EP0405156A1 - Tassenstösselkörper für Ventilstössel - Google Patents

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Publication number
EP0405156A1
EP0405156A1 EP90110199A EP90110199A EP0405156A1 EP 0405156 A1 EP0405156 A1 EP 0405156A1 EP 90110199 A EP90110199 A EP 90110199A EP 90110199 A EP90110199 A EP 90110199A EP 0405156 A1 EP0405156 A1 EP 0405156A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tappet
body according
tappet body
base
cup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90110199A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Seiberth
Gotthard F. Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinterwerke Grenchen AG
Original Assignee
GMB Giesserei and Maschinenbau Bodan AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GMB Giesserei and Maschinenbau Bodan AG filed Critical GMB Giesserei and Maschinenbau Bodan AG
Publication of EP0405156A1 publication Critical patent/EP0405156A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F01L1/245—Hydraulic tappets
    • F01L1/25—Hydraulic tappets between cam and valve stem
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]

Definitions

  • the invention relates to a bucket tappet body for valve tappets, comprising a cylindrical guide body, a tappet base and an element that holds a valve support and is carried by the tappet base.
  • Cup tappet bodies of this type are known, the element holding the valve support either being a guide cylinder for a hydraulic play compensation element or a valve support pin for valve tappets without hydraulic valve play compensation.
  • Cup tappet bodies of this type have so far mostly been welded together from two semi-finished parts, these semi-finished parts being produced by a large number of shaping steps or machining steps.
  • cup tappet bodies Such a production of cup tappet bodies is expensive and complex and also has the disadvantage that the use of very wear-resistant materials with good tribological properties means that forming or machining is difficult.
  • wear-resistant materials Particularly in the case of bucket tappet bodies for valve tappets with hydraulic valve lash compensation, however, there is an increasing demand for such wear-resistant materials, since in operation there is no longer any play between cams and valve tappets and thus increased wear requirements are placed on them.
  • the invention is therefore based on the object of providing a tappet body which can be produced in the simplest possible manner from wear-resistant materials and is therefore inexpensive with good wear properties.
  • This object is achieved in that the guide body and the tappet base are produced in a casting-related manner and in that the element holding the valve support is integrally connected to the tappet base and / or the guide body.
  • the great advantage of the solution according to the invention is to be seen in the fact that the casting connection between the guide body and the tappet base makes the cup tappet body very simple, in particular, for example, without a welding process and at the same time with excellent stability, and also that the element holding the valve support either in a simple and stable manner either with the pestle bottom and / or connected to the guide body. Furthermore, the use of very wear-resistant and therefore tribologically advantageous materials is possible in the solution according to the invention.
  • the term "manufactured using a casting technique” is either to be understood to mean that the entire tappet body is cast in one piece or because at least parts of the tappet body are cast and thereby cast onto already prefabricated parts, so that parts are cast on of the bucket tappet body to the prefabricated parts is finally connected to all the parts forming the bucket tappet body.
  • the element holding the valve support is either connected in one piece to the tappet base and / or in one piece with the guide body.
  • the tappet base can either be prefabricated or also cast.
  • the element holding the valve support is cast in one piece together with a part of the tappet base adjoining this.
  • the plunger base is then also cast in the course of the technical connection of all parts of the cup tappet body, or it is also conceivable that the plunger base is a prefabricated cast part.
  • the basic idea of the invention is to be seen in the fact that the individual parts of the tappet body are connected to a single part by casting one part onto the other parts. Which part is cast is not specified.
  • the guide body is produced as a casting in the course of the casting connection between the guide body and the tappet base, so that at least the guide body is cast and the casting of the guide body leads to the connection of all parts of the cup tappet body.
  • An advantageous variant of the bucket tappet body described above is characterized in that the guide body is cast onto the tappet base comprising a semi-finished part.
  • a further advantageous possibility of creating a firm connection between the semi-finished part and the cast-on parts is to encapsulate the semi-finished part in regions, for example to encapsulate the element holding the valve support at least in sections.
  • the semifinished part is designed to be castable in a form-fitting manner on the gate side.
  • the plunger base is prefabricated as a semi-finished part
  • a preferred variant of the present invention provides that the element holding the valve support is prefabricated with the plunger base as a semi-finished part, so that the guide body is cast onto this semi-finished part.
  • the guide body, the tappet base and the element holding the valve support are cast as one piece.
  • the tappet base is to be as light as possible in terms of weight, it is necessary to make all parts as light as possible, ie as thin-walled as possible.
  • the guide body has a reinforcing element running in a plane running parallel to the tappet base. This reinforcing element leads to a stiffening of the guide body, so that it can be made thinner overall.
  • This thinner-walled design of the guide body is expressed, for example, by the fact that the guide body has an undercut between the reinforcing element and the tappet base following the reinforcing element.
  • the reinforcing element is preferably designed such that it projects inward beyond an inner lateral surface of the guide body.
  • the guide body has an oil groove on its outer lateral surface at the level of the reinforcing element, if necessary, so that preferably the reinforcing element and the oil groove form a bead in the guide body.
  • the reinforcing element can be arranged at any point on the tappet body.
  • the reinforcing element it is conceivable to arrange the reinforcing element on the lower edge of the guide body in order to stiffen this free edge opposite the tappet base, in particular for the final processing of the tappet body.
  • the reinforcing element is arranged in a central region between the plunger base and a free edge of the guide body opposite the plunger base, since with this arrangement of the reinforcing element there is sufficient stiffening of the guide body and, on the other hand, for example the possibility opens up of the reinforcing element to combine with an oil groove arranged in the same area.
  • the reinforcement element could also be connected as a prefabricated part in the course of the casting connection.
  • the reinforcing element is connected in one piece to the guide body and is thus cast in one piece with the guide body in the case of a cast guide body.
  • the guide body has a reinforcing rib cast onto it and extending in a plane parallel to its cylinder axis, preferably several reinforcing ribs being provided which are at equal angular distances from one another.
  • the reinforcing rib can in principle be arranged in a wide variety of orientations.
  • a simple solution which is advantageous in terms of stability provides that the reinforcing rib runs in the radial direction to the cylinder axis of the guide body.
  • the reinforcing rib runs parallel to a tangential direction of the outer surface of the guide body.
  • reinforcing ribs In the previously described exemplary embodiments of reinforcing ribs, no consideration has been given to how far the reinforcing rib should extend in the cup tappet body. For example, it is advantageous if the reinforcing rib extends over the tappet base to the element holding the valve support.
  • the reinforcing rib extends from the reinforcing element over the inner circumferential surface of the guide body.
  • the reinforcing rib rises between the element holding the valve support and the inner circumferential surface of the guide body above the tappet base at most approximately up to the height of the element holding the valve support.
  • the reinforcing rib extends on the inner circumferential surface of the guide body from the tappet bottom to the reinforcing element or beyond the reinforcing element.
  • a special embodiment of the reinforcing rib provides that it forms a stiffening triangle connected to both the tappet base and the guide body.
  • the reinforcing rib could only act selectively on the part to be reinforced, for example on the inner circumferential surface of the guide body or the tappet base. However, it is particularly expedient if the reinforcing rib extends from the entire length
  • Another advantageous exemplary embodiment provides for the height of the reinforcing rib that it rises from the tappet base and preferably also from the inner surface of the guide body by approximately the same height as the reinforcing element from the inner surface of the guide body.
  • the element holding the valve support can be designed in the most varied of forms.
  • An advantageous embodiment provides that the element holding the valve support is a valve support pin rising from the tappet base.
  • the element holding the valve support is a guide cylinder for a hydraulic valve clearance compensation element.
  • the supply of the oil space is advantageously carried out in that the oil space is provided with an oil supply line running to the outer jacket side of the guide body, the oil supply line advantageously opening into the oil groove.
  • the bucket tappet body according to the invention is to be made as simple as possible from a manufacturing point of view if the oil supply runs through a reinforcing rib, which is advantageously thickened to accommodate the oil supply .
  • a variant that is particularly advantageous from the point of view of the material mass is characterized in that the guide cylinder forms a guide ring for the valve clearance compensation element on its side facing away from the tappet base and, between this and the tappet base, a base ring that carries the guide ring and has a larger inner and outer diameter than the guide ring has, so that the oil space is formed between this and the valve clearance compensation element.
  • An advantageous embodiment of the tappet body according to the invention therefore provides that the cast part of the tappet body is made of cast iron.
  • the cast iron expediently has a partially or completely metastably solidified structure, at least in the region of the ram base.
  • a cup tappet body of this type is manufactured, for example, from hard chilled cast iron or partially carbide cast iron. This embodiment is particularly useful in order to optimize the tribological properties of the tappet base on which the cam of a camshaft rests, i.e. as wear-resistant as possible and adapted to the material of the camshaft.
  • the cast iron can be thermally uncured. However, it is even more expedient if the cast iron is thermally or thermochemically hardened.
  • hardening the cast iron is for it to be hardened by heat treatment with phase change.
  • thermochemical edge zone hardening e.g. a nitriding, nitrocarburizing or case hardening.
  • Another alternative or additive measure involves the cast iron being hardened by remelting.
  • the inventive concept of a cup tappet body in particular the technical connection of the parts of the same, also offers the possibility that the cast part Part of the tappet body is cast from steel.
  • steel For example, case hardening steel can be used as steel, but it can also be tempered steel, nitriding steel, tool steel or high-speed steel. As a rule, all these types of steel cannot be processed, or can only be processed with great difficulty, and also involve difficulties in machining.
  • the inventive design of the casting connection and the near-net-shape production of these parts creates the possibility of also producing the tappet body according to the invention from these materials.
  • the cast part of the tappet body is cast from a light metal alloy.
  • This light metal alloy is preferably an aluminum alloy or a titanium alloy.
  • the light metal alloy is reinforced with fiber or wiskers.
