DE69208917T2

DE69208917T2 - Steuerungsvorrichtung eines Direktantriebventils für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69208917T2
Application number: DE69208917T
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Mori
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2012-04-17
Also published as: US5251587A; EP0509541B1; JP3194982B2; DE69208917D1; US5438754A; EP0509541A1; JPH04318209A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein direkt angetriebenes Ventilbetätigungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einem becherförmigen Ventilstößel, der einen zylindrischen Körper und einen aus einer Leichtlegierung bestehenden Deckabschnitt aufweist, wobei der Deckabschnitt im wesentlichen ein Ende des zylindrischen Körpers abschließt und eine Außenoberfläche zur Abstützung eines äußeren Druckstücks besitzt, um durch eine ventilbetätigende Nockenerhebung einer Nockenwelle betätigt zu werden, und mit einer Innenoberfläche zur Abstützung eines Endteils in einer Montageöffnung, die in dem Deckabschnitt ausgebildet ist, um mit einem oberen Ende eines Ventilschaftes eines zugehörigen Einlaß- oder Auslaßventils in Eingriff zu sein, wobei das Endteil eine Nut aufweist, eingesetzt in den Deckabschnitt unter plastischer Verformung desselben.
Ein direkt angetriebenes Ventilbetätigungssystem wird weit verbreitet in einer 4-Takt-Brennkraftmaschine heutzutage verwendet, um unmittelbar Einlaß- und Auslaßventile in die Öffnungs- und Schließpositionen, wobei Einlaß- und Auslaßnockenwellen verwendet werden, durch einen Ventilstößel zu drücken, um eine erhöhte Anzahl von Umdrehungen und eine erhöhte Ausgangsleistung zu erhalten. Zum Zweck der Treibstoffkostenverringerung wird für den PS-Verlust verlangt, daß er verringert wird, indem das direkt angetriebene Ventilbetätigungssystem so leicht wie möglich gemacht wird. Ein herkömmlicher, aus Stahl hergestellter Ventilstößel hat eine Schwierigkeit, daß, da er eine große Trägheitsmasse hat, eine solche Anforderung kaum erfüllt werden kann, und zusätzlich hat er ein kleines Dämpfungsverhältnis, so daß sein metallisches Geräusch dazu neigt, mit nachfolgender Zunahme der Geräusche zu verbleiben, die durch den Brennkraftmaschinenmechanismus erzeugt werden.
Es ist kürzlich viel Aufmerksamkeit einem Ventilstößel gegeben worden, der aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, und statt eines solchen aus Stahl hergestellten Ventilstößels verwendet werden kann. Da die Aluminiumlegierung von relativ weicher Qualität ist, wird ein hartes Endteil, das aus Kohlenstoffstahl hergestellt ist, in einem Bereich angeordnet, gegen den eine Ventilwelle mit ihrem Endabschnitt stößt. Jedoch wird, wenn das genannte Endteil verwendet wird, das Deckteil des Ventilstößels, das mit dem Endteil in Berührung gehalten ist, leicht einer Abnutzung durch eine mögliche Drehung oder Lösung des Endteils aufgrund von Brennkraftmaschinen- Schwingungen oder einem Unterschied bei der Größe der Wärmeausdehnung ausgesetzt. Als ein Ergebnis kann sich der Zwischenraum zwischen dem Nocken und der äußeren Fläche ändern, so daß fremde Geräusche, eine Beschädigung des Ventilstößels oder eine Abnahme der Anhebegröße bewirkt wird.
Um zu verhindern, daß sich das Endteil dreht oder löst, hat beispielsweise die japanische, ungeprüfte Patentanmeldung 63- 147907 eine Struktur zum Vermeiden irgendeiner Drehung des Endteils vorgeschlagen, indem eine Ausnehmung gebildet wird, die an dem Deckabschnitt des Ventilstößels festgelegt ist, und ein Endteil von der Ausnehmung mit seltsamen Formen (nicht rund), wie einer ovalen, sternförmigen Ausgestaltung, aufgenommen wird, und der Umfangsrandbereich der genannten Ausnehmung einem Verstemmen ausgesetzt wird. Wie es in Fig. 17(a), (b) gezeigt ist, ist beispielsweise eine ovalförmige Ausnehmung 41 auf der Innenseite eines Deckteils 40a eines Stößelkörpers 40 gebildet, der aus Aluminiumlegierung hergestellt ist, wobei ein Endteil 42, das auch vom ovalen Typ ist, in der genannten Ausnehmung 41 angeordnet ist; mit dieser Anordnung kann das Endteil 42 durch Verstemmen des Umfangsrandbereichs der genannten Ausnehmung 41 festgesetzt werden.
