WO2004083610A1 - Ventilfederteller - Google Patents

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Günther MENDL
Manfred Elbl
Thomas Fuchshuber
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Textron Verbindungstechnik Gmbh & Co. Ohg
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    • 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
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/10—Connecting springs to valve members
    • 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
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • 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
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the invention relates to a valve spring plate for supporting the spring forces of closing springs acting on gas exchange valves in the valve actuation of internal combustion engines, with a reinforcing part made of a low-strength material and an annular, between the reinforcing part and the closing spring arranged supporting part made of high-strength material, according to the preamble of claim 1 ,
  • valve spring plate is shown, for example, in utility model DE 93 00 820 U1, in which the reinforcing part is made of fiber-reinforced plastic and the supporting part is made of an annular steel sheet.
  • the support part is positively integrated into the reinforcement part.
  • valve spring plate of the generic type (DE 41 20 892 A1)
  • the reinforcing part is made of aluminum and the annular support part is also made of sheet steel to reduce its weight.
  • the supporting part is caulked to the reinforcing part to produce a positive connection.
  • the object of the invention is to propose a valve spring plate of the generic type which, with undiminished reliable function, is simpler in terms of production technology and therefore more suitable for large-scale production.
  • the support part be held on the reinforcement part only by friction.
  • this frictional engagement in later engine operation does not impair the reliable functioning of the valve actuation, even in the event of high valve accelerations.
  • the support disk advantageously also provides radial support and stiffening of the valve spring plate.
  • radial forces - starting from the gas exchange valve - can be at least partially absorbed or compensated for by means of the support disk. Adequate frictional engagement is achieved if the support part is held on a hub section of the reinforcement part with a radially inner ring section. This results in a particularly simple pre-assembly of the valve spring plate, in that the two parts are to be pushed one above the other in the axial direction.
  • the support part can be of an L-shaped cross section, the radially inner ring section of which rests with a slight press fit on the hub section of the reinforcement part.
  • This concept is particularly advantageous in the production of the support part from sheet steel using the deep-drawing process, the inner ring section providing a reliable frictional connection to the reinforcing part even with only a slight press fit.
  • a slightly conical design of the radially inner ring section relative to the hub section of the reinforcing part (approx. 1 to 3 degrees) can compensate for any manufacturing tolerances that may occur or ensure an adequate press fit at least at local points of the connection.
  • the attached schematic drawing shows a valve spring plate for a valve train of an internal combustion engine with a reinforcement part and a support part, in a longitudinal section along the valve center axis.
  • the rotationally symmetrical valve spring plate 10 shown is composed of an annular reinforcement part 12 made of an aluminum alloy and an annular support part 14 made from sheet steel by deep-drawing.
  • the valve spring plate 10 serves in a valve drive (not shown) for actuating gas exchange valves of an internal combustion engine in a known manner as a connecting part between the lift valve and a closing spring, the closing spring being supported on the radially extending ring section 14a.
  • the valve wedges holding the valve stem are inserted into the conical recess 12a of the reinforcing part 12 when the valve train is installed.
  • the support ring 14 has an L-shaped cross section, the radially inner, axially extending ring section 14b of which is held on the outer circumference of the hub section 12b with a friction fit or with a slight press fit.
  • Said ring section 14b similar to the recess 12a, can be made slightly conical relative to the hub section 12b in order to ensure a sufficient frictional fit or press fit at least locally with reduced manufacturing tolerances.
  • the support ring 14 can also be designed only in the form of a disk and its inner recess, which then encompasses the hub section 12b, press-fit against the hub section 12b.

Abstract

Bei einem Ventilfederteller (10) zur Abstützung der Federkräfte von auf Gaswechselventile wirkenden Schliessfedern in der Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen, mit einem Verstärkungstei (12)l aus einem niedriger festem Material und einem ringförmigen, zwischen dem Verstärkungsteil und der Schliessfeder angeordnetem Stützteil (14) aus höherfestem Material, wird vorgeschlagen, dass das Stützteil zur Vereinfachung in der Fertigung und bei der Vormontage nur reibschlüssig an dem Verstärkungsteil gehalten ist.

