DE1776084B - Verfahren zur Herstellung eines Ventilbetätigungshebels von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung eines Gußstückes in der Rechtecknut des Hebelkörpers mittels eines organischen Klebemittels erfolgt, das bis zu Temperaturen oberhalb von 200° C wärmebeständig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung eines Guß-Stückes in der Rechtecknut des Hebelkörpers mittels eines Silberlotes mit einem Schmelzpunkt von etwa 600° C erfolgt.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ventilbetätigungshebels von Brennkraftmaschinen, an dessen Hebelkörper ein eisernes Gußstück befestigt ist, welches eine teilkreiszylindrische Kontaktfläche zum Zusammenwirken mit einem Steuemocken sowie zwei sich gegenüberliegende ebene Seitenflächen aufweist, die quer zur Schwingebene des Hebels angeordnet sind und in eine Aussparung am Hebelkörper hineinreichen.

Ein Ventilbetätigungshebel für Brennkraftmaschinen, an dessen Hebelkörper ein eisernes Gußstüci befestigt ist, welches eine teilkreiszylindrische Kontaktfläche zum Zusammenwirken mit einem Steuernocken sowie zwei sich gegenüberliegende ebent Seitenflächen aufweist, die quer zur Schwingebeni des Hebels angeordnet sind und in eine Aussparung am HebeUiörper hineinreichen, ist bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1908 833). Dabei sind die Seitenflächen an einem schwalbenschwanzförmigen Fortsatz des Gußstückes ausgebildet. Das Gußstück isi mittels dieses Fortsatzes in den Hebelkörper eingegossen.

Ein solcher Ventilbetätigungshebel mit einem die Kontaktfläche aufweisenden Gußstück hat grundsätzlich den Vorteil, daß für Hebelkörper und Kontaktfläche das jeweils geeignete Material verwendet werden kann, so daß für die Kontaktfläche ein Materia] mit hoher Verschleißfestigkeit und für den Hebelkörper ein Material mit geringer Sprödigkeit und hoher mechanischer Festigkeit gewählt werden kann.

Bei dem bekannten Ventilbetätigungshebel wird die Kontaktfläche nach dem Eingießen an jedem Ventilbetätigungshebel einzeln durch Schleifen einei teilkreiszylindrischen Fläche hergestellt Dies hat dec Nachteil, daß jede Kontaktfläche einzeln zu bearbeiten ist, so daß die völlige Übereinstimmung der Profile der Ventilbetätigungshebel einer Brennkraftmaschine nicht gewährleistet ist. Ferner ist bei diesen" Verfahren eine genaue Zuordnung der Maße dei Kontaktfläche zu den übrigen Maßen des Ventilbetätigungshebels nur schwer zu erreichen, wie noch weiter unten ausgeführt werden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eir Verfahren der obengenannten Art zu schaffen, mi' dem auf einfache und billige Weise große Maßgenauigkeit der Ventilbetätigungshebel und Übereinstimmung der Profile der Kontaktflächen erreich; wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

a) Räumen einer die Aussparung bildenden Rechtecknut mit ebenen Flächen im geschmiedeter Hebelkörper quer zur Schwingebene des Hebel; zusammen mit einer Endbearbeitung weiterei Flächen des Hebelkörpers in einem Arbeitsgang

b) Präzisionsgießen von eisernen Stäben mit dre ebenen, zueinander im rechten Winkel liegenden und einer im wesentlichen teilkreiszylindrischen Fläche;

c) Schleifen der ebenen Flächen und der Eckkanten der Stäbe in Anpassung an die Abmes sungen der Rechtecknut;

d) Aufspannen einer Mehrzahl der so geschliffener Stäbe auf eine zylinderförmige Einspannvorricb tung, so daß die im wesentlichen teilkreiszylin drischen Flächen radial nach außen weisen;

e) Schleifen der radial nach außen weisenden Flä chen durch Verdrehen und axiales Verschiebet der zylinderförmigen Einspannvorrichtung rela tiv zu einem Schleifwerkzeug;

f) Zerschneiden der Stäbe in Stücke gleicher Ab messung;

g) Befestigen jeweils eines der Stücke in der Recht ecknut des Hebelkörpers.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eini gemeinsame Endbearbeitung einer größeren Anzah von Gußstücken unabhängig vom Ventilbetätigungs

hebd, wobei auf überraschend einfache Weise die Verhältnis zum Profil des Steuernockens 3 steht. Das |