  • the tappet body according to the invention is not completely cast, but rather comprises a semi-finished part, it is particularly expedient according to the invention if the semi-finished part is made of steel.
  • These steel materials can be selected according to the required tribological properties, in particular of the tappet base, and thus create the possibility, with respect to those parts of the tappet body, that are less so Wear is subject to using simpler and cheaper materials. All steels already described above can be considered as steel materials.
  • the semi-finished part is made of ceramic material.
  • the ceramic material also offers tribologically advantageous properties and also opens up the possibility of designing the remaining parts of the tappet body with cheaper or simpler materials.
  • the semi-finished part is made of hard metal, which also offers advantages due to its properties, in particular for the plunger base.
  • the cast part of the bucket tappet body is produced by casting, which is preferably a near-net shape casting that the tappet body only has to be subjected to grinding operations.
  • the cast part of the tappet body was produced by powder metal injection molding.
  • the object of the invention is also achieved by a method for producing a tappet body for valve tappets with the features mentioned above in that the entire tappet body is cast largely close to the final shape.
  • the object according to the invention is also achieved by a method for producing a tappet body for valve tappets if a part of the tappet body is produced as a semi-finished part and is produced by casting the other parts of the cup tappet body onto the semi-finished part of the cup tappet body as a casting-related composite part to a close to the final shape.
  • cup tappet body is perfected by reshaping following the largely near-net shape casting.
  • a first exemplary embodiment (FIG. 1) of a cup tappet body 10 according to the invention for valve tappets comprises a cylindrical guide body 12 which is closed at the top by a tappet base 14 and which has a lower opening 18 delimited by a lower edge 16 opposite the tappet base 14.
  • the guide body 12 preferably has a circular cylindrical shape, so that its wall 20 has an outer lateral surface 22 as the outer cylindrical surface and an inner lateral surface 24 as the inner cylindrical surface.
  • the wall merges in one piece into the tappet base 14, which preferably has a cam contact surface 28 which is perpendicular to a cylinder axis 30 of the guide body 12.
  • the guide body 12 is provided with a reinforcing element 32 shaped like a bead, which is approximately parallel to the plunger base 14 Plane, preferably in a plane perpendicular to the cylinder axis 30 and stands out as a bead from the inner surface 24 in the direction of the cylinder axis 30, and at the same time creates an oil groove 34 on the outer surface 22, which is also in a plane parallel to the reinforcing element 32, preferably within the scope of the invention, the thickness of the wall 20 is also substantially constant in the area of the reinforcing element 32.
  • the reinforcing element 32 with a trapezoidal cross section rises from the inner lateral surface 24 and also the oil groove 34 also has a trapezoidal cross section, both cross sections being such that the thickness of the wall 20 is approximately constant remains.
  • a guide cylinder 36 rises from the tappet base 14 on its side opposite the cam support surface 28 in the direction of the lower edge 16 and coaxially to the cylinder axis 30 for a hydraulic valve lash adjuster element 38, which is only indicated by dash-dotted lines.
  • This guide cylinder 36 comprises a base ring 40 directly adjoining the tappet base 14 and a guide ring 42 carried by the base ring 40, which is the actual guide for the hydraulic valve clearance compensation element 38.
  • the base ring 40 has a larger inner diameter than the guide ring 42, so that an undercut creates an oil space 44 between the base ring 40 and the hydraulic valve clearance compensation element 38 between the guide ring 42 and the tappet base 14.
  • an overflow 48 in the form of a depression in this base surface 46 is provided in a base surface 46 of the guide cylinder 36 which is parallel to the cam support surface 28 and is arranged opposite this on the tappet base 14 creates a connection between the oil space 44 and an interior of the hydraulic valve lash compensation element 38.
  • the overflow 48 can be a depression with a round outer edge.
  • the overflow 48 is preferably provided with an essentially quadrangular outer edge.
  • an oil supply channel 50 is provided between the oil groove 34 and the oil space 44.
  • This oil supply channel 50 preferably runs in a rib 52 which is pulled up from the tappet base 14 and connects the wall 20 to the guide cylinder 36 and which is pulled up so far that it extends from the oil groove 34 and into the guide cylinder 36 in the transition region between the base ring 40 and the guide ring 42 is able to completely accommodate the opening oil supply channel 50.
  • This rib 52 also serves as a reinforcing rib for stiffening the entire tappet body 10 and in particular for stiffening the wall 20 and the guide cylinder 36 together with the tappet base 14.
  • two further reinforcing ribs 54 are provided in the simplest preferred exemplary embodiment, which, however, in contrast to the rib 52, differ from the tappet base 14 and the Raise wall 20 between the reinforcing element 32 and the plunger base 14 in one piece over its entire length, namely by a height which, based on the inner lateral surface 24, corresponds approximately to a height of the reinforcing element 32 designed as a bead.
  • the reinforcing ribs 54 extend into a foot region 56 of the base ring 40.
  • the reinforcing ribs 54 and also the rib 52 run in the radial direction to the cylinder axis 30, in the simplest case the rib 52 forming a total of three reinforcements with the reinforcing ribs 54.
  • a plurality of reinforcements can be provided, so that, for example, a total of six reinforcements are also conceivable.
  • undercuts are provided between the reinforcing element 32 and the tappet base 14 and between the reinforcing ribs, be it as reinforcing ribs 54 or as rib 52, that is to say that the wall 20 of the guide body 12 to substantially the same thickness as that between the reinforcing member 32 and the lower edge 16. This also ensures that the tappet body has a mass that is as small as possible.
  • FIG. 3 of a cup tappet body according to the invention, designated as a whole by 60, the parts identical to the first exemplary embodiment are provided with the same reference numerals, so that reference can be made to the explanations for the description of the first exemplary embodiment with regard to their description.
  • the second embodiment differs from the first only in that the reinforcing ribs 54a form a reinforcing triangle between the plunger base 14 and the wall 20 of the guide body 12, which is pulled up from the plunger base 14 to the reinforcing element 32 with a cathete and extends from the other with the other cathete Inner circumferential surface 24 of the wall 20 extends approximately centrally between the latter and the guide cylinder 36, the reinforcing rib 54a continuing over the remaining part up to the foot region 56 of the guide cylinder 36 at a height which corresponds approximately to a height of the reinforcing element 32.
  • a third exemplary embodiment of the cup tappet body according to the invention designated as a whole by 70, shown in FIG. 4, the parts identical to the first exemplary embodiment are provided with the same reference numerals, so that with regard to their description, reference can also be made to the explanations for the first exemplary embodiment.
  • the reinforcing rib 54b is pulled up as far from the plunger base 14 as the rib 52, that is to say it extends on the one hand from the plunger base 14 to the reinforcing element 32 and on the other hand from the plunger base 14 to almost the lower edge 72 of the guide cylinder 36 and thus fills almost the entire free space between the inner circumferential surface 24 and the guide cylinder 36.
  • a fourth embodiment of the bucket tappet body according to the invention designated as a whole by 80 and shown in FIGS. 5 and 6, the parts that are identical to the first embodiment are provided with the same reference numerals, so that with regard to their description, again refer to the explanations for can refer to the first embodiment.
  • the reinforcing ribs 54c are no longer arranged to run radially to the cylinder axis 30, but instead run parallel to one another and parallel to a tangent to the outer circumferential surface 22 or the base ring 40.
  • the reinforcing ribs 54c run as secants to the circular-cylindrical guide body 12, so that are offset far inward in the direction of the cylinder axis 30 so that they cut the base ring.
  • two such reinforcing ribs 54c running parallel to one another are provided, which rise from the tappet base 14 to approximately the height of the base ring 40 and extend at this height between opposite sides of the inner lateral surface 24. Only the part of the reinforcing rib 54c, which surrounds the oil supply channel 50, is made thickened and raised from the base ring 40 starting from an inner circumferential surface to the reinforcing element 32, so that the oil supply channel 50 can branch off from the oil groove 34 as in the exemplary embodiments described above.
  • All of the exemplary embodiments of the bucket tappet bodies 10, 60, 70, 80 described above are designed as a one-piece casting, which can preferably be produced directly by molding, which may be sand casting, fine material, precision casting in ceramic molds, mold casting, die casting or powder metal injection molding and the method chosen primarily depends on the material selected.
  • molding which may be sand casting, fine material, precision casting in ceramic molds, mold casting, die casting or powder metal injection molding and the method chosen primarily depends on the material selected.
  • cast iron based on GGL, GGG or malleable cast iron, which can be alloyed or unalloyed comes into consideration as materials for such a one-piece casting.
  • the tappet body is made of cast iron, which has a partially or completely metastable structure in the area of the tappet base, i.e. e.g.
  • Chilled cast iron is particularly advantageous for the production of a cup tappet body, since it allows the tribological properties of the cam contact surface to be easily adapted to cams also produced by casting, for example.
  • a hardening treatment of the cup tappet body can take place after the casting, in which, for example, the cast iron passes through Heat treatment with phase change is hardened.
  • thermochemical hardening of the edge zone of the cast iron or remelt hardening is also conceivable.
  • cup tappet body 10, 60, 70, 80 it is also conceivable to cast them from steel materials, such as case-hardening steels, preferably GS-15 Cr 3, GS-16 Mn Cr 5, GS-21 Ni Cr Mo 2, GS -16 Cr Mo 4 or tempered steels, such as preferably GS-53 Mn Si 4, GS-42 Cr V 6, GS-42 Cr Mo 4, or nitriding steels, such as preferably GX 38 Cr Mo V 5 1, GS-31 Cr Mo V 9, GS-34 Cr Al Ni 7, or tool steels, such as preferably 105 W Cr 6, X 210 Cr W 12 or high-speed steels, such as preferably S-6-5-2.
