Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LIGHTWEIGHT VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/074843
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a lightweight valve that consists of a valve base, the latter comprising a valve stem and a hollow valve cone, and a valve head cover, whereby the valve base is linked with the valve head cover by means of a material-displacing welding method. A weight-reducing cavity is defined between the valve cone and the valve head cover in the assembled state of the valve, said cavity being provided with a stability-enhancing support structure. Suitable welding methods are projection welding, capacitor discharge welding and friction welding.

Inventors:
BOSLER ARNDT (DE)
JOOS RAINER (DE)
NOWOTNI DETLEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/002178
Publication Date:
September 12, 2003
Filing Date:
March 04, 2003
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
BOSLER ARNDT (DE)
JOOS RAINER (DE)
NOWOTNI DETLEF (DE)
International Classes:
B23K11/26; B23K20/02; B23P15/00; F01L3/14; (IPC1-7): F01L3/14; B23P15/00
Foreign References:
DE910492C1954-05-03
GB532184A1941-01-20
GB683057A1952-11-19
DE19804053A11999-08-05
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 08 29 September 1995 (1995-09-29)
Attorney, Agent or Firm:
Närger, Ulrike (DaimlerChrysler AG Intellectual Property Management IPM-C106 Stuttgart, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Leichtbauventil, insbesondere für einen Verbrennungsmotor, mit einem einen Ventilschaft und einen Ventilkegel umfas senden Ventilkörper und einem Ventiltellerdeckel, wobei Ventilkegel und Ventiltellerdeckel gemeinsam einen Hohl raum bilden und wobei in diesem Hohlraum eine Stützstruk tur zur Abstützung des Ventiltellerdeckels gegenüber dem Ventilschaft vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiltellerdeckel (3) mit dem Ventilkegel (5,5') mittels eines PressVerbindungsSchweißverfahrens verbun den ist.
2. Leichtbauventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (2,2') einstückig ausgebildet ist.
3. Leichtbauventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (7,7') des Ventils (1, 1') mit einem Kühlmedium (25), insbesondere mit Natrium, befüllt ist.
4. Leichtbauventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlraum (7') in den Ventilschaft (4) hinein erstreckt.
5. Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauventils, insbe sondere für einen Verbrennungsmotor, wobei ein Ventilkörperrohling, welcher einen Ventil schaft und einen abschnittsweise hohlen Ventilkegel um fasst, mit einem Ventiltellerdeckelrohling verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Schweißverfahren ein PressVerbindungsSchweiß verfahren eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schweißverfahren das Reibschweißen eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schweißverfahren ein Widerstandspressschweißver fahren, insbesondere das Buckelschweißen oder das Konden satorEntladungsschweißen, eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden des VentilkörperRohlings (10) mit dem VentiltellerdeckelRohling (14) ein mit einer Kante (17) versehener Fügebereich (16) des Ventiltellerdeckel Rohlings (14) mit einer abschnittsweise konisch geformten Wandung (13) des Innenraums (11) des VentilkörperRohlings (10) verschweißt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden des VentilkörperRohlings (10') mit dem VentiltellerdeckelRohling (14') ein abschnittsweise ke gelstumpfförmiger Randbereich (17') des Ventiltellerde ckelRohlings (14') mit einer den Innenraum (11) begren zende linienförmigen Kante (13') des VentilkörperRohlings (10') verschweißt wird.
Description:
Leichtbauventil Die Erfindung geht aus von einem Leichtbauventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruch 1, wie es beispielsweise aus der DE 198 04 053 Al als bekannt hervorgeht. Weiterhin be- trifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines sol- chen Leichtbauventils nach dem Oberbegriff des Patentan- spruchs 5.

Durch den Einsatz gewichtsoptimierter Ventile in Verbren- nungsmaschinen können die Reibleistungsverluste im Ventil- trieb erheblich vermindert werden. Dies ist insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit hohen Drehzahlen bedeutend, spielt aber auch eine wichtige Rolle bei alternativen Ventiltrieb- systemen, die nicht auf einer herkömmlichen Nockenwellensteu- erung basieren. Neben der Verwendung leichter Werkstoffe (wie z. B. Siliziumnitrid-Keramik, Titan-, Aluminiumlegierungen oder Titanaluminiden) kann das Ventilgewicht insbesondere durch die Einbringung von Hohlräumen in den Ventilschaft und/oder in den Ventilkegel vermindert werden.

