DE10008958A1 - Connecting armature plate to electromagnetic valve control actuator pin(s), e.g. for IC engine gas exchange valve, involves placing pin end(s) on armature plate surface, joining by e.g. friction, welding or electron beam welding - Google Patents
Connecting armature plate to electromagnetic valve control actuator pin(s), e.g. for IC engine gas exchange valve, involves placing pin end(s) on armature plate surface, joining by e.g. friction, welding or electron beam weldingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Ankerplatte mit mindestens einem Stößel eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung.The invention relates to a method for connecting an anchor plate with at least a plunger of an actuator for electromagnetic valve control.
Ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung besteht im wesentlichen aus einem Öffnermagnet und einem Schließermagnet, die durch ein Bauteil aus einem nicht ferromagnetischen Material voneinander getrennt sind, welches beispielsweise als Gehäuseteil ausgeführt ist. Der Öffnermagnet und der Schließermagnet sind Elektromagneten, die jeweils aus einem Joch und einer Spule bestehen. Zwischen dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet befindet sich die aus einem ferroma gnetischen Material bestehende Ankerplatte, die durch Bestromen der Spule des Öffnermagneten oder der Spule des Schließermagneten in die jeweilige Richtung bewegt wird. Der Öffnermagnet weist eine Durchführung für einen Ventilstößel auf, der die auf die Ankerplatte einwirkenden Kräfte auf mindestens ein Gaswechselven til überträgt. Der Schließermagnet weist eine Durchführung für eine Schubstange, auf, der die auf die Ankerplatte einwirkenden Kräfte über einen Aktorfederteller auf eine in einer Ausformung des Schließermagneten angeordnete Aktorfeder überträgt.An actuator for electromagnetic valve control essentially consists of an opening magnet and a closing magnet, which are made by a component from a are not separated from each other ferromagnetic material, for example is designed as a housing part. The opening magnet and the closing magnet are Electromagnets, each consisting of a yoke and a coil. Between the opening magnet and the closing magnet are made of a ferroma gnetic material existing anchor plate, which by energizing the coil of the Opening magnet or the coil of the closing magnet in the respective direction is moved. The opening magnet has a bushing for a valve tappet, of the forces acting on the anchor plate on at least one gas exchange til transmits. The closer magnet has a feedthrough for a push rod, on the forces acting on the anchor plate via an actuator spring plate transmits an actuator spring arranged in a shape of the closer magnet.
Ein Aktor bildet mit einem Gaswechselventil eine funktionelle Einheit, wobei das Gaswechselventil, entsprechend einem konventionellen Zylinderkopf mit Nocken wellen, mittels einer Ventilfeder und einem Ventilfederteller in den Ventilsitz des Zylinderkopfes gezogen wird.An actuator forms a functional unit with a gas exchange valve Gas exchange valve, corresponding to a conventional cylinder head with cams waves, by means of a valve spring and a valve spring plate in the valve seat of the Cylinder head is pulled.
Ist eine funktionelle Einheit aus einem Aktor und einem Gaswechselventil an der Brennkraftmaschine montiert, werden die Aktorfeder und die Ventilfeder vorge spannt, wobei der Ventilstößel und die Schubstange gegen die Ankerplatte gepreßt werden. An die Kontaktstelle zwischen Ventilstößel und Ventilschaft werden dabei besondere hohe Anforderungen an die Festigkeit der verwendeten Materialien gestellt. In der Ruhelage der funktionellen Einheit befindet sich die Ankerplatte exakt in der Mitte zwischen dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet. Das Gaswechselventil befindet sich dabei in einer Mittelstellung zwischen dem Ventilsitz des Zylinderkopfes, bei der das Ventil geschlossen ist, und der Position, in der das Ventil maximal geöffnet ist.Is a functional unit consisting of an actuator and a gas exchange valve on the Assembled internal combustion engine, the actuator spring and the valve spring are pre clamps, the valve lifter and the push rod pressed against the anchor plate become. At the contact point between the valve lifter and valve stem particularly high demands on the strength of the materials used posed. The anchor plate is in the rest position of the functional unit exactly in the middle between the opening magnet and the closing magnet. The The gas exchange valve is in a middle position between the valve seat the cylinder head at which the valve is closed and the position in which the Valve is open to the maximum.