Übereinstimmung des Profils aller Gußstüche sicher- Gußstück 2 ist auf dem Hebelkörper 1 in der Rechi- |

gestellt ist Eine Nachbearbeitung der Kontaktfläche ecknut la durch entsprechende Maßnahmen, bei- |

nach der Befestigung des Gußstückes am Hebelkör- spielsweise durch Löten od. dgl. sicher befestigt. |

per ist nicht erforderlich. 5 Kurz, die Lage des Gußstückes 2 wird in enger Ab- f|

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist vor- hängigkeit zum Profil des Steuernockens 3 festgelegt |

gesehen, daß die Befestigung eines Gußstückes in der Bekannte Verfahren zur Herstellung der Kontakt- j

Rechtecknut des Hebelkörpers mittels eines organi- fläche von Ventilbetätigungshebeln, die sowohl für ^

sehen Klebemittels erfolgt, das bis zu Temperaturen einstückige Ventilbetätigungshebel als auch für solche |

oberhalb von 200° C wärmebeständig ist io mit eingesetztem Gußstück verwendet werden, zeigen |

Eine andere, ebeofalls sehr einfache Befestigung die Fig. 3 und 4 schematisch. Nach Fig. 3 wird die j

besteht darin, daß die Befestigung eines Gußstückes Kontaktfläche 2a durch eine umlaufende Schleif-

in der Rechtecknut des Hebelkörpers mittels eines scheibe. G schleifend geformt, wobei der gesamte |

Silberlotes mit einem Schmelzpunkt von etwa 600° C Ventilbetätigungshebel um den Mittelpunkt der |

erfolgt ₁₅ Kurve der bogenförmigen Kontaktfläche la mit dem |

Einzelheiten dieses Verfahrens ergeben sich aus Radius R hin- und herschwingt, wie es durch den |

der nachstehenden Beschreibung eines in den Zeich- Doppelpfeil in Fig. 3 veranschaulicht ist. Dieses

nungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfin- Verfahren hat den Nachteil, daß der geometrische j

dung. Es zeigt Ort der hin- und herschwingenden Bewegung der J

F i g. 1 eine Ansicht im Schnitt einer Brennkraft- 20 Kontaktfläche das drehbar gelagerte Endstück 5 des -i

maschine mit obenliegender Nockenwelle mit einem Ventilbetätigungshebels schneidet, wie es durch die ;|

Ventilbetätigungshebel, der erfindungsgemäß berge- strichpunktierte Linie in F i g. 3 angedeutet ist. Durch

stellt sein kann, ein derartiges Schneiden des geometrischen Ortes der

F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines erfin- Schleifbewegung mit dem drehbar gelagerten End-

dungsgemäß hergestellten Ventilbetätigungshebels im 35 stück 5 ist die Gefahr verbunden, daß das drehbar

Zusammenhang mit seinen Antriebsmitteln, gelagerte Endstück 5 durch die Schleifscheibe G an-

F i g. 3 und 4 graphische Darstellungen bekannter geschliffen werden kann.