Aus der gattungsbildenden DE 198 04 053 A1 ist ein hohles Leichtbauventil mit einem Schaft, einem Ventilkegel und einem Ventilteller bekannt, wobei Ventilkegel und Ventilteller ge- meinsam einen Hohlraum bilden. Ventilkegel und Ventilteller sind dünnwandige Einzelteile, welche mittels Löten oder Schweißen miteinander und mit dem Ventilschaft verbunden sind. Um-insbesondere im Bereich des Ventilkegels-trotz der geringen Wandstärke eine hohe Festigkeit und Steifigkeit des Ventils zu erreichen, ist der Hohlraum des Ventils mit einer Stützkonstruktion versehen, welche den Ventiltellerde- ckel gegenüber dem Schaft abstützt. Diese Stützkonstruktion soll die Verformung des Ventilkopfes unter Last minimieren und Rissbildungen in Bereich des Ventilkopfes unterbinden.

In den in der DE 198 04 053 AI gezeigten Ausführungsformen des Leichtbauventils sind Ventilkegel und Ventilteller mit Kehlnähten verbunden ; als Schweißverfahren kommen hierfür insbesondere die gängigen Schmelzschweißverfahren wie z. B.

WIG-, Laser-oder Elektronenstrahlschweißen-in Frage. Diese Schweißverfahren sind jedoch aufgrund der vergleichsweise ho- hen Wärmeentwicklung für den Einsatzfall dünnwandiger Ventil- geometrien nur bedingt einsetzbar, insbesondere dann, wenn der Hohlraum des Ventils mit einem metallischen Kühlmedium gefüllt ist : Wegen der räumlich dicht benachbarten Anordnung von Kühlmetall und Schweißfläche besteht nämlich in diesen Fällen die Gefahr, dass das Kühlmetall aufgeschmolzen wird und an die Schweißfläche gelangt, was eine erhebliche Reduk- tion der Festigkeit und der Dichtheit der Schweißung zur Fol- ge haben kann. Um dieser Problematik zu entgehen, kann das Kühlmedium nachträglich-d. h. nach erfolgter Schweißung ein- gefüllt werden ; dies geht jedoch einher mit einem zusätzli- chen Verfahrensschritt des Verschließens des Hohlraums und ist daher sehr aufwendig. Ein weiterer Nachteil der obenge- nannten Schweißverfahren besteht darin, dass die Prozesszei- ten (unter Berücksichtigung von Positionierung und Ausrich- tung des Ventiltellers gegenüber dem Ventilkegel, ein eventu- elles nachträgliches Einfüllen des Kühlmetalls und anschlie- ßendes Verschließen des Hohlraums) unwirtschaftlich lang sind. Für einige Materialkombinationen von Ventilteller und Ventilkegel wie z. B. für Teile aus Titanbasis-Legierungen ist bei Verwendung dieser Schweißverfahren außerdem Schutzgasat- mosphäre oder Vakuum erforderlich, was den Herstellungsauf- wand und somit die Kosten eines solchen Leichtbauventils wei- ter erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Leicht- bauventil bereitzustellen, das einerseits eine hohe Stabili- tät gegenüber den thermischen und mechanischen Betriebsbelas- tungen aufweist, andererseits einfach und kostengünstig her- stellbar ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein großserienfähiges Herstellungsverfahren für ein solches Leichtbauventil zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der An- sprüche 1 und 5 gelöst.

Danach besteht das Leichtbauventil aus einem Ventilkörper- der seinerseits den Ventilschaft und den hohlen Ventilkegel umfasst-und einem Ventiltellerdeckel, welcher mit Hilfe eines Press-Verbindungs-Schweißverfahrens mit dem Ventilkegel verbunden ist. Zwischen Ventilkegel und Ventiltellerdeckel ist in Zusammenbaulage des Ventils einen gewichtsreduzieren- der Hohlraum ausgebildet, welcher mit einer festigkeitserhö- henden Stützstruktur versehen ist.

