DE102017007634A1

DE102017007634A1 - Ventilführung zum Führen eines Gaswechselventils

Info

Publication number: DE102017007634A1
Application number: DE102017007634.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Klaiber; Daniel Schwenkedel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-08-12
Filing date: 2017-08-12
Publication date: 2019-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilführung (10) zum Führen eines Gaswechselventils für eine Verbrennungskraftmaschine, mit eine Durchgangsöffnung (12), welche eine Gleitfläche (14) zur Gleitlagerung des Gaswechselventils in der Durchgangsöffnung (12) aufweist. Die Gleitfläche (14) ist mit einer Beschichtung (16) aus einem mesogenen Schmierstoff versehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilführung zum Führen eines Gaswechselventils für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer Durchgangsöffnung, welche eine Gleitfläche zur Gleitlagerung des Gaswechselventils in der Durchgangsöffnung aufweist.
Beim Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine wird das Füllen jeweiliger Zylinder der Verbrennungskraftmaschine mit einem Betriebsmedium, beispielsweise mit Frischluft, sowie das Ausschieben von Abgas aus den jeweiligen Zylindern über ein intermittierendes Öffnen und Schließen jeweiliger, den Zylindern zugeordneter Gaswechselventile (Einlassventile, Auslassventile) bewirkt.
Aus der DE 101 28 566 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Motorventilführungen durch Drehen und Einführen eines Dorns in eine Spritzkammer bekannt. Dabei erfolgt ein Aufspritzen eines abriebbeständigen Materials für eine abriebbeständige Schicht auf den Dorn. Zudem erfolgt ein Aufbringen von Polymermaterial gleichzeitig mit dem Spritzen auf dem Dorn.
Die DE 198 48 613 A1 beschreibt die Verwendung einer fluororganischen Verbindung in Form eines flüssigen Stoffsystems um eine Ventilführung zu schmieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ventilführung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche ein verbessertes Führen eines Gaswechselventils ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilführung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von einer Ventilführung zum Führen eines Gaswechselventils für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer Durchgangsöffnung, welche eine Gleitfläche zur Gleitlagerung des Gaswechselventils in der Durchgangsöffnung aufweist, aus.
Um ein verbessertes Führen eines Gaswechselventils zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gleitfläche mit einer Beschichtung aus einem mesogenen Schmierstoff versehen ist. Der mesogene Schmierstoff kann auch als flüssigkristallbasierter Schmierstoff bezeichnet werden und enthält Flüssigkristalle, welche einerseits flüssig sind jedoch andererseits auch richtungsabhängige physikalische Eigenschaften wie Kristalle aufweisen. Dementsprechend ändern die Flüssigkristalle ihre Ausrichtung beispielsweise infolge äußerer Krafteinwirkung, welche beispielsweise durch Gleitreibung beim Bewegen des Gaswechselventils entlang der Gleitfläche innerhalb der Durchgangsöffnung auftritt.
Gleitet das Gaswechselventil an dessen Ventilschaftoberfläche an der Gleitfläche, so richten sich die an der Ventilschaftoberfläche anliegenden Flüssigkristalle parallel zur Gleitrichtung aus, sodass der Reibungswiderstand zwischen dem Gaswechselventil und der Ventilführung besonders gering wird. Dadurch ist ein verbessertes Führen des Gaswechselventils gegeben, da das Gaswechselventil unter besonders geringem Reibungswiderstand in der Durchgangsöffnung geführt bewegt werden kann.
Der mesogene Schmierstoff ermöglicht eine Verringerung der Reibleistung zwischen der Ventilführung und dem Gaswechselventil, wodurch eine Einsparung an CO₂-Emissionen ermöglicht ist. Zudem ermöglicht der mesogene Schmierstoff eine Erhöhung der Verschleißbeständigkeit der Ventilführung.
Bevorzugt kann die Beschichtung aus dem mesogenen Schmierstoff im Bereich der Gleitfläche infiltriert sein. Dadurch kann die Haltbarkeit der Beschichtung erhöht werden.
Denkbar ist auch, dass die Beschichtung im Bereich der Gleitfläche eingesintert oder aufgespritzt ist. Auch dadurch kann die Haltbarkeit der Beschichtung erhöht werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Beschichtung in die Gleitfläche eingebettet. Dies ist von Vorteil, da ein Verschleiß der Beschichtung durch das Einbetten auch bei einem betriebsbedingten, intermittierenden Hin- und Herbewegen des Gaswechselventils entlang der Gleitfläche besonders gering gehalten werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Ventilführung einen Grundkörper auf, welcher aus einem Sintermetall gebildet ist, welches eine bainitische Matrix mit eingelagerten Festschmierstoffen und verschleißmindernden Karbiden aufweist. Dies ist von Vorteil, da das Sintermetall und damit bereits der Grundwerkstoff der Ventilführung zur Verschleiß- und Reibungsminimierung beiträgt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:

1 eine Perspektivansicht einer Ventilführung; und
2 eine Schnittansicht der Ventilführung.

1 zeigt eine Perspektivansicht einer Ventilführung 10 zum Führen eines vorliegend nicht weiter dargestellten Gaswechselventils für eine ebenfalls nicht weiter gezeigte Verbrennungskraftmaschine.
Die Ventilführung 10 umfasst einen zylindrischen Grundkörper 18, welcher aus einem Sintermetall gebildet ist. Das Sintermetall weist eine bainitische Matrix mit eingelagerten Festschmierstoffen und verschleißmindernden Karbiden auf. Das Sintermetall kann beispielsweise PLS 131 sein.
In dem Grundkörper 18 ist eine Durchgangsöffnung 12 vorgesehen, welche eine, besonders deutlich in einer Schnittansicht der Ventilführung 10 in 2 erkennbare Gleitfläche 14 zur Gleitlagerung des Gaswechselventils in der Durchgangsöffnung 12 aufweist. Mit anderen Worten kann das Gaswechselventil in die Durchgangsöffnung 12 eingeführt und an der Gleitfläche 14 gleitend gelagert werden.
Die Gleitfläche 14 ist vorliegend mit einer Beschichtung 16 aus einem mesogenen Schmierstoff versehen, wobei die Beschichtung 16 in die Gleitfläche 14 eingebettet ist.
Das Gaswechselventil kann beispielsweise eine verchromte oder nitrierte - und damit besonders belastungsgerecht ausgebildete - Ventilschaftoberfläche aufweisen, an welcher das Gaswechselventil mit der Gleitfläche 14 und somit mit der Beschichtung 16 kontaktierbar ist. Die Beschichtung 16 aus dem mesogenen Schmierstoff erhöht die Verschleißbeständigkeit der Ventilführung 10 insbesondere gegenüber derartigen, verchromten oder nitrierten Gaswechselventilen.
Bezugszeichenliste

10: Ventilführung
12: Durchgangsöffnung
14: Gleitfläche
16: Beschichtung
18: Grundkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 10128566 A1 [0003]
DE 19848613 A1 [0004]

Claims

Ventilführung (10) zum Führen eines Gaswechselventils für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer Durchgangsöffnung (12), welche eine Gleitfläche (14) zur Gleitlagerung des Gaswechselventils in der Durchgangsöffnung (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (14) mit einer Beschichtung (16) aus einem mesogenen Schmierstoff versehen ist.
Ventilführung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (16) in die Gleitfläche (14) eingebettet ist.
Ventilführung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (10) einen Grundkörper (18) aufweist, welcher aus einem Sintermetall gebildet ist, welches eine bainitische Matrix mit eingelagerten Festschmierstoffen und verschleißmindernden Karbiden aufweist.