Bei einer solchen herkömmlichen Befestigungsstruktur jedoch liegen Probleme darin, daß ein hohes Genauigkeitsmaß der Abmessung kaum aufgrund der Tatsache erreicht wird, daß ein sternförmiges Endteil durch Stanzpressen einer Stahlplatte hergestellt wird, und es besteht die Gefahr, daß das sich ergebende Endteil aufgrund seiner seltsamen Form verzerrt wird, wenn das Endteil einer Wärmebehandlung, wie Carbonisieren, ausgesetzt wird, um Härte und Abnutzungsfestigkeit zu erreichen, was eine Veränderung der Dimension bewirken kann.
Wie es in den Fig. 18(a), (b) gezeigt ist, wird das Deckteil 40a in dem Fall des genannten Ventilstößels nach dem Stand der Technik durch eine Schaftfräse M mit einem kleinen Durchmesser bearbeitet, die in Drehbewegung ist, um die Ausnehmung 41 zu bilden, so daß es schwierig ist, eine rechteckige Seite an der Umfangsseite und eine flache Seite an dem Boden der genannten Ausnehmung 41 zu formen, so daß sich ein geringer Genauigkeitsgrad ergibt. Ferner wird der Bearbeitungswirkungsgrad sehr stark verringert, da der Verarbeitungsvorgang durch die genannte Schaftfräse getrennt von dem Stanzvorgang mittels einer Drehbank ausgeführt wird.
Ein Ventilbetätigungssystem der Art, wie es oben angegeben ist, ist aus JP-A-20 40 008 bekannt. Jedoch wird ein ziemlich großes Volumen an Deckabschnitten des Stößelkörpers gemäß der genannten Druckschrift verformt, was eine ziemlich schwache Verbindung und eine geringe Genauigkeit der Position des Endteils ergibt.
Demgemäß ist es eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Ventilbetätigungssystem zu schaffen, bei dem ein Endteil eines Ventilstößels fest an einem Stößelkörper aus einer Leichtlegierung mit erhöhter Maßhaltigkeit und Bearbeitungsgenauigkeit und Wirkungsgrad befestigt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die genannte Zielsetzung dadurch ausgeführt, daß das Endteil mit einem Umfangspreßabschnitt benachbart zu der Nut versehen ist, der gegen einen Umfangskantenabschnitt des Deckabschnitts, der die Montageausnehmung bildet, anliegt, um den Umfangskantenabschnitt zum Fließen in die Nut plastisch zu verformen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Montageloch des Stößelkörpers und des Endteils kreisförmig zur Vereinfachung der Bearbeitung geformt.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Endteil aus einem Material hergestellt, das härter als das des Stößelkörpers ist, und mit einem Stanzabschnitt versehen ist, damit der Umfangskantenabschnitt des Montagelochs einer plastischen Verformung ausgesetzt wird.
Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung sind derart, daß die Befestigung des Endteils durch plastische Verformung des umgebenden Bereichs des Stößelkörpers ermöglicht, irgendeine Drehung und Lösung aufgrund von Brennkraftmaschinenschwingungen während der Lebensdauer des Stößelkörpers zu verhindern, und verhindert irgendeine Abnutzung des Ventilstößels. Ferner wird die Bearbeitung und das Herstellen des Endteils aus einem vorgefertigten Stangenmaterial mit kreisförmigem Querschnitt sowie die Bereitstellung des Befestigungsmontagelochs an der Seite des Stößelkörpers erleichtert. Die enge Berührung zwischen dem Endteil und dem umgebenden Deckabschnitt des Stößelkörpers, die durch das plastische Fließen des Materials von dem Umfangskantenabschnitt des Befestigungslochs hergestellt wird, verhindert nicht nur irgendeine Drehung und Lösung des Endteils als ein Ergebnis einer Brennkraftmaschinenschwingung, sondern vermeidet auch irgendeine mögliche Änderung eines Spiels zwischen der Nockenfläche und der Außenfläche, so daß keine Fremdstoffe eintreten und den Ventilstößel beschädigen oder den Anhebehub verringern können.
Aufgrund der Anordnung und Befestigung des Endteils durch das plastische Fließen des Materials können das Befestigungsloch und das Endteil, wie es bereits erwähnt worden ist, rund gemacht wurden, wodurch die Herstellung des Endteils durch Bearbeiten einer runden Stange mittels einer Drehbank erleichtert wird und die Verbesserung der Maßhaltigkeit im Gegensatz zu den herkömmlichen, seltsam geformten Endteilen sichergestellt wird, die durch einen Preßvorgang erzeugt werden. Ferner wird die Abmessungstreung verringert, die herkömmlicherweise durch Torsionsspannungen bewirkt wird, die bei der Carbonisierungsbehandlung auftreten können. Somit kann das Befestigungsloch des Stößelkörpers demgemäß auch kreisförmig gemacht werden, und deshalb sind die gleichen Verfahrensschritte wie beim Drehen des Stößelkörpers selbst anwendbar, und es können eine verbesserte Bearbeitungsgenauigkeit und Wirkungsgrad verglichen mit dem herkömmlichen Bearbeitungsvorgang durch eine Schaftfräse erreicht werden. Da die plastische Verformung ducrh einen Stanzabschnitt des Endteils selbst ausgeführt wird, kann die Verbindungsfestigkeit weiter erhöht werden, es wird keine Markierung einer Preßform in dem Umfangskantenbereich des Befestigungslochs zurückgelassen, und die Lebensdauer der Preßform oder des Stempels können erhöht werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in den anderen Unteransprüchen angegeben.
