DE19601981C2 - Ventilfederteller für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit von Brennkraftmaschinen steigen ständig. Daher wird bei der Entwicklung neuer Brennkraftmaschinen angestrebt, daß die bewegte Masse, und dabei insbe­ sondere die Masse des Ventiltriebs, minimiert wird.

Ventilfederteller für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine sind im allgemei­ nen als rotationssymmetrische Bauteile ausgebildet. Folglich weist ein Ventilfe­ derteller eine zentrale runde Öffnung zur Aufnahme eines Ventilschafts, einen die Öffnung umgebenden konzentrischen meist angeschrägten Ringwulst zum Zentrieren einer Feder, und eine den Ringwulst umgebende flache ringförmige Auflage für die Feder auf. Derart ausgestaltete Ventilfederteller weisen jedoch eine relativ große Masse auf.

Um eine Gewichtsersparnis herbeizuführen, wurde in der Vergangenheit dazu übergegangen, die Ventilfederteller des Ventiltriebs von Brennkraftmaschinen in bekannter Art aus anderen Materialien, wie z. B. Aluminium oder Magne­ sium, herzustellen.

Darüber hinaus ist aus der Druckschrift DE 44 21 408 A1 ein Ventilfederteller in Leichtbauweise bekannt. Anstelle des Ringwulsts weist dieser Ventilfederteller einen Kegelansatz mit einer Anzahl von Einprägungen auf. Diese Einprägun­ gen müssen jedoch nachträglich in den Ventilfederteller eingeprägt werden. Zudem bewirken diese Einprägungen eine unerwünschte Reduzierung der Festigkeit des Ventilfedertellers.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Ventilfederteller einer Brennkraftmaschine zu konzipieren, mit dem unter Beibehaltung seiner Funktionalität und unabhängig vom verwende­ ten Material eine weitere wesentliche Gewichtsersparnis erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die separat an den Ventilfederteller angeformten Nasen, die sich im wesent­ lichen von der Öffnung bis zu der Auflage erstrecken, wurde der Ringwulst, der keinen äußeren mechanischen Belastungen ausgesetzt ist und daher in festig­ keitstechnischer Hinsicht überdimensioniert ist, durch die Nasen ersetzt. Mit wenigstens zwei Nasen ist bereits eine Zentrierung der Feder gegenüber dem Ventilfederteller realisierbar. Sind drei Nasen vorgesehen, so ist auch bei Schraubenfedern mit offenen Enden eine sichere Zentrierung der Feder möglich. Dabei können die Nasen direkt bei der Herstellung, das heißt ohne nachträgliche Arbeitsschritte, an den Ventilfederteller angeformt werden und es tritt keine Reduzierung der Festigkeit des Ventilfedertellers auf. Erfindungsgemäß kann somit eine Gewichtsersparnis von bis zu 30% erzielt werden, da die bekannten massiven Zentriermittel entfallen. Die Gewichtsersparnis erlaubt höhere Drehzahlen und reduziert die Reibverluste, so daß der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht werden kann.

Vorzugsweise sind die Nasen unter gleichen Winkeln α radial zueinander an­ geordnet, wobei sich die Größe der Winkel α einfach aus einer Division von 360° durch die Anzahl der Nasen ergibt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform sind die Rücken der Nasen zur Öffnung hin sanft ansteigend. Auf diese Weise wird die Montage der Feder gegenüber dem Ventilfederteller erleichtert. Darüber hinaus ist dies in festigkeitstechni­ scher Hinsicht eine äußerst vorteilhafte Ausgestaltung, da eine verstärkte An­ bindung der Nasen an den Ventilfederteller realisiert ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Rücken der Na­ sen parallel zur Auflage. Durch dieses Merkmal können die Rücken der Nasen Auflageflächen für eine zweite Feder bilden, die im Innern der ersten Feder an­ geordnet ist. Da wenigstens drei Nasen und damit drei Rücken vorgesehen sind, ist auch sichergestellt, daß die Auflageflächen für eine gute Lagerung der zweiten Feder ausreichen, selbst wenn diese zweite Feder schraubenartig und mit offenem Ende ausgebildet sein sollte.

