DE4438959A1

DE4438959A1 - Mechanischer Ventilstößel

Info

Publication number: DE4438959A1
Application number: DE19944438959
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl Chem Dr Geheeb; Walter Speil
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-02

Description

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Ventilstößel, der in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine angeord net ist und aus einem durch einen Boden verschlossenen tassenförmigem Gehäuse besteht, wobei ein scheibenförmiges Einstellelement an der Oberseite des Bodens mit einem Steuernocken oder an der Innenseite des Bodens mit einem Ventilschaft eines Gaswechselventils in Wirkverbin dung steht.

Für derartige Ventilstößel bzw. Einstellelemente wird zum großen Teil korrosionsempfindlicher Stahl verwendet, so daß sich beispielsweise bei einer längeren Lagerung Korrosionsprobleme einstellen können. Für Einstellelemente sind folgende Korrosionsschutzmaßnahmen üblich:

Abdecken bzw. Verpacken mit Korrosionsschutzpapier

Dieses sogenannte VCI-Papier (Volatile Corrosion Inhibitor) enthält flüchtige Korrosionsschutzwirkstoffe, die sich auf der Oberfläche des Bauteiles niederschlagen und so deren Korrosion verhindern bzw. zeit lich verzögern. Der Nachteil dieser Art von Korrosionsschutzmaßnahme besteht darin, daß bei Gebrauch bzw. Montage der Einstellelemente das VCI-Papier entfernt werden muß. Dadurch kann einerseits durch das Papier ein Automatisierungsprozeß, beispielsweise durch Robotertechnik erschwert werden und andererseits muß dieses meist nach einmaligem Gebrauch kostenintensiv entsorgt werden.

Brünieren

Durch Tauchen in heiße konzentrierte nitrithaltige Natronlauge ent steht ein Eisen(II)Oxid-Überzug, der allerdings nur einen mäßigen Korrosionsschutz gewährt. Ein weiterer Nachteil ist der, daß brünierte Teile sehr gründlich abgespült werden müssen. Wird die dickflüssige Brünierlösung nicht restlos entfernt, so treten einerseits Ausblühun gen an den Oberflächen auf und andererseits neigen die brünierten Einstellelemente zum Zusammenkleben, das sich wiederum negativ auf eine automatische Montage der Ventilstößel auswirkt.

Galvanisches Beschichten

Durch galvanisches Beschichten der Einstellelemente mit beispielsweise einer Zink-Nickel-Schicht läßt sich zwar ein guter Korrosionsschutz erzielen, jedoch entsteht ein schichtbedingtes Reibmoment zwischen Nocke und Einstellelement, d. h. das tribologische Verhalten der aufgebrachten galvanischen Schicht ist in vielen Fällen unklar. Auch ist die galvanische Beschichtung von Einzelteilen mit einem großen Aufwand verbunden.

Phosphatieren

Durch Tauchen in heiße Bonderlösung wird auf der Oberfläche eine Phosphatschicht ausgebildet, die zwar gute tribologische Eigenschaften aufweist, jedoch ohne eine zusätzliche Nachbehandlung nur einen be grenzten Korrosionsschutz bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für Einstellelement von Ventil stößeln einen ausreichenden Korrosionsschutz zu erzielen, der billig ist, sich nicht ungünstig auf die Reibungsverhältnisse zwischen Ein stellelement und Nocke auswirkt und die automatische Montage der Einstellelemente nicht behindert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Einstell element mit einem als Rostschutz dienenden Anstrich/Lack versehen ist.

