DE3415228A1

DE3415228A1 - Ventilstoessel fuer die ventilsteuerung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3415228A1
Application number: DE19843415228
Authority: DE
Inventors: Hans-Günther Dipl.-Ing. 8070 Ingolstadt Haldenwanger; Peter Dipl.-Ing. 8079 Buxheim Mineif
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1984-04-21
Publication date: 1985-10-31

Description

Audi

Ingolstadt, den 5. April 1984 AUDI NSU AUTO UNH

IP 1915 Za/Fr Aktiengesellschaft

Ventilstößel für die Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine.

Die Erfindung betrifft einen Ventilstößel für die Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es wurde bereits vorgeschlagen, den weniger stark belasteten Schaftteil eines Ventilstößels in Aluminium auszuführen, während das mit der Nockenlauffläche der Nockenwelle korrespondierende Anlaufteil aus Werkzeugstahl oder Hartguß besteht. Allerdings sind solche Stößel sowohl hinsichtlich des Fertigungsaufwandes als auch insbesondere der Gewichtsoptxmierung noch nicht voll zufriedenstellend.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gewichtsoptimierten und besonders kostengünstigen Ventilstößel der gattungsgemäßen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem der Schaftteil des Ventilstößels aus faserverstärktem Kunststoff besteht. Die Fasern können dabei Glasfasern sowie bei hohen Belastungen auch Kohlenstoffasern oder andere Fasern sein. Deren Anordnung kann statistisch oder unidirektional und gegebenenfalls in Umfangsrichtung erfolgen. Der Schaftteil kann entweder im Wickelverfahren, gespritzt oder im Extrusionsverfahren konstengünstig hergestellt sein.

Durch die Faserverstärkung wird eine hohe Bauteilsteifigkeit und Festigkeit erzielt, die den auftretenden Belastungen dauerhaft stand hält. Ferner kann die Wärmeaus-

dehnung des Schaftteiles der Wärmeausdehnung des Gleit- _co partners, ζ. B. des Zylinderkopfes der Brennkraftraa-C^J schine angeglichen werden. Die Folge ist eine mögliche LO Einengung des Toleranzfeldes als Funktion der Temperatur ^v~ und damit eine Minimierung des Leckölverlustes im Zylinder-OO kopf. Schließlich ist der erfindungsgemäße Ventilstößel akustisch günstiger als vergleichbare Metallstößel.

Bevorzugt kann der Schaftteil gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 2 beschaffen sein. Dadurch wird auch bei hohen Belastungen die erforderliche Steifigkeit und Festigkeit sichergestellt.

Mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 wird eine unmittelbare Betätigung des Ventilschaftes durch das Anlaufteil sichergestellt, wodurch hohe Druckspannungen am Schaftteil aus Kunststoff gänzlich vermieden sind.

Das Anlaufteil kann gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 4 in besonders konstengünstiger Weise mit dem Schaftteil verbunden sein.

Zusätzliche vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 5 bis 7 angeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt zwei unterschiedlich gestaltete erfindungsgemäße Ventilstößel.

Der in der Querschnittszeichnung links der Mittellinie dargestellte Ventilstößel 2 setzt sich im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Schaftteil 4 und einem scheibenförmigen Anlaufteil 6 sowie einer rotationssymmetrischen Führungshülse 8 zusammen. In der Führungshülse 8 ist ein aus einem Kolben 10 und einem Zylinder 12 gebildetes Ventilspiel-Ausgleichselement geführt, welches mittels eines federnden Sicherungsringes 14 zur Erleichterung der Montage innerhalb des Schaftteiles 4 gehalten ist.

An das Schaftteil 4 ist ein Boden 16 mit einer zentralen öffnung 18 angeformt. Auf den Boden 16 ist das Anlaufteil 6 aufgesetzt, wobei ein an das Anlaufteil 6 angeformter Druckpilz 20 die öffnung 18 ausfüllt. Die in das Innere des Ventilstößels ragende, freie Stirnfläche des Druckpilzes 20 bildet dabei eine Druckzone 22, die unmittelbar mit dem Ventilspiel-Ausgleichselement 10, 12 korrespondiert. Zusätzlich ist das Anlaufteil 6 an seinem Außenumfang durch einen den Boden 16 überragenden Ringsteg 24 des Schaftteiles 4 umschlossen.

