DE1300800B

DE1300800B - Vorrichtung zum Verankern von Ventilsitzringen in Zylinderkoepfen

Info

Publication number: DE1300800B
Application number: DE1965V0030023
Authority: DE
Inventors: Kreische Hans; Sandhagen Juergen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1965-12-24
Filing date: 1965-12-24
Publication date: 1969-08-07

Description

Die Erfindung geht von Ventilsitzringen in Leichtmetallzylinderköpfen aus, die mit ihrer unteren Ringfläche auf einer Schulter der Ventilbohrung ruhen und die an der oberen Außenkante eine Fase aufweisen, gegen die das Material der umgebenden Zylinderkopfwandung gedrückt ist. Dieses seitliche Wegdrücken des Materials der Ventilbohrungswandung erfolgt bisher mit Hilfe eines ring- oder teilringförmigen Stemmwerkzeuges. Die bei diesem Verstemmen kurzzeitig auftretenden Kräfte müssen ein erhebliches Maß erreichen, um die für das Verdrängen des Zylinderkopfmaterials erforderliche Flächenpressung zu erreichen. Die hohe Schlagbeanspruchung muß durch den Zylinderkopf aufgefangen werden.
Auf anderen Gebieten der Technik ist es bekannt, für das Verdrängen des Materials zum Verankern von Bauteilen mit Hilfe von Rollvorrichtungen vorzusehen. Die Erfindung strebt eine Übertragung dieses bekannten Verfahrens auf die Verankerung von Ventilsitzringen an. Auf diese Weise können nicht nur die auf die gesamte Zylinderkonstruktion wirkenden Druckkräfte wesentlich verringert werden, sondern es läßt sich eine bessere Verdrängung des Materials gegen die Fase des Ventilsitzringes erzielen. Statt des stoßartigen Aufweitens des den Ventilsitzring umgebenden Materials, das wegen der Gefahr einer Rißbildung nur geringe Materialverschiebungen zuläßt, wird das Metall durch einen Rollvorgang zum Fließen gebracht. Dadurch kann die Fase des Sitzringes in radialer Richtung beträchtlich erweitert werden. Bei Schonung der Zylinderkonstruktion ergibt sich auf diese Weise eine größere Haltbarkeit der Verankerung des Ventilsitzringes. Das Verfahren ermöglicht es auch, Ventilsitzringe ohne Fase durch wulstförmiges Rollen von Material über die Stirnfläche zu verankern.
Die bekannten Rollvorrichtungen sind für das Verankern von Ventilsitzringen wegen der beengten Raumverhältnisse nur schlecht geeignet. Die Sicherung der Rollen in axialer Richtung erfordert eine Baubreite, die bei beengten Verhältnissen hinderlich ist. Die Erfindung schlägt daher eine Rollvorrichtung vor, bei der die Achse der Druckrolle und die Achse der Drehvorrichtung in einem von 90° abweichenden Winkel liegen. Auf diese Weise wird für das Anrollen des Materials nur wenig Raum zwischen dem Ventilsitzring und der ihn seitlich umgebenden Wand benötigt.
An Hand der Figuren soll die Erfindung nach- ; folgend erläutert werden. Es zeigt F i g.1 einen Schnitt durch die Ventilbohrung eines Zylinderkopfes mit eingepreßtem Ventilsitzring vor dessen Verankerung gemäß der Erfindung, F i g. 2 ein Rollwerkzeug nach der Erfindung, teil- ; weise im Schnitt, F i g. 3 in vergrößerter Darstellung einen Teil des Werkzeuges nach F i g. 2 in Arbeitsstellung.
In der F i g. 1 ist mit 1 das Material eines Zylinderkopfes bezeichnet, in das ein Ventilsitzring 2 üblicher Bauart eingepreßt ist, der jedoch gegenüber bekannten Bauweisen eine größere Abschrägung (Fase) 3 an der oberen Außenseite aufweist.
Ein Rollwerkzeug nach F i g. 2 wird mit seinem nicht dargestellten oberen Teil des Schaftes 4 in eine Drehvorrichtung eingespannt, auf die zugleich ein axialer Druck ausgeübt werden kann. In den unteren Teil des Schaftes 4 ist ein Lagerzapfen 8 eingepreßt oder eingeschrumpft, dessen Achse 6 unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Drehachse 5 des Werkzeuges verläuft. Auf dem Zapfen 8 ist mittels eines Nadellagers 9 ein Rollwulst 10 gelagert, dessen unterster Punkt außerhalb der Drehachse des Werkzeuges liegt. Zur Aufnahme der Axialkräfte dient ein Drucklager 11.
Das Werkzeug wird auf die Ventilbohrungsachse eingerichtet und mit dem Rollwulst auf die Oberfläche des Zylinderkopfmaterials gedrückt (s. F i g. 3). Wenn das Werkzeug nunmehr in Drehung versetzt wird, so läuft der jeweils untere, mit dem Zylinderkopf in Kontakt stehende Punkt des Wulstes 10 kreisförmig um die Ventilbohrung, wobei dieser Umlauf wegen der drehbaren Lagerung des Wulstes 10 rollend erfolgt. Gemäß F i g. 3 wird dabei das Material des Zylinderkopfes gegen die Fase des Ventilsitzringes gedrückt.
Das Werkzeug ist derart gestaltet, daß der Wulst 10 den radial am weitesten radial nach außen ragenden Teil bildet, so daß für das Verfahren nach der Erfindung nur wenig Raum zwischen dem Ventilsitzring und der ihn seitlich umgebenden Wand des Verbrennungsraumes benötigt wird. Praktische Versuche haben ergeben, daß bei einem Zylinderkopf aus einer Aluminiumlegierung mit Druckkräften von etwa 250 kp und einer Rolldauer von 3 bis 5 Sekunden eine hervorragende Festigkeit des Ventilsitzringes erreichbar ist.

Claims

Patentanspruch: Vorrichtung zum Verankern von Ventilsitzringen in Zylinderköpfen durch Verdrängen des den Ventilsitzring umgebenden Materials gegen eine Fase oder die Stirnseite des Ringes durch eine an sich bekannte Rollvorrichtung, bei der die Achse der Drehvorrichtung und die Achse der Druckrolle in einer Ebene liegen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Achse (6) der Druckrolle (10) und die Achse (5) der Drehvorrichtung einen von 90° abweichenden Winkel miteinander einschließen.