Imfolgenden wird die vorliegende Erfindung mehr im einzelnen mittels mehrerer Ausführungsformen von ihr in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht ist, die den Zylinderkopf zeigt, um den Ventilstößel für die Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern
Fig. 2 eine Querschnittsansicht ist, die den Zustand des Stößelkorpers der ersten Ausführungsform zeigt, der mit dem Endteil verbunden ist,
Fig. 3 eine Schnittansicht im größeren Maßtab der Verbindung der ersten Ausführungsform ist.
Fig. 4 eine Sprengschnittansicht ist, die die Reihenfolge zeigt, in der die Verbindung des Endteils erreicht wird,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht ist, die den Verbindungsvorgang zeit, wobei ein Arbeitsstempel für das Endteil der ersten Ausführungsform verwendet wird,
Fig. 6 eine Ansicht ist, die die Verbindungsschritte des Endteils der ersten Ausführungsform zeigt,
Fig. 7 eine graphische Darstellung ist, die die Wirkungen bei der Gewichtseinsparung durch aus Leichtlegierung hergestellte Ventilstößel der ersten Ausführungsform zeigt,
Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines Endteils ist, das unter Verwendung eines Formstempels bei der ersten Ausführungsform verbunden wird,
Fig. 9 eine Querschnittansicht eines Zylinderkopfes ist, der zum Beschrieben des Ventilstößels einer Brennkraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist,
Fig. 10 eine vordere Querschnittsansicht des Ventilstößels der zweiten Ausführungsform ist
Fig. 11 eine vordere Querschnittsansicht ist, die den Austauschvorgang des Ventilstößels der zweiten Ausführungsform zeigt,
Fig. 12 eine vordere Querschnittsansicht einer Abänderung des Ventilstößels der zweiten Ausführungsform ist,
Fig. 13 eine vordere Querschnittsansicht einer anderen Abänderung des Ventilstößels der zweiten Ausführungsform ist,
Fig. 14 eine Draufsicht auf eine weitere Abänderung des Ventilstößels der zweiten Ausführungsform ist,
Fig. 15 eine vordere Querschnittsansicht einer weiteren Abänderung des Ventilstößels der zweiten Ausführungsform ist,
Fig. 16 eine vordere Querschnittsansicht einer anderen Abänderung des Ventilstößels der zweiten Ausführungsform ist,
Fig. 17 eine Ansicht einer Verbindungsstruktur für das Endteil nach dem Stand der Technik ist, und
Fig. 18 eine Ansicht ist, die den Vorgang zeigt, ein Befestigungsloch in einem herkömmlichen Deckabschnitt herzustellen.
Die Fig. 1-7 stellen einen Ventilstößel für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Bezug nehmend auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Zylinderkopf einer wassergekühlten 4-Takt-Brennkraftmaschine, die ein direkt wirkendes Ventilsystem hat. Der Zylinderkopf 1 hat eine Brennkammer 2a, die in einer ausgesparten Form auf ihrer unteren Seite vorgesehen ist und einen Auslaßkanal 3 und einen Einlaßkanal 4 einschließt. Diese Kanäle haben ein Auslaßventil 5 bzw. Einlaßventil 6, wobei die Ventile an ihren Schäften 5a und 6a durch eine Ventilführung 7 derart gehalten sind, daß die genannten Schäfte in eine vertikale Richtung bewegt werden können. Halteteile 9 sind an dem oberen Ende des Schäfte 5a, 6a der jeweiligen Ventile 5, 6 durch Querkeile 8 befestigt und eine Ventilfeder 10 ist zwischen das genannte Halteteil 9 und eine Federbeilagscheibe 2b des Zylinderkopfes 2 eingefügt. Das Auslaß- und Einlaßventil 5, 6 sind durch die Ventilfeder 10 so vorbelastet, daß die genannten Kanäle gesperrt sind.