Die Press-Verbindungs-Schweißverfahren haben-im Unterschied zu den gängigen Schmelzschweißverfahren-den Vorteil, dass diese Verfahren mit einer lokal eng begrenzten Erwärmung des Schweißbereichs einhergehen. Daher treten bei Verwendung die- ser Verfahren vernachlässigbar geringe Verzüge der Werkstücke auf. Außerdem ist daher ein prozesssicheres Verschweißen der dünnwandigen Ventilkomponenten ohne die Gefahr einer Schwä- chung des Schweißbereiches (z. B. durch eine Verunreinigung der Schweißfläche durch aufgeschmolzenes Kühlmetall) möglich.

Weiterhin lässt sich mit Hilfe dieser Verfahren ein weites Spektrum unterschiedlicher Werkstoffkombinationen schutzgas- frei verbinden. Ferner liegt bei deR Press-Verbindungs- Schweißverfahren-im Gegensatz zum Schmelzschweißen-keine "Schweißbahn"im eigentlichen Sinne des Wortes vor, entlang derer ein Schweißkopf geführt werden müsste ; daher kann bei Nutzung eines materialverdrängenden Schweißverfahrens die Ro- tationssymmetrie des zu erzeugenden Ventils genutzt werden, um eine sehr einfache-und somit kostengünstige-hochgenaue Relativpositionierung der Einzelteile in der zum Einsatz kom- menden Schweißvorrichtung zu erreichen. Als Schweißverfahren zur Verbindung des Ventilkörpers mit dem Ventildeckel kommen insbesondere das Reibschweißen oder ein Widerstandspressschweißverfahren in Frage.

Beim Reibschweißen wird die zur Verschweißung des Ventiltel- lerdeckels mit dem Ventilkörper benötigte Wärme durch eine Relativbewegung der gegeneinander gepressten Einzelkomponen- ten erzeugt (siehe Anspruch 6). Hierzu wird beispielsweise der Ventilkörper in Rotation versetzt, während der Ventiltel- lerdeckel in einer axial verschiebbaren Vorrichtung fest ein- gespannt ist und gegen den rotierenden Ventilkörper gepresst wird. Beim Erreichen der zum Schweißen erforderlichen Tempe- ratur und Plastizität wird der rotierende Ventilkörper abge- bremst und gleichzeitig der Anpressdruck erhöht, so dass durch Stauchung des Ventilkörpers gegen den Ventiltellerde- ckel eine Verschweißung der beiden Teile in einem ringförmi- gen Kontaktbereich erreicht wird. Die Schweißparameter (Dreh- zahl, Reibkraft, Brems-und Stauchzeitpunkt etc. ) hängen da- bei von der Werkstoffkombination und der Geometrie der Füge- partner im Schweißbereich ab.

Beim Widerstandspressschweißen (z. B. Buckelschweißen oder Kondensator-Entladungsschweißen) werden die zu verschweißen- den Werkstücke-Ventilkörper und Ventiltellerdeckel-so in die Schweißvorrichtung eingespannt, dass sich die beiden Werkstücke entlang eines ringförmigen Kontaktbereiches berüh- ren. Durch die (z. B. aufgrund der Entladung eines Kondensa- tors) fließenden hohen Ströme werden Ventilkörper und Ventil- teller in diesem Kontaktbereich miteinander verschweißt, so dass ein ringförmiger, durchgängiger Verbindungssteg zwischen den beiden Werkstücken gebildet wird (siehe Anspruch 7). Da der Schweißimpuls sehr kurz (beim Kondensator- Entladungsschweißen etwa 10 bis 15 Millisekunden) ist und da die Ströme in einen lokal eng begrenzten Bereich eingeleitet werden, tritt hierbei nur ein geringer Verzug des Werkstücks ein.

