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Die Erfindung betrifft eine Gaswechselbaugruppe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art sowie gemäß Patentanspruch 6 ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Gaswechselbaugruppe.
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Eine herkömmliche Gaswechselbaugruppe für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für Kraftwagen, weist mindestens ein Gaswechselventil auf, das einen Ventilteller und einen Ventilschaft aufweist, die fest miteinander verbunden sind. Ferner ist das Gaswechselventil mittels einer Ventilführungseinheit zwischen einer Geschlossenstellung und einer Offenstellung axialverschiebbar gehalten. In der Geschlossenstellung sitzt der Ventilteller auf einem Ventilsitz unmittelbar auf, während in der Offenstellung der Ventilteller von seinen Ventilsitz abgehoben ist.
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In der Offenstellung ermöglicht also das von seinem Ventilsitz abgehobene Gaswechselventil ein Einströmen und/oder Ausströmen eines Gases (zum Beispiel eines Kraftstoff-Luft-Gemisches, eines Verbrennungsabgases etc.) in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine hinein bzw. aus dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine hinaus. Mit anderen Worten kann es sich bei dem Gaswechselventil um ein Einlassventil oder um ein Auslassventil der Verbrennungskraftmaschine handeln, welche mit der Gaswechselbaugruppe ausgerichtet ist.
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Das herkömmliche Weise hergestellte Gaswechselventil weist - bedingt durch herkömmliche Herstellungsmethoden - eine Wellenstruktur auf, die durch einen Vorschub und eine Rotation des Ventilschaft relativ zu einem Herstellungswerkzeug erzeugt ist.
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Es besteht jedoch im Fahrzeugbau, insbesondere im Serienfahrzeugbau, der Bedarf, miteinander zusammenwirkende Oberflächen in der Gaswechselbaugruppe („tribologisches System“) besonders glatt auszubilden. Beispielsweise bilden eine Außenumfangsfläche des Ventilschafts und eine Innenumfangsfläche der Ventilführungseinheit miteinander ein tribologisches System, da die Außenumfangsfläche des Ventilschaft und die Innenumfangsfläche der Ventilführungseinheit direkt aneinander angrenzen und relativ zueinander bewegbar sind.
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Ein Verfahren zum Bearbeiten einer Kolbenbaugruppe für einen Verbrennungsmotor offenbar beispielsweise die
DE 10 2015 004 814 A1 . Bei diesem Verfahren werden wenigstens eine Kante zwischen zumindest einer Ringnut und einem Ringsteg eines Kolbens und/oder wenigstens eine Kante an einem Ringstoß von zumeist einem Kolbenring derart abgerundet, dass ein Radius von 0,01 Millimeter bis 0,07 Millimeter an der Kante zwischen der Ringnut und dem Ringsteg und/oder an der Kante des Ringstoßes hergestellt werden. Mit anderen Worten wird bei diesem Verfahren eine Präzisionskantenverrundung an der entsprechenden Kante erzeugt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine eingangs genannte, herkömmliche Gaswechselbaugruppe derart weiterzuentwickeln, dass diese besonders reibungseffizient betreibbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gaswechselbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 zum Herstellen einer solchen Gaswechselbaugruppe gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gaswechselbaugruppe sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen der Gaswechselbaugruppe anzusehen und umgekehrt.
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Um also die Gaswechselbaugruppe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass diese besonders reibungseffizient betreibbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Oberfläche eines Bauelements der Gaswechselbaugruppe mittels Präzisionskantenverrundens, das auch Flakkotieren genannt wird, mechanisch bearbeitet ist.
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Durch die mechanische Oberflächenbehandlung mittels Präzisionskantenverrundens bzw. Flakkotierens der wenigstens einen Oberfläche eines Bauelements der Gaswechselbaugruppe ist diese besonders reibungseffizient betreibbar, wodurch die erfindungsgemäße Gaswechselbaugruppe besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient und/oder emissionsarm betreibbar ist. Des Weiteren ergibt sich im Vergleich zu einer herkömmlichen Gaswechselbaugruppe ein Vorteil hinsichtlich eines Verschleißes bzw. einer Lebensdauer aufgrund der besonders geringen Reibung zwischen den Bauelementen der Gaswechselbaugruppe.