Es sind Auslaß- und Einlaßnockenwellen 11, 11 oberhalb des genannten Auslaßventils 5 bzw. Einlaßventils 6 vorgesehen. Jede der Nockenwellen 11 ist drehbar durch die obere Seite des genannten Zylinderkopfes 2 so gelagert, daß erstere zur Drehung durch eine nichtgezeigte Kurbelwelle angetrieben werden können. Jede Nockenwelle 11 hat einen Nocken 11a, der in dem Bereich gebildet ist, der jedem der Ventile 5, 6 entspricht, so daß sich die genannte Nockenwelle 11a drehen kann, um unmittelbar jedes Ventil 5, 6 über ein Ventilstößel 12 in eine Öffnungs- und Schließposition zu drehen.
Die genannten Ventilstßel 12, die in den oberen Enden der Schäfte 5a, 6a der Ventile 5, 6 angebracht sind, umfassen jeweils Stößelkörper 13, äußere Platten 14, die auf den Stößelkörpern 13 angeordnet sind und Endteile 16, an der Innenseite der Stößelkörper 13. Jeder der genannten Stößelkörper 13 ist von einer abgedeckten, rohrförmigen Form mit einem zylindrischen Mantel 13a, der einstückig mit einem Deckabschnitt 13b verbunden ist, wobei der Mantel 13a durch ein Führungsloch 2c verschiebbar gehalten ist, das in dem Zylinderkopf 1 gebildet ist. Der genannte Stößelkörper 13 ist hier aus einer Leichtlegierung hergestellt, insbesondere, wie einer Aluminiumlegierung, Magnesiumlegierung oder Titanlegierung. Der genannte Mantel 13a hat eine harte Schicht, die seinen Außenumfang überdeckt, wobei die harte Schicht durch Abscheiden von Molybdändisulfid auf einer hart Cr-beschichteten oder durch anodisches Oxidieren behandelten, porösen Schicht, hergestellt wird.
Der genannte Stößelkörper 13 weist eine Ausnehmung 13d mit großem Durchmesser auf, die auf der oberen Seite des Deckabschnitts 13b geformt ist, wobei die äußere Platte 14 lösbar in der Ausnehmung 13d angebracht wird. Die äußere Platte 14, die aus einem sehr harten Stahl hergestellt ist, erstreckt sich mit ihrem oberen Abschnitt über den Umfangsrandabschnitt 13c der Ausnehmung 13d hinaus und ist mit dem genannten Nocken 11a in Gleitberührung. Die äußere Platte 14 wird wahlweise so gesetzt, daß das Spiel zwischen der äußeren Platte 14 und der Nocke 11a gleich einem vorbestimmten Wert gemacht wird. Die Einstellung des Spiels wird erreicht, indem der Umfangsrandabschnitt 13c des genannten Stößelkörpers mittels einer Spannvorrichtung nach unten gezwungen wird, um ein Spiel zwischen dem genannten Stößelkörper 13 und der Nockenwelle 11 zu erzeugen, und dann wird ein Austausch gegen eine andere äußere Platte vorgenommen, die eine unterschiedliche Dicke aufweist.
Zusätzlich hat der Deckabschnitt 13b des genannten Stößelkörpers 13 eine Ausnehmung mit kleinem Durchmesser (Befestigungsloch)15, das auf seiner Innenseite gebildet ist. Die genannten Endteile 16 sind in den Ausnehmungen 15 angeordnet und stoßen gegen die oberen Enden der Schäfte 5a, 6a der genannten Ventile 5, 6. Jedes der genannten Endteile 16 in der Form einer Stahlscheibe ist aus einem Verbindungsabschnitt 16a, der innerhalb der genannten Ausnehmung 15 angeordnet wird, und einem Preßabschnitt 16b, der mit ersterem einstückig ist, gebildet, wobei der Preßabschnitt 16b den Umfangsrandabschnitt 13e der genannten Ausnehmung 15 einer plastischen Verformung aussetzen soll. Der genannte Verbindungsabschnitt 16a hat eine Ringnut 16c, die auf seiner äußeren Umfangsfläche gebildet ist und in die ein Teil des Umfangsrandabschnitts 13e der genannten Ausnehmung 15 durch einen Vorgang auf der Grundlage einer plastischen Verformung eingebracht wird, wodurch das genannte Endteil 16 an dem Deckabschnitt 13b befestigt wird.
Der Befestigungsvorgang des genannten Endteils 16 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4-6 beschrieben.