Damit die Kräfte der Elektromagneten, die auf die Ankerplatte wirken, von der An kerplatte auf den Ventilstößel und auf die Schubstange übertragen werden können, ist es notwendig, die Ankerplatte fest mit dem Ventilstößel und gegebenenfalls auch mit der Schubstange zu verbinden. Dabei muß die Verbindung dafür ausgelegt sein, daß die Ankerplatte und der Ventilstößel bzw. die Schubstange aus unterschiedli chen Materialien gefertigt sind. Während die Ankerplatte aus einem hochfesten und ferromagnetischen Material bestehen muß, muß der Ventilstößel und die Schub stange vorzugsweise aus einem hochfesten und nicht ferromagnetischen Material gefertigt werden.So that the forces of the electromagnets, which act on the armature plate, from the on Kerplatte can be transferred to the valve lifter and to the push rod, it is necessary to secure the anchor plate to the valve lifter and, if necessary, also to connect with the push rod. The connection must be designed to that the anchor plate and the valve tappet or the push rod are different Chen materials are made. While the anchor plate is made of a high strength and Must exist ferromagnetic material, the valve lifter and the thrust rod preferably made of a high-strength and non-ferromagnetic material are manufactured.
In der Druckschrift DE 196 11 547 ist ein Aktor zur elektromagnetischen Ventil steuerung mit einer Ankerplatte, einem Ventilstößel und einer Schubstange darge stellt, wobei die Ankerplatte zur Aufnahme des Ventilstößels oder der Schubstange durchbohrt ist. Durch welches Fügeverfahren der Ventilstößel bzw. die Schubstange in der Durchbohrung der Ankerplatte befestigt werden soll, ist in der Druckschrift nicht angegeben.In the document DE 196 11 547 there is an actuator for the electromagnetic valve control with an anchor plate, a valve tappet and a push rod darge provides, the anchor plate for receiving the valve lifter or the push rod is pierced. Which method of joining the valve tappet or the push rod to be fixed in the through hole of the anchor plate is in the document not specified.
In der Druckschrift DE 195 34 959 wird beispielsweise die Befestigung der Anker platte mit dem Ventilstößel in der Art vorgeschlagen, daß in der Mitte des ferroma gnetischen Materials der Ankerplatte eine Bohrung eingebracht wird, in die, gege benenfalls über ein Adapterstück, der Ventilstößel eingesetzt und verbunden wird. Als Verbindungsmethoden werden das Elektronenstrahlschweißen, das Laserstrahl schweißen und das Hartlöten genannt.In the publication DE 195 34 959, for example, the attachment of the anchor plate with the valve lifter proposed in the manner that in the middle of the ferroma genetic material of the anchor plate, a hole is made in which, against if necessary via an adapter piece, the valve lifter is inserted and connected. Electron beam welding, the laser beam, are used as connection methods welding and called brazing.
