EP0085373A1 - Method for the fluid-tight fastening of the outward edge of a flange-like part of a sheet in the bore of a valve tappet, and device for carrying out the method - Google Patents

Method for the fluid-tight fastening of the outward edge of a flange-like part of a sheet in the bore of a valve tappet, and device for carrying out the method Download PDF

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EP0085373A1 EP83100576A EP83100576A EP0085373A1 EP 0085373 A1 EP0085373 A1 EP 0085373A1 EP 83100576 A EP83100576 A EP 83100576A EP 83100576 A EP83100576 A EP 83100576A EP 0085373 A1 EP0085373 A1 EP 0085373A1
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Abstract

Bei einem Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äußeren Randes eines flanschartigen Blechteiles (5) in der Bohrung eines ein hydraulisches Spielausgleichselement aufweisenden, aus Stahl bestehenden tassenförmigen Ventilstößels (1) für Brennkraftmaschinen wird der Ventilstößel (1) vom offenen Ende aus in seiner Bohrung zweifach stufenförmig im Durchmesser reduziert, wobei der axiale Abstand der beiden Stufen (8, 9) größer als die Dicke des Blechteiles (5) ist, es wird weiterhin der äußere Rand des Blechteiles (5) auf die zweite Stufe (8) aufgesetzt und es wird schließlich durch einen Prägestempel (11) axial auf die erste Stufe (9) gedrückt, unter gleichzeitiger Anwendung einer elektrischen Widerstandserwärmung durch Anlegen von Stromzuführungen an den Prägestempel (11) einerseits und an den Ventilstößel (1) andererseits.In a method for the liquid-tight fastening of the outer edge of a flange-like sheet metal part (5) in the bore of a cup-shaped valve tappet (1) made of steel and having a hydraulic compensation element for internal combustion engines, the valve tappet (1) is doubled in its bore from the open end in two steps Reduced diameter, the axial distance between the two steps (8, 9) being greater than the thickness of the sheet metal part (5), the outer edge of the sheet metal part (5) is further placed on the second step (8) and it is finally through an embossing stamp (11) is pressed axially onto the first step (9), with simultaneous application of electrical resistance heating by applying current leads to the embossing stamp (11) on the one hand and to the valve tappet (1) on the other.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äußeren Randes eines flanschartigen Blechteiles in der Bohrung eines ein hydraulisches Spielausgleichselement aufweisenden, aus Stahl bestehenden tassenförmigen Ventilstößels für Brennkraftmaschinen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for the liquid-tight fastening of the outer edge of a flange-like sheet metal part in the bore of a cup-shaped valve lifter for internal combustion engines, which has a hydraulic lash adjuster, and a device for carrying out this method.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren hat man zwischen dem Außenrand des flanschartigen Blechteiles einerseits und der Bohrung des tassenförmigen Ventilstößels andererseits ein ringförmiges Teil aus einem metallischen Werkstoff, der leichter verformbar ist, als der Werkstoff des Ventilstößels, angeordnet und anschließend dieses ringförmige Teil mittels eines Preßstempels derart plastisch verformt, daß es einerseits dichtend in eine Ausnehmung der Bohrung des Ventilstößels eingreift und andererseits formschlüssig und dichtend den Außenrand des flanschartigen Blechteiles umgreift (DE-OS 27 54 446).In a known method of this type, an annular part made of a metallic material, which is more easily deformable than the material of the valve tappet, is arranged between the outer edge of the flange-like sheet metal part on the one hand and the bore of the cup-shaped valve tappet, and this annular part is then arranged in this way by means of a press ram plastically deformed that on the one hand it engages in a recess in the bore of the valve tappet and on the other hand positively and sealingly engages around the outer edge of the flange-like sheet metal part (DE-OS 27 54 446).