Zuerst wird der Verbindungsabschnitt 16a des Endteils 16 in die Ausnehmung 15 des Deckabschnitts 13b (siehe Fig. 4, 6(a)) eingeführt. Dann wird ein unterer Stempel A in die Ausnehmung 13d für die Platte des Deckabschnitts 13b eingeführt, während ein oberer Stempel B mit dem oberen Abschnitt des Endteils 16 in Berührung gebracht wird, auf den durch den oberen Stempel B ein Druck ausgeübt wird. Danach stößt der Stempel 16b des genannten Endteils 16 gegen den Umfangsrandabschnitt 13e der Ausnehmung 15 (siehe Fig. 6(b)), und wenn ein weiterer Druck auf das Endteil 16 ausgeübt wird, wird ein Bereich nahe dem Anstoßen zwischen dem Umfangsrandabschnitt 13e und dem Stempel 16b einer plastischen Verformung ausgesetzt, bis der sich ergebende, verformte Teil in die genannte Ringnut 16c (siehe Fig. 6(c)) fließt. Und wenn die Druckbeaufschlagung zu dem Zeitpunkt angehalten wird, wenn das Endteil 16 die Bodenfläche der Ausnehmung 15 erreicht, befindet sich das Endteil 16 in einer vollständigen Verbindung mit dem Deckabschnitt 13b (siehe Fig. 5 und 6(d)).
Gemäß der ersten Ausführungsform wird die Verbindung zwischen dem Endteil 16 und dem Deckabschnitt 13b ausgeführt, indem der plastisch verformte Umfangsrandabschnitt 13e der Ausnehmung 15 des aus Leichtlegierung hergestellten Stößelkörpers 13 in die Nut 16c des Endteils 16 eingebracht und eingepaßt wird, wodurch irgendeine Drehung oder Lösung, die durch Schwingungen der Brennkraftmaschine oder einen Wärmeausdehnungsunterschied hervorgerufen werden kann, sowie irgendeine Änderung des Spiels zwischen dem Nocken 11a und der äußeren Platte 14 vermieden wird, wodurch sich eine weitere Vermeidung irgendeiner Erzeugung von fremden Geräuschen, eine Beschädigung des Venilstößels oder eine Verringerung der Anhebegröße ergibt.
Ferner ermöglicht die Verwendung der Struktur, bei der das genannte Endteil 16 fest an dem Stößelkörper 13 unter Verendung des plastischen Fließens oder Metallfließens befestigt wird, die Verwendung des Endteils 16, das rund ist, und aus einer auf einer Drehbank bearbeiteten runden Stange ohne weieres und genau hergestellt worden ist; ein solches Endteil kann eine erhöhte Maßhaltigkeit, verglichen mit einem unter Druck geformten Endteil seltsamer Form und mit einer sich ergebenden verringerten Bemessungsstreuung, aufweisen. Zusätzich kann die Ausnehmung 15 des genannten Deckabschnitts 13b mit einer runden Form verwendet werden, und deshalb kann das Endteil zusammen mit dem Bearbeiten des genannten Stößelkörers auf einer Drehbank gebildet werden, was die Notwendigkeit des herkömmlichen Schaftfräsens vermeidet, wodurch eine Vereserung des Verarbeitungswirkungsgrades auftritt.
Ferner verwendet die erste Ausführungsform den sogenannten Werkstückpreßvorgang, bei dem der Umfangsrandabschnitt 13e der genannten Ausnehmung 15 durch den Stempel 16b des Endteils 16 einem plastischen Fließen ausgesetzt wird. Dies erlaubt eine Erhöhung der Verbindungsfestigkeit, wobei keine Spur des obeen Preßstempels B zurückgelassen wird, und das Bereitstellen eines oberen Stempels B mit einer flachen Preßoberfläche, wourch eine lange Lebensdauer des oberen Stempels sichergestellt wird.
Ferner kann bei der ersten Ausführungsform, da der aus Leichtegierung hergestellte Stößelkörper 13 verwendet wird, das geamte wirkende Ventilsystem mit geringem Gewicht hergestellt werden, und somit kann es einerseits zu einer Zunahme des Leistungsausgangs und andererseits zu einer Verringerung der Treibstoffkosten beitragen. In diesem Zusammenhang war, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, die träge Masse des Stahlventilstößels nahezu 30 Gramm bei jedem der Bauteile, die das wirkende Venilsystem bilden. Im Gegensatz dazu stellte ein Austausch mit einem aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Ventilstößel eine Gewichtsverringerung für den Ventilstößel allein von mehr oder weniger 40% und ungefähr 10% weniger an Gewicht des geamten wirkenden Ventilsystems dar.
Bei der ersten Ausführungsform wurde die Verbindung des Endeils 18 mit dem Stößelkörper 13, wobei der Werkstückpreßvorang verwendet wurde, in beispielhafter Weise beschrieben, aber eine solche Verbindung kann auch bei einem Formpreßvorgang bei der vorliegenden Erfindung ausgefüllt werden, wie es durch Fig. 8 gezeigt ist. Dieser besondere Vorgang schließt ein, ein scheibenförmiges Endteil 20, das eine Nut 20a auf seinem Außenumfang aufweist, in die Ausnehmung 15 des Deckabschnitts 13b zum richtigen Positionieren einzusetzen und einen Druck auf den Umfangsrandabschnitt 13e der genannten Ausnehmung 15 mittels einer Metallform 21 mit einem Ringsteg 21a aufzurinen, der bewirkt, daß ein Teil des Umfangsrandabschnitts 13e der genannten Ausnehmung 15 plastisch verformt wird, um in die Nut 20a des genannten Endteils 20 zu fließen, wodurch somit zu der Verbindung des Endteils 20 mit dem Stößelkörper geführt wird.