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Insbesondere wenn der Ventilschaft des Gaswechselventils mittels Präzisionskantenverrundens mechanisch bearbeitet ist, ist die Gaswechselbaugruppe besonders wartungsarm ausgebildet. Denn üblicherweise weist eine derartige Gaswechselbaugruppe eine ringförmige Ventilschaftdichtung auf, welche verhindert, dass aus einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine, welche beispielsweise als eine Hubkolbenmaschine ausgebildet sein kann, ein Schmiermittel, insbesondere Öl, in unerwünschter Weise entlang des Ventilschafts in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine gerät. Auf eine detailliertere Beschreibung der Ventilschaftdichtung wird hierin verzichtet, da diese aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt ist. Während eines Betriebs einer herkömmlichen Gaswechselbaugruppe vollzieht eine Dichtlippe der Ventilschaftdichtung während einer Hubbewegung des Gaswechselventils bzw. des Ventilschafts eine Bewegung, wodurch zwischen der Dichtlippe und dem Ventilschaft eine unnutzbare Abwärme aufgrund einer Reibung zwischen der Dichtlippe und dem Ventilschaft erzeugt wird. Durch die flakkotierte bzw. präzisionskantenverrundete Oberfläche des Ventilschafts des Gaswechselventils ist diese Reibung auf ein Minimum reduzierbar und ferner ist eine Vorspannung der Dichtlippe besonders gering ausbildbar, wobei das System Ventilschaft-Ventilschaftdichtung aber weiterhin dicht ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Gaswechselbaugruppe für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere der hierin zuvor beschriebenen Gaswechselbaugruppe. Hierbei wird zunächst wenigstens ein Gaswechselventil bereitgestellt, das einen Ventilschaft und einen fest mit dem Ventilschaft verbundenen Ventilteller aufweist. Des Weiteren wird eine Ventilführungseinheit bereitgestellt, mittels welcher das Gaswechselventil zwischen einer Geschlossenstellung, in welcher der Ventilteller auf einem Ventilsitz unmittelbar aufsitzt, und wenigstens einer Offenstellung, in welcher der Ventilteller von seinem Ventilsitz abgehoben ist, axialverschiebbar gehalten ist.
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Um nun eine eingangs genannte, herkömmliche Gaswechselbaugruppe derart weiterzuentwickeln, dass diese besonders reibungseffizient betreibbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei dem Verfahren zum Herstellen der Gaswechselbaugruppe wenigstens eine Oberfläche eines Bauelements der Gaswechselbaugruppe mittels Präzisionskantenverrundens (Flakkotierens) mechanisch bearbeitet wird.
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Die Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass es bei der Herstellung von Oberflächen sowie bei der Bearbeitung von Oberflächen mittels herkömmlicher Bearbeitungsverfahren zu Hochstrukturen, Bearbeitungsriefen, Näpfen und/oder Poren an den beispielsweise als Funktionsoberflächen ausgebildeten Oberflächen von Bauelementen kommen kann. Dies führt zu scharfkantigen Übergängen in den Oberflächentopographien. Wird durch die Oberfläche beispielsweise eine Innenumfangsfläche der Ventilführungseinheit gebildet, das heißt, grenzt die Ventilschaft Oberfläche beispielsweise an die Innenumfangsfläche der Ventilführungseinheit direkt an und wird dadurch axial verschiebbar gehalten, so führt eine Schartigkeit an den Bearbeitungsriefen zu einer unerwünscht hohen Reibleistung bzw. zu einem unerwünscht hohen Verschleiß der Gaswechselbaugruppe, sodass die Gaswechselbaugruppe mit einem erhöhten Energieaufwand bzw. Kraftstoffverbrauch betrieben wird.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können gezielt Oberflächenstrukturen wie Hochstrukturen, Bearbeitungsriefen, Näpfe und Poren verrundet werden, sodass die Schartigkeit der Oberfläche besonders gering gehalten werden kann.