Sowohl beim Buckelschweißen als auch beim Kondensator- Entladungsschweißen hängt die Qualität des Schweißergebnisses wesentlich davon ab, dass zwischen Ventilkörper und Ventil- tellerdeckel ein durchgehender ringförmiger Kontaktbereich gebildet ist, entlang dessen die lokale Materialerwärmung und Verschweißung erfolgt. In einer besonders einfach herstellba- ren Ausführungsform weist der Ventiltellerdeckelrohling im Randbereich auf der dem Ventilkörper zugewandten Seite eine umlaufende Kante auf, welche in Zusammenbaulage mit dem Ven- tilkörper auf einen konisch geformten Bereich des Ventilkör- pers trifft (siehe Anspruch 8). In einer weiteren einfach herzustellenden Ausgestaltung der Erfindung ist der Ventil- tellerdeckelrohling mit einem abschnittsweise kegelstumpfför- migen Randbereich versehen, während der Ventilkörperrohling im Kontaktbereich des Ventiltellerdeckelrohlings eine Kante zwischen einem hohlzylindrischen und einem planaren Abschnitt aufweist (siehe Anspruch 9). In beiden Fällen trifft eine ringförmige Kante auf einen konisch geformten Gegenbereich, wodurch eine hochfeste ringförmige Schweißung erreicht wird.

Vorteilhafterweise wird zur Herstellung des Leichtbauventils ein einstückig ausgebildeter Ventilkörperrohling (umfassend einen Ventilschaft und einen Ventilkegel) verwendet (siehe Anspruch 2). Dies hat den Vorteil, dass zur Erzeugung des Ventilkörperrohlings kein zusätzlicher Verfahrensschritt zur Verbindung des Ventilschafts mit dem Ventilkegel notwendig ist ; weiterhin entfällt bei einstückig ausgebildeten Ventil- körpern das Risiko einer Festigkeitsreduktion durch eine feh- lerhafte Verbindung der Einzelteile.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlraum zwischen Ventilkegel und Ventiltellerdeckel mit ei- nem Kühlmedium befüllt, durch welches die Wärmeabfuhr aus den thermisch hochbelasteten Bereichen des Ventiltellerdeckels und der an ihn angrenzenden Zonen des Ventilkegels verbessert wird (siehe Anspruch 3). Als Kühlmedium wird insbesondere Natrium verwendet. Hierbei nutzt man die gute Wärmeleitfähig- keit von Natrium, insbesondere aber den Transport der Wärme durch die Schüttelbewegung des Ventils im Betrieb, wodurch heißes Natrium in kühlere Bereiche transportiert wird, dort Wärme abgibt und abgekühlt wieder im heißeren Tellerbereich zur Wärmeaufnahme zur Verfügung steht. Anstelle von Natrium können auch andere Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt wie z. B. Kalium oder Natrium-Kalium Legierungen verwendet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, den Hohlraum im Inneren des Ventils bis in den Ventilschaft hinein zu erstrecken (siehe Anspruch 4). Dies bietet insbesondere dann große Vorteile, wenn der Hohlraum mit einem Kühlmedium befüllt ist, da in diesem Fall das Kühlmedium durch die Schüttelbewegung des Ventils vom heißen Bereich des Ventiltellers in das kühlere Schaftinnere transportiert werden kann, wo es-aufgrund der größeren Temperaturdifferenz eine besonders effektive Kühlung erfährt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in den Zeich- nungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert ; dabei zeigen : Fig. la ein erfindungsgemäßes Leichtbauventil ; Fig. 1b eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemä- ßen Leichtbauventils ; Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verfahrensschrit- te bei der Herstellung des Leichtbauventils der Fi- gur la : Ventilkörper-Rohling und Ventiltellerde- ckel-Rohling...

Fig. 2a... vor dem Verschweißen ; Fig. 2b... während des Verschweißens Fig. 2c... in fertig verschweißtem Zustand.

Fig. 3 eine alternative Ausgestaltung der zu verschweißen- den Rohlinge.