Beim Betrieb des Aktors ist die Verbindung einer hohen dynamischen Belastung ausgesetzt. Bei der vorgeschlagenen Verbindungsmethode besteht die Gefahr, daß durch die hohe dynamische Belastung die Verbindung gegebenenfalls nach nur geringer Standzeit des Aktors sich lösen kann. Dabei würde die Ankerplatte vom Ventilstößel bzw. von der Schubstange abgleiten, wobei der Aktor sofort außer Funktion gesetzt wäre und zudem die Gefahr besteht, daß sich der Aktor regelrecht selbst zerstört.When operating the actuator, the connection is a high dynamic load exposed. With the proposed connection method there is a risk that due to the high dynamic load the connection if necessary after only short service life of the actuator can come loose. The anchor plate would be from Slide the valve tappet or from the push rod, the actuator immediately disengaging Function would be set and there is also the risk that the actuator is downright self destroyed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden einer An kerplatte mit mindestens einem Ventilstößel eines Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung anzugeben, bei dem die Verbindung zwischen der Ankerplatte und dem Ventilstößel bzw. der Schubstange sehr hohe Standzeiten des Aktors gewähr leistet, wobei die Verbindung kostengünstig und mit geringem Fertigungsaufwand durchzuführen ist.The invention has for its object a method for connecting an kerplatte with at least one valve lifter of an actuator for electromagnetic Specify valve control in which the connection between the anchor plate and the valve lifter or the push rod guarantee a very long service life of the actuator provides, the connection inexpensive and with little manufacturing effort is to be carried out.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei eine Stirnseite des mindestens einen Ventilstößels auf die Oberfläche der Ankerplatte (AP) aufgesetzt wird, und danach der mindestens eine Ventilstößel durch ein Fügeverfahren mit der Ankerplatte verbunden wird.This object is achieved by the features of claim 1 solved, one end face of the at least one valve lifter on the surface the anchor plate (AP) is placed, and then the at least one valve lifter is connected to the anchor plate by a joining process.
Dabei ist es von grundsätzlicher Bedeutung, daß die Ankerplatte nicht zur Aufnahme des Ventilstößels durchbohrt wird.It is of fundamental importance that the anchor plate is not for inclusion of the valve lifter is pierced.
Der mindestens eine Ventilstößel wird beispielsweise durch Reibschweißen, Laser schweißen, Elektronenstrahlschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen mit der Ankerplatte verbunden.The at least one valve lifter is, for example, by friction welding, laser welding, electron beam welding or capacitor discharge welding with connected to the anchor plate.
Mittels des Fügeverfahrens kann auch ein Ventilstößel mit einer Ankerplatte ver bunden werden, wenn der Ventilstößel und die Ankerplatte aus unterschiedlichen Materialien bestehen.By means of the joining process, a valve tappet can also be ver with an anchor plate be tied if the valve lifter and the anchor plate from different Materials exist.
Die Verbindungsstelle zwischen der Ankerplatte und dem Stößel wird vorzugsweise komplementär ausgeformt. Beispielsweise kann die mit der Ankerplatte zu verbin dende Stirnseite des Stößels kugelsegmentförmig ausgebildet werden, wobei in der Ankerplatte eine entsprechend kugelsegmentförmige Mulde ausgebildet wird.The junction between the anchor plate and the plunger is preferred complementary. For example, it can be connected to the anchor plate End face of the plunger are spherical segment-shaped, in which Anchoring plate a corresponding spherical segment-shaped trough is formed.
In die Ankerplatte und/oder in den mindestens einen Stößel kann im Bereich der Verbindungsstelle eine das Verbinden unterstützende Oberflächenstruktur einge bracht werden, beispielsweise ein Muster aus Riefen.In the anchor plate and / or in the at least one plunger can in the area A surface structure supporting the connection is inserted be brought, for example a pattern of grooves.
Die magnetischen und mechanischen Eigenschaften der Ankerplatte werden vor dem Verbinden von Stößel und Ankerplatte durch metallurgische, mechanische, thermische Werkstoffbehandlungen eingestellt. Durch das anschließende Fügever fahren zum Verbinden des Stößels mit der Ankerplatte werden die Eigenschaften der Ankerplatte nicht verändert.The magnetic and mechanical properties of the anchor plate are shown the connection of the plunger and anchor plate using metallurgical, mechanical, thermal material treatments discontinued. Through the subsequent joining process drive to connect the plunger to the anchor plate are the properties of the Anchor plate not changed.
In einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ankerplatte vor dem Verbinden mit dem Stößel in einer Spannvorrichtung konvex oder konkav vorgespannt wird, wodurch Materialspannungen kompensiert werden.In a next development of the invention it is provided that the anchor plate before connecting to the plunger in a clamping device convex or concave is preloaded, which compensates for material tensions.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ankerplatte während dem Verbinden mit dem mindestens einen Ventilstößel zur Vermeidung einer De gradation der magnetischen Eigenschaften aktiv gekühlt wird.In a development of the invention it is provided that the anchor plate during connecting to the at least one valve lifter to avoid a de gradation of the magnetic properties is actively cooled.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß der Stößel nach dem Verbinden mit der Ankerplatte beispielsweise mittels einer Drehmaschine nachbearbeitet wird.In a further advantageous development of the invention, it can be provided that that the plunger after connecting to the anchor plate, for example by means of a Lathe is reworked.
Der mindestens eine Ventilstößel und/oder die Ankerplatte wird aus mehreren unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt, wobei die mehreren unterschiedli chen Materialien des mindestens einen Ventilstößels und/oder der Ankerplatte durch weitere Fügeverfahren miteinander verbunden werden.The at least one valve lifter and / or the anchor plate is made up of several different materials composed, the several differ Chen materials of the at least one valve lifter and / or the anchor plate be joined together by further joining processes.
Dabei ist vorgesehen, daß das Fügeverfahren und ein weiteres Fügeverfahren in einem gemeinsamen Prozeßschritt durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein aus zwei Materialien bestehender Stößel und eine Ankerplatte in einem gemeinsa men Prozeßschritt miteinander verbunden werden.It is envisaged that the joining process and another joining process in a common process step. For example, a ram consisting of two materials and an anchor plate in one men process step are interconnected.
In einer letzten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ankerplatte in einem Prozeßschritt mit mehr als einem Stößel verbunden wird. Dazu wird die An kerplatte fest eingespannt und ein rotierender Stößel wird auf eine Seite der Anker platte geschweißt. Zeitgleich wird auf die andere Seite der Ankerplatte ein weiterer rotierender Stößel geschweißt.In a last development of the invention it is provided that the anchor plate in a process step is connected to more than one plunger. For this the An Kerplatte firmly clamped and a rotating plunger is on one side of the anchor welded plate. At the same time there is another on the other side of the anchor plate rotating plunger welded.
Durch das beschriebene Verfahren zum Verbinden einer Ankerplatte mit mindestens einem Ventilstößel eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung werden sehr hohe Standzeiten erreicht, da die Kraft von der Ankerplatte direkt auf den Ventilstößel wirkt und nicht über einen etwaigen Fügepartner auf den Ventilstößel übertragen wird.By the described method for connecting an anchor plate with at least a valve lifter of an actuator for electromagnetic valve control achieved a very long service life because the force from the anchor plate is directly on the Valve tappet acts on the valve tappet and not via any joining partner is transmitted.
Im folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden einer Ankerplatte mit mindestens einem Ventilstößel eines Aktors zur elektromagnetischen Ventil steuerung anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit zwei Figuren dargestellt und erläutert.The following is the inventive method for connecting an anchor plate with at least one valve lifter of an actuator for the electromagnetic valve control based on an embodiment in connection with two Figures shown and explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit einer Ankerplatte und einem Ventilstößel. Fig. 1 is a schematic representation of an actuator for electromagnetic valve control with an anchor plate and a valve lifter.
Fig. 2 die schematische Darstellung der Baugruppe aus einer ein Kopfstück aufweisenden Ankerplatte und einem Ventilstößel mit Fußstück. Fig. 2 is a schematic representation of the assembly of an anchor plate having a head piece and a valve lifter with a foot piece.