  • steel materials such as case-hardening steels, preferably GS-15 Cr 3, GS-16 Mn Cr 5, GS-21 Ni Cr Mo 2, GS -16 Cr Mo 4 or tempered steels, such as preferably GS-53 Mn Si 4, GS-42 Cr V 6, GS-42 Cr Mo 4, or nitriding steels, such as preferably
  • a one-piece tappet body 10, 60, 70, 80 from light metal alloys, for example aluminum-based alloys, such as Al Si 7 Mg, Al Si 17, Al Mg 9 Zn 1, Al Cu 4 Ti Mg or titanium Base alloys, such as preferably Ti Al 6 V 4, where the light metal alloys can still be fiber or wisker reinforced.
  • light metal alloys for example aluminum-based alloys, such as Al Si 7 Mg, Al Si 17, Al Mg 9 Zn 1, Al Cu 4 Ti Mg or titanium Base alloys, such as preferably Ti Al 6 V 4, where the light metal alloys can still be fiber or wisker reinforced.
  • tappet body according to the invention designated as a whole by 90 and shown in Fig. 7, those parts, insofar as they are identical to those of the first embodiment, are provided with the same reference numerals and additionally with a ', so that also with respect the description of which can be referred to the explanations for the first exemplary embodiment.
  • the tappet base 14 ' is exemplarily thicker than in the first embodiment and comprises a semi-finished part, designated as a whole with 92, which has a tappet base plate 94 which extends over the entire guide body 12', covers it and thereby the cam contact surface 28 ' wearing.
  • the plunger base plate 94 is then also the guide cylinder 36 'integrally formed with the base ring 40' and the guide ring 40 '. Furthermore, the tappet base plate 94 carries on its cam support surface 28 'opposite sprue elements 96, which are, for example, dovetail-shaped and allow a positive connection with a lower part 98 of the tappet base 14'. Similarly, the base ring 40 'and the guide ring 42' can be provided with sprue elements for the rib 52 or the reinforcing ribs 54.
  • the lower part 98 of the plunger base 14 ' is in turn made by this in one piece with the guide body 12' and the reinforcing ribs 54 and the rib 52 as a cast part, this cast part being cast onto the prefabricated semi-finished part 92 and thus technically connected to it to form a unit is.
  • the base ring 40 'and the guide ring 42' are cast in a ring shape and the ribs or the reinforcing ribs extend from this ring.
  • the manufacture of the tappet body 90 takes place in such a way that the semi-finished part 92 in turn is prefabricated by casting or also by machining, is produced from the corresponding material and then a casting of the semi-finished part 92 together with the guide body 12 'and the reinforcing ribs 54' and the Rib 52 'takes place.
  • the semi-finished part 92 can in principle be a semi-finished part that is produced from the same materials that have already been specified in connection with other exemplary embodiments.
  • This semi-finished part 92 is preferably made of very wear-resistant materials in order to ensure the necessary tribological properties of the cam contact surface 28 '.
  • FIG. 8 In a further embodiment (100) (FIG. 8) of the tappet body according to the invention, parts identical to the first embodiment are also provided with the same reference numerals and additionally with ", so that reference can be made to the above explanations regarding their description.
  • the plunger base 14 ⁇ also has a two-part shape, that is to say that the plunger base 14 ⁇ comprises a plunger base plate 102 which carries the cam contact surface 28 ⁇ and is produced as a semi-finished part, the Ram base plate does not extend in the radial direction to the cylinder axis 30 ⁇ to the outer circumferential surface 22 ⁇ , but has a smaller extent and is embedded in a support base 104, which is cast-molded with the guide body 12 ⁇ and which engages around the stem base plate 102 at its lateral edges 106 and is flush with it this concludes.
  • the lateral edges of the tappet base plate 102 are preferably also beveled in a dovetail-like manner, so that they enable the tappet base plate 102 to be positively anchored in the support base 104.
  • the tappet base plate 102 can be produced in the same way as the semi-finished part 92 from the same materials that were mentioned in connection with the one-piece tappet body 10, 60, 70, 80 and additionally also from hard metal or ceramic materials.
  • the tappet base plate 102 is also produced as a semi-finished part, and the support base 104 together with the guide body 12 ⁇ and also the guide cylinder 36 ⁇ is then integrally cast onto it in a casting process.
  • FIG. 9 and designated 110 A further example of a cup tappet body according to the invention, shown in FIG. 9 and designated 110, is insofar as it is identical to the first exemplary embodiment, provided with the same reference numerals and additionally with ′′′, so that the description of these parts refers to the explanations for the first Embodiment can be referenced.
  • no guide cylinder 36 is provided as the valve support element, but only a valve support pin 112 rising from the tappet base 14, so that the tappet body 110 is not used to accommodate a hydraulic valve play compensation element, but is used as a mechanical tappet.
  • the reinforcing element 32 ′′′ is not arranged approximately centrally between the tappet base 14 ′′′ and the lower edge 16 ′′′, but in the region of the lower edge 16 ′′′, and serves to stiffen the latter, in particular to facilitate subsequent processing of the tappet body 110 after casting .
  • valve support pin 112 exceeds a certain height, it is advantageous to provide the tappet body with a rib 54.
  • the cup tappet body 110 like the exemplary embodiments 10, 60, 70, 80 of the cup tappet body according to the invention, is produced in one piece from the same materials and according to the same methods as the cup tappet bodies 10, 60, 70, 80.
  • the tappet base similar to that of the cup tappet body 100 or to form the valve support pin 112 in one piece on a semi-finished part similar to the cup tappet body 90.

Abstract

Um einen Tassenstößelkörper (10) für Ventilstößel, umfassend einen zylindrischen Führungskörper (12), einen Stößelboden (14) und ein vom Stößelboden getragenes, eine Ventilauflage haltendes Element (36), zu schaffen, der sich auf möglichst einfache Weise aus verschleißfesten Materialien herstellen läßt und daher bei guten Verschleißeigenschaften kostengünstig ist, wird vorgeschlagen, daß der Führungskörper (12) und der Stößelboden (14) gießtechnisch verbunden hergestellt sind und daß das die Ventilauflage haltende Element (36) einstückig mit dem Stößelboden (14) und/oder dem Führungskörper (12) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Tassenstößelkörper für Ventilstößel, umfassend einen zylindrischen Führungs­körper, einen Stößelboden und ein vom Stößelboden getragenes, eine Ventilauflage haltendes Element.
  • Derartige Tassenstößelkörper sind bekannt, wobei das die Ventilauflage haltende Element entweder ein Führungs­zylinder für ein hydraulisches Spielausgleichselement ist oder ein Ventilauflagezapfen für Ventilstößel ohne hydrau­lischen Ventilspielausgleich.
  • Derartige Tassenstößelkörper werden bislang meistens aus zwei Halbfertigteilen zusammengeschweißt, wobei diese Halbfertigteile durch eine Vielzahl von Umformschritten oder spanabhebenden Bearbeitungsschritten hergestellt werden.
  • Eine derartige Herstellung von Tassenstößelkörpern ist teuer und aufwendig und hat außerdem auch den Nachteil, daß beim Verwenden sehr verschleißbeständiger Materialien mit guten tribologischen Eigenschaften das Umformen oder spanabhebende Bearbeiten mit Schwierigkeiten verbunden ist. Insbesondere bei Tassenstößelkörpern für Ventilstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich wird jedoch zu­nehmend die Forderung nach derartigen verschleißbe­ständigen Materialien gestellt, da im Betrieb bei diesen kein Spiel zwischen Nocken und Ventilstößel mehr existiert und somit an diese erhöhte Verschleißanforderungen ge­stellt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tassenstößelkörper zu schaffen, der sich auf möglichst einfache Weise aus verschleißfesten Materialien herstellen läßt und daher bei guten Verschleißeigenschaften kosten­günstig ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Führungskörper und der Stößelboden gießtechnisch verbunden hergestellt sind und daß das die Ventilauflage haltende Element einstückig mit dem Stößelboden und/oder dem Führungskörper verbunden ist.
  • Der große Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß durch die gießtechnische Verbindung zwischen Führungskörper und Stößelboden der Tassenstößelkörper sehr einfach, insbesondere z.B. ohne Schweißvorgang und gleich­zeitig mit hervorragender Stabilität, und daß außerdem auch das die Ventilauflage haltende Element in einfacher und stabiler Weise entweder mit dem Stößelboden und/oder dem Führungskörper verbunden herstellbar ist. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Lösung die Verwendung von sehr verschleißbeständigen und daher tribologisch vor­teilhaften Werkstoffen möglich.
  • Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung ist unter dem Begriff "gießtechnisch verbunden hergestellt" entweder zu verstehen, daß der gesamte Tassenstößelkörper in einem Stück gegossen wird oder da zumindest Teile des Tassen­stößelkörpers gegossen und dabei an bereits vorgefertigte Teile angegossen sind, so daß durch das Angießen von Teilen des Tassenstößelkörpers an die vorgefertigten Teile letztlich die Verbindung sämtlicher den Tassenstößelkörper bildender Teile erfolgt.
  • Das die Ventilauflage haltende Element ist gemäß dem Grundgedanken der Erfindung entweder einstückig mit dem Stößelboden und/oder einstückig mit dem Führungskörper verbunden. In all den Fällen, in welchen zumindest der Führungskörper gegossen ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn das die Ventilauflage haltende Element zusammen mit dem Führungskörper einstückig gegossen ist. Dabei kann nach wie vor der Stößelboden entweder vorgefertigt sein oder ebenfalls gegossen.
  • Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, daß das die Ventilauflage haltende Element zusammen mit einem an dieses angrenzende Teil des Stößelbodens einstückig ge­gossen wird. In diesem Fall ist der Stößelboden dann eben­falls im Zuge der gießtechnischen Verbindung sämtlicher Teile des Tassenstößelkörpers gegossen oder es ist auch denkbar, daß der Stößelboden ein vorgefertigtes gegossenes Teil ist.
