EP0085373B1 - Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äusseren Randes eines flanschartigen Blechteiles in der Bohrung eines Ventilstössels und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äusseren Randes eines flanschartigen Blechteiles in der Bohrung eines Ventilstössels und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0085373B1
EP0085373B1 EP83100576A EP83100576A EP0085373B1 EP 0085373 B1 EP0085373 B1 EP 0085373B1 EP 83100576 A EP83100576 A EP 83100576A EP 83100576 A EP83100576 A EP 83100576A EP 0085373 B1 EP0085373 B1 EP 0085373B1
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Karl Spiess
Helmut Zorn
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INA Waelzlager Schaeffler OHG
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245—Hydraulic tappets
    • F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K25/00—Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components
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    • Y10T29/49934—Inward deformation of aperture or hollow body wall by axially applying force

Definitions

  • the invention relates to a method for the liquid-tight fastening of the outer edge of a flange-like sheet metal part in the bore of a cup-shaped valve lifter for internal combustion engines, which has a hydraulic lash adjuster, and a device for carrying out this method.
  • annular part made of a metallic material that is easier to deform than the material of the valve tappet is arranged between the outer edge of the flange-like sheet metal part on the one hand and the bore of the cup-shaped valve tappet and then this annular part is arranged by means of a Press ram plastically deformed in such a way that on the one hand it engages in a recess in the bore of the valve tappet and on the other hand engages positively and sealingly around the outer edge of the flange-like sheet metal part (DE-OS 27 54 446).
  • the invention has for its object to propose a method by which a perfect and permanently liquid-tight attachment of the flange-like sheet metal part in the bore of the valve lifter is made possible. without the need for an additional component.
  • valve tappet is reduced in its bore twice in steps from its open end, the axial distance between the two steps being greater than the thickness of the sheet metal part, in that the outer edge of the sheet metal part is placed on the second step is, and that is pressed axially on the first stage by a stamping stamp while simultaneously using an electrical resistance heating by applying current leads to the stamping stamp on the one hand and to the valve lifter on the other.
  • the material of the valve tappet becomes plastically deformable there, whereby it is shaped around the edge of the sheet metal part. that it is embedded absolutely liquid-tight. Because of the resistance heating applied during the deformation process, it is possible to deform even then. when the part is case hardened. without a previous starting process or the like being required.
  • the electrical current can only be extremely brief (pulse-like) in a further development of the invention, in particular over a period of only 0.02 to 0 , 8 sec.
  • the device required for performing the method can be designed according to the invention in such a way that the embossing die is designed as a hollow cylindrical part, in the bore of which a hold-down die is guided so as to be longitudinally displaceable in an electrically insulated manner and is supported by a spring relative to the embossing die, the power supply to the Embossing stamp and the other is led to the hold-down stamp.
  • this device When this device is used, local heating is only limited to the area to be deformed by the fact that the current supplied flows only between the stamping die and the holding-down punch over the parts that come into contact with these two stamps.
  • the valve lifter shown in Fig. 1 consists of the cup-shaped housing 1, which has the outer wall 2 and concentrically to the cylindrical inner part 3. These parts 2 and 3, which are arranged concentrically to one another, delimit the oil storage space 4. On the open side of the cup-shaped housing 1, this oil storage space 4 is closed off by the flange-like sheet metal part 5, which is supported on the one hand on the sealing ring 6, which is supported on the cylindrical inner part 3 Angle ring 7 is arranged, and which, on the other hand, rests on the second step 8 of the double-stepped bore of the outer wall 2. The axial distance between this second stage 8 and the upstream first stage 9 is greater than the thickness of the sheet metal part 5.
  • the stamp 10 shown in Fig. 1 has at its lower end the hollow cylindrical pre stamp 11 on which receives the hold-down stamp 12 guided in a longitudinally displaceable manner in its bore.
  • An electrical insulating layer 13 is arranged between these two stamps.
  • a spring 14 axially displaces the two punches 11 and 12 by such a distance as the pin 15 allows, which is fastened on the one hand in a bore in the embossing die 11 and on the other hand engages in a longitudinal slot 16 of the hold-down die 12.
  • the electrical current required for resistance heating is supplied on the one hand through the line 17 connected to the stamping die 11 and on the other hand through the line 18 connected to the hold-down stamp 12.
  • FIG. 1 shows a detail of the state in which the plunger 10 is inserted into the bore in the cup-shaped housing 1, but is not yet in contact with the parts of the valve tappet.
  • the hold-down punch 12 is in contact with the flange-like sheet metal part 5, while the stamping punch 11 is not yet in contact with the valve tappet.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äußeren Randes eines flanschartigen Blechteiles in der Bohrung eines ein hydraulisches Spielausgleichselement aufweisenden, aus Stahl bestehenden tassenförmigen Ventilstößels für Brennkraftmaschinen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Bei einem bekannten derartigen Verfahren hat man zwischen dem Außenrand des flanschartigen Blechteiles einerseits und der Bohrung des tassenförmigen Venti!stößels andererseits ein ringförmiges Teil aus einem metallischen Werkstoff, der leichter verformbar ist, als der Werkstoff des Ventilstößels, angeordnet und anschließend dieses ringförmige Teil mittels eines Preßstempels derart plastisch verformt, daß es einerseits dichtend in eine Ausnehmung der Bohrung des Ventilstößels eingreift und andererseits formschlüssig und dichtend den Außenrand des flanschartigen Blechteiles umgreift (DE-OS 27 54 446).