In Fig. 1 ist ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung dargestellt, der im wesentlichen aus zwei Elektromagneten, dem Öffnermagnet 3 und dem Schließer magnet 2, besteht. Die Elektromagneten bestehen jeweils aus dem Joch 2.1, 3.1 mit dem Spulenfenster 2.2, 3.2 und der im Spulenfenster 2.2, 3.2 eingesetzten Erreger spule 2.3, 3.3. Die Elektromagneten werden durch zwei aus einem nicht ferroma gnetischen Material gefertigte Distanzstücke 4 voneinander getrennt. Zwischen den Distanzstücken 4 oszilliert die Ankerplatte 5.1, die mit dem Ventilstößel 6.1 verbun den ist. Der Ventilstößel 6.1 überträgt die auf die Ankerplatte 5.1 einwirkenden Kräfte über eine Durchführung im Joch 3.1 des Öffnermagneten 3 auf ein Gaswech selventil. Am freien Ende des Ventilstößels 6.1 ist ein Fußstück 6.2 befestigt, des sen Materialeigenschaften speziell für den Kontakt mit dem Ventilschaft des Gas wechselventils ausgelegt sind.In Fig. 1, an actuator for electromagnetic valve control is shown, which consists essentially of two electromagnets, the opening magnet 3 and the closer magnet 2 . The electromagnets each consist of the yoke 2.1 , 3.1 with the coil window 2.2 , 3.2 and the exciter coil 2.3 , 3.3 used in the coil window 2.2 , 3.2 . The electromagnets are separated from each other by two spacers 4 made of a non-ferromagnetic material. Between the spacers 4 , the anchor plate 5.1 oscillates, which is connected to the valve lifter 6.1 . The valve lifter 6.1 transmits the forces acting on the anchor plate 5.1 via a passage in the yoke 3.1 of the opening magnet 3 to a gas exchange selventil. At the free end of the valve lifter 6.1 , a foot piece 6.2 is attached, the material properties of which are specially designed for contact with the valve stem of the gas exchange valve.
In der Verlängerung des Ventilstößels 6.1 ist auf der entgegengesetzten Seite der Ankerplatte 5.1 ein Kopfstück 5.2 befestigt, auf dem der Federstößel 7.1 aufliegt. Der Federstößel 7.1 ist in einer Durchführung im Joch 2.1 des Schließermagneten 2 gelagert und überträgt die auf die Ankerplatte 5.1 einwirkenden Kräfte auf die Ak torfeder 7.2. Dazu ist an dem der Ankerplatte 5.1 entgegengesetzten Ende des Federstößels 7.1 ein Aktorfederteller 7.3 ausgearbeitet, auf dem die Aktorfeder 7.2 aufliegt, und über den die Aktorfeder 7.2 den Federstößel 7.1 gegen die Ankerplatte 5.1 preßt. Auf der Seite des Aktorfedertellers 7.3 des Federstößels 7.1 kann vorteil haft ein nicht dargestellter Permanentmagnet angebracht werden, der als Signalge ber einer Vorrichtung zur Bestimmung der Position der Ankerplatte 5.1 genutzt wird. In the extension of the valve lifter 6.1 , a head piece 5.2 is fastened on the opposite side of the anchor plate 5.1 , on which the spring lifter 7.1 rests. The spring plunger 7.1 is mounted in a bushing in the yoke 2.1 of the closer magnet 2 and transmits the forces acting on the anchor plate 5.1 to the actuator spring 7.2 . For this purpose, an actuator spring plate 7.3 is worked out on the end of the spring plunger 7.1 opposite the armature plate 5.1 , on which the actuator spring 7.2 rests, and via which the actuator spring 7.2 presses the spring plunger 7.1 against the armature plate 5.1 . On the side of the actuator spring plate 7.3 of the spring plunger 7.1 , a permanent magnet (not shown) can advantageously be attached, which is used as a signaling device for determining the position of the armature plate 5.1 .