  • Wie bereits vorstehend erläutert, ist der Grundgedanke der Erfindung darin zu sehen, daß die einzelnen Teile des Tassenstößelkörpers durch Angießen eines Teils an die anderen Teile zu einem einzigen Teil verbunden sind. Welches Teil dabei gegossen wird, ist dabei nicht fest­gelegt. So ist es beispielsweise möglich, zumindest den Stößelboden zu gießen und im Zuge des Gießens des Stößel­bodens die übrigen Teile, wie den Führungskörper und bei­spielsweise auch das die Ventilauflage haltende Element, miteinander zu verbinden. Besonders vorteilhaft ist es aus produktionstechnischen Gründen, wenn der Führungskörper als Gießteil im Zuge der gießtechnischen Verbindung von Führungskörper und Stößelboden hergestellt ist, so daß zumindest der Führungskörper gegossen und das Gießen des Führungskörpers zur Verbindung aller Teile des Tassen­stößelkörpers führt.
  • Eine vorteilhafte Variante des vorstehend beschriebenen Tassenstößelkörpers zeichnet sich dadurch aus, daß der Führungskörper an den ein Halbfertigteil umfassenden Stößelboden angegossen ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, eine feste Ver­bindung zwischen dem Halbfertigteil und den angegossenen Teilen zu schaffen ist die, das Halbfertigteil bereichs­weise zu umgießen, beispielsweise das die Ventilauflage haltende Element zumindest abschnittsweise zu umgießen.
  • Um eine besonders feste und haltbare Verbindung zwischen dem Halbfertigteil und den an dieses angegossenen Teilen zu schaffen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Halb­fertigteil angußseitig formschlüssig angießbar ausgebildet ist.
  • Sofern erfindungsgemäß der Stößelboden als Halbfertigteil vorgefertigt ist, sieht eine bevorzugte Variante der vor­liegenden Erfindung vor, daß das die Ventilauflage haltende Element mit dem Stößelboden als Halbfertigteil vorgefertigt ist, so daß der Führungskörper an dieses Halbfertigteil angegossen ist.
  • Alternativ dazu ist es aber auch herstellungstechnisch von Vorteil, wenn das Gießen des die Ventilauflage haltenden Elements im Zuge der gießtechnischen Verbindung von Führungskörper und Stößelboden erfolgt, d.h. also, daß das die Ventilauflage haltende Element an die übrigen Teile angegossen wird.
  • Im einfachsten Fall, in dem alle gießtechnischen Vorteile zum Tragen kommen, insbesondere auch hinsichtlich der Aus­wahl der Werkstoffe, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Führungskörper, der Stößelboden und das die Ventilauflage haltende Element als ein einstückiges Teil gegossen sind.
  • Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde lediglich auf die Ausgestaltung der unverzichtbaren Teile des Tassenstößelkörpers abgehoben. Insbesondere dann, wenn der Stößelboden gewichtsmäßig möglichst leicht ausgebildet sein soll, ist es notwendig, sämtliche Teile so leicht wie möglich, d.h. so dünnwandig wie möglich, zu gestalten. In diesem Fall ist es beispielsweise von Vorteil, wenn der Führungskörper ein in einer parallel zum Stößelboden ver­laufenden Ebene umlaufendes Verstärkungselement aufweist. Dieses Verstärkungselement führt zu einer Versteifung des Führungskörpers, so daß dieser insgesamt dünnwandiger gestaltet werden kann.
  • Diese dünnwandigere Gestaltung des Führungskörpers kommt beispielsweise dadurch zum Ausdruck, daß der Führungs­körper zwischen dem Verstärkungselement und dem Stößel­boden im Anschluß an das Verstärkungselement eine Hinter­schneidung aufweist.
  • Vorzugsweise ist dabei das Verstärkungselement so ausge­bildet, daß es über eine Innenmantelfläche des Führungs­körpers nach innen übersteht.
  • Im Zusammenhang mit dem Vorsehen eines Verstärkungs­elements am Führungskörper ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn der Führungskörper auf seiner Außenmantelfläche in Höhe des Verstärkungselements, sofern erforderlich, eine Ölrille aufweist, so daß vorzugsweise das Verstärkungs­element und die Ölrille zusammen eine Sicke im Führungs­körper bilden.
  • Grundsätzlich kann das Verstärkungselement an beliebigen Stellen des Tassenstößelkörpers angeordnet sein. Bei­spielsweise ist es denkbar, das Verstärkungselement am unteren Rand des Führungskörpers anzuordnen, um diesen dem Stößelboden gegenüberliegenden freien Rand zu versteifen, insbesondere für die abschließende Bearbeitung des Tassen­stößelkörpers. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Verstärkungselement in einem mittleren Bereich zwischen dem Stößelboden und einem dem Stößelboden gegen­überliegenden freien Rand des Führungskörpers angeordnet ist, da bei dieser Anordnung des Verstärkungselements eine ausreichende Versteifung des Führungskörpers erfolgt und andererseits sich beispielsweise die Möglichkeit eröffnet, das Verstärkungselement mit einer im selben Bereich ange­ordneten Ölrille zu kombinieren.
  • Das Verstärkungselement könnte grundsätzlich ebenfalls im Zuge des gießtechnischen Verbindens als vorgefertigtes Teil mitverbunden werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Verstärkungselement einstückig mit dem Führungskörper verbunden ist und somit im Falle eines gegossenen Führungskörpers einstückig mit diesem gegossen ist.
  • Ferner ist es zur Erhöhung der Stabilität des erfindungs­gemäßen Tassenstößelkörpers vorteilhaft, wenn der Führungskörper eine an diesem angegossene und in einer parallelen Ebene zu dessen Zylinderachse verlaufende Verstärkungsrippe aufweist, wobei vorzugsweise mehrere Verstärkungsrippen vorgesehen sind, welche in gleichen Winkelabständen voneinander stehen.
  • Die Verstärkungsrippe kann prinzipiell in unterschied­lichsten Orientierungen angeordnet sein. Eine einfache und von der Stabilität her vorteilhafte Lösung sieht vor, daß die Verstärkungsrippe in radialer Richtung zu der Zylinderachse des Führungskörpers verläuft.
  • Alternativ dazu ist es aber auch im Rahmen der Erfindung denkbar, daß die Verstärkungsrippe parallel zu einer Tangentialrichtung der Außenmantelfläche des Führungs­körpers verläuft.
  • Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen von Verstärkungsrippen wurde nicht darauf eingegangen, wie weit sich die Verstärkungsrippe im Tassenstößelkörper erstrecken soll. So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Verstärkungsrippe über den Stößelboden bis zu dem die Ventilauflage haltenden Element verläuft.
  • Ferner ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorge­sehen, daß die Verstärkungsrippe von dem Verstärkungs­element über die Innenmantelfläche des Führungskörpers verläuft.
  • Bei der Verstärkungsrippe wurden bislang hinsichtlich der Höhe derselben keine Ausführungen gemacht. So ist es bei­spielsweise zweckmäßig, wenn die Verstärkungsrippe eine im wesentlichen konstante Höhe aufweist.
  • Vorteilhafterweise erhebt sich die Verstärkungsrippe zwischen dem die Ventilauflage haltenden Element und der Innenmantelfläche des Führungskörpers über dem Stößelboden maximal ungefähr bis zur Höhe des die Ventilauflage haltenden Elements.
  • Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die Verstärkungs­rippe sich an der Innenmantelfläche des Führungskörpers vom Stößelboden bis zum Verstärkungselement oder über das Verstärkungselement hinaus erstreckt.
  • Eine besondere Ausführungsform der Verstärkungsrippe sieht vor, daß diese ein sowohl mit dem Stößelboden als auch mit dem Führungskörper verbundenes Versteifungsdreieck zwischen diesen bildet.
  • Grundsätzlich könnte die Verstärkungsrippe nur punktuell an dem zu verstärkenden Teil, beispielsweise an der Innen­mantelfläche des Führungskörpers oder dem Stößelboden angreifen. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn die Verstärkungsrippe sich über ihre ganze Länge von der
  • Innenmantelfläche des Führungskörpers einstückig mit dem­selben erhebt. Weiterhin ist es besonders günstig, wenn die Verstärkungsrippe sich über ihre ganze Länge von dem Stößelboden einstückig mit demselben erhebt.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht bezüglich der Höhe der Verstärkungsrippe vor, daß sich diese vom Stößelboden und vorzugsweise auch von der Innen­mantelfläche des Führungskörpers um ungefähr dieselbe Höhe erhebt wie das Verstärkungselement von der Innenmantel­fläche des Führungskörpers.
  • Wie bereits eingangs erwähnt, kann das die Ventilauflage haltende Element in unterschiedlichster Form ausgebildet sein. Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht dabei vor, daß das die Ventilauflage haltende Element ein sich vom Stößelboden erhebender Ventilauflagezapfen ist.
  • Alternativ dazu ist bei Tassenstößelkörpern für Ventil­stößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich vorgesehen, daß das die Ventilauflage haltende Element ein Führungs­zylinder für ein hydraulisches Ventilspielausgleichs­element ist.
  • Bezüglich der Ausbildung des Führungszylinders wurden ebenfalls noch keine näheren Angaben gemacht. So bietet sich bei einem im Rahmen der erfindungsgemäßen Technologie hergestellten Tassenstößelkörper die Möglichkeit, den Führungszylinder stößelbodenseitig radial erweitert zu gestalten, so daß dieser mit dem Spielausgleichselement einen Ölraum bildet. Dadurch wird in einfacher Weise ein Ölraum für das hydraulische Ventilspielausgleichselement geschaffen, ohne daß, wie beispielsweise beim Stand der Technik üblich, zusätzliche Teile eingeschweißt werden müssen.