Description

B e s c h r e i b u n g
Ventilfederteller
Die Erfindung betrifft einen Ventilfederteller zur Abstützung der Federkräfte von auf Gaswechselventile wirkenden Schließfedern in der Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen, mit einem Verstärkungsteil aus einem niedriger festem Material und einem ringförmigen, zwischen dem Verstärkungsteil und der Schließfeder angeordnetem Stützteil aus höherfestem Material, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Einen derartigen Ventiifederteller zeigt beispielsweise das Gebrauchsmuster DE 93 00 820 U1 , bei dem das Verstärkungsteil aus faserverstärktem Kunststoff und das Stützteil aus einem ringförmigen Stahlblech gebildet ist. Das Stützteil ist in das Verstärkungsteil formschlüssig eingebunden.
Bei einem weiteren Ventilfederteller der gattungsgemäßen Art (DE 41 20 892 A1 ) ist zu dessen Gewichtsreduzierung das Verstärkungsteil aus Aluminium und das ringförmige Stützteil ebenfalls aus einem Stahlblech hergestellt. Dabei ist das Stützteil zur Herstellung eines Formschlusses mit dem Verstärkungsteil verstemmt. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilfederteller der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, der bei unvermindert zuverlässiger Funktion herstellungstechnisch einfacher und deshalb besser für eine Großserienfertigung geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Stützteil lediglich reibschlüssig an dem Verstärkungsteil gehalten ist. Wie erfindungsgemäß erkannt wurde, ist es für eine zuverlässige, ggf. automatische Montage des Ventilfedertellers ausreichend, wenn die Verbindung zwischen dem Verstärkungsteil und dem Stützteil reibschlüssig ausgebildet ist. Wie ebenfalls erkannt wurde, beeinträchtigt dieser Reibschluss im späteren Motorbetrieb die zuverlässige Funktion der Ventilbetätigung auch bei den auftretenden hohen Ventilbeschleunigungen nicht. Es tritt kein Abheben des Stützteiles von dem Verstärkungsteil auf; auch Relativbewegungen um die Ventilachse zwischen dem Stützteil und dem Verstärkungsteil sind zumindest vernachlässigbar.
Durch die Stützscheibe kommt es vorteilhaft zudem zu einer radialen Abstützung sowie Versteifung des Ventilfedertellers. Beispielsweise können dadurch Radialkräfte - ausgehend vom Gaswechselventil - mittels der Stützscheibe wenigstens teilweise aufgenommen bzw. kompensiert werden. Ein ausreichender Reibschluss wird erzielt, wenn das Stützteil mit einem radial innenliegenden Ringabschnitt an einem Nabenabschnitt des Verstärkungsteiles gehalten ist. Daraus resultiert eine besonders einfache Vormontage das Ventilfedertellers, indem die beiden Teile in axialer Richtung übereinander zu schieben sind.
Dazu ist es insbesondere bei einer automatisierten Vormontage vorteilhaft, wenn das Stützteil mit leichtem Presssitz an dem Verstärkungsteil gehalten ist. Dies stellt eine sichere Verbindung in der Vormontage und der späteren Montage auch bei ggf. kritischen Transportbedingungen sicher.
Das Stützteil kann fertigungstechnisch günstig im Querschnitt L- förmig ausgebildet sein, wobei dessen radial innenliegender Ringabschnitt mit leichtem Presssitz an dem Nabenabschnitt des Verstärkungsteiles anliegt. Diese Konzeption ist insbesondere vorteilhaft bei einer Herstellung des Stützteiles aus Stahlblech im Tiefziehverfahren, wobei der innenliegende Ringabschnitt auch bei einem nur leichten Presssitz eine zuverlässige reibschlüssige Verbindung mit dem Verstärkungsteil ergibt.
Durch eine geringfügig konische Gestaltung des radial innenliegenden Ringabschnittes relativ zum Nabenabschnitt des Verstärkungsteiles (ca. 1 bis 3 Grad) können ggf. auftretende Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden bzw. ein ausreichender Presssitz zumindest an örtlichen Stellen der Verbindung sichergestellt werden. Schließlich wird vorgeschlagen, das Verstärkungsteil aus einer Aluminiumlegierung, z.B. einer Aluminium-Knetlegierung herzustellen, die neben einer Gewichtsreduzierung und einer guten Verformbarkeit auch eine ausreichende Festigkeit des Ventilfedertellers sicherstellt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben.
Die anliegende schematische Zeichnung zeigt einen Ventilfederteller für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Verstärkungsteil und einem Stüt∑teil, in einem Längsschnitt entlang der Ventilmittelachse.
Der dargestellte rotationssymetrische Ventilfederteller 10 setzt sich aus einem ringförmigen Verstärkungsteil 12 aus einer Alumi- niumlegierung und einem im Tiefziehverfahren aus Stahlblech hergestellten, ringförmigen Stützteil 14 zusammen.
Der Ventilfederteller 10 dient in einem nicht dargestelltem Ventiltrieb zur Betätigung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine in bekannter Weise als Verbindungsteil zwischen dem Hubventil und einer Schließfeder, wobei sich die Schließfeder an dem radial verlaufendem Ringabschnitt 14a abstützt. In der konischen Ausnehmung 12a des Verstärkungsteiles 12 sind bei montiertem Ventiltrieb die den Ventilschaft haltenden Ventilkeile eingelegt. Der Stützring 14 ist im Querschnitt wie ersichtlich L-förmig gestaltet, wobei dessen radial innenliegender, sich axial erstreckender Ringabschnitt 14b reibschlüssig bzw. mit leichtem Presssitz auf dem Außenumfang des Nabenabschnittes 12b gehalten ist.
Ggf. kann der besagte Ringabschnitt 14b ähnlich der Ausnehmung 12a leicht konisch relativ zum Nabenabschnitt 12b ausgeführt sein, um bei verringerten Herstellungstoleranzen zumindest örtlich einen ausreichenden Reibschluss bzw. Presssitz sicherzustellen.
Der Stützring 14 kann abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel auch nur scheibenförmig gestaltet sein und dessen dann den Nabenabschnitt 12b umfassende innere Ausnehmung mit Presssitz am Nabenabschnitt 12b anliegen.

