divider ( 5 ) is formed.

3. The method according to claim 1, characterized in that the channel of small cross-section is formed as an axial bore ( 33 ) in a filler plug ( 3 ).

4. The method according to claim 1, characterized in that the channel of small cross-section than one to the longitudinal axis of the valve stem through the inclined bore Wall of the valve stem is formed.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized records that the channel has a small cross-section by means of Electron beam welding is closed.

6. The method according to claim 5, characterized in that in electron beam welding of the electrons is circularly guided around the hole.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the channel small cross-section is formed with a cross section of about 1 mm ² .