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Es wurde insbesondere beachtet, dass mechanische Fertigungs- bzw. Bearbeitungsverfahren, wie etwa Polieren, Bearbeitungsriefen und scharfkantige Oberflächenübergänge im Mikrobereich erzeugen. Diese verursachen erhöhte Reibungs- und Verschleißverhältnisse am Bauelement bzw. an Reibungspartnern sowie nur unzureichende Kontaktflächen zwischen direkt aneinander angrenzenden und relativ zueinander beweglichen Oberflächen, also Kontaktpartnern im tribologischen Sinne. Solche Kontaktpartner in einem tribologischen System sind relativ zueinander bewegbare Bauelemente, welche während ihres Betriebs zwischeneinander geschmiert werden. Hierzu soll ein Schmiermittel, insbesondere Öl, ein Schmiermittelfilm bilden, mittels dessen die Kontaktpartner des entsprechenden tribologischen Systems geschmiert werden. Aufgrund der scharfkantigen Oberflächentopographie kommt es jedoch zu einem zu schnellen Abscheren des Schmiermittelfilms. Konventionelle Finish-Verfahren zur Reduktion von unerwünschten Artefakten, wie den zuvor genannten Hochstrukturen, Bearbeitungsriefen, Näpfen und/oder Poren, sind derzeit nicht oder nur unzulänglich geeignet, um eine hinreichende Oberflächenqualität zu realisieren.
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Durch die Präzisionskantenverrundung, die auch Flakkotieren (von: „FLA“echen, „K“anten, „KO“nturen)genannt wird, ist es nun möglich, die genannten Artefakte zumindest zu reduzieren, um dadurch eine besonders hohe Oberflächenqualität zu realisieren. Insbesondere ist es möglich, die Oberfläche zu entgraten und scharfkantige Oberflächenzonen zu verrunden und somit zu verbessern.
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Bei einem der genannten Kontaktpartner des tribologischen Systems kann es sich beispielsweise um den Ventilschaft des Gaswechselventils handeln, wobei der andere Kontaktpartner desselben tribologischen Systems durch die Ventilführungseinheit dargestellt werden kann. Indem eine besonders hohe Oberflächenqualität realisierbar ist, kann die Reibung bzw. der Verschleiß zwischen den Kontaktpartnern des tribologischen Systems gering gehalten werden, sodass ein Kraftstoffverbrauch und somit die CO2-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können. Ferner können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Deckelgrate entfernt und/oder gezielt verrundet werden. Des Weiteren ist eine reproduzierbare Kantenverrundung im Submikrobereich darstellbar und das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders zeit- und kostengünstig durchgeführt werden. Darüber hinaus ist das Verfahren besonders effizient in einer Serienfertigung der entsprechenden Bauelemente der Gaswechselbaugruppe mit einer besonders hohen Produktionsstückzahl einsetzbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. 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.
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Dabei zeigt
- 1 eine geschnittene Ansicht einer Gaswechselbaugruppe;
- 2 eine schematische Darstellung einer Oberfläche eines Bauelements der Gaswechselbaugruppe, wobei das Bauelement einem Verfahren unterzogen wird, bei welchem wenigstens eine Oberfläche des Bauelements der Gaswechselbaugruppe mittels Präzisionskantenverrundung mechanisch bearbeitet wird; und
- 3 eine schematische Darstellung einer Oberfläche eines Bauelements der Gaswechselbaugruppe, wobei das Bauelement dem Verfahren unterzogen wird.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer geschnittenen Ansicht eine Gaswechselbaugruppe 1 für eine Verbrennungskraftmaschine 2, zum Beispiel Hubkolbenmaschine, von der in 1 lediglich ein Zylinderkopf abschnittsweise dargestellt ist. Mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 ist beispielsweise einen Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, antreibbar. Die Gaswechselbaugruppe 1 umfasst ein Gaswechselventil 3, dass ein Ventilteller 4 und einen Ventilschaft 5 aufweist, die fest miteinander verbunden, zum Beispiel einstückig miteinander ausgebildet sind.