Figur la zeigt eine schematische Darstellung eines erfin- dungsgemäßen Leichtbauventils 1, bestehend aus einem Ventil- körper 2 und einem Ventiltellerdeckel 3, welche mittels eines Press-Verbindungs-Schweißverfahrens miteinander verschweißt sind. Der Ventilkörper 2 seinerseits besteht aus einem Ven- tilschaft 4 und einem hohlen Ventilkegel 5 und ist im vorlie- genden Ausführungsbeispiel einstückig ausgebildet. Ventilke- gel 5 und Ventiltellerdeckel 3 gemeinsam bilden den sogenann- ten Ventilkopf 6. Zwischen dem Ventilkegel 5 und dem Ventil- tellerdeckel 3 ist ein gewichtsoptimierender Hohlraum 7 aus- gebildet. Eine im Hohlraum 7 angeordnete Stützstruktur 8 stützt den Ventiltellerdeckel 3 gegenüber dem Schaft 4 ab ; im vorliegenden Fall ist die Stützstruktur 8 durch einen mittig im Hohlraum 7 angeordneten Stift 9 gebildet. Anstelle des in Figur 1 gezeigten einstückigen Ventilkörpers 2 kann auch ein aus mehreren Einzelteilen (z. B. unter Verwendung verschiede- nen Werkstoffe für Schaft und Ventilkegel) zusammengesetzter Ventilkörper zum Einsatz kommen.

Der Ventiltellerdeckel 3 kann erfindungsgemäß z. B. mit Hilfe des Kondensator-Entladungsschweißens mit dem Ventilkegel 5 verschweißt sein. Die zugehörigen Verfahrensschritte sind schematisch in Figuren 2a bis 2c dargestellt. Dabei wird von einem Ventilkörper-Rohling 10 ausgegangen, der-wie in Figur 2a dargestellt-im Bereich des Ventilkegels 5 mit einem In- nenhohlraum 11 versehen ist. Im Innenraum 11 des Ventilkegels 5 ist eine Stützstruktur 8 vorgesehen, welche eine vorgegebe- ne Tiefe in den Innenraum 11 hineinragt. Auf der Wandung 12 des Innenhohlraums 11 ist ein konisch ausgestalteter Fügebe- reich 13 vorgesehen. Der Ventilkörper-Rohling 10 kann durch Umformung (Schmieden, Fließpressen etc. ) und/oder durch spa-<BR> nende Bearbeitung hergestellt sein. -Als Fügepartner wird ein Ventiltellerdeckel-Rohling 14 verwendet, der im vorlie- genden Beispiel die Form einer zylindrischen Scheibe 15 hat ; der auf dem Ventiltellerdeckel-Rohling 14 vorgesehene Fügebe- reich 16 hat somit die Form einer ringförmig umlaufenden Kan- te 17 mit rechtwinkliger Kontur.

Zum Verschweißen der beiden Fügepartner 10,14 wird der Ven- tiltellerdeckel-Rohling 14 in den Hohlraum 11 des Ventilkör- per-Rohlings 10 eingesetzt ; die umlaufende Kante 17 des Ven- tiltellerdeckel-Rohlings 14 liegt dabei linienförmig auf dem konischen Fügebereich 13 im Innenhohlraum 11 des Ventilkegels 5 auf. Dann wird mit Hilfe einer (in Figur 2b schematisch ge- strichelt angedeuteten) Kondensator-Entladungsschweißvorrich- tung 18 der Ventiltellerdeckel-Rohling 14 in den Innenraum 11 des Ventilkörper-Rohlings 10 hineingepresst (Pfeil 19 in Fi- gur 2b) und gleichzeitig der im Stromkreis der Schweißvor- richtung 18 integrierte Kondensator entladen ; aufgrund der dabei durch die Fügepartner 10,14 fließenden hohen Ströme verschweißt die Kante 17 mit dem ihr gegenüberliegenden Füge- bereich 13 auf dem Ventilkörper-Rohling 10, so dass ein ring- förmiger, durchgängiger Verbindungssteg 20 zwischen dem Ven- tiltellerdeckel-Rohling 14 und Ventilkörper-Rohling 10 gebil- det wird und der zwischen den beiden Fügepartnern 10,14 ge- bildete Hohlraum 7 dicht gegenüber der Außenwelt verschlossen wird. Da der Schweißimpuls beim Kondensator-Entladungs- schweißen mit 10-15 Millisekunden sehr kurz ist, tritt hierbei nur ein geringer Verzug der Fügepartner 10,14 auf.