Unter den synonymen Begriffen Lack bzw. Anstrich sind in bekannter Weise flüssige bis pastenförmige Stoffe oder Stoffgemische zu ver stehen, die auf der Unterlage nach dem Auftragen und Trocknen einen gut haftenden Film bilden, der je nach dem Verwendungszweck einen Widerstand gegen Witterungs-, mechanische oder chemische Einflüsse bildet. Die Lacke bzw. Anstriche bestehen im Normalfall aus einem Filmbildner (Bindemittel), Lösemittel, Pigmenten und Zusatzstoffen, die zur Erzielung bestimmter physikalischer oder chemischer Effekte dienen. Die Filmbildung kann physikalisch durch Verdampfen von Lö sungsmittel aus Lösungen oder Dispersionen makromolekularer Stoffe, durch Verdampfen von Wasser aus Dispersionen makromolekularer Stoffe, durch Abkühlung geschmolzener Stoffe oder durch chemische Reaktionen erfolgen.

Durch eine solche Feststoffkonservierung der Einstellelemente wird in einfacher Weise auch über einen längeren Zeitraum ein sicherer Korro sionsschutz erzielt, der einerseits die automatische Montage der Einstellelemente durch sicheres Ausschließen von deren Verkleben nicht behindert und der andererseits die tribologischen Verhältnisse zwi schen Nocke und Einstellelement nicht negativ beeinflußt, da die Lackschicht bei Betrieb des Ventilstößels in kürzester Frist durch den Nocken abgetragen wird.

Als Anstrichstoffe eignen sich im Prinzip alle bekannten Lacke, die einen fest haftenden dichten Überzug bilden, der entsprechend getrocknet bzw. ausgehärtet ist. Nach Anspruch 2 ist vorgesehen, daß die Einstellelemente mit einem Öllack oder einem Kunstharzlack, wie bei spielsweise Chlorkautschuklack, Polyvinylchloridlack oder einem Sili konlack versehen sind.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die Einstellelemente mit einem Zink staub-Anstrich versehen sein sollen. Ein derartiger Anstrich, der in bekannter Weise im trockenen Film 92 bis 95% reinen Zink-Staub ent hält, hat den Vorteil, daß die Korrosion in doppelter Weise verhindert wird. Zum einen wird die Oberfläche des Einstellelementes durch den Anstrich abgedichtet, zum anderen erfolgt durch die Zinkpartikel ein kathodisch wirksamer Korrosionsschutz. Im letzten Fall fungieren die Zinkstaub Partikel als Opferanode, d. h. der Zinkstaub bewirkt einen Rostschutz aufgrund der elektrochemischen Verhältnisse, die sich zwischen Grundmetall, Anstrich und äußeren Einflüssen einstellen.

Nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß der Anstrich durch Sprühen, Tau chen, Anstreichen oder Aufwalzen aufgebracht werden soll. Alle Ver fahrensvarianten stehen gleichberechtigt nebeneinander und richten sich nach den vorhandenen technischen Möglichkeiten. Dabei ist das Aufsprühen der Lackschicht sicherlich am wirtschaftlichsten und wird daher überwiegend angewendet werden.

Nach Anspruch 5 ist vorgesehen, daß die Trocknung des Anstriches, d. h. der Übergang des flüssigen Anstrichfilmes in den festen Zustand, durch Lufttrocknung, Ofentrocknung oder Strahlentrocknung erfolgt. Bei der Lufttrocknung erfolgt die Filmbildung in dünner Schicht bei Nor maltemperatur an der Luft entweder physikalisch durch Verdunsten des Lösungsmittels oder chemisch durch Polymerisation ungesättigter Be standteile. Die Ofentrocknung wird in Trockenöfen bei Temperaturen bis zu 300°C durchgeführt. Sie dient bei rein physikalisch trocknenden Lacken zum schnelleren Verdampfen des Lösungsmittels und damit zur Verkürzung der Trocknungszeit und bei chemisch trocknenden Lacken zusätzlich zur Reaktionsbeschleunigung. Die Strahlentrocknung kann beispielsweise durch Infrarotstrahlung erfolgen. Die Infrarotstrahlen erwärmen in erster Linie das Objekt, so daß durch die lokale Tempera turerhöhung eine Trocknungszeitverkürzung gegenüber der normalen Ofentrocknung eintritt. Aber auch eine ultraviolette Strahlungstrock nung ist möglich.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen ver wiesen, in der zwei Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen mechanischen Tassen stößel, dessen Einstellelement an der Oberseite an geordnet ist

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen mechanischen Tassen stößel, dessen Einstellelement im Inneren der Tasse angeordnet ist.