Dieses bekannte Verfahren, das zu durchaus brauchbaren Ergebnissen führt, hat den Nachteil, daß ein zusätzliches Teil, nämlich der Ring aus leichter verformbarem Werkstoff benötigt wird und daß weiterhin die Ausnehmung in der Bohrung des Ventilstößels, in welche dieser Ring eingeformt werden muß, eine zusätzliche spanabhebende Bearbeitung erforderlich macht, an die zudem noch recht hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt werden müssen, um einen wirklich flüssigkeitsdichten Sitz zu erhalten. Hinzu kommt noch, daß wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Ventilstößels und des flanschartigen Blechteiles einerseits, und andererseits des ringförmigen Teiles, welches beispielsweise aus Aluminium bestehen kann, die Gefahr besteht, daß bei gewissen Temperaturzuständen unerwünschte Undichtigkeiten auftreten können.This known method, which leads to very useful results, has the disadvantage that an additional part, namely the ring made of more easily deformable material is required and that the recess in the bore of the valve lifter, in which this ring is inserted must be formed, requires additional machining, which also have to meet very high accuracy requirements in order to obtain a really fluid-tight fit. In addition, because of the different thermal expansion coefficients of the valve tappet and the flange-like sheet metal part on the one hand, and on the other hand of the annular part, which can be made of aluminum, for example, there is a risk that undesirable leaks can occur under certain temperature conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, durch-welches eine einwandfreie und dauernd flüssigkeitsdichte Befestigung des flanschartigen Blechteiles in der Bohrung des Ventilstößels ermöglicht wird, ohne daß es hierzu eines zusätzlichen Bauteiles bedürfte.The invention has for its object to propose a method by which a perfect and permanently liquid-tight attachment of the flange-like sheet metal part in the bore of the valve lifter is made possible without the need for an additional component.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Ventilstößel vom offenen Ende aus in seiner Bohrung zweifach stufenförmig im Durchmesser reduziert wird, wobei der axiale Abstand der beiden Stufen größer als die Dicke des Blechteiles ist, daß der äußere Rand des Blechteiles auf die zweite Stufe aufgesetzt wird, und daß durch einen Prägestempel axial auf die erste Stufe gedrückt wird unter gleichzeitiger Anwendung einer elektrischen Widerstandserwärmung durch Anlegen von Stromzuführungen an den Prägestempel einerseits und an den Ventilstößel andererseits. Durch die Erwärmung in dem Bereich der Ventilstößelbohrung, in welchem der Prägestempel angreift, wird dort der Werkstoff des Ventilstößels plastisch verformbar, wodurch er so um den Rand des Blechteiles herumgeformt wird, daß dieser absolut flüssigkeitsdicht eingebettet wird. Wegen der während des Verfcrmungsvorganges angewandten Wiederstandserwärmung ist es möglich, die Verformung auch dann, wenn das Teil einsatzgehärtet ist, durchzuführen, ohne daß es eines vorherigen Anlaßvorganges oder dergleichen bedürfte.The invention solves this problem in that the valve tappet is reduced in its bore twice in steps from its open end, the axial distance between the two steps being greater than the thickness of the sheet metal part, in that the outer edge of the sheet metal part is placed on the second step is, and that is pressed axially on the first stage by a stamping stamp while simultaneously using an electrical resistance heating by applying current leads to the stamping stamp on the one hand and to the valve lifter on the other. Due to the heating in the area of the valve tappet bore in which the stamping die engages, the material of the valve tappet becomes plastically deformable there, whereby it is shaped around the edge of the sheet metal part in such a way that it is embedded in an absolutely liquid-tight manner. Because of the resistance heating applied during the deformation process, it is possible to use the Ver Forming even if the part is case hardened to carry out without the need for a previous tempering process or the like.

Um zu gewährleisten, daß die Erwärmung örtlich eng begrenzt bleibt, und sich damit nicht nachteilig auf die angrenzenden Bereiche des Ventilstößels, insbesondere seine äußere Mantelfläche auswirkt, kann in Weiterbildung der Erfindung der elektrische Strom nur extrem kurzzeitig (impulsartig), insbesondere über einen Zeitraum von nur 0,02 bis 0,8 sec. zugeführt werden.In order to ensure that the heating remains locally limited, and thus does not have a detrimental effect on the adjacent areas of the valve lifter, in particular its outer lateral surface, in a further development of the invention the electric current can only be extremely brief (pulse-like), in particular over a period of only 0.02 to 0.8 seconds.

Die für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung kann nach der Erfindung so ausgebildet sein, daß der Prägestempel als hohlzylindrisches Teil ausgeführt ist, in dessen Bohrung elektrisch isoliert ein Niederhaltestempel längsverschieblich geführt und durch eine Feder gegenüber dem Prägestempel abgestützt ist, wobei die eine Stromzuführung an den Prägestempel und die andere an den Niederhaltestempel geführt ist. Bei Anwendung dieser Vorrichtung wird zusätzlich dadurch eine örtliche Begrenzung der Erwärmung nur auf den zu verformenden Bereich erzielt, daß der zugeführte Strom nur zwischen Prägestempel und Niederhaltestempel über die mit diesen beiden Stempeln in Berührung kommenden Teile fließt.The device required for performing the method can be designed according to the invention in such a way that the embossing die is designed as a hollow cylindrical part, in the bore of which a hold-down die is guided so as to be longitudinally displaceable in an electrically insulated manner and is supported by a spring relative to the embossing die, the power supply to the Embossing stamp and the other is led to the hold-down stamp. When this device is used, local heating is only limited to the area to be deformed by the fact that the current supplied flows only between the stamping die and the holding-down punch over the parts that come into contact with these two stamps.