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In einer Geschlossenstellung - wie in 1 dargestellt - sitzt der Ventilteller 4 unmittelbar auf einem Ventilsitz 6 der Gaswechselbaugruppe 1 auf, wodurch an dem Ventilsitz 6 ein Gaswechselkanal 7 und einen Brennraum 8 der Verbrennungskraftmaschine voneinander fluidisch getrennt sind. Beispielsweise kann es sich bei dem Gaswechselkanal 7 um einen Einlasskanal der Verbrennungskraftmaschine handeln, was bedeutet, dass in der in 1 gezeigten Geschlossenstellung der Gaswechselbaugruppe 1 ein dem Einlasskanal 7 bereitgestelltes Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht in den Brennraum 8 hineinströmen kann. Natürlich kann es sich bei dem Gaswechselkanal 7 alternativ um einen Auslasskanal handeln, sodass in der Geschlossenstellung ein in dem Brennraum 8 befindliches Gas, Beispiel Abgas, nicht über den Ventilsitz 6 hinweg und durch den Auslasskanal 7 aus dem Brennraum 8 hinausströmen kann.
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Das Gaswechselventil 3 ist aus der Geschlossenstellung in axialer Richtung verschiebbar, indem eine Nockenwelle 9 durch deren Rotation direkt oder indirekt den Ventilschaft 5 in Richtung zu dem Brennraum 8 hin betätigt. Im vorliegenden Beispiel betätigt im Betrieb der Gaswechselbaugruppe 1 die Nockenwelle 9 einen Stößel 18, welcher wiederrum unter einem Spannen einer Ventilfeder 19 den Ventilschaft 5 betätigt. In dieser (nicht dargestellten) wenigstens einen Offenstellung ist der Ventilteller 4 von dem Ventilsitz 6 abgehoben, sodass der Gaswechselkanal 7 und der Brennraum 8 an dem Ventilsitz 6 fluidisch miteinander verbunden sind. Da der Gaswechselkanal 7, wie bereits beschrieben, von dem Abgas und/oder von dem Kraftstoff-Luft-Gemisch durchströmbar ist, ist in der Offenstellung der Gaswechselbaugruppe 1 ein Gaswechsel bzw. ein Gasaustausch zwischen dem Brennraum 8 und dem Gaswechselkanal 7 ermöglicht. Mit anderen Worten ist es in der Offenstellung der Gaswechselbaugruppe ermöglicht, dass das Kraft-Luft-Gemisch in den Brennraum 8 hineinströmt und/oder dass das Abgas aus dem Brennraum 8 in den Gaswechselkanal 7 einströmt.
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Um eine besonders exakte axiale Führung des Gaswechselventils 3 zu gewährleisten, weist die Gaswechselbaugruppe 1 eine Ventilführungseinheit 10 auf, deren Innenumfangsfläche 11 direkt an eine Außenumfangsfläche 12 des Gaswechselventils 3 bzw. des Ventilschafts 5 angrenzt. Bei einem axialen Verschieben bzw. Verstellen des Gaswechselventils 3 zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung gleiten demnach die Außenumfangsfläche 12 und die Innenumfangsfläche 11 direkt aneinander ab.