Das Schaftteil 4 und die Führungshilfe 8 sind aus einem glasfaserverstärktem Polyethersulfon (PES) hergestellt, wobei der Glasfaseranteil 30 % beträgt und die Glasfasern in statistischer Verteilung vorliegen. Dabei sind das Schaffteil 4 und die Führungshülse 8 getrennt formgepreßt gefertigt und anschließend durch eine Ultraschallschweißnaht 26 miteinander verbunden.

Das Anlaufteil 6 besteht aus Hartguß und ist unter Verwendung eines Zweikomponenten-Klebers am Boden 16 durch eine Klebeverbindung 28 gehalten.

Während der aus thermoplastischem Kunststoff gefertigte Schaftteil 4 zur Führung des Ventilstößels 2 im nicht dargestellten Maschinengehäuse dient, verläuft der Kraftfluß für die Ventilbetätigung über das Anlaufteil 6, an dessen verschleißfester Oberfläche der Nocken einer Nockenwelle anläuft, von dessen Druckzone 22 auf das Ventilspiel-Ausgleichselement 10, 12 und von dessen nach unten ragender, freien Stirnfläche 30 auf den nicht dargestellten Schaft eines Gaswechselventiles.

Der rechts der Mittellinie der Querschnittszeichnung gezeigte Ventilstößel 32 setzt sich ebenfalls aus einem Schaftteil 34, einem Anlaufteil 36 und einer Führungshülse

38 für das Ventilspiel-Ausgleichselement 10, 12 zusammen. Das Schafteil 34 und die Führungshülse 38 sind aus einem mit Kohlenstoffasern verstärktem Polyamid-Imid-Kunststoff gefertigt, wobei der Faseranteil ebenfalls 30 % beträgt. Die Führungshülse 38 ist mit dem Schaftteil 34 durch eine Quetschnahtschweißung 40 verbunden. Das Anlaufteil 36 ist mit einer radial abstehenden, ringförmigen Schulter 42 versehen, welche unmittelbar in das Schaftteil 34 eingeformt bzw. formschlüssig in diesem gehalten ist. Nachdem das Schaftteil 34 keinen separaten Boden besitzt, wirkt das Anlaufteil 36 unmittelbar auf den Kolben 10 des Ventilspiel-Ausgleichselementes.

Es sei noch erwähnt, daß die jeweils nicht dargestellte Hälfte des Ventilstößels 2 bzw. 32 spiegelbildlich gleich ausgeführt ist.

Claims

Αυόι

Ingolstadt, den 5. April 1984 AUDI NSU AUTO UNJi

IP 1915 Za/Fr Aktiengesellschaft

Patentansprüche

11J Ventilstößel für die Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine, mit einem scheibenförmigen Anlaufteil aus verschleißfestem Material, welches mit einer Nockenwelle korrespondiert, und einem Schaftteil aus spezifisch leichterem Material, sowie mit einer mittel- oder unmittelbar den Schaft eines Gaswechselventiles beaufschlagenden Druckzone, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftteil (4, 34) aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt ist.
2. Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftteil (4, 34) aus einem Thermoplast, insbesondere aus Polyethersulfon oder Polyamid-Imid mit einem Faseranteil von 10 % bis 50 %, insbesondere um 30 %, besteht.
3. Ventilstößel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaufteil (6) unmittelbar mit einer Druckzone (22) auf den Ventilschaft oder ein dazwischen gelagertes Ventilspiel-Ausgleichselement (10, 12) wirkt.
4. Ventilstößel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaufteil (36) mit zumindest einer radial abstehenden, ringförmigen Schulter (42) formschlüssig im Schaftteil (34) gehalten ist.
5. Ventilstößel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schafteil (4) einen angeformten Boden (16) aufweist, daß das Anlaufteil (6) auf dem Boden (16) abgestützt ist und daß ein am Anlaufteil (6) angeformter Druckpilz (20) den Boden (16) durchdringend mit seiner Stirnfläche die Druckzone (22) bildet.
6. Ventilstößel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlaufteil (6) am Boden (16) mittels einer Klebeverbindung (28) gehalten ist.
7. Ventilstößel nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem ein Ventil-Ausgleichselement (10, 12) über eine Führungshülse (8, 38) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (8, 38) ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff besteht und mit dem Schaftteil (4, 34) verschweißt ist.