  • Die Versorgung des Ölraums, sofern erforderlich, erfolgt günstigerweise dadurch, daß der Ölraum mit einer zur Außenmantelseite des Führungskörpers hin verlaufenden Öl­zuführung versehen ist, wobei die Ölzuführung zweck­mäßigerweise in die Ölrille mündet.
  • Um kein neues Teil schaffen zu müssen, durch welches die Ölzuführung geführt werden kann, ist es insbesondere, wenn der erfindungsgemäße Tassenstößelkörper herstellungs­technisch möglichst einfach gestaltet sein soll zweck­mäßig, wenn die Ölzuführung durch eine Verstärkungsrippe hindurch verläuft, welche zur Aufnahme der Ölzuführung vorteilhafterweise verdickt ausgeführt ist.
  • Eine insbesondere von der Materialmasse her gesehen besonders vorteilhafte Variante zeichnet sich dadurch aus, daß der Führungszylinder auf seiner dem Stößelboden abge­wandten Seite einen Führungsring für das Ventilspielaus­gleichselement bildet und zwischen diesem und dem Stößel­boden einen den Führungsring tragenden Sockelring mit größerem Innen- und Außendurchmesser wie der Führungsring aufweist, so daß zwischen diesem und dem Ventilspielaus­gleichselement der Ölraum entsteht. Mit dieser Konstruk­tion wird in einfacher Weise ein Ölraum geschaffen, wobei vorteilhafterweise die Wanddicken des Führungsrings und des Sockelrings im wesentlichen gleich sein können.
  • Bei allen bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde lediglich auf die konstruktiven Merkmale des Tassen­stößelkörpers abgestellt. Im Rahmen der Erfindung haben sich jedoch in gleicher Weise die den Werkstoff betreffen­den Merkmale als wichtig erwiesen.
  • Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungs­gemäßen Tassenstößelkörpers sieht daher vor, daß der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers aus Gußeisen ist.
  • Zweckmäßigerweise weist das Gußeisen mindestens im Bereich des Stößelbodens ein teilweise oder vollständig metastabil erstarrtes Gefüge auf. Ein derartiger Tassenstößelkörper wird beispielsweise aus Schalenhartguß oder teilkarbi­dischem Guß gefertigt. Diese Ausführungsform ist insbe­sondere zweckmäßig, um die tribologischen Eigenschaften des Stößelbodens, an welchem der Nocken einer Nockenwelle anliegt, möglichst vorteilhaft, d.h. möglichst verschleiß­beständig und angepaßt an den Werkstoff der Nockenwelle, zu gestalten.
  • Das Gußeisen kann dabei thermisch ungehärtet sein. Noch zweckmäßiger ist es jedoch, wenn das Gußeisen thermisch oder thermochemisch gehärtet ist.
  • Eine Möglichkeit zur Härtung des Gußeisens sieht vor, daß dieses durch Wärmebehandlung mit Phasenumwandlung gehärtet ist. Alternativ oder additiv dazu ist es auch noch mög­lich, das Gußeisen durch thermochemisches Randzonenhärten, z.B. ein Nitrieren, Nitrocarburieren oder Einsatzhärten zu härten. Eine weitere alternative oder additive Maßnahme beinhaltet, daß das Gußeisen durch Umschmelzhärten ge­härtet ist.
  • Alternativ zum Vorsehen von Gußeisen bietet die er­findungsgemäße Konzeption eines Tassenstößelkörpers, insbesondere die gießtechnische Verbindung der Teile desselben, auch noch die Möglichkeit, daß der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers aus Stahl gegossen ist. Als Stahl kann beispielsweise Einsatzstahl Verwendung finden, es kann sich aber auch um Vergütungsstahl, Nitrierstahl, Werkzeugstahl oder Schnellarbeitsstahl handeln. Alle diese Stahlsorten lassen sich in der Regel umformtechnisch nicht oder nur unter größten Schwierigkeiten verarbeiten und bringen auch Schwierigkeiten bei der spanabhebenden Bear­beitung mit sich. Die erfindungsgemäße Konzeption der gießtechnischen Verbindung und des endkonturnahen Her­stellens dieser Teile schafft jedoch die Möglichkeit, den erfindungsgemäßen Tassenstößelkörper auch aus diesen Materialien herzustellen.
  • Eine weitere Alternative zum Herstellen des erfindungs­gemäßen Tassenstößelkörpers aus Gußeisen oder Stahl besteht darin, daß der gegossene Teil des Tassenstößel­körpers aus einer Leichtmetallegierung gegossen ist. Diese Leichtmetallegierung ist vorzugsweise eine Aluminium­legierung oder eine Titanlegierung.
  • Um die mechanischen Eigenschaften noch zu verbessern, ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Leichtmetallegierung faser- oder wiskerverstärkt ist.
  • Sofern der erfindungsgemäße Tassenstößelkörper nicht voll­ständig gegossen ist, sondern ein Halbfertigteil umfaßt, ist es erfindungsgemäß besonders zweckmäßig, wenn das Halbfertigteil aus Stahl ist. Diese Stahlwerkstoffe können entsprechend den erforderlichen tribologischen Eigen­schaften, insbesondere des Stößelbodens, ausgewählt werden und schaffen somit die Möglichkeit, bezüglich derjenigen Teile des Tassenstößelkörpers, die weniger dem Verschleiß unterworfen sind, einfachere und kosten­günstigere Materialien zu verwenden. Als Stahlwerkstoffe kommen alle bereits vorstehend beschriebenen Stähle in Betracht.
  • Alternativ zu den Stahlwerkstoffen ist es denkbar, daß das Halbfertigteil aus keramischem Werkstoff ist. Auch der keramische Werkstoff bietet tribologisch vorteilhafte Eigenschaften und eröffnet außerdem die Möglichkeit, die übrigen Teile des Tassenstößelkörpers mit billigeren oder einfacheren Werkstoffen auszuführen.
  • Als dritte Alternative neben dem Vorsehen von Stahlwerk­stoffen und keramischen Werkstoffen für das Halbfertigteil ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform darin zu sehen, daß das Halbfertigteil aus Hartmetall ist, das ebenfalls aufgrund seiner Eigenschaften, insbesondere für den Stößelboden, Vorteile bietet.
  • Hinsichtlich des Verfahrens bei der Verwendung der vor­stehend beschriebenen Materialien zum Gießen des er­findungsgemäßen Tassenstößelkörpers im Zusammenhang mit der gießtechnischen Verbindung aller Teile desselben ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers durch Formguß hergestellt ist, wobei es sich vorzugsweise um einen endkonturnahen Formguß handelt, so daß der Tassenstößelkörper lediglich noch Schleifbearbeitungen unterzogen werden muß.
  • Innerhalb des Durchführens von endkonturnahem Formguß sind verschiedene Gießtechniken denkbar. So ist es beispielsweise vorteilhaft, den gegossenen Teil des Tassenstößelkörpers durch Sandguß oder durch Feingut oder durch Genauguß in keramischen Formen, durch Kokillenguß oder auch durch Druckguß herzustellen, wobei der Druckguß insbesondere bei Leichtmetallegierungen und vorzugsweise bei Aluminium Verwendung findet.
  • Alternativ zum Formguß wäre es aber auch vorteilhaft, wenn der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers durch Pulver­metallspritzguß hergestellt ist.
  • Neben den vorstehend beschriebenen Merkmalen des Tassen­stößelkörpers selbst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Tassen­stößelkörpers für Ventilstößel mit den vorstehend genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß der gesamte Tassenstößelkörper weitgehend endkonturnah gegossen wird.
  • Alternativ dazu wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Tassenstößel­körpers für Ventilstößel gelöst, wenn ein Teil des Tassen­stößelkörpers als Halbfertigteil hergestellt und durch weitgehend endkonturnahes Angießen der anderen Teile des Tassenstößelkörpers an das Halbfertigteil der Tassen­stößelkörper als gießtechnisches Verbundteil hergestellt wird.
  • Bei beiden, vorstehend als Alternativen dargestellten Ver­fahren, ist es es am einfachsten, wenn der Tassenstößel­körper endkonturnah gegossen wird, was von seiten der Gießtechnik die einfachste und kostengünstigste Vorgehens­weise darstellt.
  • Alternativ dazu kann es jedoch, wenn besonders hohe Materialanforderungen an Teile des Tassenstößelkörpers gestellt werden, von Vorteil sein, wenn der Tassenstößel­körper im Anschluß an das weitgehend endkonturnahe Gießen durch Umformen vervollkommnet wird.
  • Bei allen vorstehend beschriebenen Verfahren ist es darüberhinaus zweckmäßig, wenn der Tassenstößelkörper einer abschließenden Schleifbearbeitung auf Maß also nicht zur Herstellung der Kontur, sondern lediglich aus Gründen der Maßhaltigkeit unterzogen wird.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nach­folgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstel­lung einiger Ausführungsbeispiele: In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 Einen Schnitt längs Linie 1-1 in Fig. 2 durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs­gemäßen Tassenstößelkörpers;
    • Fig. 2 eine Draufsicht von unten auf das erste Aus­führungsbeispiels;
    • Fig. 3 einen teilweisen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch ein zweites Ausführungsbeispiel;
    • Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 durch ein drittes Ausführungsbeispiel;
    • Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 6 durch ein viertes Ausführungsbeispiel;
    • Fig. 6 eine Draufsicht von unten auf das sechste Aus­führungsbeispiel;
    • Fig. 7 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch ein fünftes Ausführungsbeispiel;
    • Fig. 8 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch ein sechstes Ausführungsbeispiel;
    • Fig. 9 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch ein siebtes Ausführungsbeispiel.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel (Fig. 1) eines erfindungs­gemäßen Tassenstößelkörpers 10 für Ventilstößel umfaßt einen zylindrischen Führungskörper 12, welcher an einer Oberseite durch einen Stößelboden 14 abgeschlossen ist und welcher dem Stößelboden 14 gegenüberliegend eine durch einen unteren Rand 16 begrenzte untere Öffnung 18 auf­weist.
