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Dokumentenidentifikation DE102004018386A1 03.11.2005
Titel Verfahren zum Einstellen des Kugelhubs eines Ventilspielausgleichselements
Anmelder INA-Schaeffler KG, 91074 Herzogenaurach, DE
Erfinder Sailer, Peter, 91052 Erlangen, DE;
Schnell, Oliver, Dipl.-Ing., 90587 Veitsbronn, DE
DE-Anmeldedatum 16.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004018386
Offenlegungstag 03.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.11.2005
IPC-Hauptklasse F16K 1/14
IPC-Nebenklasse F01L 1/24   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Kugelhubs eines als Ventilkugel (6) ausgebildeten Ventilschließkörpers eines Steuerventils (7) eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements, das einen Kolben (1) mit einem Kolbenboden (2) und einer zentralen Bohrung (3) in demselbenn aufweist, an deren außen liegendem Ende (4) ein Ventilsitz (5) vorgesehen ist, der von der Ventilkugel (6) beherrscht ist, deren Kugelhub durch eine Ventilkappe (8) begrenzt ist, die einen Kappenflansch (9) und einen Kappenboden (11) aufweist, wobei der Kappenflansch (9) mit seiner Auflagefläche (12) auf dem Boden (17) einer Einsenkung (13) des Kolbenbodens (2) aufliegt und eine Anschlagfläche (12) des Kappenbodens (11) der Ventilkugel (6) als Hubbegrenzung dient.
Der für das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors und für das Verschleiß- und Geräuschverhalten von dessen Ventiltrieb so wichtige gleiche Kugelhub der Ventilkugeln (6) wird dadurch erreicht, dass nach Messen eines Tiefeninnenmaßes (a) der Ventilkappe (8), das von der Auflagefläche (10) des Kappenflansches (9) bis zum Anschlag (12) des Kappenbodens (11) reicht und nach Messen eines Vorstehmaßes (b) einer in dem Ventilsitz (5) liegenden Messkugel (16) gegenüber dem Boden (17) der Einsenkung (13) ein rechnerischer Wert des Kugelhubs (c = a - b) bestimmt wird und dass danach eine zugepaarte Ventilkugel (6) mit dem für den gewünschten Kugelhub erforderlichen Kugeldurchmesser aus einer Reihe von Ventilkugeln (6) ...

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Kugelhubs eines als Ventilkugel ausgebildeten Ventilschließkörpers des Steuerventils eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements, insbesondere nach dem Oberbegriff der Verfahrensansprüche 1 und 2.

Hintergrund der Erfindung

Bekannte Ventilspielausgleichselemente, die als Standard-, Freeball- oder Reverse-Spring-Version ausgebildet sein können, besitzen unter anderem einen Kolben, mit einem Kolbenboden, der eine zentrale Bohrung aufweist, an deren außenliegendem Ende der Ventilsitz eines Steuerventils vorgesehen ist, der von einer Ventilkugel beherrscht ist, deren Kugelhub durch eine Ventilkappe begrenzt ist, die einen Kappenflansch und einen Kappenboden aufweist, wobei der Kappenflansch mit seiner Auflagefläche an einer Einsenkung des Kolbenbodens aufliegt und die Innenseite des Kappenbodens der Ventilkugel als Anschlagfläche dient.

Derartige Ventilspielausgleichselemente haben den Nachteil, dass durch pro zessbedingte, nicht weiter einengbare Fertigungstoleranzen erhebliche Kugelhubstreuungen und, als Folge derselben, entsprechende Vorhubverluste der Ventilspielausgleichselemente auftreten. Diese wirken sich je nach Kugelhubtoleranzlage beim Kaltstart oder in der Hochtemperaturphase des Verbrennungsmotors unterschiedlich aus. Beim Kaltstart ist ein mittlerer bis großer Kugelhub erwünscht, in der Hochtemperaturphase ein kleiner bis mittlerer. Demnach ist ein eng tolerierter, mittlerer Kugelhub der Idealkompromiss.

Aufgabe der Erfindung

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem bei einem hydraulischen Ventilspielausgleichselement ein bestimmter, eng tolerierter Kugelhub mit geringem Bauaufwand aus vorhandenen Bauteilen einstellbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Verfahrensansprüche 1 und 2 gelöst.

