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

Abstract

 Bei einem Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äußeren Randes eines flanschartigen Blechteiles (5) in der Bohrung eines ein hydraulisches Spielausgleichselement aufweisenden, aus Stahl bestehenden tassenförmigen Vent- ilstößels (1) für Brennkraftmaschinen wird der Ventilstößel (1) vom offenen Ende aus in seiner Bohrung zweifach stufenförmig im Durchmesser reduziert, wobei der axiale Abstand der beiden Stufen (8, 9) größer als die Dicke des Blechteiles (5) ist, es wird weiterhin der äußere Rand des Blechteiles (5) auf die zweite Stufe (8) aufgesetzt und es wird schließlich durch einen Prägestempel (11) axial auf die erste Stufe (9) gedrückt, unter gleichzeitiger Anwendung einer elektrischen Widerstandserwärmung durch Anlegen von Stromzuführungen an den Prägestempel (11) einerseits und an den Ventilstößel (1) andererseits.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] Bei einem bekannten derartigen Verfahren hat man zwischen dem Außenrand des flanschartigen Blechteiles einerseits und der Bohrung des tassenförmigen Ventilstößels 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).

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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 Verfcrmungsvorganges angewandten Wiederstandserwärmung ist es möglich, die Verformung auch dann, wenn das Teil einsatzgehärtet ist, durchzuführen, ohne daß es eines vorherigen Anlaßvorganges oder dergleichen bedürfte.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ventilstößel und einen Prägestempel und

Fig. 2 bis 4 Teil-Längsschnitte gemäß Fig. 1 in verschiedenen aufeinanderfolgenden

Verfahrensstadien.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] In Fig. 2 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

Ansprüche

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.

Zeichnung