In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Es zeigen:

  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ventilstößel und einen Prägestempel und
  • Fig. 2 bis 4 Teil-Längsschnitte gemäß Fig. 1 in verschiedenen aufeinanderfolgenden
The invention is illustrated in the drawings using an exemplary embodiment. Show it:
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a valve lifter and a stamp and
  • 2 to 4 partial longitudinal sections according to FIG. 1 in different successive

Verfahrensstadien.Process stages.

Der in Fig. 1 dargestellte Ventilstößel besteht aus dem becherförmigen Gehäuse 1, welches die Außenwand 2 und konzentrisch dazu das zylindrische Innenteil 3 aufweist. Diese konzentrisch zueinander angeordneten Teile 2 und 3 begrenzen den Ölvorratsraum 4. An der offenen Seite des becherförmigen Gehäuses 1 ist dieser Ölvorratsraum 4 durch das flanschartige Blechteil 5 abgeschlossen, welches sich einerseits auf dem Dichtungsring 6 abstützt, welcher in dem auf dem zylindrischen Innenteil 3 abgestützten Winkelring 7 angeordnet ist, und welcher andererseits auf der zweiten Stufe 8 der doppelt abgestuften Bohrung der Außenwand 2 aufliegt. Der axiale Abstand zwischen dieser zweiten Stufe 8 und der vorgelagerten ersten Stufe 9 ist größer als die Dicke des Blechteiles 5.The valve lifter shown in Fig. 1 consists of the cup-shaped housing 1, which has the outer wall 2 and concentrically to the cylindrical inner part 3. These parts 2 and 3, which are arranged concentrically to one another, delimit the oil storage space 4. On the open side of the cup-shaped housing 1, this oil storage space 4 is closed off by the flange-like sheet metal part 5, which is supported on the one hand on the sealing ring 6, which is supported on the cylindrical inner part 3 Angle ring 7 is arranged, and which, on the other hand, rests on the second step 8 of the double-stepped bore of the outer wall 2. The axial distance between this second stage 8 and the upstream first stage 9 is greater than the thickness of the sheet metal part 5.

Der in Fig. 1 dargestellte Stempel 10 weist an seinem unteren Ende den hohlzylindrischen Prägestempel 11 auf, welcher in seiner Bohrung den Niederhaltestempel 12 längsverschieblich geführt aufnimmt. Zwischen diesen beiden Stempeln ist eine elektrische Isolierschicht 13 angeordnet. Durch eine Feder 14 werden die beiden Stempel 11 und 12 axial um eine solche Wegstrecke gegeneinander verschoben, wie es der Zapfen 15 zuläßt, der einerseits in einer Bohrung des Prägestempels 11 befestigt ist und andererseits in einen Längsschlitz 16 des Niederhaltestempels 12 eingreift.The stamp 10 shown in FIG. 1 has at its lower end the hollow cylindrical embossing stamp 11, which receives the hold-down stamp 12 in a longitudinally displaceable manner in its bore. An electrical insulating layer 13 is arranged between these two stamps. By means of a spring 14, the two punches 11 and 12 are axially displaced from each other by such a distance as the pin 15 allows, which is fastened on the one hand in a bore of the embossing punch 11 and on the other hand engages in a longitudinal slot 16 of the hold-down punch 12.

Der für die Widerstandserwärmung erforderliche elektrische Strom wird einerseits durch die mit dem Prägestempel 11 verbundene Leitung 17 und andererseits durch die mit dem Niederhaltestempel 12 verbundene Leitung 18 zugeführt.The electrical current required for resistance heating is supplied on the one hand through the line 17 connected to the stamping die 11 and on the other hand through the line 18 connected to the hold-down stamp 12.