Gemäß Verfahrensanspruch 1 erfasst das Messen des Vorstehmaßes der Messkugel die Toleranzen der Einsenkung und des Ventilsitzes, während das Tiefeninnenmaß die Toleranzen der Ventilkappe berücksichtigt, bevor diese Bauteile zusammengefügt sind. Die beiden Messwerte ermöglichen die Bestimmung eines rechnerischen Kugelhubs, dessen Abweichung vom gewünschten Kugelhub den erforderlichen Durchmesser der einzubauenden Ventilkugel ergibt. Auf diese Weise werden die zusammenpassenden Bauteile vor ihrer Montage bestimmt. Dadurch erübrigt sich eine nachträgliche Kontrolle des Kugelhubs im montierten Zustand.

Ein alternatives Verfahren zur Einstellung des Sollwertes des Kugelhubs der Ventilkugel eines Steuerventils eines Ventilspielausgleichselements besteht nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch 2 darin, dass der Istwert des Kugelhubs eines mit einer beliebigen Ventilkugel und einer beliebigen Ventilkappe zusammengebauten Steuerventils gemessen und durch Nachdrücken der Ventilkappe auf seinen Sollwert eingestellt wird.

Der Vorteil dieser Lösung gegenüber der ersten besteht darin, dass keine Bevorratung von ausgemessenen Ventilkugeln erforderlich ist und dass sich der Ablauf der Messung insgesamt einfacher gestaltet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist.

Dabei zeigen:

1 einen Längsschnitt durch eine Standard-Version eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements mit einem Kolben, an dessen Kolbenboden ein Steuerventil angeordnet ist und mit einem Tiefenmaß einer Ventilkappe, einem Vorstehmaß einer Messkugel und mit einem daraus berechneten Kugelhub derselben;

2 einen Längsschnitt durch eine vermessene Ventilkappe mit deren Tiefeninnenmaß;

3 den Kolben mit Kolbenboden gemäß 1, jedoch mit einer Messkugel in einem Ventilsitz in Messposition angeordnet und mit deren Vorstehmaß;

4 einen Längsschnitt wie 1, jedoch mit einem gemessenen Kugelhub einer beliebigen Ventilkugel.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In 1 ist ein Längsschnitt durch ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement in Standardausführung dargestellt, mit einem Kolben 1, der einen Kolbenboden 2 mit einer zentralen Bohrung 3 aufweist. Diese besitzt an ihrem außen liegenden Ende 4 einen Ventilsitz 5, der von einer Ventilkugel 6 eines Steuerventils 7 beherrscht wird.

Das Steuerventil 7 besitzt eine Ventilkappe 8, die einen Kappenflansch 9 mit einer Auflagefläche 10 und einen Kappenboden 11 mit einer Nachdrückmulde 18 aufweist, deren Innenfläche als Anschlag 12 für die Ventilkugel 6 dient. Die Auflagefläche 10 liegt in einer Einsenkung 13 des Kolbenbodens 2 auf einem in 3 bezifferten Boden 17 und wird am Rand 14 derselben zentriert. Da der Rand 14 der Einsenkung 13 etwas eingezogen und die Ventilkappe 8 federnd ausgebildet ist, wird dieselbe bei der Montage in die Einsenkung 13 eingeclipst.

Der Anschlag 12 dient der Ventilkugel 6 als Hubbegrenzung und einer Kugelfeder 15 als Führung und Auflage. Dieselbe beaufschlagt bei der hier vorliegenden Standard-Version des Steuerventils 7 die Ventilkugel 6 in Richtung Ventilsitz 5.

Die Außenseite des Anschlags 12 ist als Nachdrückmulde 18 ausgebildet, deren Funktion bei der Beschreibung von 4 erläutert wird.

Ein Tiefeninnenmaß a zwischen der Auflagefläche 10 und dem Anschlag 12 der Ventilkappe 8 und ein Vorstehmaß b der Messkugel 16 gegenüber dem Boden 17 der Einsenkung 13 ergeben einen rechnerischen Kugelhub c als Differenz von a und b.

In 2 ist ein vergrößerter Längsschnitt der Ventilkappe 8 dargestellt, mit dem Kappenflansch 9 und dessen Auflagefläche 10 sowie mit dem Kappenboden 11 und dessen Anschlag 12. Das Tiefeninnenmaß a ist durch den Abstand der Auflagefläche 10 und dem Anschlag 12 der Ventilkappe 8 festgelegt.

