DE102016209973A1 - Valve train for an internal combustion engine - Google Patents

Valve train for an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102016209973A1
DE102016209973A1 DE102016209973.6A DE102016209973A DE102016209973A1 DE 102016209973 A1 DE102016209973 A1 DE 102016209973A1 DE 102016209973 A DE102016209973 A DE 102016209973A DE 102016209973 A1 DE102016209973 A1 DE 102016209973A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cup
tappet
valve train
cam
face
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Withdrawn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
DE102016209973.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Dupke
Oliver Witter
Manfred Strätz
Holger Pätzold
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102016209973.6A priority Critical patent/DE102016209973A1/en
Publication of DE102016209973A1 publication Critical patent/DE102016209973A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14Tappets; Push rods
    • F01L1/143Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L1/053Camshafts overhead type
    • F01L1/0532Camshafts overhead type the cams being directly in contact with the driven valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/205Adjusting or compensating clearance by means of shims or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F01L2303/01Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2810/00Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
    • F01L2810/02Lubrication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb (1) für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Tassenstößel (2), der eine Tassenmantelfläche (3) und eine Tassenstirnfläche (4) aufweist, wobei der Tassenstößel (2) zumindest teilweise in einem Zylinderkopf (5) aufgenommen und axial geführt ist, wobei der Tassenstößel (2) ferner von einem Nocken (6) axial betätigbar ist, und wobei die Tassenmantelfläche (3) und/oder die Tassenstirnfläche (4) zur Reibungsreduzierung eine Laserstrukturierung (10) aufweisen.The invention relates to a valve drive (1) for an internal combustion engine, comprising a cup tappet (2) which has a cup casing surface (3) and a cup end surface (4), the cup tappet (2) being received at least partially in a cylinder head (5) and axially wherein the cup tappet (2) is further axially actuated by a cam (6), and wherein the cup lateral surface (3) and / or the cup end surface (4) have a laser structure (10) for friction reduction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor, der einen Tassenstößel umfasst, der zumindest teilweise in einem Zylinderkopf aufgenommen und axial geführt ist.The invention relates to a valve train for an internal combustion engine comprising a bucket tappet, which is at least partially received in a cylinder head and axially guided.

Aus der DE 102 14 208 419 A1 geht ein Verfahren zum Strukturieren mindestens einer Gleitfläche eines Maschinenelements hervor. Die mindestens eine Gleitfläche wird mittels eines ersten Strukturierungsverfahrens mit einer ersten Mikrostruktur zur Aufnahme von Schmiermittel versehen. Im Zuge eines zweiten Strukturierungsverfahrens werden Vertiefungen in die mindestens eine Gleitfläche eingebracht, durch welche eine zweite Mikrostruktur mit im Vergleich zur ersten Mikrostruktur geringerer Tiefe definiert wird. From the DE 102 14 208 419 A1 a method for structuring at least one sliding surface of a machine element emerges. The at least one sliding surface is provided by means of a first patterning process with a first microstructure for receiving lubricant. In the course of a second patterning process, depressions are introduced into the at least one sliding surface, by means of which a second microstructure is defined with a lesser depth compared to the first microstructure.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor weiterzuentwickeln.The object of the present invention is to further develop a valve train for an internal combustion engine.