  • Der Führungskörper 12 hat vorzugsweise eine kreiszylin­drische Form, so daß dessen Wand 20 eine Außenmantelfläche 22 als äußere Zylinderfläche und eine Innenmantelfläche 24 als innere Zylinderfläche aufweist.
  • Im Bereich eines oberen Randes 26 geht die Wand einstückig in den Stößelboden 14 über, welcher vorzugsweise eine Nockenauflagefläche 28 aufweist, welche senkrecht auf einer Zylinderachse 30 des Führungskörpers 12 steht.
  • In einem mittigen Bereich zwischen dem Stößelboden 14 und dem unteren Rand 16 ist der Führungskörper 12 mit einem sicken-ähnlich geformten Verstärkungselement 32 versehen, welches in einer zum Stößelboden 14 ungefähr parallelen Ebene, vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zur Zylinder­achse 30 verläuft und sich als Wulst von der Innenmantel­fläche 24 in Richtung der Zylinderachse 30 abhebt, sowie gleichzeitig auf der Außenmantelfläche 22 eine Ölrille 34 schafft, die ebenfalls in einer zum Verstärkungselement 32 parallelen Ebene liegt, wobei bevorzugterweise im Rahmen der Erfindung die Dicke der Wand 20 auch im Bereich des Verstärkungselements 32 im wesentlichen konstant ist. Bei den in Fig. 1 gezeichneten, bevorzugten Ausführungsbei­spielen erhebt sich einerseits das Verstärkungselement 32 mit einem trapezförmigen Querschnitt von der Innenmantel­fläche 24 und außerdem hat die Ölrille 34 ebenfalls einen trapezförmigen Querschnitt, wobei beide Querschnitte so beschaffen sind, daß die Dicke der Wand 20 ungefähr konstant bleibt.
  • Von dem Stößelboden 14 erhebt sich auf seiner der Nocken­auflagefläche 28 gegenüberliegenden Seite in Richtung des unteren Rands 16 und koaxial zur Zylinderachse 30 ein Führungszylinder 36 für ein lediglich strichpunktiert angedeutetes hydraulisches Ventilspielausgleichselement 38. Dieser Führungszylinder 36 umfaßt einen sich unmittel­bar an den Stößelboden 14 anschließenden Sockelring 40 sowie einen vom Sockelring 40 getragenen Führungsring 42, welcher die eigentliche Führung für das hydraulische Ventilspielausgleichselement 38 darstellt. Bei dem bevor­zugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Er­findung hat der Sockelring 40 einen größeren Innendurch­messer als der Führungsring 42, so daß zwischen dem Führungsring 42 und dem Stößelboden 14 durch die Hinter­schneidung ein Ölraum 44 zwischen dem Sockelring 40 und dem hydraulischen Ventilspielausgleichselement 38 entsteht.
  • Um ein Überströmen des Öls von dem Ölraum 44 in das hydraulische Ventilspielausgleichselement 38 zu ermög­lichen, ist in einer zur Nockenauflagefläche 28 parallelen und dieser gegenüberliegend am Stößelboden 14 angeordneten Grundfläche 46 des Führungszylinders 36 ein Überlauf 48 in Form einer Vertiefung in dieser Grundfläche 46 vorgesehen, welche eine Verbindung zwischen dem Ölraum 44 und einem Innern des hydraulischen Ventilspielausgleichselements 38 schafft. Der Überlauf 48 kann im einfachsten Fall eine Vertiefung mit runder Außenberandung sein. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist vorzugsweise der Überlauf 48 mit einer im wesentlichen viereckigen Außenberandung versehen.
  • Um im Falle der externen Ölversorgung Öl zum Ölraum 44 zuzuführen, ist ein Ölzufuhrkanal 50 zwischen der Ölrille 34 und dem Ölraum 44 vorgesehen. Dieser Ölzufuhrkanal 50 verläuft vorzugsweise in einer vom Stößelboden 14 hochge­zogenen und die Wand 20 mit dem Führungszylinder 36 ver­bindenden Rippe 52, welche so weit hochgezogen ist, daß sie den von der Ölrille 34 ausgehenden und in den Führungszylinder 36 im Übergangsbereich zwischen Sockel­ring 40 und Führungsring 42 mündenden Ölzufuhrkanal 50 vollständig aufzunehmen in der Lage ist. Diese Rippe 52 dient gleichzeitig als Verstärkungsrippe zur Versteifung des gesamten Tassenstößelkörpers 10 und insbesondere zur Versteifung der Wand 20 und des Führungszylinders 36 mit­samt dem Stößelboden 14.
  • Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, sind im ein­fachsten bevorzugten Ausführungsbeispiel noch zwei weitere Verstärkungsrippen 54 vorgesehen, welche jedoch im Gegen­satz zur Rippe 52 sich von dem Stößelboden 14 und der Wand 20 zwischen dem Verstärkungselement 32 und dem Stößelboden 14 über ihre ganze Länge einstückig erheben, und zwar um eine Höhe, welche, bezogen auf die Innen­mantelfläche 24, ungefähr einer Höhe des als Sicke ausge­bildeten Verstärkungselements 32 entspricht. Die Ver­stärkungsrippen 54 verlaufen dabei bis in einen Fußbereich 56 des Sockelrings 40.
  • Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, verlaufen die Ver­stärkungsrippen 54 und auch die Rippe 52 in radialer Rich­tung zur Zylinderachse 30, wobei im einfachsten Fall die Rippe 52 mit den Verstärkungsrippen 54 insgesamt drei Ver­stärkungen bildet. Vorzugsweise können, wie auch in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet, mehrere Verstärkungen vorge­sehen sein, so daß beispielsweise auch insgesamt sechs Verstärkungen denkbar sind.
  • Um den erfindungsgemäßen Tassenstößelkörper 10 so leicht wie möglich machen zu können, sind jeweils zwischen dem Verstärkungselement 32 und dem Stößelboden 14 sowie zwischen den Verstärkungsrippen, sei es als Verstärkungs­rippen 54 oder als Rippe 52, Hinterschneidungen vorge­sehen, d.h., daß die Wand 20 des Führungskörpers 12 auf im wesentlichen dieselbe Dicke wie zwischen dem Verstärkungs­element 32 und dem unteren Rand 16 zurückgeführt ist. Dadurch wird ebenfalls erreicht, daß der Tassenstößel­körper eine Masse hat, die so klein wie möglich ist.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) eines erfindungsgemäßen Tassenstößelkörpers, als Ganzes mit 60 bezeichnet, sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel identischen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten lediglich dadurch, daß die Verstärkungsrippen 54a ein Verstärkungsdreieck zwischen dem Stößelboden 14 und der Wand 20 des Führungskörpers 12 bilden, welches mit einer Kathete vom Stößelboden 14 bis zum Verstärkungs­element 32 hochgezogen ist und sich mit der anderen Kathete von der Innenmantelfläche 24 der Wand 20 bis ungefähr mittig zwischen dieser und dem Führungszylinder 36 erstreckt, wobei sich die Verstärkungsrippe 54a über dem restlichen Teil bis zum Fußbereich 56 des Führungs­zylinders 36 mit einer Höhe fortsetzt, welche ungefähr einer Höhe des Verstärkungselements 32 entspricht.
  • Bei einem als Ganzes mit 70 bezeichneten dritten Aus­führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Tassenstößel­körpers, dargestellt in Fig. 4, sind die mit dem ersten Ausführungsbeispiel identischen Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich deren Be­schreibung ebenfalls auf die Ausführungen zum ersten Aus­führungsbeispiel verwiesen werden kann.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist die Ver­stärkungsrippe 54b genau so weit vom Stößelboden 14 hoch­gezogen wie die Rippe 52, d.h., sie reicht einerseits vom Stößelboden 14 bis zum Verstärkungselement 32 und anderer­seits vom Stößelboden 14 bis fast zum unteren Rand 72 des Führungszylinders 36 und füllt somit nahezu den gesamten freien Raum zwischen der Innenmantelfläche 24 und dem Führungszylinder 36.
  • Bei einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungs­gemäßen Tassenstößelkörpers, als Ganzes mit 80 bezeichnet und in Fig. 5 und 6 dargestellt, sind die Teile, die mit dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind, mit den­selben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung ebenfalls wieder auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind die Ver­stärkungsrippen 54c nicht mehr als radial zur Zylinder­achse 30 verlaufend angeordnet, sondern verlaufen parallel zueinander und parallel zu einer Tangente der Außenmantel­fläche 22 oder des Sockelrings 40. Dabei verlaufen die Verstärkungsrippen 54c als Sekanten zum kreiszylindrischen Führungskörper 12, die so weit nach innen in Richtung zur Zylinderachse 30 versetzt sind, daß sie den Sockelring schneiden.
  • Vorzugsweise sind zwei parallel zueinander verlaufende derartige Verstärkungsrippen 54c vorgesehen, die sich vom Stößelboden 14 bis ungefähr zur Höhe des Sockelrings 40 erheben und in dieser Höhe sich zwischen gegenüber­liegenden Seiten der Innenmantelfläche 24 erstrecken. Lediglich der Teil der Verstärkungsrippe 54c, welcher den Ölzufuhrkanal 50 umschließt, ist verdickt ausgeführt und vom Sockelring 40 ausgehend zu einer Innenmantelfläche hin bis zum Verstärkungselement 32 hochgezogen, so daß der Ölzufuhrkanal 50 wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen von der Ölrille 34 abzweigen kann.