  • Dieses bekannte Verfahren, das zu durchaus brauchbaren Ergebnissen führt, hat den Nachteil. daß ein zusätzliches Teil, nämlich der Ring aus leichter verformbarem Werkstoff benötigt wird und daß weiterhin die Ausnehmung in der Bohrung des Ventilstößels, in welche dieser Ring eingeformt werden muß, eine zusätzliche spanabhebende Bearbeitung erforderlich macht, an die zudem noch recht hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt werden müssen, um einen wirklich flüssigkeitsdichten Sitz zu erhalten. Hinzu kommt noch. daß wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Ventilstößels und des flanschartigen Blechteiles einerseits. und andererseits des ringförmigen Teiles, welches beispielsweise aus Aluminium bestehen - kann, die Gefahr besteht, daß bei gewissen Temperaturzuständen unerwünschte Undichtigkeiten auftreten können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, durch welches eine einwandfreie und dauernd flüssigkeitsdichte Befestigung des flanschartigen Blechteiles in der Bohrung des Ventilstößels ermöglicht wird. ohne daß es hierzu eines zusätzlichen Bauteiles bedürfte.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Ventilstößel vom offenen Ende aus in seiner Bohrung zweifach stufenförmig im Durchmesser reduziert wird, wobei der axiale Abstand der beiden Stufen größer als die Dicke des Blechteiles ist, daß der äußere Rand des Blechteiles auf die zweite Stufe aufgesetzt wird, und daß durch einen Prägestempel axial auf die erste Stufe gedrückt wird unter gleichzeitiger Anwendung einer elektrischen Widerstandserwärmung durch Anlegen von Stromzuführungen an den Prägestempel einerseits und an den Ventilstößel andererseits. Durch die Erwärmung in dem Bereich der Ventilstößelbohrung, in welchem der Prägestempel angreift, wird dort der Werkstoff des Ventilstößels plastisch verformbar, wodurch er so um den Rand des Blechteiles herumgeformt wird. daß dieser absolut flüssigkeitsdicht eingebettet wird. Wegen der während des Verformungsvorganges angewandten Wiederstandserwärmung ist es möglich, die Verformung auch dann. wenn das Teil einsatzgehärtet ist, durchzuführen. ohne daß es eines vorherigen Anlaßvorganges oder dergleichen bedürfte.
  • Um zu gewährleisten. daß die Erwärmung örtlich eng begrenzt bleibt, und sich damit nicht nachteilig auf die angrenzenden Bereiche des Ventilstößels, insbesondere seine äußere Mantelfläche auswirkt, kann in Weiterbildung der Erfindung der elektrische Strom nur extrem kurzzeitig (impulsartig), insbesondere über einen Zeitraum von nur 0.02 bis 0,8 sec. zugeführt werden.
  • Die für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung kann nach der Erfindung so ausgebildet sein, daß der Prägestempel als hohlzylindrisches Teil ausgeführt ist, in dessen Bohrung elektrisch isoliert ein Niederhaltestempel längsverschieblich geführt und durch eine Feder gegenüber dem Prägestempel abgestützt ist, wobei die eine Stromzuführung an den Prägestempel und die andere an den Niederhaltestempel geführt ist. Bei Anwendung dieser Vorrichtung wird zusätzlich dadurch eine örtliche Begrenzung der Erwärmung nur auf den zu verformenden Bereich erzielt, daß der zugeführte Strom nur zwischen Prägestempel und Niederhaltestempel über die mit diesen beiden Stempeln in Berührung kommenden Teile fließt.
  • In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Es zeigen :
    • Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Ventilstößel und einen Prägestempel und
    • Figuren 2 bis 4 Teil-Längsschnitte gemäß Fig. 1 in verschiedenen aufeinanderfolgenden Verfahrensstadien.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Ventilstößel besteht aus dem becherförmigen Gehäuse 1, welches die Außenwand 2 und konzentrisch dazu das zylindrische Innenteil 3 aufweist. Diese konzentrisch zueinander angeordneten Teile 2 und 3 begrenzen den Ölvorratsraum 4. An der offenen Seite des becherförmigen Gehäuses 1 ist dieser Ölvorratsraum 4 durch das flanschartige Blechteil 5 abgeschlossen, welches sich einerseits auf dem Dichtungsring 6 abstützt, welcher in dem auf dem zylindrischen Innenteil 3 abgestützten Winkelring 7 angeordnet ist, und welcher andererseits auf der zweiten Stufe 8 der doppelt abgestuften Bohrung der Außenwand 2 aufliegt. Der axiale Abstand zwischen dieser zweiten Stufe 8 und der vorgelagerten ersten Stufe 9 ist größer als die Dicke des Blechteiles 5.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Stempel 10 weist an seinem unteren Ende den hohlzylindrischen Prägestempel 11 auf, welcher in seiner Bohrung den Niederhaltestempel 12 längsverschieblich geführt aufnimmt. Zwischen diesen beiden Stempeln ist eine elektrische Isolierschicht 13 angeordnet. Durch eine Feder 14 werden die beiden Stempel 11 und 12 axial um eine solche Wegstrecke gegeneinander verschoben, wie es der Zapfen 15 zuläßt, der einerseits in einer Bohrung des Prägestempels 11 befestigt ist und andererseits in einen Längsschlitz 16 des Niederhaltestempels 12 eingreift.
  • Der für die Widerstandserwärmung erforderliche elektrische Strom wird einerseits durch die mit dem Prägestempel 11 verbundene Leitung 17 und andererseits durch die mit dem Niederhaltestempel 12 verbundene Leitung 18 zugeführt.
  • In Fig. ist in einem Ausschnitt der Zustand dargestellt, in welchem der Stempel 10 in die Bohrung des becherförmigen Gehäuses 1 eingeführt ist, jedoch noch keinen Kontakt mit den Teilen des Ventilstößels hat.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Phase hat gerade der Niederhaltestempel 12 Kontakt mit dem flanschartigen Blechteil 5, während der Prägestempel 11 noch nicht in Berührung mit dem Ventilstößel steht.
  • In Fig. 4 ist schließlich der Zustand dargestellt, bei welchem der Prägestempel 11 nach Zuführung des für die Widerstandserwärmung erforderlichen Stromes den Werkstoff im Bereich der ersten Stufe 9 so plastisch verformt hat, daß er sich als Ringwulst 19 um den äußeren Rand des flanschartigen Blechteiles 5 herumlegt und dieses damit flüssigkeitsdicht einbindet. In diese Figur wurde mit gestrichelten Linien der Stromfluß eingezeichnet, was erkennen läßt, daß bei Anwendung dieser Vorrichtung nicht befürchtet werden muß, daß die Härteschicht an der äußeren Oberfläche der Außenwand 2 in Mitleidenschaft gezogen wird.