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Die Gaswechselbaugruppe 1 weist noch weitere Bauelemente auf. So ist es beispielsweise bekannt, dass eine Ventilschaftdichtung 13 an dem Ventilschaft 5 direkt anliegt und vollständig von diesem durchdrungen wird, um zu vermeiden, dass entlang des Ventilschaft 5 in unerwünschter Weise Schmiermittel, zum Beispiel Öl, in den Brennraum 8 hineingerät. Die Ventilschaftdichtung 13 umgreift also die Außenumfangsfläche 12 des Ventilschaft 5, sodass eine (nicht dargestellte) Innenumfangsfläche der Ventilschaftdichtung 13 und die Außenumfangsfläche 12 des Ventilschafts 5 direkt aneinander abgleiten, wenn das Gaswechselventil 3 zwischen der Offenstellung der Geschlossenstellung axial verschoben bzw. verstellt wird.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Oberfläche 14 eines Bauelements der Gaswechselbaugruppe 1. Beispielsweise kann es sich bei der in 2 gezeigten Oberfläche 14 um die Innenumfangsfläche 11 der Ventilführungseinheit 10 handeln, welche durch Honen bearbeitet ist. Durch das Honen weist die entsprechende Oberfläche 14, also die Innenumfangsfläche 11, Honriefen 15 auf, welche einen zumindest im Wesentlichen linienförmigen Verlauf aufweisen. Die Honriefen 15 sind Ausnehmungen bzw. Vertiefungen der Oberfläche 14 bzw. der Innenumfangsfläche 11. Diese Vertiefungen werden beispielsweise durch einen jeweiligen Boden und der jeweilige Flanken begrenzt, wobei die jeweilige Flanke als ein erster Teilbereich der Oberfläche 14 über einen jeweiligen Übergangsbereich in wenigstens einen sich an die jeweilige Vertiefung anschließenden zweiten Teilbereich der Oberfläche 14 übergeht. Somit ist der Boden der jeweiligen Vertiefung gegenüber dem zweiten Teilbereich zurückversetzt. Der Übergangsbereich bildet dabei eine Kante und ist somit ein scharfkantiger Übergang in der Oberfläche 14.
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Um eine Reibung zwischen zwei direkt miteinander zusammenwirkenden Reibungs- bzw. Kontaktpartnern in einem tribologischen System besonders gering zu halten, ist eine besonders hohe Qualität der Oberfläche 14 wünschenswert. Demzufolge ist es wünschenswert, die Rauheit der Oberfläche 14 besonders gering zu halten. Infolgedessen kann eine innere Reibung bzw. eine Reibleistung der Gaswechselbaugruppe 1 gering gehalten werden, sodass die Verbrennungskraftmaschine 2, die mit der entsprechenden Gaswechselbaugruppe 1 ausgerüstet ist, besonders kraftstoff- bzw. energieeffizient und/oder emissionsarm zu betreiben ist. Um also eine besonders hohe Oberflächengüte, das heißt eine besonders hohe Qualität der Oberfläche 14 zu realisieren, ist bzw. wird diese mittels Präzisionskantenverrundens mechanisch bearbeitet. Das Verfahren der Präzisionskantenverrundung ist auch unter dem Namen „Flakkotieren“ bekannt. Durch die Präzisionskantenverrundung bzw. das Flakkotieren ist ein jeweiliger, zunächst scharfkantige Übergangsbereich 17, über welchen jeweilige erste Teilbereiche in jeweilige zweite Teilbereiche der Oberfläche 14 übergehen, bearbeitet. Die Präzisionskantenverrundung bzw. das Flakkotieren ermöglicht ein gezieltes Kantenverrunden, wobei gezielt Rauheitstäler und/oder Rauheitsberge erzeugbar sind, deren Höhe insbesondere weniger als ein Tausendstelmillimeter beträgt. Mit anderen Worten sind also mittels der Präzisionskantenverrundung herkömmlich erzeugte Drehrillen bzw. Schleifrillen (beispielhaft die Honriefen 15) an der Innenumfangsfläche 11 der Ventilführungseinheit 10 bis in den Submikrobereich (weniger als ein Mikrometer) verrundet und optimal nach Oberflächenstrukturvorgaben einstellbar.