  • Alle Ausführungsbeispiele der vorstehend beschriebenen Tassenstößelkörper 10, 60, 70, 80 sind als einteiliges Gußteil ausgeführt, welche vorzugsweise unmittelbar durch Formguß herstellbar sind, wobei es sich bei dem Formguß um Sandguß, Feingut, Genauguß in keramischen Formen, Kokil­lenguß, Druckguß oder Pulvermetallspritzguß handeln kann und das gewählte Verfahren in erster Linie vom ausge­suchten Werkstoff abhängt. Als Werkstoffe für ein derart einstückiges Gußteil kommt dabei insbesondere Gußeisen auf der Basis GGL, GGG oder Temperguß in Frage, die legiert oder unlegiert sein können. Ein besonders bevorzugtes Aus­führungsbeispiel sieht dabei vor, daß der Tassenstößel­körper aus Gußeisen ist, welcher im Bereich des Stößel­bodens ein teilweise oder vollständig metastabil er­starrtes Gefüge aufweist, d.h. z.B. teilkarbidisch oder schalenhartgegossen hergestellt ist, da der Stößelboden 14 mit der Nockenauflagefläche 28 den größten Verschleißbean­spruchungen unterworfen ist, was insbesondere bei einem Tassenstößelkörper für Ventilstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleichselement gilt, da bei diesen die Nockenauflagefläche 28 stets am Nocken berührend anliegt und somit Schmierungsprobleme zwischen der Nockenauflage­fläche 28 und dem Nocken auftreten.
  • Der Schalenhartguß ist für die Herstellung eines Tassen­stößelkörpers besonders vorteilhaft, da er eine leichte Anpassung der tribologischen Eigenschaften der Nocken­auflagefläche an beispielsweise auch durch Gießen herge­stellte Nocken erlaubt.
  • Darüberhinaus kann, wie allgemein bekannt, im Anschluß an das Gießen eine Härtebehandlung des Tassenstößelkörpers erfolgen, bei welcher beispielsweise das Gußeisen durch Wärmebehandlung mit Phasenumwandlung gehärtet wird. Darüberhinaus ist aber auch ein thermochemisches Rand­zonenhärten des Gußeisens oder ein Umschmelzhärten denkbar.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Tassenstößelkörpers 10, 60, 70, 80 ist aber auch denkbar, diese durch Gießen aus Stahlwerkstoffen, wie Einsatz­stählen, vorzugsweise GS-15 Cr 3, GS-16 Mn Cr 5, GS-21 Ni Cr Mo 2, GS-16 Cr Mo 4 oder Vergütungsstählen, wie vor­zugsweise GS-53 Mn Si 4, GS-42 Cr V 6, GS-42 Cr Mo 4, oder Nitrierstählen, wie vorzugsweise GX 38 Cr Mo V 5 1, GS-31 Cr Mo V 9, GS-34 Cr Al Ni 7, oder Werkzeugstählen, wie vorzugsweise 105 W Cr 6, X 210 Cr W 12 oder Schnell­arbeitsstählen, wie vorzugsweise S-6-5-2 herzustellen.
  • Schließlich ist auch die Herstellung eines einstückigen Tassenstößelkörpers 10, 60, 70, 80 aus Leichtmetall­legierungen, beispielsweise Aluminium-Basis-Legierungen, wie beispielsweise Al Si 7 Mg, Al Si 17, Al Mg 9 Zn 1, Al Cu 4 Ti Mg oder Titan-Basis-Legierungen, wie vorzugs­weise Ti Al 6 V 4 denkbar, wobei die Leichtmetall­legierungen noch faseroder wiskerverstärkt sein können.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungs­gemäßen Tassenstößelkörpers, als Ganzes mit 90 bezeichnet und in Fig. 7 dargestellt, sind diejenigen Teile, insoweit als sie mit denen des ersten Ausführungsbeispiels iden­tisch sind, mit denselben Bezugszeichen und zusätzlich noch mit einem ′ versehen, so daß ebenfalls bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum ersten Aus­führungsbeispiel verwiesen werden kann.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Stößelboden 14′ beispielhaft dicker ausgeführt als beim ersten Ausführungsbeispiel und umfaßt ein als Ganzes mit 92 bezeichnetes Halbfertigteil, welches eine Stößelboden­platte 94 aufweist, die sich über den gesamten Führungs­körper 12′ erstreckt, diesen abdeckt und dabei die Nocken­auflagefläche 28′ trägt.
  • An diese Stößelbodenplatte 94 ist dann außerdem noch der Führungszylinder 36′ mit dem Sockelring 40′ und dem Führungsring 40′ einstückig angeformt. Ferner trägt die Stößelbodenplatte 94 auf ihrer der Nockenauflagefläche 28′ gegenüberliegenden Seite Angußelemente 96, welche bei­spielsweise schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind und eine formschlüssige Verbindung mit einem unteren Teil 98 des Stößelbodens 14′ erlauben. In ähnlicher Weise können auch der Sockelring 40′ und der Führungsring 42′ mit Angußelementen für die Rippe 52 oder die Verstärkungs­rippen 54 versehen sein. Der untere Teil 98 des Stößel­bodens 14′ ist dabei wiederum durch diesen einstückig mit dem Führungskörper 12′ und den Verstärkungsrippen 54 sowie der Rippe 52 als Gußteil hergestellt, wobei dieses Gußteil an das vorgefertigte Halbfertigteil 92 angegossen ist und somit gießtechnisch mit diesem zu einer Einheit verbunden ist.
  • Alternativ dazu wäre es erfindungsgemäß auch von Vorteil, wenn der Sockelring 40′ und der Führungsring 42′ ring­förmig umgossen sind und sich von diesem Ring aus die Rippen oder die Verstärkungsrippen erstrecken.
  • Vorzugsweise erfolgt die Herstellung des Tassenstößel­körpers 90 so, daß das Halbfertigteil 92 seinerseits durch Gießen oder auch durch spanabhebende Bearbeitung vorge­fertigt, aus dem entsprechenden Material hergestellt wird und im Anschluß daran ein Angießen des Halbfertigteils 92 mitsamt dem Führungskörper 12′ und den Verstärkungsrippen 54′ sowie der Rippe 52′ erfolgt.
  • Bei dem Halbfertigteil 92 kann es sich grundsätzlich um ein Halbfertigteil handeln, das aus denselben Werkstoffen hergestellt ist, die bereits im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen angegeben wurden. Vorzugsweise wird dieses Halbfertigteil 92 aus sehr verschleißfesten Werk­stoffen hergestellt, um die notwendigen tribologischen Eigenschaften der Nockenauflagefläche 28′ sicherzustellen. Darüberhinaus ist es aber auch noch möglich, das Halb­fertigteil 92 aus Hartmetall herzustellen oder aus keramischen Werkstoffen, wie beispielsweise Rein- und Mischkeramik aus ZrO₂, AL₂ O₃ und Si₃ N₄.
  • Bei einem weiteren, mit 100 bezeichneten Ausführungs­beispiel (Fig. 8) des erfindungsgemäßen Tassenstößel­körpers sind ebenfalls mit dem ersten Ausführungsbeispiel identische Teile mit denselben Bezugszeichen und zusätz­lich mit " versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die obenstehenden Ausführungen verwiesen werden kann.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel weist der Stößelboden 14˝ ebenfalls eine zweiteilige Form auf, d.h., daß der Stößelboden 14˝ eine Stößelbodenplatte 102 umfaßt, welche die Nockenauflagefläche 28˝ trägt und als Halbfertigteil hergestellt ist, wobei die Stößelbodenplatte sich in radialer Richtung zur Zylinder­achse 30˝ nicht bis zur Außenmantelfläche 22˝ erstreckt, sondern eine geringere Erstreckung aufweist und in einen gießtechnisch mit dem Führungskörper 12˝ hergestellten Tragboden 104 eingelassen ist, welcher die Stößelboden­platte 102 an ihren seitlichen Rändern 106 umgreift und bündig mit dieser abschließt. Hierzu sind die seitlichen Ränder der Stößelbodenplatte 102 vorzugsweise ebenfalls schwalbenschwanzähnlich abgeschrägt, so daß sie eine form­schlüssige Verankerung der Stößelbodenplatte 102 in dem Tragboden 104 ermöglichen.
  • Die Stößelbodenplatte 102 kann in gleicher Weise wie das Halbfertigteil 92 aus denselben Werkstoffen hergestellt werden, die im Zusammenhang mit dem einstückigen Stößel­körper 10, 60, 70, 80 erwähnt wurden und zusätzlich auch noch aus Hartmetall oder keramischen Werkstoffen.
  • Zur Herstellung des Tassenstößelkörpers 100 wird die Stößelbodenplatte 102 ebenfalls als Halbfertigteil herge­stellt und an diese wird dann der Tragboden 104 mitsamt dem Führungskörper 12˝ und auch dem Führungszylinder 36˝ einstückig in einem Gießprozeß angegossen.
  • Bei allen Ausführungsbeispielen 10, 60, 70, 80, 90, 100 des erfindungsgemäßen Tassenstößelkörpers wurde stets davon ausgegangen, daß nach dem Gießen kein nachfolgender umformtechnischer Prozeß außer dem abschließenden mecha­nischen Bearbeiten des Tassenstößelkörpers auf Maß er­folgt. Alternativ dazu ist es jedoch denkbar, beispiels­weise das Verstärkungselement 32 im Wege eines sich an das Gießen anschließenden Umformprozesses, beispielsweise durch Einrollen einer Sicke herzustellen.
  • Ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Tassen­stößelkörpers, dargestellt in Fig. 9 und mit 110 bezeich­net, ist insoweit, als es mit dem ersten Ausführungsbei­spiel identisch ist, mit denselben Bezugszeichen und zusätzlich mit ‴ versehen, so daß bezüglich der Beschrei­bung dieser Teile auf die Ausführungen zum ersten Aus­führungsbeispiel verwiesen werden kann.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist als die Ventilauflage haltendes Element kein Führungszylinder 36 vorgesehen, sondern lediglich ein sich vom Stößelboden 14 erhebender Ventilauflagezapfen 112, so daß der Tassen­stößelkörper 110 nicht zur Aufnahme eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements dient, sondern als mecha­nischer Tassenstößel Verwendung findet.
  • Darüberhinaus ist das Verstärkungselement 32‴ nicht unge­fähr mittig zwischen dem Stößelboden 14‴ und dem unteren Rand 16‴ angeordnet, sondern im Bereich des unteren Randes 16‴, und dient als Versteifung desselben, insbe­sondere um eine nachfolgende Bearbeitung des Tassenstößel­körpers 110 nach dem Gießen zu erleichtern.
  • Darüberhinaus wurde bei dem Tassenstößelkörper 110 auf das Vorsehen der Rippe 52 verzichtet und außerdem ist die Ölrille 34 entfallen.
  • Überschreitet der Ventilauflagezapfen 112 eine gewisse Höhe, ist es vorteilhaft, den Tassenstößelkörper mit einer Rippe 54 zu versehen.
  • Der Tassenstößelkörper 110 wird genau wie die Ausführungs­beispiele 10, 60, 70, 80 des erfindungsgemäßen Tassen­stößelkörpers einstückig aus denselben Materialien und nach denselben Verfahren wie die Tassenstößelkörper 10, 60, 70, 80 hergestellt.
  • Darüberhinaus ist es aber auch denkbar, den Stößelboden ähnlich dem des Tassenstößelkörpers 100 auszuführen oder auch den Ventilauflagezapfen 112 einstückig an ein Halb­fertigteil ähnlich dem Tassenstößelkörper 90 anzuformen.
  • In diesen Fällen finden dann bei den Halbfertigteilen dieselben Materialien Verwendung wie bei den Tassenstößel­körpern 90 und 100.

Claims (47)

1. Tassenstößelkörper für Ventilstößel, umfassend einen zylindrischen Führungskörper, einen Stößelboden und ein vom Stößelboden getragenes, eine Ventilauflage haltendes Element,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungskörper (12) und der Stößelboden (14) gießtechnisch verbunden hergestellt sind und daß das die Ventilauflage haltende Element (36, 112) ein­stückig mit dem Stößelboden (14) und/oder dem Führungskörper (12) verbunden ist.
2. Tassenstößelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das die Ventilauflage haltende Element (36, 112) zusammen mit dem Führungskörper (12) ein­stückig gegossen ist.
3. Tassenstößelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß das die Ventilauflage haltende Element (36, 112) zusammen mit einem an dieses angrenzenden Teil des Stößelbodens (14) einstückig gegossen ist.
4. Tassenstößelkörper nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs­körper (12) als Gießteil im Zuge der gießtechnischen Verbindung von Führungskörper (12) und Stößelboden (14) hergestellt ist.
5. Tassenstößelkörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Führungskörper (12) an den ein Halbfertigteil (92, 102) umfassenden Stößelboden (14′, 14˝) angegossen ist.
6. Tassenstößelkörper nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Halbfertigteil (92, 102) anguß­seitig formschlüssig angießbar ausgebildet ist.
7. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ventilauflage haltende Element (36′) mit dem Halbfertigteil (92) vorgefertigt ist.
8. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen des die Ventilauflage haltenden Elements (36, 112) im Zuge der gießtechnischen Verbindung von Führungskörper und Stößelboden erfolgt.
9. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (12), der Stößelboden (14) und das die Ventilauflage haltende Element (36, 112) als ein einstückiges Teil gegossen sind.
10. Tassenstößelkörper nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs­körper (12) ein in einer parallel zum Stößelboden verlaufenden Ebene umlaufendes Verstärkungselement (32) aufweist.
11. Tassenstößelkörper nach Anspruch 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Führungskörper (12) zwischen dem Verstärkungselement (32) und dem Stößelboden (14) im Anschluß an das Verstärkungselement (32) eine Hinter­schneidung aufweist.
12. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (12) auf seiner Außenmantelfläche (22) in Höhe des Verstärkungselements (32) eine Ölrille (34) aufweist.
13. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs­element (32) in einem mittleren Bereich zwischen dem Stößelboden (14) und einem dem Stößelboden (14) gegenüberliegenden freien Rand (16) des Führungs­körpers angeordnet ist.
14. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs­element (32) einstückig mit dem Führungskörper (12) verbunden ist.
15. Tassenstößelkörper nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs­körper (12) eine an diesem angegossene und in einer parallelen Ebene zu dessen Zylinderachse (30) ver­laufende Verstärkungsrippe (52, 54, 54a, b, c) auf­weist.
16. Tassenstößelkörper nach Anspruch 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Verstärkungsrippe (52, 54) in radialer Richtung zu der Zylinderachse des Führungs­körpers verläuft.
17. Tassenstößelkörper nach Anspruch 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Verstärkungsrippe (54c) parallel zu einer Tangentialrichtung der Außenmantelfläche (22) des Führungskörpers verläuft.
18. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (54, 54a, b, c) über den Stößelboden (14) bis zu dem die Ventilauflage haltenden Element (36, 112) ver­läuft.
19. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (52, 54, 54a, b) von dem Verstärkungselement (32) über die Innenmantelfläche (24) des Führungskörpers (12) verläuft.
20. Tassenstößelkörper nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (52, 54) eine im wesentlichen konstante Höhe aufweist.
21. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (54c) zwischen dem die Ventilauflage haltenden Element (36) und der Innenmantelfläche (24) des Führungskörpers (12) sich über den Stößelboden (14) maximal ungefähr bis zur Höhe des die Ventilauflage haltenden Elements (36) erhebt.
22. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (52,54, 54a, b) sich an der Innenmantelfläche des Führungskörpers vom Stößelboden bis mindestens zum Verstärkungselement (32) erstreckt.
23. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (54a, 54b, 54c) ein sowohl mit dem Stößelboden (14) als auch mit dem Führungskörper (12) verbundenes Versteifungsdreieck zwischen diesen bildet.
24. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (52, 54, 54a, b, c) sich über ihre ganze Länge von der Innenmantelfläche (24) des Führungskörpers (12) einstückig mit demselben erhebt.
25. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (52, 54, 54a, b, c) sich über ihre ganze Länge von dem Stößelboden (14) einstückig mit demselben erhebt.
26. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippe (52, 54) sich vom Stößelboden (14) um ungefähr dieselbe Höhe erhebt wie das Verstärkungselement (32) von der Innenmantelfläche (24) des Führungskörpers (12).
27. Tassenstößelkörper nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ventilauflage haltende Element ein sich vom Stößel­boden (14) erhebender Ventilauflagezapfen (12) ist.
28. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ventilauflage haltende Element ein Führungszylinder (36) für ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement (38) ist.
29. Tassenstößelkörper nach Anspruch 28, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Führungszylinder (36) stößelboden­seitig radial erweitert ist und einen Ölraum (44) bildet.
30. Tassenstößelkörper nach Anspruch 29, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Ölraum (44) mit einer zur Außen­mantelseite (22) des Führungskörpers (12) hin ver­laufenden Ölzuführung (50) versehen ist.
31. Tassenstößelkörper nach Anspruch 30, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Ölzuführung (50) durch eine Ver­stärkungsrippe (52) hindurch verläuft.
32. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (36) auf seiner dem Stößelboden (14) abgewandten Seite einen Führungsring (42) für das Ventilspielaus­gleichselement (38) bildet und zwischen diesem und dem Stößelboden (14) einen den Führungsring (42) tragenden Sockelring (40) mit größerem Innenund Außendurchmesser wie der Führungsring (42) aufweist, so daß zwischen diesem und den Ventilspielaus­gleichselement (38) der Ölraum (44) entsteht.
33. Tassenstößelkörper nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers aus Gußeisen ist.
34. Tassenstößelkörper nach Anspruch 30, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Gußeisen mindestens im Bereich des Stößelbodens (14) ein teilweise oder vollständig metastabil erstarrtes Gefüge aufweist.
35. Tassenstößelkörper nach Anspruch 34, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Gußeisen thermisch oder thermo­chemisch gehärtet ist.
36. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers aus Stahlwerkstoff gegossen ist.
37. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers aus einer Leichtmetallegierung gegossen ist.
38. Tassenstößelkörper nach Anspruch 37, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Leichtmetallegierung faser- oder wiskerverstärkt ist.
39. Tassenstößelkörper nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halb­fertigteil (92, 102) aus Stahlwerkstoff ist.
40. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbfertigteil (92, 102) aus keramischem Werkstoff ist.
41. Tassenstößelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbfertigteil (92, 102) aus Hartmetall ist.
42. Tassenstößelkörper nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Teil des Tassenstößelkörpers durch Formguß herge­stellt ist.
43. Tassenstößelkörper nach Anspruch 41, dadurch gekenn­zeichnet, daß der gegossene Teil des Tassenstößel­körpers durch Pulvermetall-Spritzguß hergestellt ist.
44. Verfahren zur Herstellung eines Tassenstößelkörpers für Ventilstößel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Tassenstößelkörper weitgehend endkonturnah gegossen wird.
45. Verfahren zur Herstellung eines Tassenstößelkörpers für Ventilstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Tassen­stößelkörpers als weitgehend endkonturnahes Halb­fertigteil hergestellt und durch weitgehend end­konturnahes Angießen der anderen Teile des Tassen­stößelkörpers an das Halbfertigteil des Tassenstößel­körpers als gießtechnisches Verbundteil hergestellt wird.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Tassenstößelkörper endkonturnah hergestellt wird.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Tassenstößelkörper durch ein sich an das Gießen anschließendes Umformen endkonturnah hergestellt wird.
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