Claims (3)

1. Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äußeren Randes eines flanschartigen Blechteiles (5) in der Bohrung eines ein hydraulisches Spielausgleichselement aufweisenden, aus Stahl bestehenden tassenförmigen Ventilstößels (1) für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (1) vom offenen Ende aus in seiner Bohrung zweifach stufenförmig im Durchmesser reduziert wird, wobei der axiale Abstand der beiden Stufen (8, 9) größer als die Dicke des Blechteiles (5) ist, daß der äußere Rand des Blechteiles (5) auf die zweite Stufe (8) aufgesetzt wird und daß durch einen Prägestempel (11) axial auf die erste Stufe (9) gedrückt wird unter gleichzeitiger Anwendung einer elektrischen Widerstandserwärmung durch Anlegen von Stromzuführungen an den Prägestempel (11) einerseits und an den Ventilstößel (1) andererseits.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stromzuführungen (17. 18) elektrischer Strom nur extrem kurzzeitig (impulsartig), insbesondere nur über einen Zeitraum von 0,02 bis 0,8 sec. zugeführt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägestempel (11) als hohlzylindrisches Teil ausgeführt ist, in dessen Bohrung elektrisch isoliert ein Niederhaltestempel (12) längsverschieblich geführt und durch eine Feder (14) gegenüber dem Prägestempel (11) abgestützt ist, wobei die eine Stromzuführung (17) an den Prägestempel (11) und die andere (18) an den Niederhaltestempel (12) geführt ist.
EP83100576A 1982-02-02 1983-01-22 Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äusseren Randes eines flanschartigen Blechteiles in der Bohrung eines Ventilstössels und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired EP0085373B1 (de)

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DE19823203439 DE3203439A1 (de) 1982-02-02 1982-02-02 Verfahren zum fluessigkeitsdichten befestigen des aeusseren randes eines flanschartigen blechteiles in der bohrung eines ventilstoessels und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3203439 1982-02-02

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EP0085373A1 EP0085373A1 (de) 1983-08-10
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