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Oberfläche 14 eines weiteren Bauelements der Gaswechselbaugruppe 1. Beispielsweise kann sich bei dem weiteren Bauelement um das Gaswechselventil 3 handeln, was bedeutet, dass in Fig. 3-ausschnittsweise - am Beispiel der Ventilteller 4 und/oder der Ventilschaft 5 dargestellt sind/ist. Die vorigen und die folgenden Ausführungen zum ersten Bauelement gemäß 2 sind auf das zweite Bauelement gemäß 3 übertragbar und umgekehrt. Die in 3 dargestellte Oberfläche 14 weist, insbesondere aufgrund deren Herstellungsprozesses, unerwünscht stark ausgeprägte Artefakte, wie etwa Poren 16 und/oder Näpfe und/oder Deckelgrate auf. Die jeweilige Pore 16 ist - wie die jeweilige Honriefe 15 - durch einen Boden und wenigstens eine Flanke gebildet, welche einen ersten Teilbereich der Oberfläche 14 darstellt. Die jeweilige Flanke, das heißt der jeweilige erste Teilbereich geht über wenigstens einen in 3 mit 17 bezeichneten und scharfkantigen Übergangsbereich in wenigstens einen sich an die jeweilige Pore 16 anschließenden zweiten Teilbereich der Oberfläche 14 über, sodass der jeweilige Boden der jeweiligen Pore 16 gegenüber dem jeweiligen zweiten Teilbereich zurückversetzt bzw. vertieft ist. Somit stellt auch die jeweilige Pore 16 eine Vertiefung der Oberfläche 14 dar, und der jeweilige Übergangsbereich 17 ist eine scharfe Kante.
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Um eine besonders hohe Oberflächenqualität des Bauelements gemäß 3 zu realisieren, wird das Bauelement, zum Beispiel das Gaswechselventil 3 und insbesondere dessen Ventilschaft 5, dem beschriebenen Verfahren unterzogen. Hierdurch werden Deckelgrate entfernt und der jeweilige Übergangsbereich 17, der einen scharfkantigen Übergang der jeweiligen Pore 16 zum jeweiligen zweiten Teilbereich und somit zur eigentlichen Bauelementoberfläche 14 darstellt, wird verrundet. Deckelgrate, Riefen, Poren und Näpfe sind Mikrostrukturen, welche auch als Artefakte bezeichnet werden können. Diese Artefakte können durch das Verfahren, insbesondere durch das Flakkotieren, zumindest reduziert werden, um dadurch eine besonders hohe Qualität der Oberfläche 14 mit einer nur geringen Rauheit zu realisieren. Mit anderen Worten ist eine Verrundung eines scharfkantigen Übergangs der als Mikrostrukturen ausgebildeten Artefakte zu daran anschließenden Oberflächenbereichen darstellbar. Außerdem können scharfkantige Übergänge von Riefen zu daran anschließenden Bereichen ebenso verrundet werden, wie Bergspitzen der Rauheit bzw. Topographie der Oberfläche 14. Somit kann eine besonders hohe Oberflächengüte dargestellt werden.
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Die obigen Ausführungen lassen sich ohne Weiteres auf jede beliebige Flächenpaarung der Gaswechselbaugruppe 1 übertragen, wobei die Flächenpaarung zu verstehen ist als zwei miteinander zusammenwirkende Flächen eines gemeinsamen tribologischen Systems. Ein solches tribologisches System der Gaswechselbaugruppe 1 kann beispielsweise durch den Ventilteller 4 und den Ventilsitz 6 gebildet sein. Indem eine Außenoberfläche des Ventiltellers 4 mittels des Präzisionskantenverrundens mechanisch bearbeitet ist, ist eine Dichtwirkung in der Geschlossenstellung der Gaswechselbaugruppe zwischen dem Brennraum 8 und dem Gaswechselkanal 7 besonders zuverlässig erzeugbar. Noch zuverlässiger ist die Dichtwirkung zwischen dem Brennraum 8 von dem Gaswechselkanal 7, wenn auch eine Außenoberfläche des Ventilsitzes 6 entsprechend des Verfahrens mittels Präzisionskantenverrundens mechanisch bearbeitet ist. Demnach ist wenigstens ein Paar aus in der Gaswechselbaugruppe 1 flächig zueinander direkt benachbarten und relativ zueinander beweglichen Oberflächen mittels Präzisionskantenverrundens bearbeitet.