Der erfindungsgemäße Ventiltrieb für einen Verbrennungsmotor umfasst einen Tassenstößel, der eine Tassenmantelfläche und eine Tassenstirnfläche aufweist, wobei der Tassenstößel zumindest teilweise in einem Zylinderkopf aufgenommen und axial geführt ist, wobei der Tassenstößel ferner von einem Nocken axial betätigbar ist, und wobei die Tassenmantelfläche und/oder die Tassenstirnfläche zur Reibungsreduzierung eine Laserstrukturierung aufweisen. Der Tassenstößel wird axial durch eine Rotation des Nockens betätigt und bildet eine lineare Führung des Ventils im Zylinderkopf. Eine Rotationsbewegung des Nockens wird dabei in eine Axialbewegung des Tassenstößels umgewandelt. Durch die eigene Rotation gleitet der Nocken mit dessen Gleitfläche in einer Gleitbewegung über die Tassenstirnfläche. Ein ununterbrochener Bauteilkontakt zwischen Nocken und Tassenstößel wird mittels einer Federkraft einer Ventilfeder erzeugt. Durch Strukturierung mittels eines Lasers wird an der Tassenmantelfläche und/oder der Tassenstirnfläche die Reibung durch verbesserte Schmierbedingungen reduziert. Mit anderen Worten werden dadurch die Schmierbedingungen im Kontaktbereich zwischen dem Tassenstößel und dem Zylinderkopf beziehungsweise dem Nocken durch ein erhöhtes Ölrückhaltevermögen und einen optimierten Schmierfilmaufbau der Tassenmantelfläche und/oder der Tassenstirnfläche verbessert. Ein mechanisches Abgleiten des Tassenstößels wird dadurch verhindert. Ferner wird das Abtropfen des Schmierstoffes bei Stillstand des Verbrennungsmotors weitestgehend vermieden. Neben der Reibungsreduzierung wird ebenfalls der Verschleiß im Kontaktpunkt zwischen dem Tassenstößel und dem Nocken beziehungsweise dem Zylinderkopf reduziert. Im Wesentlichen werden die Tassenmantelfläche und/oder die Tassenstirnfläche durch direktschreibendes Lasermikrostrukturieren oder durch direktschreibendes Laserinterferenzstrukturieren bearbeitet.The valve train according to the invention for an internal combustion engine comprises a bucket tappet, which has a cup shell surface and a cup face, wherein the tappet is at least partially received in a cylinder head and axially guided, wherein the tappet is further axially actuated by a cam, and wherein the cup shell surface and / or the cup face for friction reduction have a laser structuring. The tappet is actuated axially by a rotation of the cam and forms a linear guide of the valve in the cylinder head. A rotational movement of the cam is thereby converted into an axial movement of the tappet. Through its own rotation, the cam slides with its sliding surface in a sliding movement over the cup face. Continuous component contact between the cam and bucket tappet is generated by means of a spring force of a valve spring. By structuring by means of a laser, the friction on the cup lateral surface and / or the cup face is reduced by improved lubrication conditions. In other words, the lubricating conditions in the contact area between the tappet and the cylinder head or the cam are thereby improved by an increased oil retention capacity and an optimized lubricating film structure of the cup casing surface and / or the cup end face. A mechanical sliding of the bucket tappet is prevented. Furthermore, the dripping of the lubricant at standstill of the internal combustion engine is largely avoided. In addition to the friction reduction, the wear in the contact point between the bucket tappet and the cam or the cylinder head is also reduced. Essentially, the cup skirt surface and / or the cup face are machined by direct-writing laser microstructuring or by direct-writing laser interference patterning.

Vorzugsweise weist die Tassenmantelfläche und/oder die Tassenstirnfläche eine mechanische Oberflächenbehandlung auf. Insbesondere durch Kugelstrahlen werden Druckeigenspannungen in die Oberfläche der Tassenmantelfläche und/oder der Tassenstirnfläche eingebracht, wodurch die Dauerfestigkeit des Bauteils steigt.The cup casing surface and / or the cup end surface preferably has a mechanical surface treatment. In particular, by shot peening compressive residual stresses are introduced into the surface of the cup surface and / or the cup face, whereby the fatigue strength of the component increases.

Bevorzugt weist die Tassenmantelfläche und/oder die Tassenstirnfläche eine Beschichtung auf. Insbesondere wird eine amorphe Kohlenstoffschicht als Beschichtung aufgebracht. Ferner sind auch Hartstoffschichten aus Nitriden, Karbiden, Oxiden, sowie Mischformen und Multilagen anwendbar. Des Weiteren sind aber auch Hartverchromung, Phosphatierungen und Brünierungen möglich, die neben einer Reibungsreduzierung ebenso positive Auswirkungen auf Korrosion und Dauerfestigkeit haben.The cup casing surface and / or the cup end surface preferably has a coating. In particular, an amorphous carbon layer is applied as a coating. Furthermore, hard material layers of nitrides, carbides, oxides, and mixed forms and multilayers are applicable. In addition, however, hard chrome plating, phosphating and burnishing are also possible, which, in addition to reducing friction, also have positive effects on corrosion and fatigue strength.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tassenstößels weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst werden eine Tassenmantelfläche und/oder eine Tassenstirnfläche mittels eines Lasers strukturiert. Dabei wird durch Verdampfung oder Sublimierung Oberflächenmaterial abgetragen. Die dadurch entstehenden Grate werden anschließend entfernt. Optional kann die Oberfläche durch mechanische Oberflächenbehandlungen, beispielsweise Kugelstrahlen, plastisch verformt werden. Die dadurch möglicherweise entstehenden Aufwürfe werden entfernt, bevor die Tassenmantelfläche und/oder die Tassenstirnfläche optional und abschließend beschichtet werden.The method according to the invention for the surface treatment of a tappet has the following method steps. First, a cup lateral surface and / or a cup end face are structured by means of a laser. In this case, surface material is removed by evaporation or sublimation. The resulting burrs are then removed. Optionally, the surface can be plastically deformed by mechanical surface treatments, for example shot peening. The resulting possibly resulting Aufwürfe be removed before the cup skirt surface and / or the cup face optionally and finally coated.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren, in welcher gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind, näher dargestellt. Hierbei zeigtFurther measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures, in which the same or similar elements are provided with the same reference numerals. This shows