Die ebene Unterseite des Ventiltellerdeckel-Rohlings 14 ge- währleistet eine große Kontaktfläche 21 mit dem Schweißstem- pel 22 der Kondensator-Entladungsschweißvorrichtung 18. Diese Kontaktfläche 21 liegt parallel zur ringförmigen Kante 17, was ein präzise gerichtetes und gleichmäßiges Aufdrücken der gesamten Kante 17 auf die gegenüberliegende Fügefläche 13 des Ventilkörper-Rohlings 10 gestattet. Da die Kontaktfläche 21 wesentlich größer ist als die (näherungsweise linienförmige) Auflagefläche der Kante 17 auf dem Fügebereich 13 des Ventil- körper-Rohlings 10, ist sichergestellt, dass die Materialer- wärmung und-plastifizierung beim Schweißen prozesssicher an der Kante 17 erfolgt.

Der Konuswinkel 23 des konischen Fügebereiches 13 liegt vor- zugsweise zwischen 10° und 80°. Der Durchmesser der Scheibe 15 ist so auf den Durchmesser und den Konuswinkel 23 des Fügebe- reichs 13 abgestimmt und die Schweißparameter (Stromstärke, Anpressdruck etc. ) sind so gewählt, dass der Ventiltellerde- ckel-Rohling 14 während des Verschweißens so tief in den In- nenhohlraum 11 eindringt, dass er auf der Stützstruktur 8 aufliegt ; damit ist sichergestellt, dass der Ventiltellerde- ckel 3 im späteren Betrieb durch die Stützstruktur 8 gegen- über dem Ventilschaft 4 abgestützt wird.

Mittels Kondensator-Entladungsschweißens kann ein weites Spektrum unterschiedlicher Werkstoffe geschweißt werden, so dass der Werkstoff von Ventilkörper 10,2 und Ventiltellerde- ckel 14,3 den anderweitig (z. B. funktionsseitig) gestellten Anforderungen entsprechend gewählt werden können. Insbesonde- re können alle bekannten Ventilwerkstoffe sowie z. B. Titana- luminide, Eisenaluminide, Metallmatrix-Verbundwerkstoffe, Ti- tan-und Aluminiumlegierungen etc. eingesetzt und miteinander kombiniert werden. Das Verfahren ist somit insbesondere auch für Anwendungsfälle verwendbar, für die andere Schweißverfah- ren nicht oder nur unter Schwierigkeiten eingesetzt werden können.

Eine alternative Ausgestaltung der Fügebereiche 13', 16'auf Ventilkörper-Rohling 10'und Ventiltellerdeckel-Rohling 14' ist in Figur 3 dargestellt : In diesem Fall hat der Fügebe- reich 16'auf dem Ventiltellerdeckel-Rohling 14'die Form ei- nes Kegelstumpfes, während auf dem Ventilkörper-Rohling 10' eine umlaufende Kante 13'vorgesehen ist. Analog zum Beispiel der Figuren 2a und 2b ist der Kontaktbereich zwischen den beiden Rohlingen 10', 14'auch hier durch eine ringförmig um- laufende Linienkontur gegeben. Neben den in Figuren 2a und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen der Fügepartner 10,14 sind beliebige weitere geometrische Ausgestaltungen möglich ; es muss dabei sichergestellt sein, dass sich die beiden Füge- partner in Zusammenbaulage in einem ringförmig umlaufenden linienförmigen Kontaktbereich berühren.

Alternativ zum Kondensator-Entladungsschweißen können die beiden Fügepartner durch Buckelschweißen verbunden werden, wobei die umlaufende Kante 17, 13'auf dem Ventilkörper- Rohling 10, 10'bzw. Ventiltellerdeckel-Rohling 14, 14'als zündungsinitiierender Buckel wirkt.