Herstellungsverfahren für Ventilbetätigungshebel, Die F i g. 4 veranschaulicht ein weiteres mögliches

F i g. 5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß Verfahren des Schleifens der Kontaktfläche, bei dem

hergestellten Ventilbetätigungshebels, 30 eine Schleifscheibe G mit einer entsprechend einem

Fig. 6A bis 6E graphische Darstellungen von Radius der Kurve R nach Fig. 3 konkav eingebuch-

Herstellungssrufen des erfindungsgemäßen Verfah- teten Umfangsfläche verwendet wird. Die scheiben-

rens und förmige Schleifscheibe G dreht sich um ihre Achse Z,

Fig. 7A bis 7F schematische Darstellungen, die wie es der Pfeil in Fig. 4 veranschaulicht, während

erfindungsgemäße Bearbeitungsstufen der die Kon- 35 sich der Ventilbetätigungshebel auf einer Linie in

taktflächen tragenden Gußstücke veranschaulichen. einer Richtung hin- und herbewegt, die senkrecht zu

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen einer Ebene durch die Achse Z der Schleifscheibe G

Zahlen und Symbolen versehen. bzw. zur Ebene der Figur liegt. Das Verfahren nach

Ein Hebelkörper 1 trägt eine Kontaktfläche la an Fig. 4 hat nicht den vorstehend im Zusammenhang

einem Gußstück 2, so daß er durch einen Steuer- 40 mit Fig. 3 beschriebenen besonderen Nachteil, je-

nocken 3 zur Betätigung eines Ventilschaftes 4 an- doch weist das Verfahren nach F i g. 4 den Nachteil

getrieben werden kann. Um den Hebelkörper 1 in auf, daß eine konkav entsprechend dem Radius der

Kontakt mit dem Steuernocken 3 bzw. dem oberen Kurve R eingebuchtete Umfangsfläche die Schleif-

Ende des Ventilschaftes 4 zu halten, ist eine Feder 6 scheibe G verteuert.

vorgesehen. Der Hebelkörper 1 ist aus Stahl ge- 45 Weiterhin ergibt keines der vorstehenden beiden schmiedet und anschließend bearbeitet worden. Der Verfahren einen ausreichend genau endbearbeiteten Steuernocken 3 treibt den Ventilbetätigungshebel an, Ventilbetätigungshebel, insbesondere in bezug auf die so daß er über einen im Zylinderkopf der Maschine Höhe A, gemessen vom Boden des drehbar gelagerbefestigten Zapfenkopf 5' kippen kann. Aui diese ten Endstückes 5 bis zur höchsten Erhebung der Weise wird durch das Kippen des Ventilbetätigungs- 50 Kontaktfläche 2 a, und hinsichtlich des Zwischenrauhebels der Ventilschaft 4 hin- und herbewegt. Im mes B zwischen dem Mittelpunkt des drehbar ge-Hebelkörper 1 ist eine Rechtecknut 1 α zur Auf- lagerten Endstückes 5 und dem Mittelpunkt der Konnahme eines Gußstückes 2 vorgesehen, das eine Kon- taktfläche 2a, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt,
taktfläche 2a für den Steuernocken aufweist. Die Diese Nachteile werden bei dem erfindungsgemä-Rechtecknut la läßt sich leicht durch geeignete span- 55 Ben Verfahren vermieden.

abhebende Werkzeuge, wie z. B. durch ein Räum- F i g. 5 zeigt die Seitenansicht eines erfindungsge-

werkzeug, herstellen. Mit Hilfe einer derartigen maß hergestellten Ventilbetätigungshebels, der einen

Rechtecknut la läßt sich das Gußstück 2 in seiner Hebeikörper 1 aus geschmiedetem Stahl, ein auf dem

Längsrichtung bzw. ir; einer Richtung senkrecht zur Hebelkörper 1 derart befestigtes Gußstück 2, daß es

Drehachse des Steuernockens 3 einrasten. 60 eine Kontaktfläche bildet, eine in die Oberfläche des

Das Gußstück 2 wird durch Vergießen hochwerti- Hebelkörpers eingearbeitete Rechtecknut la zur gen härtbaren, vorzugsweise mit Chrom legierten Aufnahme des Gußstückes 2, eine Ventilantriebs-Gußeisens und anschließende Bearbeitung des auf fläche Ib an dem einen Ende des Hebelkörpers 1 diese Weise gegossenen Stückes hergestellt. Das Guß- zum Antrieb des Ventils und ein drehbar gelagertes stück hat eine Kontaktfläche 2a, die mit der Arbeits- 65 Endstück 5 am entgegengesetzten Ende des Hebelfläche des Steuernockens 3 zusammenwirkt, wobei körpers 1, das die Kippbewegung des Hebelkörpers die Kontaktfläche 2a in der Weise endbearbeitet ist, gestattet, aufweist. Das drehbar gelagerte Endstück 5 daß sie eine Kurvenform aufweist, die im gewissen hat eine obere Fläche 7, eine untere Fläche 8, eine

innere kugelige Fläche 9 und ein ölloch 10, das eine Verbindung zwischen der oberen Fläche 7 und der inneren kugeligen Fläche 9 herstellt.

Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Gußstück 2, das eine Kontaktfläche 2 a bilden soll, gegossen, während der Hebelkörper 1 geschmiedet ist. Nach Beendigung des Schmiedens wird der Hebelkörper einem Räumprozeß bzw. einer gleichwertigen Endbearbeitung unterworfen, so daß eine gleichzeitige Endbearbeitung der Ventilantriebsfläche 1 b, der oberen und unteren Flächen 7 und 8 des drehbar gelagerten Endstückes 5 und der Rechtecknut Ια zur Aufnahme des Gußstückes 2 in einem einzigen Räumvorgang erfolgt, wie es in der Fig. 6A veranschaulicht ist.

Beim nächsten Schritt werden die innere kugelige Fläche 9, das ölloch 10 des drehbar gelagerten Endstückes 5 sowie die Seitenflächen 11 der Ventilantriebsfläche Ib bearbeitet, wie es durch die starken Linien der Fig. 6B veranschaulicht ist. Nach der Bearbeitung wird der Hebelkörper gewaschen.

An Hand von Fig. 7A bis 7F wird das Verfahren zur Herstellung des Gußstückes 2, das auf dem Hebelkörper 1 befestigt wird, beschrieben. Ein oben abgerundeter rechteckiger Stab 2' wird im Präzisionsguß hergestellt, so daß sich mehrere, vorzugsweise acht bis zehn einzelne Gußstück 2, wie es F i g. 7 A zeigt, herausarbeiten lassen. Die Unterfläche la' des oben abgerundeten rechteckigen Stabes wird zuerst endbearbeitet (Fig. 7B). Danach werden die Seitenflächen 2 b' geschliffen und die unteren Eckkanten 2 c' abgefast, wie in F i g. 7 C bzw. 7 D gezeigt

Nachdem einige Stücke solcher oben abgerundeter rechteckiger Stäbe 2' auf diese Weise geschliffen und abgefast sind, werden sie am Umfang einer zylindrischen Einspannvorrichtung 12, wie in F i g. 7 E gezeigt, eingespannt. Die Einspannvorrichtung 12 mit den oben abgerundeten rechteckigen Stäben 2' wird, wie durch den Pfeil H angedeutet, um ihre eigene Achse gedreht und gleichzeitig mit Vorschub in Achsenrichtung, wie durch den weiteren Pfeil / dargestellt, bewegt. Währenddessen bearbeitet eine Schleifscheibe G den oben abgerundeten Teil des in dei-Einspannvorrichtung 12 befestigten Stabes 2' formgebend, wobei die Schleifscheibe G sich in Richtung des Pfeils / der Fig. 7E dreht. Dadurch wird die Oberfläche des rechteckigen Stabes 2' mit einem gewünschten Kurvenradius geschliffen. Danach wird jeder der so geschliffenen rechteckigen Stäbe in gewünschten Abständen durch eine dünne (nicht dargestellte) Trennscheibe abgeschnitten, so daß sich die Gußstücke 2 mit der gewünschten Formgebung, wie in F i g. 7 F gezeigt, ergeben.

Jedes so hergestellte Gußstück 2 wird in der Rechtecknut 1 α des Hebelkörpers 1, wie aus F i g. 6 C und 6 D hervorgeht, befestigt. Eine derartige Befestigung wird vorzugsweise mit Hilfe von Silberlot mit einem Schmelzpunkt von etwa 600° C hergestellt Es ist ebenfalls möglich, das Gußstück 2 auf dem Hebelkörper 1 mit organischen Klebern zu befestigen, die über 200° C hitzebeständig sind. Die Dicke eines solchen Lotes oder Klebers zur Befestigung des Gußstückes auf dem Kipphebel beträgt gewöhnlich Vioo mm.

Danach werden die Ventilantriebsfläche Ib und die innere kugelige Fläche 9 des drehbar gelagerten Endstückes 5 beispielsweise durch Hochfrequenzhärtung gehärtet.

Ein Beispiel der chemischen Zusammensetzung des

Hebelkörper 1

i) Material: Kohlenstoffstahl
ii) Zusammensetzung:

Element	C	Si	Mn	P	S
Gehalt (%)	0,38 bis 0,43	0,15 bis 0,35	0,6 bis 0,9	0,03 oder weniger	0,035

iii) Härte:

Härte im gehärteten Zustand vor dem Löten 22 bis 28 in der Rockwell-C-Skala; Härte nach dem Hochfrequenzhärten mehr als 50 in der Rockwell-C-Skala.

Gußstück 2

i) Material: hochwertiges Gußeisen
ii) Zusammensetzung:

Element	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo
Gehalt («/0)	3,45	2,0	0,75	0,20	weniger als 0,15	0,65	0,35

in) Härte:

Härte nach dem Abschrecken mehr als 55 in der Rockwell-C-Skala.

Materials des Hebelkörpers 1 und des Gußstückes 2 ist folgendes:

Wie vorstehend im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung erläutert, ist ein einzelner Räumvorgang ausreichend zur Endbearbeitung der das Gußstück 2 aufnehmenden Rechtecknut la, der Ventilantriebsfläche 1 b und der oberen und unteren Flächen 7 und 8 des drehbar gelagerten Endstückes 5.

Dementsprechend sind die Bearbeitungsvorgänge wesentlich vereinfacht, und jeder Teil des Ventilbetätigungshebels kann maßgerecht endbearbeitet werden. Weiterhin kann gleichzeitig eine Anzahl von Gußstücken 2 mit identischen Abmessungen gefertigi werden, so daß sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung für die Massenproduktion gleichartig bemessener Gußstücke eignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Ventilbetätigungshebels von Brennkraftmaschinen, an dessen Hebelkörper ein eisernes Gußstück befestigt ist, welches eine teilkreiszylindrische Kontaktfläche zum Zusammenwirken mit einem Steuernocken sowie zwei sich gegenüberliegende ebene Seitenflächen aufweist, die quer zur Schwingebene des Hebels angeordnet sind und in eine Aussparung am Hebelkörper hineinreichen, gekennzeichnet durch folgende Herstellungsstufen: X5

a) Räumen einer die Aussparung bildenden Rechtecknut mit ebenen Flächen im geschmiedeten Hebelkörper quer zur Schwingebene des Hebels zusammen mit einer Endbearbeitung weiterer Flächen des Hebelkörpers in einem Arbeitsgang;

b) Präzisionsgießen von eisernen Stäben mit drei ebenen, zueinander im rechten Winkel liegenden und einer im wesentlichen teilkreiszylindrischen Fläche; ^a5

c) Schleifen der ebenen Flächen und der Eckkanten der Stäbe in Anpassung an die Abmessungen der Rechtecknut;

d) Aufspannen einer Mehrzahl der so geschliffenen Stäbe auf eine zylinderförmige Einspannvorrichtung, so daß die im wesentlichen teilkreiszylindrischen Flächen radial nach außen weisen;

e) Schleifen der radial nach außen weisenden Flächen durch Verdrehen und axiales Verschieben der zylinderförmigen Einspannvorrichtung relativ zu einem Schleifwerkzeug;

f) Zerschneiden der Stäbe in Stücke gleicher Abmessung;

g) Befestigen jeweils eines der Stücke in der Rechtecknut des Hebelkörpers.