Die Aktorfeder 7.2 befindet sich in einer radialsymmetrisch um die Durchführung des Federstößels 7.1 ausgebildeten, eine Wandung bildende Ausformung des Jochs 2.1 des Schließermagneten 2. Die Wandung weist auf der Innenseite ein Gewinde auf, in das ein Schraubdeckel 8 eingeschraubt ist. Mittels des Schraubdeckels 8 kann die Vorspannung der Aktorfeder 7.2 bzw. die Position der Ankerplatte 5.1 verändert werden.The actuator spring 7.2 is located in a radially symmetrical about the implementation of the plunger spring 7.1 formed, forming a wall shape of the yoke of the closing magnet 2.1. 2 The wall has a thread on the inside into which a screw cap 8 is screwed. The prestress of the actuator spring 7.2 or the position of the anchor plate 5.1 can be changed by means of the screw cap 8 .
In der Fig. 2 ist eine Baugruppe aus der Ankerplatte 5.1 mit dem Kopfstück 5.2 und dem Ventilstößel 6.1 mit dem Fußstück 6.2 für den Aktor zur elektromagneti schen Ventilsteuerung dargestellt.In FIG. 2, an assembly of the armature plate 5.1 with the head piece 5.2 and the valve stem is shown with the foot piece 6.1 6.2 for the actuator to the electromagnetic valve control rule.
Die Ankerplatte 5.1 und der Ventilstößel 6.1 bestehen aus unterschiedlichen Mate rialien. Während die Ankerplatte 5.1 beispielsweise aus einer Silizium-Weicheisen legierung gefertigt wird, wird der Ventilstößel 6.1 aus einem nicht magnetischen Ventilstahl hergestellt, der mit der Weicheisenlegierung der Ankerplatte 5.1 hoch fest verbunden wird.The anchor plate 5.1 and the valve lifter 6.1 are made of different materials. While the anchor plate 5.1 is made, for example, of a silicon-soft iron alloy, the valve tappet 6.1 is made of a non-magnetic valve steel, which is connected to the soft iron alloy of the anchor plate 5.1 with high strength.
Die magnetischen Eigenschaften der Ankerplatte 5.1 werden vor dem Verbinden der Ankerplatte 5.1 mit dem Ventilstößel 6.2 durch metallurgische, mechanische, ther mische Werkstoffbehandlungen eingestellt. Zur Vermeidung einer Degradation der magnetischen Eigenschaften kann die Ankerplatte 5.1 gegebenenfalls während dem Verbinden mit dem Ventilstößel 6.1 aktiv gekühlt werden.The magnetic properties of the armature plate 5.1 are set prior to connecting the armature plate 5.1 with the valve lifter 6.2 by means of metallurgical, mechanical, thermal material treatments. To avoid degradation of the magnetic properties, the armature plate 5.1 can optionally be actively cooled during the connection to the valve lifter 6.1 .
Die Verbindung zwischen der Ankerplatte 5.1 und dem Ventilstößel 6.1 kann vor teilhaft mittels eines Reibschweißverfahrens hergestellt werden, wobei der Schweiß vorgang durch die Relativbewegung zwischen den Grenzflächen von Ankerplatte 5.1 und Ventilstößel 6.1 erfolgt.The connection between the armature plate 5.1 and the valve lifter 6.1 can be made before by means of a friction welding process, the welding process being carried out by the relative movement between the interfaces of the armature plate 5.1 and the valve lifter 6.1 .
Zur Durchführung des Reibschweißverfahrens wird in einer Vorrichtung die Anker platte 5.1 fest eingespannt. Dabei wird zur Vermeidung von Materialspannungen durch das Reibschweißen die Ankerplatte 5.1 konvex vorgespannt.To carry out the friction welding process, the anchor plate 5.1 is firmly clamped in a device. In order to avoid material stresses due to friction welding, the anchor plate 5.1 is biased convexly.