In Fig. 2 ist in einem Ausschnitt der Zustand dargestellt, in welchem der Stempel 10 in die Bohrung des becherförmigen Gehäuses 1 eingeführt ist, jedoch noch keinen Kontakt mit den Teilen des Ventilstößels hat.In Fig. 2, the state is shown in a section, in which the stamp 10 in the bore of the cup-shaped Housing 1 is inserted, but still has no contact with the parts of the valve lifter.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Phase hat gerade der Niederhaltestempel 12 Kontakt mit dem flanschartigen Blechteil 5, während der Prägestempel 11 noch nicht in Berührung mit dem Ventilstößel steht.In the phase shown in FIG. 3, the hold-down punch 12 is in contact with the flange-like sheet metal part 5, while the stamping punch 11 is not yet in contact with the valve tappet.

In Fig. 4 ist schließlich der Zustand dargestellt, bei welchem der Prägestempel 11 nach Zuführung des für die Widerstandserwärmung erforderlichen Stromes den Werkstoff im Bereich der ersten Stufe 9 so plastisch verformt hat, daß er sich als Ringwulst 19 um den äußeren Rand des flanschartigen Blechteiles 5 herumlegt und dieses damit flüssigkeitsdicht einbindet. In diese Figur wurde mit gestrichelten Linien der Stromfluß eingezeichnet, was erkennen läßt, daß bei Anwendung dieser Vorrichtung nicht befürchtet werden muß, daß die Härteschicht an der äußeren Oberfläche der Außenwand 2 in Mitleidenschaft gezogen wird.In FIG. 4, the state is finally illustrated, wherein the stamping die 11 after supply of the W current required iderstandserwärmung the material in the first stage 9 has deformed plastically, that he as annular bead 19 around the outer edge of the flange-plate member 5 lies around and thus integrates it in a liquid-tight manner. In this figure, the current flow was drawn in with dashed lines, which shows that there is no need to fear using this device that the hardness layer on the outer surface of the outer wall 2 will be affected.

Claims (3)

1. Verfahren zum flüssigkeitsdichten Befestigen des äußeren Randes eines flanschartigen Blechteiles (5) in der Bohrung eines ein hydraulisches Spielausgleichselement aufweisenden, aus Stahl bestehenden tassenförmigen Ventilstößels (1) für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (1) vom offenen Ende aus in seiner Bohrung zweifach stufenförmig im Durchmesser reduziert wird, wobei der axiale Abstand der beiden Stufen (8, 9) größer als die Dicke des Blechteiles (5) ist, daß der äußere Rand des Blechteiles (5) auf die zweite Stufe (8) aufgesetzt wird und daß durch einen Prägestempel (11) axial auf die erste Stufe (9) gedrückt wird unter gleichzeitiger Anwendung einer elektrischen Widerstandserwärmung durch Anlegen von Stromzuführungen an den Prägestempel (11) einerseits und an den Ventilstößel (1) andererseits.1. A method for liquid-tight attachment of the outer edge of a flange-like sheet metal part (5) in the bore of a hydraulic lash adjuster, consisting of steel cup-shaped valve tappet (1) for internal combustion engines, characterized in that the valve tappet (1) from the open end in its Bore is reduced in two steps in diameter, the axial distance between the two steps (8, 9) is greater than the thickness of the sheet metal part (5), that the outer edge of the sheet metal part (5) is placed on the second step (8) and that is pressed axially onto the first step (9) by means of an embossing stamp (11) while simultaneously using electrical resistance heating by applying current leads to the embossing stamp (11) on the one hand and to the valve tappet (1) on the other. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stromzuführungen (17, 18) elektrischer Strom nur extrem kurzzeitig (impulsartig), insbesondere nur über einen Zeitraum von 0,02 bis 0,8 sec. zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that through the current leads (17, 18) electric current is supplied only extremely briefly (pulse-like), in particular only over a period of 0.02 to 0.8 sec. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prägestempel (11) als hohlzylindrisches Teil ausgeführt ist, in dessen Bohrung elektrisch isoliert ein Niederhaltestempel (12) längsverschieblich geführt und durch eine Feder (14) gegenüber dem Prägestempel (11) abgestützt ist, wobei die eine Stromzuführung (17) an den Prägestempel (11) und die andere (18) an den Niederhaltestempel (12) geführt ist.3. A device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the stamping die (11) is designed as a hollow cylindrical part, in the bore of which a hold-down punch (12) is guided so as to be longitudinally displaceable and by a spring (14) relative to the stamping die (11 ) is supported, the one power supply (17) on the embossing stamp (11) and the other (18) is guided to the hold-down stamp (12).
EP83100576A 1982-02-02 1983-01-22 Method for the fluid-tight fastening of the outward edge of a flange-like part of a sheet in the bore of a valve tappet, and device for carrying out the method Expired EP0085373B1 (en)

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