Die Figuren 9-11 sollen eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellen.
Dies ist ein Beispiel der Anwendung auf einen sogenannten randfreien Ventilstößel 12, bei dem die äußere Platte 14 auf dem Deckabschnitt 13b des aus Leichtlegierung hergestellten Stößelkörpers 13 zur Ausdehnung der Nockengleitebene angeordnet ist. Der genannte Ventilstößel 12 ist an dem oberen Ende des genannten Ventilschafts 6a angebracht und umfaßt äußere Platten 14, die auf der Außenseite bzw. Innenseite des Stößelkörpers angeordnet sind, und das Endteil 18. Der genannte Stößelkörper 13 ist von einer abgedeckten, rohrförmigen Art, die eine an dem oberen Ende des zylindrischen Mantels 13a gebildete Öffnung aufweist und durch den Deckabschnitt 13b geschlossen ist, und der Mantel 13a ist verschiebbar durch das Führungsloch 2c gehalten, das in dem genannten Zylinderkopf 1 begrenzt ist. Der genannte Stößelkörper 13 ist aus einer Leichtlegierung hergestellt, wie Aluminiumlegierung, Magnesiumlegierung oder Titanlegierung. Der genannte Mantel 13a weist eine harte Schicht auf, die auf seinem Außenumfang gebildet ist, wobei die harte Schicht hergestellt wird, indem ein Molybdändisulfid auf einer hart Cr-beschichteten oder durch anodisches Oxidieren bearbeiteten, porösen Schicht hergestellt wird.
Das genannte Endteil 16, das aus Stahl hergestellt ist, umfaßt ein stangenförmiges Positionierungselement 16a und einen Preßabschnitt 16d in der Form einer Scheibe, die einstückig mit dem unteren Ende des Positionierungselements 16a gebildet ist, und dieser Preßabschnitt 16d stößt gegen das obere Ende des Ventilschaftes 6a des genannten Einlaßventils 6. Eine Ringnut 16c ist auf dem Außenumfang der Seite des Preßabschnitts 16d des genannten Positionierungselements 16a gebildet und der Stempel 16b, um einen Teil des Deckabschnitts 13b einer plastischen Verformung auszusetzen, ist in einer ringförmigen und abgestuften Ausgestaltung an dem Randbereich zwischen der genannten Ringnut 16c und dem Preßabschnitt 16d vorgesehen. Ein plastisch geflossener Bereich a, der sich aus der plastischen Verformung durch den genannten Stempel 16b von einem Teil des Deckabschnitts 13b ergibt, ist in die genannte Ringnut 16c eingepaßt, wodurch das genannte Endteil 16 fest an dem Deckabschnitt 13b des genannten Stößelkörpers 13 angebracht ist. Das Positionierungselement 16a des genannten Endteils 16 steht nach oben mit seinem oberen Ende von dem genannten Deckabschnitt 13b hervor.
Die genannte äußere Platte 14 ist auf einer Plattenaufnahmeoberfläche des genannten Deckabschnitts 13b, nämlich einer flachen Oberseite des genannten Deckabschnitts 13b, angeordnet, und das hervorstehende obere Ende des genannten Positionierungselements 16a wird von einem Positionierungsloch 14a aufgenommen, das sich durch den mittleren Abschnitt der flachen oberen Seite des Deckabschnitts 13b erstreckt, wobei diese Anordnung dazu dient, eine seitliche Bewegung der genannten äußeren Platte 14 zu verhindern. Die obere Endseite des genannten Positionierungselements 16a ist etwas knapp unterhalb der oberen Seite der äußeren Platte 14 angeordnet.
Der Durchmesser d1 der äußeren Platte 14 wird festgelegt, daß er etwas kleiner als der Durchmesser d2 des Deckabschnitts 13b des genannten Stößelkörpers 13 ist. Der Unterschied zwischen den beiden Durchmessern ist groß genug, eine Berührung mit einem Anschlagwerkzeug zu erlauben, um den Ventilstößel 12 in einer unteren Position zu verriegeln, den das Ventil beim Austausch der äußeren Platte annehmen soll. Dies bewirkt, daß der Umfangsrandabschnitt der die Platte aufnehmenden Seite des genannten Deckabschnitts 13b auf der Nockenwellenseite mit der Größe des Unterschieds zwischen den Durchmessern freigelegt wird, und der freigelegte Abschnitt schafft einen Werkzeugaufnahmeabschnitt b.