1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs, und 1 a schematic sectional view of a valve train according to the invention, and

2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs gemäß 1. 2 a schematic representation of a valve train according to the invention according to 1 ,

Gemäß 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb 1 für einen – hier nicht dargestellten – Verbrennungsmotor einen Tassenstößel 2. Der Tassenstößel 2 weist eine Tassenmantelfläche 3 und eine Tassenstirnfläche 4 auf, wobei der Tassenstößel 2 zumindest teilweise in einem Zylinderkopf 5 aufgenommen und axial geführt ist. Der Tassenstößel 2 ist ferner von einem Nocken 6 axial betätigbar und drückt somit auf das Ventil 9. Durch Rotation des Nockens 6 gleitet die Gleitfläche 7 des Nockens 6 über die Tassenstirnfläche 4 des Tassenstößels 2. Wenn der Nocken 6 im Bereich des Nockenvorsprungs 11 entlang der Tassenstirnfläche 4 gleitet, wird das Ventil 9 axial in Richtung der Ventilfeder 8 gedrückt, sodass die Ventilfeder 8 gespannt wird. Bei weiterer Rotation des Nockens 6 entspannt die Ventilfeder 8 und drückt den Tassenstößel 2 wiederum in Richtung des Nockens 6. Dadurch wird zwischen Tassenstößel 4 und Nocken 6 ein ununterbrochener Reibkontakt realisiert.According to 1 includes a valve train according to the invention 1 for a - not shown here - internal combustion engine a bucket tappets 2 , The tappet 2 has a cup skirt surface 3 and a cup face 4 on, with the bucket tappet 2 at least partially in a cylinder head 5 taken up and guided axially. The tappet 2 is also from a cam 6 axially actuated and thus presses on the valve 9 , By rotation of the cam 6 slides the sliding surface 7 of the cam 6 over the cup face 4 the tappet 2 , If the cam 6 in the area of the cam projection 11 along the cup face 4 slides, the valve becomes 9 axially in the direction of the valve spring 8th pressed so that the valve spring 8th is tense. Upon further rotation of the cam 6 relaxes the valve spring 8th and pushes the bucket tappet 2 turn in the direction of the cam 6 , This is between bucket tappets 4 and cams 6 realized an uninterrupted frictional contact.

Nach 2 weist die Tassenmantelfläche 3 des Tassenstößels 2 zur Reibungsreduzierung eine Laserstrukturierung 10 auf. Unter der Laserstrukturierung 10 ist zu verstehen, dass die Oberfläche der Tassenmantelfläche 3 in einem Herstellungsverfahren stellenweise verdampft beziehungsweise sublimiert wurde. Dadurch wurden Vertiefungen gebildet, die das Ölhaltevermögen und den Schmierfilmaufbau an der Tassenmantelfläche 3 optimieren.To 2 has the cup skirt surface 3 the tappet 2 For friction reduction, a laser structuring 10 on. Under the laser structuring 10 is to be understood that the surface of the cup skirt surface 3 in a manufacturing process was vaporized or sublimated in places. As a result, recesses were formed that the oil retention and the film structure on the cup surface 3 optimize.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Ventiltrieb valve train
22
Tassenstößel tappets
33
Tassenmantelfläche Cup shell surface
44
Tassenstirnfläche Cup face
55
Zylinderkopf cylinder head
66
Nocken cam
77
Gleitfläche sliding surface
88th
Ventilfeder valve spring
99
Ventil Valve
1010
Laserstrukturierung laser structuring
1111
Nockenvorsprung cam lobe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10214208419 A1 [0002] DE 10214208419 A1 [0002]

Claims (4)