Weiterhin können die beiden Fügepartner durch Reibschweißen miteinander verbunden werden. In diesem Fall wird z. B. der Ventiltellerdeckel-Rohling 14 verdrehfest aber axial beweg- lich in der Reibschweißmaschine gehalten, während der Ventil- körper-Rohling 10 ortsfest rotierend gelagert und angetrieben ist. Zunächst wird der Ventiltellerdeckel-Rohling 14 mit an- fänglich noch mäßiger Axialkraft an die konische Fügefläche 13 des Ventilkegels 5 angepresst, wobei der nahe der Kontakt- zone liegende Werkstoff beider Teile sich reibungsbedingt er- wärmt und dabei erweicht. Ist dann eine für das Schweißen ge- eignete Temperatur und in der Kontaktzone der Teile ein tei- giger Zustand erreicht, so wird der rotierende Ventilkörper- Rohling 10 sehr rasch stillgesetzt und zugleich die Axial- kraft des Ventiltellerdeckels-Rohlings 14 erhöht und dieser um einen gewissen Axialhub in den Innenhohlraum 11 des Ven- tilkegels 5 hineingepresst. Dabei verschweißen die Teile 10,14 an der Kontaktzone innig miteinander. -Im Gegensatz zu Buckel-und Kondensator-Entladungsschweißen braucht bei Ver- wendung des Reibschweißens die Kontaktfläche zwischen den beiden Fügepartnern 10,14 nicht linienförmig zu sein ; viel- mehr kann es-in Abhängigkeit von der Wanddicke und der Geo- metrie der Fügepartner 10,14 im Fügebereich-zweckmäßig sein, eine flächenhafte Kontaktzone vorzusehen.

Nach dem Verschweißen der Fügepartner 10,14 wird das Ventil 1 spanend bearbeitet ; hierbei wird ein aus dem Ventilkegel 5 herausragender Bereich des Ventiltellerdeckel-Rohlings 14 auf das gewünschte Maß (gestrichelte Linie 24 in Figur 2c) abge- tragen und eventuell noch verbleibende Schweißgrate etc. ent- fernt.

Eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leichtbauventils 1'ist in Figur 1b dargestellt : In diesem Fall erstreckt sich der Hohlraum 7'bis in den Ventilschaft 4'hinein. Die Stützstruktur 8 ist in diesem Ausführungsbei- spiel durch mehrere Stifte 9'gebildet, welche äquidistant auf einem Kreisbogen angeordnet sind. Der Hohlraum 7'ist mit einem Kühlmedium 25 (z. B. Natrium) gefüllt, welches bei den gängigen Betriebstemperaturen des Ventils 1'im flüssigen Ag- gregatzustand vorliegt. Im Betrieb des Ventils 1'durchströmt das Kühlmedium 25 daher den Hohlraum 7'und unterstützt so die Wärmeabfuhr aus dem heißen Bereich des Ventilkopfes 6'in den kühleren Schaftbereich 4'. Zur Herstellung des Ventils 1' der Figur lb wird der Innenraum 11 des Ventilkörper-Rohlings 10, 10' zunächst mit Kühlmedium 25 befüllt und anschließend- mittels eines der oben beschriebenen Verfahren-mit dem Ven- tiltellerdeckel-Rohling 14, 14' verschweißt. Zum Verschweißen wird das Kühlmedium entweder in festem Aggregatzustand in den Innenraum 11 des Ventilkörpers 10, 10' eingedrückt und dort über die Stützstruktur 8 in Position gehalten, und/oder der Ventilkörper-Rohling 10, 10'wird mit dem in seinem Innenraum 11 enthaltenen (flüssigen oder festen) Kühlmedium 25 während des Schweißens in einer solchen Weise vertikal ausgerichtet, dass das Kühlmedium 25 nicht ausfließen kann.

Die innere Stützstruktur 8 kann alternativ zu bzw. zusätzlich zu den in Figuren la und lb gezeigten Stiften 9, 9'auch ring- förmig umlaufende Stützwände und/oder seitlich abragende Stützrippen aufweisen. Die Wanddicke des Ventilkegels 5 bzw. des Ventiltellerdeckels 3 kann-unter Einbeziehung der Ges- taltung der Stützstruktur 8-gezielt optimiert werden, um das Gewicht des Ventils 1, 1' weiter zu reduzieren.