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Und der erneute Bezugnahme auf 2 ist zu erkennen, dass mittels des Präzisionskantenverrundens bzw. mittels des Flakkotierens an der jeweiligen Oberfläche 14 eine Kreuzstruktur erzeugt ist. Eine solche Kreuzstruktur ist beispielsweise von Vorteil, um einen gleichmäßig voranfließenden Ölfilm bzw. Schmierfilm an dem Ventilschaft 5 zu gewährleisten. Dieser Ölfilm ist durch die Kreuzstruktur weiter davor geschützt, unerwünscht abzuscheren.
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Ein weiteres tribologisches System der Gaswechselbaugruppe 1 wird durch den Ventilschaft 5 und die damit zusammenwirkende Ventilschaftdichtung 13 gebildet, wobei die Außenumfangsfläche 12 des Ventilschafts 5 beim axialen Verstellen des Gaswechselventils 3 zwischen der Offenstellung und der Geschlossenstellung an einer Innenumfangsfläche der Ventilschaftdichtung 13, zum Beispiel einer Dichtfläche oder Dichtlippe, entlanggleitet. Indem die Außenumfangsfläche 12 des Ventilschafts 5 mit dem genannten Verfahren mechanisch bearbeitet ist, herrscht bei einer Relativbewegung der Außenumfangsfläche 12 in Bezug zu der Ventilschaftdichtung 13 besonders wenig Reibung, sodass lediglich besonders wenig Energie aufzuwenden ist, um das Gaswechselventil 3, insbesondere dessen Ventilschaft 5, an der Dichtlippe oder Dichtfläche bzw. Innenumfangsfläche der Ventilschaftdichtung vorbei zu treiben.
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Ein weiterer Vorteil der mittels der Präzisionskantenverrundung behandelten Oberflächen 14 von einem Bauelement oder mehreren Bauelement en der Gaswechselbaugruppe 1 ergibt sich bei Betrachtung einer Flächenpressung von zwei direkt aneinander angrenzenden Oberflächen der Bauelemente der Gaswechselbaugruppe 1. Indem also diese entsprechenden Oberflächen 14 mittels Präzisionskantenverrundens bzw. mittels Flakkotierens wie beschrieben mechanisch bearbeitet sind, vergrößert sich eine jeweilige tatsächliche Oberfläche der entsprechenden Bauelemente wodurch ein Traganteil der entsprechenden Oberfläche im Vergleich zu einem herkömmlich bearbeiteten Bauelement vergrößert ist. Durch dieses, bereits geschriebene, gezielte Abtragen der Rauheitsberge, wobei die Rauheitstäler, zumindest größtenteils, behalten werden, unterliegen also die Bauelemente der Gaswechselbaugruppe 1 einer besonders geringen Flächenpressung und dadurch wären diese Bauelemente der Gaswechselbaugruppe 1 im Betrieb derselben geschont.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gaswechselbaugruppe
- 2
- Verbrennungskraftmaschine
- 3
- Gaswechselventil
- 4
- Ventilteller
- 5
- Ventilschaft
- 6
- Ventilsitz
- 7
- Gaswechselkanal
- 8
- Brennraum
- 9
- Nockenwelle
- 10
- Ventilführungseinheit
- 11
- Innenumfangsfläche
- 12
- Außenumfangsfläche
- 13
- Ventilschaftdichtung
- 14
- Oberfläche
- 15
- Honriefen
- 16
- Pore
- 17
- Übergangsbereich
- 18
- Stößel
- 19
- Ventilfeder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015004814 A1 [0006]