Ventiltrieb (1) für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Tassenstößel (2), der eine Tassenmantelfläche (3) und eine Tassenstirnfläche (4) aufweist, wobei der Tassenstößel (2) zumindest teilweise in einem Zylinderkopf (5) aufgenommen und axial geführt ist, wobei der Tassenstößel (2) ferner von einem Nocken (6) axial betätigbar ist, und wobei die Tassenmantelfläche (3) und/oder die Tassenstirnfläche (4) zur Reibungsreduzierung eine Laserstrukturierung (10) aufweisen.Valve train ( 1 ) for an internal combustion engine, comprising a bucket tappet ( 2 ), which has a cup surface ( 3 ) and a cup face ( 4 ), wherein the tappets ( 2 ) at least partially in a cylinder head ( 5 ) is received and axially guided, wherein the tappets ( 2 ) further from a cam ( 6 ) is axially actuated, and wherein the cup surface ( 3 ) and / or the cup face ( 4 ) for friction reduction, a laser structuring ( 10 ) exhibit. Ventiltrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tassenmantelfläche (3) und/oder die Tassenstirnfläche (4) eine mechanische Oberflächenbehandlung aufweisen.Valve train ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the cup casing surface ( 3 ) and / or the cup face ( 4 ) have a mechanical surface treatment. Ventiltrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tassenmantelfläche (3) und/oder die Tassenstirnfläche (4) eine Beschichtung aufweisen.Valve train ( 1 ) According to claim 1, characterized in that the cup shell surface ( 3 ) and / or the cup face ( 4 ) have a coating. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tassenstößels (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tassenmantelfläche (3) und/oder die Tassenstirnfläche (4) zur Reibungsreduzierung mit einem Laser strukturiert werden.Process for the surface treatment of a tappet ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cup lateral surface ( 3 ) and / or the cup face ( 4 ) are structured to reduce friction with a laser.
DE102016209973.6A 2016-06-07 2016-06-07 Valve train for an internal combustion engine Withdrawn DE102016209973A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016209973.6A DE102016209973A1 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Valve train for an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016209973.6A DE102016209973A1 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Valve train for an internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016209973A1 true DE102016209973A1 (en) 2017-12-07

Family

ID=60327786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016209973.6A Withdrawn DE102016209973A1 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Valve train for an internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016209973A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014208419A1 (en) 2014-05-06 2015-11-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for structuring at least one sliding surface of a machine element

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014208419A1 (en) 2014-05-06 2015-11-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for structuring at least one sliding surface of a machine element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004043550B4 (en) Wear resistant coating, its use and method of making the same
DE102005036253B4 (en) Method for producing a valve tappet and internal combustion engine
EP1711642A1 (en) Ferrous layer for a sliding surface, in particular for cylinder running surfaces on engine blocks, applied by means of thermal spraying
DE102009032143A1 (en) Method for producing a stroke transmission component
DE102010053338A1 (en) Thrust washer, useful for planetary gear, comprises a washer body that exhibits a surface structure at least in sections, produced by shot peening, and a friction-and wear-reducing layer at least in sections, produced by phosphating
EP3245391B1 (en) Method for producing a sliding contact and sliding contact
DE102015008623A1 (en) Camshaft for an internal combustion engine
DE102009051262A1 (en) Method for producing a thermally sprayed cylinder barrel for the combustion engines, comprises applying a coating on an inner side of a cylinder by means of a thermal spraying
EP2682230A2 (en) Method for producing/machining a cam
DE102017215335B4 (en) Cylinder bore with piston kinematically variable bore surface, and method for producing the cylinder bore
DE102012015445A1 (en) Rolling bearing-supported shaft comprises shaft body made of first material, comprising bearing points respectively having running surface for rolling bodies, which is applied as layer of thermally sprayed second material on shaft body
DE102016210507A1 (en) Method for producing a sliding surface on a machine element and machine element
DE102013106747A1 (en) Adjustable camshaft
WO2007137928A1 (en) Rolling bearing
DE102012018330A1 (en) Crankshaft for use in crankcase of internal combustion engine e.g. in-line engine, for vehicle, has roller bearing comprising ring molded in crankshaft and provided for supporting crankshaft, where crankshaft is made from cast material
DE102016209973A1 (en) Valve train for an internal combustion engine
DE102017120884A1 (en) Roller tappet for an internal combustion engine
WO2015154757A1 (en) Stroke-transmitting component
DE102014218872A1 (en) Arrangement of a rocker arm for the valve train of an internal combustion engine
WO2008128825A1 (en) Cam follower bearing device
DE102017116480A1 (en) Piston ring with shot-blasted inlet layer and method of manufacture
DE102013012860A1 (en) Cam for camshaft, particularly piston internal combustion engine, has external circumference sided cam surface, over which corresponding cam follower is actuated by cam, where cam surface is locally provided to form recesses
DE10121887C1 (en) Process for treating piston ring side surfaces subjected to friction used in IC engines comprises applying self-lubricating elements or compounds containing an organic binder
DE102018205982A1 (en) Bearing frame or cylinder head cover of an internal combustion engine
DE102018101900A1 (en) Weight-reduced valve spring plate

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee