DE102016209973A1 - Valve train for an internal combustion engine - Google Patents
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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
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
Gemäß
Nach
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
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10214208419 A1 [0002] DE 10214208419 A1 [0002]
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DE102016209973.6A DE102016209973A1 (en) | 2016-06-07 | 2016-06-07 | Valve train for an internal combustion engine |
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DE102016209973.6A DE102016209973A1 (en) | 2016-06-07 | 2016-06-07 | Valve train for an internal combustion engine |
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DE102016209973.6A Withdrawn DE102016209973A1 (en) | 2016-06-07 | 2016-06-07 | Valve train for an internal combustion engine |
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DE (1) | DE102016209973A1 (en) |
Citations (1)
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 |
-
2016
- 2016-06-07 DE DE102016209973.6A patent/DE102016209973A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
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