3 zeigt den Kolben 1 mit dem Kolbenboden 2, der die zentrale Bohrung 3 mit dem Ventilsitz 5 aufweist, in dem eine Messkugel 16 liegt. Außerdem ist die Einsenkung 13 mit deren Rand 14 und deren Boden 17 dargestellt, auf den sich das Vorstehmaß b der Messkugel 16 bezieht.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach Verfahrensanspruch 1 funktioniert folgendermaßen:

Zunächst wird das Tiefeninnenmaß a einer beliebigen Ventilkappe 8 und das Vorstehmaß b einer Messkugel 16 in einem beliebigen Kolben 1 gemessen. Die Differenz der Messwerte a – b ergibt den rechnerischen Kugelhub c Dieser wird im Regelfall von dem gewünschten Kugelhub abweichen. Die Differenz aus dem rechnerischen Kugelhub c und dem gewünschten Kugelhub bestimmt die Abweichung des Durchmessers der zuzupaarenden Ventilkugel 6 vom Durchmesser der Messkugel 16, um den Sollhub der Ventilkugel 6 zu erreichen.

In 4 ist ein Längsschnitt durch eine Standard-Version eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements gemäß 1 dargestellt. Da sich die Bezugszeichen von 4 und 1 entsprechen, wird auf die Beschreibung von 1 verwiesen. Bei der Ventilkugel 6 handelt es sich jedoch um eine beliebige und bei dem Kugelhub d um einen gemessenen oder korrigierten Kugelhub.

Der Sollhub der Ventilkugel 6 wird durch Nachdrücken der Ventilkappe 8 erreicht, deren Material eine bleibende Verformung ermöglicht. Ein geeignetes Werkzeug zum Nachdrücken wird in der Nachdrückmulde 18 angesetzt. Der Isthub der Ventilkugel 6 wird vor und nach dem Verformen der Ventilkappe 8 gemessen bzw. kontrolliert.

1Kolben 2Kolbenboden 3zentrale Bohrung 4außenliegendes Ende der zentralen Bohrung 5Ventilsitz 6Ventilkugel 7Steuerventil 8Ventilkappe 9Kappenflansch 10Auflagefläche des Kappenflansches 11Kappenboden 12Anschlag 13Einsenkung im Kolbenboden 14Rand der Einsenkung 15Kugelfeder 16Messkugel 17Boden der Einsenkung 18Nachdrückmulde aTiefeninnenmaß der Ventilkappe bVorstehmaß der Messkugel crechnerischer Kugelhub dgemessener und ggf. korrigierter Kugelhub

Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Einstellen des Kugelhubs eines als Ventilkugel (6) ausgebildeten Ventilschließkörpers eines Steuerventils (7) eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements, das einen Kolben (1) mit einem Kolbenboden (2) und einer zentralen Bohrung (3) in demselben aufweist, an deren außenliegendem Ende (4) ein Ventilsitz (5) vorgesehen ist, der von der Ventilkugel (6) beherrscht ist, deren Kugelhub durch eine Ventilkappe (8) begrenzt ist, die einen Kappenflansch (9) und einen Kappenboden (11) aufweist, wobei der Kappenflansch (9) mit seiner Auflagefläche (10) auf einem Boden (17) einer Einsenkung (13) des Kolbenbodens (2) aufliegt und ein Anschlag (12) des Kappenbodens (11) der Ventilkugel (6) als Hubbegrenzung dient, dadurch gekennzeichnet, dass nach Messen eines Tiefeninnenmaßes (a) der Ventilkappe (8), das von der Auflagefläche (10) des Kappenflansches (9) bis zu dem Anschlag (12) des Kappenbodens (11) reicht und nach Messen eines Vorstehmaßes (b) einer in dem Ventilsitz (5) liegenden Messkugel (16) gegenüber dem Boden (17) der Einsenkung (13), ein rechnerischer Wert des Kugelhubs (c = a – b) bestimmt wird und dass danach eine zugepaarte Ventilkugel (6) mit dem für den gewünschten Kugelhub erforderlichen Kugeldurchmesser aus einer Reihe von Ventilkugeln unterschiedlichen, bekannten Durchmessers ausgewählt und zusammen mit dem vermessenen Kolben (1) und der vermessenen Ventilkappe (8) montiert wird.
  2. Verfahren zum Einstellen des Kugelhubs eines als Ventilkugel 6 ausgebildeten Ventilschließkörpers eines Steuerventils (7) eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements, insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Istwert des Kugelhubs eines mit einer beliebigen Ventilkugel (6) und einer beliebigen Ventilkappe (8) zusammengebauten Steuerventils (7) gemessen und durch Nachdrücken der Ventilkappe (8) auf seinen Sollwert eingestellt wird.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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