Anschließend wird der Ventilstößel 6.1 beispielsweise bei einer Drehzahl von 3000 Umdrehungen pro Minute, einer spezifischen Reibkraft von 400 Newton pro Qua dratmillimeter und einer spezifischen Stauchkraft von 500 Newton pro Quadratmil limeter gegen die Ankerplatte 5.1 gepreßt. Bei dieser Reibschweissung verkürzt sich der Ventilstößel 6.1 um ca. 5 Millimeter. The valve lifter 6.1 is then pressed against the anchor plate 5.1, for example at a speed of 3000 revolutions per minute, a specific friction force of 400 Newtons per square millimeter and a specific compression force of 500 Newtons per square millimeter. With this friction welding, the valve lifter 6.1 is shortened by approximately 5 millimeters.
Alternativ kann der Ventilstößel 6.1 mit einer Drehzahl von 25000 Umdrehungen pro Minute, einer spezifischen Reibkraft von 150 Newton pro Quadratmillimeter und einer spezifischen Stauchkraft von 150 Newton pro Quadratmillimeter gegen die Ankerplatte 5.1 gepreßt werden. Durch die geringeren Schweisskräften verkürzt sich der Ventilstößel 6.1 lediglich um ca. 3 Millimeter, wobei die insgesamt auf die Werkstücke einwirkenden Kräfte geringer sind.Alternatively, the valve lifter 6.1 can be pressed against the anchor plate 5.1 at a speed of 25000 revolutions per minute, a specific friction force of 150 Newtons per square millimeter and a specific compressive force of 150 Newtons per square millimeter. Due to the lower welding forces, the valve lifter 6.1 is only shortened by approx. 3 millimeters, the total forces acting on the workpieces being lower.
Durch das Reibschweißverfahren bildet sich am Ventilstößel 6.1 an der Verbin dungsstelle ein Wulst aus verdrängtem Material aus. Diesem verdrängten Material wird in einem weiteren Bearbeitungsschritt beispielsweise mittels einer Drehma schine eine die Festigkeit der Verbindung steigernde Form gegeben.Due to the friction welding process, a bulge of displaced material forms on the valve lifter 6.1 at the connection point. This displaced material is given a shape that increases the strength of the connection in a further processing step, for example by means of a lathe.
Zur Vergrößerung der verschweißenden Fläche sowie zur Zentrierung kann die Ankerplatte 5.1 vorteilhaft eine Mulde als Ausformung aufweisen, in welcher der Ventilstößel 6.1 verschweißt wird. Die mit der Ankerplatte 5.1 zu verbindende Stirn seite des Ventilstößels 6.1 ist dabei komplementär zur Ausformung der Ankerplatte 5.1, beispielsweise kugelsegmentförmig, geformt.To enlarge the welding surface and for centering, the anchor plate 5.1 can advantageously have a recess as a shape in which the valve tappet 6.1 is welded. The end face of the valve tappet 6.1 to be connected to the anchor plate 5.1 is complementary to the shape of the anchor plate 5.1 , for example in the form of a spherical segment.
Der Federstößel 7.1 wird aus einem nicht ferromagnetischen Ventilstahl gefertigt. Um zu vermeiden, daß am Federstößel 7.1 und/oder an der aus einem Weicheisen bestehende Ankerplatte 5.1 Verschleiß entsteht, wird auf der Ankerplatte 5.1 ein Kopfstück 5.2 befestigt. Das Material des Kopfstückes 5.2 wird dabei für die zwi schen Federstößel 6.1 und Kopfstück 5.2 auftretenden Beanspruchungen ausgelegt. Das Kopfstück 5.2 kann beispielsweise durch Kondensatorentladungsschweißen auf der Ankerplatte 5.1 befestigt werden. Gegebenenfalls kann das Kopfstück 5.2 auch in die Ankerplatte 5.1 eingearbeitet werden.The spring plunger 7.1 is made from a non-ferromagnetic valve steel. In order to avoid wear occurring on the spring plunger 7.1 and / or on the anchor plate 5.1 consisting of a soft iron, a head piece 5.2 is attached to the anchor plate 5.1 . The material of the head piece 5.2 is designed for the stresses occurring between the spring plunger 6.1 and head piece 5.2 . The head piece 5.2 can be attached to the armature plate 5.1 , for example, by capacitor discharge welding. If necessary, the head piece 5.2 can also be incorporated into the anchor plate 5.1 .