In den Fig. 1 und 2 ist jeweils ein mechanischer Tassenstößel dargestellt, der eine hohlzylindrische Wandung 1 und einen Boden 2 aufweist. Nach Fig. 1 ist der Boden 2 mit einer Ausnehmung 3 ver sehen, in der ein scheibenförmiges Einstellelement 4 angeordnet ist. In Fig. 2 ist das Einstellelement 4 an der Innenseite des Bodens 2 an der Kontaktfläche 5 angeordnet. Gegen das Einstellelement 4 bzw. gegen den Boden 2 läuft bei eingebautem mechanischen Ventilstößel ein Steu ernocken 6 einer Nockenwelle 7 einer Brennkraftmaschine an. An der Innenseite des Bodens 2 bzw. an der Stirnfläche des Einstellelementes 4 liegt in nicht dargestellter Weise ein Ventilschaft eines Gaswech selventiles an.

Mehrere Einstellscheiben 4 wurden aus dem Stahl CK 35 gefertigt und mit einem rostschützenden Lack nachstehender Zusammensetzung versehen:


Gewichtsteile
Wasserlösliches Phenolharz
120,0
Butanol	80,0
Butylglykol	15,0
Wasser	75,0
Zinkstaub	700,0
Kieselsäure	10,0
	1000,0

Das Trocknen der mit einem röstschützenden Lack überzogenen Einstell scheiben 4 erfolgte bei Raumtemperatur innerhalb von 60 Stunden. Danach wurde die eine Hälfte der beschichteten Einstellscheiben 4 einem Salzsprühtest mit Natriumchlorid-Lösung nach DIN 50 021 unter zogen. Die Bewertung erfolgte durch visuelle Beobachtung, d. h. ent stehende Rostpunkte wurden in Abhängigkeit von der Zeit festgestellt. Es zeigte sich, daß erste Rostanzeichen nach 100 Stunden Salzbesprü hung zu erkennen waren, d. h. die Einstellscheiben 4 waren gut korro sionsgeschützt. Die andere Hälfte der beschichteten Einstellscheiben wurden beim Endverbraucher entsprechend seiner Montagetechnologie automatisch mit den Ventilstößeln zu einer Baueinheit zusammengesetzt. Es zeigte sich, daß die derart feststoffkonservierten Einstellscheiben 4 ohne Probleme automatisch montiert werden können.

Natürlich ist die erfindungsgemäße Lösung nicht auf Einstellelemente für Ventil- bzw. Tassenstößel beschränkt, sondern kann auch für Ein stellelemente von Kipp- bzw. Schlepphebeln verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 Hohlzylindrische Wandung
2 Boden
3 Ausnehmung
4 Einstellelement
5 Kontaktfläche
6 Nocken
7 Nockenwelle

Claims

1. Mechanischer Ventilstößel, der in einer Führungsbohrung eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und aus einem durch einen Boden (2) verschlossenen tassenförmigen Gehäuse besteht, wobei ein scheibenförmiges Einstellelement (4) an der Oberseite des Bodens (2) mit einem Steuernocken (6) oder an der Innenseite des Bodens (2) mit einem Ventilschaft eines Gaswechselventils in Wirkver bindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellelement (4) mit einem als Rostschutz wirkenden Anstrich/Lack versehen ist.

2. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellelement (4) mit einem Öllack oder einem Kunstharzlack, wie beispielsweise einem Chlorkautschuklack, einem Polyvinylchlorid lack oder einem Silikonlack versehen ist.

3. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellelement (4) mit einem Zinkstaub-Anstrich versehen ist.

4. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstrich durch Sprühen, Tauchen, Anstreichen oder Aufwalzen aufgebracht ist.

5. Mechanischer Ventilstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstrich luft-, ofen- oder strahlengetrocknet ist.