DE3820645A1 - Becherfoermiges gehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein becherförmiges Gehäuse mit einem Boden und einer zylindrischen Wand für einen sich selbsttätig hydraulisch einstellenden Ventil­ stößel und betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Gehäuses.

Ventilstößel werden in Verbrennungsmotoren unmittelbar zwischen dem Steuernocken und dem Ventilschaft ange­ ordnet und sind in den verschiedensten Ausführungs­ formen bekannt. Diese auch als Tassenstößel bezeich­ neten Ventilstößel bestehen aus einem becherförmigen Gehäuse, gegen dessen Boden der Steuernocken von außen läuft. Im Inneren des Gehäuses eines derartigen Ventil­ stößels befinden sich Stütz- und Führungsringe sowie ein Rückschlagventil mit einem federbelasteten Spiel­ ausgleichselement. Der Boden des Gehäuses unterliegt aufgrund der Beaufschlagung durch den Steuernocken einem hohen mechanischen Verschleiß und ferner ist die Herstellung des Gehäuses sehr aufwendig, da die zylin­ drische Wand zugleich als Führung dient und engen Toleranzen unterliegt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maß­ nahmen vorzusehen, die es ermöglichen, in einfacher und zweckmäßiger Weise das becherförmige Gehäuse eines derartigen Ventilstößels zu fertigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das becherförmige Gehäuse eine einstückig tiefgezogene und/oder durch Abstreck-Gleitziehen erzeugte zylin­ drische Wand auf der einen Seite des Bodens und einen durch Rückwärts-Abstreck-Gleitziehen erzeugten, den Boden überragenden Kragen auf seiner anderen Seite auf­ weist.

Die Form und Gestalt dieses becherförmigen Gehäuses gestattet es, für Massenartikel geeignete Herstellungs­ verfahren anzuwenden. Ferner wird durch den über den Boden vorstehenden Kragen bzw. Rand eine Vertiefung geschaffen, die es erlaubt, auf der Außenseite des Bodens eine besondere, verschleißfeste Schicht anzu­ ordnen. Der Steuernocken läuft dadurch nicht auf dem Boden des Gehäuses selbst, sondern auf einer Beschich­ tung dieses Bodens, wobei diese verschleißfeste Schicht oder Beschichtung eine Hartmetallplatte sein kann oder aus einem Ausgangswerkstoff besteht, der zunächst pulverförmig ist und z. B. eine Nickel-Grund-Matrix aufweist.

Der den Boden randförmig umgebende Kragen dient als napf­ förmige Aufnahme für die Schicht, die beim Einfüllen flüssig oder pulverförmig sein kann, wenn nicht eine Hartmetallplatte Verwendung findet. Aber auch bei einer Hartmetallplatte ist die Anordnung eines randförmigen Kragens zweckmäßig im Hinblick auf die erforderliche Zentrierung und wegen des zur Fixierung bzw. zur Be­ festigung dienenden Lotes.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschrei­ bung und den Ansprüchen im Zusammenhang mit der Zeich­ nung hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht eine als Ausgangsmaterial dienende Platine für das Gehäuse;

Fig. 2 im Schnitt das Gehäuse als Rohling;

Fig. 3 im Schnitt das Gehäuse mit einem rückwärts abgestreckten Kragen;

Fig. 4 im Schnitt das Gehäuse mit einer eingelegten, fest verbundenen Hart­ metallplatte;

Fig. 5 einen Schnitt wie in Fig. 4 mit einer verschleißfesten Schicht aus einem pulverförmigen Ausgangswerkstoff und

Fig. 6 einen Schnitt durch ein Werkzeug zum Herstellen des Gehäuses gemäß Fig. 3.

Ein becherförmiges Gehäuse 1 eines sich selbsttätig hydraulisch einstellenden Ventilstößels besteht aus einem Boden 2, einer zylindrischen Wand 3 und einem ringförmigen Kragen 4 bzw. einem erhabenen Rand 4 auf der der zylindrischen Wand 3 abgewandten Seite des Bodens 2. Zur Herstellung des Gehäuses 1 wird eine Patine 5 gemäß Fig. 1 zunächst in gegebenenfalls mehreren Schritten durch Tiefziehen und/oder Abstreck- Gleitziehen in einen topfförmigen Rohling 6 gemäß Fig. 2 umgeformt. Dieser topfförmige Rohling wird sodann zur Bildung des über den Boden 2 ragenden Kragens 4 bzw. Randes 4 in entgegengesetzter Richtung, also in Richtung des Pfeiles a in Fig. 2 einem Abstreck- Gleitzieh-Bearbeitungsvorgang unterzogen. Das Gehäuse 1 mit seinem Boden 2, der zylindrischen Wand 3 und dem ringförmigen Kragen 4 ist daher ein spanlos gefertigtes, einstückiges Teil.