Ebenso kann der Ventilstößel 6.2 aus mehreren unterschiedlichen, miteinander verbundenen Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann an dem der An kerplatte 5.1 entgegengesetzten Seite des Ventilstößels 6.1 ein Fußstück 6.2 befe stigt werden. Das Material des Fußstücks 6.2 wird dabei für die zwischen dem Gaswechselventil und dem Kopfstück 6.2 auftretenden Beanspruchungen ausgelegt. Das Fußstück 6.2 kann beispielsweise ebenfalls durch Kondensatorentladungs schweißen an dem Ventilstößel 6.1 befestigt werden. Likewise, the valve lifter 6.2 can be made from several different, interconnected materials. For example, a foot piece 6.2 can be attached to the side of the valve plunger 6.1 opposite the kerplatte 5.1 . The material of the foot piece 6.2 is designed for the stresses occurring between the gas exchange valve and the head piece 6.2 . The foot piece 6.2 can also be welded to the valve lifter 6.1 , for example, by capacitor discharge welding.
Alternativ kann das Kopfstück 5.2 ebenfalls durch Reibschweißen mit der Ankerplat te 5.1 verbunden werden, wobei der Ventilstößel 6.1 und das Kopfstück 5.2 zeit gleich in einem gemeinsamen Prozeßschritt mit der Ankerplatte 5.1 verbunden werden. Dazu wird die Ankerplatte 5.1 in eine Reibschweißvorrichtung eingespannt, wobei der Ventilstößel 6.1 von einer Seite der Ankerplatte 5.1 gegen die Ankerplat te 5.1 geführt wird, und das Kopfstück 5.2 von der anderen Seite der Ankerplatte 5.1 gegen die Ankerplatte 5.1 geführt wird. Dabei besteht die Möglichkeit für den Ventilstößel 6.1 und für das Fußstück 5.2 unterschiedliche Drehzahlen sowie unter schiedliche spezifische Reib- und Stauchkräfte einzustellen.Alternatively, the head piece 5.2 can also be connected by friction welding to the anchor plate 5.1 , the valve lifter 6.1 and the head piece 5.2 being simultaneously connected to the anchor plate 5.1 in a common process step. For this purpose, the anchor plate 5.1 is clamped in a friction welding device, the valve lifter 6.1 being guided from one side of the anchor plate 5.1 against the anchor plate 5.1 and the head piece 5.2 being guided from the other side of the anchor plate 5.1 against the anchor plate 5.1 . It is possible to set different speeds as well as different specific friction and compression forces for the valve lifter 6.1 and for the foot piece 5.2 .
Das beschriebene Verfahren zur Herstellung einer aus Ankerplatte 5.1 und Ven tilstößel 6.1 bestehenden Baugruppe eines Aktors zur elektromagnetischen Ventil steuerung bei Brennkraftmaschinen gewährleistet eine hochfeste Verbindung, die auch einer sehr hohen Belastung standhält, wobei das Verfahren Energie, Zeit und somit Kosten einspart.The method described for the production of an anchor plate 5.1 and Ven tilstößel 6.1 existing assembly of an actuator for electromagnetic valve control in internal combustion engines ensures a high-strength connection that can withstand a very high load, the method saves energy, time and thus costs.
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| DE2000108958 DE10008958A1 (en) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | Connecting armature plate to electromagnetic valve control actuator pin(s), e.g. for IC engine gas exchange valve, involves placing pin end(s) on armature plate surface, joining by e.g. friction, welding or electron beam welding |
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