Claims

A n s p r ü c h eVentilfederteller
1. Ventilfederteller zur Abstützung der Federkräfte von auf Gaswechselventile wirkenden Schließfedern in der Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen, mit einem Verstärkungsteil aus einem niedriger festem Material und einem ringförmigen, zwischen dem Verstärkungsteil und der Schließfeder angeordnetem Stützteil aus höherfestem Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (14) reibschlüssig an dem Verstärkungsteil (12) gehalten ist.
2. Ventilfederteller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (14) mit einem radial innenliegendem Ringabschnitt (14b) an einem Nabenabschnitt (12b) des Verstärkungsteiles (12) gehalten ist.
3. Ventilfederteller nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (14) mit leichtem Presssitz an dem Verstärkungsteil (12) befestigt ist.
4. Ventilfederteller nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (14) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist und dass dessen radial innenliegender Ringab- schnitt (14b) mit leichtem Presssitz an dem Nabenabschnitt (12b) des Verstärkungsteiles (12) anliegt.
5. Ventilfederteller nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (14) aus Stahl im Tiefziehverfahren hergestellt ist.
6. Ventilfederteller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innenliegende Ringabschnitt (14b) relativ zum Nabenabschnitt (12b) des Verstärkungsteiles (12) geringfügig konisch verläuft.
7. Ventilfederteller nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geEcennΞ@!chii@t, dass das Verstärkungsteil (12) aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung besteht.
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