Das Gehäuse 1 kann ferner weiteren Bearbeitungsvorgängen bis zur Herstellung eines fertigen Tassenstößels unter­ worfen werden, doch interessieren diese Bearbeitungs­ vorgänge hier im einzelnen nicht. Wesentlich ist, daß zur Erzielung des Gehäuses 1 eine Platine 5 in einer Richtung entsprechend dem Pfeil b in Fig. 1 tiefgezogen und/oder vorwärts abgestreckt wird, und der somit erhaltene Rohling 6 gemäß Fig. 2 sodann wieder rück­ wärts entsprechend dem Pfeil a abgestreckt wird, damit sich der Rand bzw. Kragen 4 bildet.

Die außenliegende Oberfläche 7 des Bodens 2, die mit dem Steuernocken eines Ventilschaftes zusammenwirkt, wird ferner mit einer Schicht 8 gemäß Fig. 4 bzw. einer Schicht 9 gemäß Fig. 5 versehen. Die Schicht 8 ist z. B. eine Hartmetallplatte und wird in der durch den Rand bzw. Kragen 4 gebildeten Vertiefung 10 ange­ ordnet. Die Verbindung der Hartmetallplatte 8 mit dem Boden 2 erfolgt in grundsätzlich bekannter Weise z. B. mittels Lot oder dergleichen. Sowohl für die Anordnung des Lotes als auch die der Hartmetallplatte 8 (Fig. 4) dient der Kragen bzw. Rand 4 als Zentrierung.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hartmetallplatte 8 durch eine andersartige Beschichtung 9 ersetzt, die in ihrem Augangszustand flüssig oder pulverförmig sein kann. Hier dient die Vertiefung 10 dazu, um zu verhindern, daß die zur Bildung der Schicht 9 dienende Substanz vor dem Er­ starren im noch pulverförmigen oder flüssigen Zustand im Bereich des Bodens 2 außen auf die zylindrische Wand 3 des Gehäuses 1 gelangt. Der Boden 2 und der Rand bzw. Kragen 4 besitzen hier somit die Funktion eines die Schicht 9 in ihrer Lage exakt definierenden Gefäßes.

Für die Herstellung des Gehäuses 1 gemäß Fig. 3 aus einem Rohling 6 gemäß Fig. 2 dient ein Abstreckwerkzeug 11 gemäß Fig. 6. Dieses Abstreckwerkzeug 11 besteht aus einem Oberwerkzeug 12 und einem Unterwerkzeug 13, wobei das Oberwerkzeug 12 einen Oberstempel 14 und das Unterwerkzeug 13 einen unteren Stempel 15 sowie gemäß Ausführungsbeispiel eine Matrize 16 in Gestalt eines Abstreckringes 16 aufweist.

Zu dem Oberwerkzeug 12 gehören gemäß Fig. 6 ein Träger 17 und ein mit diesem verschraubter Halter 18 für den Oberstempel 14. Entsprechend der Form und Gestalt des Rohlings 6 weist der Oberstempel 14 ein zylindrisches, freies Ende 19 mit einer ebenen, kreisförmigen Stirnfläche 20 auf, die an ihrem Umfang einen, den Kragen 4 bzw. Rand des Gehäuses 1 bildenden Absatz 21 aufweist.

Das Unterwerkzeug 13 besteht aus einem Werkzeugunter­ teil 22, in welchem der untere Stempel 15 bzw. Gegen­ stempel 15 axial beweglich geführt ist, einem auf dem Werkzeugunterteil 22 angeordneten Zwischenstück 23, einem auf diesem angeordneten Träger 24 für die Matrize 16 bzw. den Abstreckring 16 und einer Spannplatte 25 über dem Träger 24 und der Matrize 16. Die Spannplatte 25 ist an dem Träger 24 bzw. dem Zwischenstück 23 und dieses wiederum an dem Werkzeugunterteil 22 angeschraubt, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist. Grundsätzlich gleiches gilt für die Befestigung des Halters 18 an dem Träger 17 beim Oberwerkzeug 12.

Die Spannplatte 25 besitzt eine Durchtrittsbohrung 26, auf die bzw. in die der Rohling 6 vor Beginn eines Abstreckvorganges bei angehobenem Oberwerkzeug 12 und Oberstempel 14 gesetzt wird. Die Durchtrittsbohrung 26 ist fluchtend mit der Einlaufschräge, der Umformzone und der Auslaufschräge der Matrize 16 bzw. des Abstreck­ ringes 16 angeordnet und gleiches gilt für eine Durch­ trittsbohrung 27 im Träger 24 und eine Durchtritts­ bohrung 28 im Zwischenstück 23, wobei diese beiden Durchtrittsbohrungen 27 und 28 einen Durchmesser be­ sitzen, der größer ist als die Umformzone der Matrize 16 bzw. des Abstreckringes 16.

Das Zwischenstück 23 besitzt schließlich noch eine Entnahmeöffnung 29 für das fertiggestellte, rückwärts abgestreckte Gehäuse 1, wie aus Fig. 6 hervorgeht.