Auch ist bei der zweiten Ausführungsform das Endteil 16 an dem Deckabschnitt 13b mit Hilfe des plastischen Fließens (oder Metallfließens) befestigt, wodurch das genannte Endteil 16 daran gehindert wird, locker zu werden.
Bei der diesbezüglichen Ausführungsform wird der Austausch des Endteils 14 ausgeführt, indem der Ventilstößel 12 durch Drehen der Nockenwelle abgesenkt wird, das Werkzeug T1 zwischen den genannten Ventilstößel 12 und die Nockenwelle 11 zwischengefügt wird und der Abschnitt der genannten äußeren Platte 14 dem genannten Anschlag T1 gegenüberliegend, durch ein Ablösewerkzeug T2 angehoben wird, so daß die äußere Platte 14 entfernt werden kann, um durch eine andere äußere Platte mit einer unterschiedlichen Dicke ersetzt zu werden, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.
Gemäß der zweiten Ausführungsform erlaubt das Bereitstellen des Werkzeugaufnahmeabschnitts b, indem die äußere Platte 14 vorgesehen wird, die durchmessermäßig etwas kleiner als der Deckabschnitt 13b ist, den Austausch der äußeren Platte durch die Verwendung eines randlosen Ventilstößels, und wobei die Nockenwelle 11 beibehalten werden kann, so daß eine Verbesserung bei dem Wirkungsgrad des Spieleinstellens sichergestellt wird.
Bei der zweiten Ausführungsform wurde auf das Positionierungsloch 14a, das dazu bestimmt ist, das Positionierungselement 16a des Endteils 16 aufzunehmen, Bezug genommen, als daß es in die äußere Platte 14 eingeführt ist, aber dieses Positionierungsloch mag nicht so tief sein, als daß es sich durch die äußere Platte 14 erstreckt, wie man bei einem Positionierungselement 14a sieht, das in den Figuren 12 und 13 gezeigt ist.
In bezug auf den Befestigungsvorgang des Endteils kann ein Endteil 16' in das Befestigungsloch des Deckabschnitts 13b von außerhalb des Stößelkörpers 13 eingeführt werden, wie es in Fig. 13 gezeigt ist.
Bei der zweiten Ausführungsform stammt der Werkzeugaufnahmeabschnitt b davon her, weil die äußere Platte 14 durchmessermäßig etwas kleiner als der Deckabschnitt 13b vorgesehen ist, aber dieser besondere Werkzeugaufnahmeabschnitt kann durch ein anderes Vorgehen erzeugt werden. Wie es in den Fig. 14 und 15 dargestellt ist, wird beispielsweise die äußere Platte 14 im Durchmesser gleich dem Deckabschnitt 13b gemacht, und die äußere Platte 14 wird mit einer Kerbe 14b gebildet, die einen Werkzeugaufnahmeabschnitt b schafft, der sich ganz außen befindet.
Die Bereitstellung eines solchen Werkzeugaufnahmeabschnitts b, der gebildet wird, indem ein Teil der äußeren Platte 14 ausgeschnitten wird, macht es möglich, einen Plattenaustausch selbst in dem Fall vorzunehmen, wenn die äußere Platte einen identischen Durchmesser wie den des Deckabschnitts 13b hat, der die Berührungsoberfläche einer Nocke so viel länger machen kann.
Ferner ist bei der angegebenen zweiten Ausführungsform die Anordnung derart, daß die gesamten Lasten, die auf die äußere Platte 14 wirken, von dem Stößelkörper 13 auf der oberen Oberfläche aufgenommen werden sollen, aber das Endteil 13 kann auch diese Last mit aufnehmen, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Dort ist ein Befestigungsloch 32 für das Endteil gebildet, das sich durch die Mittelachse eines Deckabschnitts 30a eines Stößelkörpers 30 erstreckt, und ein Positionierungselement 33a eines scheibenförmigen Endteils 33, das aus dem genannten Positionierungselement 33a und einem Preßabschnitt 33d besteht, wird von dem genannten Befestigungsloch 32 aufgenommen. Die Basis des Positionierungselements 32a ist im Durchmesser größer als sein oberer Endabschnitt. Dieser obere Endabschnitt steht von der Oberseite der genannten Abdeckung 30a hervor, und ein Positionierungsloch 31a der genannten äußeren Platte 31 ist an diesem oberen Endabschnitt angebracht. Die Basis des genannten Positionierungselements 33a hat eine daran gebildete Nut 33c. Das Endteil 33 wird mit dem Deckabschnitt 30a verbunden, indem ein Umfangsrandabschnitt 30b des genannten Befestigungslochs 32 einem plastischen Fließen ausgesetzt wird, so daß der Umfangsrandabschnitt 30b in die genannte Nut 33c fließt.