Zu Beginn eines Abstreck-Gleitzieh-Bearbeitungsvorganges bewegt sich der untere Stempel 15 bzw. Gegenstempel 15 mit seinem freien Ende 30 in das Innere des Rohlings 6, der von dem freien, zylindrischen Ende 19 des Oberstempels 14 abgestützt bzw. in die Durchtrittsbohrung 26 der Spannplatte 25 gedrückt wird. Zwischen den beiden freien Enden 19 und 30 des Oberstempels 14 und des unteren Stempels 15 bzw. Gegenstempels 15 fest eingespannt wird der Rohling 6 sodann durch die Matrize 16 bzw. den Abstreckring 16 bewegt, wobei Material von der zylindrischen Wand 31 über die Ebene des Bodens 2 des Rohlings 6 unter Bildung des Randes bzw. Kragens 4 fließt. Definiert wird der Kragen bzw. Rand 4 bezüglich Lage und Abmessung durch die Form und Gestalt des Absatzes 21 am Übergang von der Stirnfläche 20 zum zylindrischen Umfang des Ober­ stempels 14. Der Oberstempel 14 und der untere Stempel 15 bzw. Gegenstempel 15 geben im Bereich der Entnahme­ öffnung 29 im Zwischenstück 23 das fertiggestellte Gehäuse 1 frei, so daß es quer zur Bewegungsrichtung der Stempel aus dem Abstreckwerkzeug 11 entnommen werden kann.

Als Antrieb 32 für den beweglichen Oberstempel 14 und sein Oberwerkzeug 12 und ebenso als Antrieb für beide Hubrichtungen des unteren Stempels 15 bzw. Gegen­ stempels 15 relativ zu dem Unterwerkzeug 13 mit seinem feststehenden Werkzeugunterteil 22 und der feststehenden Matrize 16 dienen grundsätzlich bekannte, insbesondere hydraulische Antriebsmittel und Aggregate, die der Übersicht wegen in Fig. 6 nicht im einzelnen, sondern nur prinzipmäßig mit Hilfe von Druckstangen 33 und Rückstellfedern 34 dargestellt sind. Es versteht sich daher, daß die Erfindung nicht auf die konkret dargestellte Ausführungsform bzw. deren Details beschränkt ist. So kann z. B. auch die Matrize 16 relativ zu einem während des Abstreck-Gleitzieh-Bearbeitungsvorganges still­ stehenden Rohling 6 bewegbar sein.

Claims (8)

1. Becherförmiges Gehäuse mit einem Boden und einer zylindrischen Wand für einen sich selbsttätig hydrau­ lisch einstellenden Ventilstößel, gekennzeichnet durch eine einstückig tiefgezogene und/oder durch Abstreck- Gleitziehen erzeugte zylindrische Wand (3) auf der einen Seite des Bodens (2) und einen durch Rückwärts- Abstreck-Gleitziehen erzeugten, den Boden (2) über­ ragenden Kragen (4) auf seiner anderen Seite.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verschleißfeste Schicht (8, 9) auf der den Kragen (4) aufweisenden Seite des Bodens (2) angeordnet ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (8) eine Hartmetallplatte ist.

4. Gehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (9) aus einem Werkstoff hoher Duktilität (Zähigkeit) und hoher Verschleißfestigkeit besteht.

5. Gehäuse nach Anspruch 1 und 2 sowie 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (9) aus einem pulverförmigen Ausgangswerkstoff mit einer Nickel- Grund-Matrix besteht.

6. Verfahren zum Herstellen des becherförmigen Ge­ häuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst aus einer Platine ein topfförmiger Rohling durch Tiefziehen und/oder Abstreck- Gleitziehen gefertigt wird und daß der topf­ förmige Rohling sodann zur Bildung eines den Boden überragenden Kragens oder Randes (4) mindestens einem weiteren, entgegen der Wand­ bildung gerichteten Abstreck-Gleitzieh-Bearbei­ tungsvorgang unterzogen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 mit einem Abstreckwerkzeug, das min­ destens einen Stempel und mindestens eine Matrize bzw. einen Abstreckring aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Oberstempel (14) vorgesehen ist, der einen den Umfang seiner Stirnfläche (20) be­ grenzenden Absatz (21) aufweist und bodenseitig außen am topfförmigen Rohling (6) angreift, daß ferner ein unterer Stempel (15) bzw. ein Gegen­ stempel (15) vorgesehen ist, der innen am Boden (2) angreift und den topfförmigen Rohling (6) innen stützt und daß Antriebselemente vorgesehen sind, so daß der Oberstempel (14) und der Gegen­ stempel (15) mit dem topfförmigen Rohling (6) einerseits und die Matrize (16) andererseits relativ zueinander bewegbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (16) in einem feststehenden Unter­ werkzeug (13) sowie unterhalb einer Spannplatte (25) mit einer Durchtrittsöffnung (26) angeordnet ist und daß sich in Bewegungsrichtung hinter der Matrize (16) im Unterwerkzeug (13) eine Entnahme­ öffnung (29) befindet, bis zu der der Oberstempel (14) mit seinem freien Ende (19) bewegbar ist.