Auch kann bei der genannten Abänderung des Beispiels, das in Fig. 16 gezeigt ist, eine ähnliche Wirkung wie die der genannten zweiten Ausführungsform durch das Endteil 33 erhalten werden, das fest mittels des plastischen Fließvorgangs befestigt worden ist. Ferner können Lasten, die auf die genannte äußere Platte 31 wirken, nicht nur von dem Stößelkörper 30 sondern auch von dem Endteil 33 aufgenommen werden.
Wie es oben beschrieben worden ist, arbeitet gemäß der zweiten Ausführungsform und ihren Abänderungen das genannte Endelement 33 als eine Einrichtung, die äußere Platte 31 zu positionieren, wodurch die Notwendigkeit der für die äußere Platte 31 beabsichtigten Ausnehmung mit dem Ergebnis vermieden wird, daß die äußere Platte 31 einen größeren Durchmesser als das Gegenstück der ersten Ausführungsform haben kann.

Claims

1. Direkt angetriebenes Ventilbetätigungssystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem tassenförmigen Ventilstößel (12), der einen zylindrischen Körper (13a, 30) und einen aus einer Leichtlegierung bestehenden Deckabschnitt (13b, 30a) aufweist, wobei der Deckabschnitt (13b, 30a) im wesentlichen ein Ende des zylindrischen Körpers (13a, 30) abschließt und eine Außenoberfläche zur Abstützung eines äußeren Druckstückes (14) besitzt, um durch eine ventilbetätigende Nockenerhebung (11a) einer Nokkenwelle (11) betätigt zu werden, und mit einer Innenoberfläche zur Abstützung eines Endteiles (16, 33) in einer Montageöffnung (15, 32), die in dem Deckabschnitt (13b, 30a) ausgebildet ist, um mit einem oberen Ende eines Ventilschaftes (5a, 6a) eines zugehörigen Einlaß- oder Auslaßventiles (5, 6) in Eingriff zu sein, wobei das Endteil (16, 33) eine Nut (16c, 33c) aufweist, eingesetzt in den Deckabschnitt (13b, 30a) unter plastischer Verformung desselben, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (16, 33) mit einem Umfangs-Stanzabschnitt (33b, 16b) benachbart zu der Nut (16c, 33c) versehen ist, der gegen einen Umfangskantenabschnitt (13e, 30 b) des Deckabschnittes (13b, 30a), der die Montageausnehmung (15) bildet, anliegt, um den Umfangskantenabschnitt zum Fließen in die Nut (16c, 33c) plastisch zu verformen.

2. Ventilbetätigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (16, 33) zwei Umfangsnuten (16c, 33c) aufweist, um in diesen das verformte Material des Deckabschnittes (13b, 30a) aufzunehmen.

3. Ventilbetätigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (16, 33) eine Stahlscheibe ist, die einen Verbindungsabschnitt (16a, 33a) benachbart zu dem flanschartigen Stanzabschnitt (16b, 33b) aufweist.

4. Ventilbetätigungssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt zwei Umfangsnuten von dreieckigem Querschnitt aufweist.

5. Ventilbetätigungssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (16, 33) im Querschnitt kreisförmig ist.

6. Ventilbetätigungssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (16, 33) aus einem Material besteht, das härter ist als das des umgebenden Deckabschnittes des Ventilstößels (12, 30).

7. Ventilbetätigungssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenoberfläche des Deckabschnittes einen nach einwärts vorspringenden Nabenabschnitt bildet, in der die gestufte Montageausnehmung (15) ausgenommen ist, um das Endteil (16, 31) aufzunehmen.

8. Ventilbetätigungssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche eine Ausnehmung zur Aufnahme des äußeren Druckstückes (14, 31) aus Stahl in dieser aufweist, welches nach oben von der Außenobertläche vorspringt.

9. ventilbetätigungssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche des Deckabschnittes flach ist und eine Auflagefläche zür das äußere Druckstück bildet, wobei das äußere Druckstück durch das Endteil (33) von unten befestigt ist.

10. Ventilbetätigunssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckabschnitt eine Montagedurchgangsöffnung in Ausrichtung mit einer Positionieröffnung aufweist, die sich durch das äußere Druckstück (14, 31) erstreckt und daß das Endteil einen Eingriffsabschnitt am Vorderende des Verbindungsabschnittes aufweist, der mit der Positionierbohrung des äußeren Druckstückes (14, 31) ein Eingriff ist.

11. Ventilbetätigungssystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierbohrung (14a) eine Durchgangsbohrung oder eine Blindbohrung ist.

12. Ventilbetätigungssystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (33) eine Schulter aufweist, die gegen das äußere Druckstück (31) anliegt, um Belastungen, die auf das äußere Druckstück (31) von oben einwirken, auf den Deckabschnitt (30a) und das Endteil (33) zu verteilen.