Zweckmäßig entspricht in Richtung der Symmetrieachse des Ventilfedertellers gesehen die Projektionsfläche der Rücken der Nasen jeweils einem Teil eines Kreisringsegments. Auf diese Weise hat der Rücken im Bereich der Flanke, also dort wo die Feder zur Zentrierung anliegt, maximale Breite und im Bereich der Öffnung, wo keine Beanspruchung vorliegt, minimale Breite. Diese Aus­ gestaltung ist unter festigkeitstechnischen Gesichtspunkten sehr günstig.

Natürlich sind die Nasen des Ventilfedertellers auch in anderen Ausgestaltun­ gen denkbar, wie zum Beispiel in Noppenform, in Zapfenform, oder mit wellen­ förmigem Profil, u. s. w.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiden Zeich­ nungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Ventilfedertellers einer Brennkraftmaschine in perspektivischer, vergrößerter Darstel­ lung, und

Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Ventilfedertellers einer Brennkraftmaschine in ebenfalls perspektivischer, vergrößerter Darstellung.

Der scheibenförmige Ventilfederteller 1 weist eine konzentrische runde Öffnung 2 auf. Diese Öffnung 2 erstreckt sich durch den Ventilfederteller 1 hindurch. Begrenzt ist die Öffnung 2 von einer konischen Wandung 3.

Im Randbereich weist der Ventilfederteller 1 eine ebene ringförmige Auflage 4 für eine nicht dargestellte Feder auf.

Auf der der Feder zugewandten Seite des Ventilfedertellers 1 sind zwischen der Wandung 3 der Öffnung 2 und der Auflage 4 drei Nasen 5 angeformt. Diese Nasen 5 sind jeweils unter einem Winkel α von 120° radial zueinander angeordnet. Jede der Nasen 5 weist eine Flanke 6 auf, die im wesentlichen senkrecht zur Auflage 4 orientiert ist, sowie einen Rücken 7, der annähernd parallel zur Auflage 4 orientiert und zur Wandung 3 hin sanft ansteigend ist. Durch den sanften Anstieg des Rückens 7 wird die Montage der Feder gegen­ über dem Ventilfederteller 1 erleichtert.

Gemäß einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Nasen 5 stufenförmig mit senkrecht stehenden Flanken 6 und mit parallel zur Auflage 4 orientierten Rücken 7 ausgebildet. Die so ausgebildeten Rücken 7 der Nasen 5 können als weitere Auflage für eine zweite nicht dargestellte Feder dienen, die im Innern der ersten Feder angeordnet ist. Dabei kann auch die zweite Feder schraubenartig und mit offenem Ende ausgebildet sein, denn es sind wenigstens drei Nasen 5 beziehungsweise drei Rücken 7 vorgesehen, so daß ausreichend Auflageflächen für die zweite Feder gegeben sind. Außerdem sind bei dieser Ausführungsform in Richtung der Symmetrieachse des Ventil­ federtellers gesehen die Projektionsflächen der Rücken 7 der Nasen 5 als Teile eines Kreisringsegments ausgebildet, so daß die Rücken 7 im Bereich der Flanken 6 maximale Breite und im Bereich der Wandung 3 minimale Breite auf­ weisen.

Claims (5)

1. Ventilfederteller einer Brennkraftmaschine, mit

• 1. einer mittigen Öffnung (2),
• 2. einer Auflage (4) für eine Feder, und mit
• 3. mindestens zwei zwischen der Öffnung (2) und der Auflage (4) ange­ ordneten Nasen (5) zum Zentrieren der Feder,

dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (5) separat an den Ventilfeder­ teller angeformt sind und sich im wesentlichen von der Öffnung (2) bis zu der Auflage (4) erstrecken.

2. Ventilfederteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Na­ sen unter gleichen Winkeln (α) radial zueinander angeordnet sind.

3. Ventilfederteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (5) einen Rücken (7) aufweisen, der zur Öffnung (2) hin sanft ansteigt.

4. Ventilfederteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (5) einen Rücken (7) aufweisen, der parallel zur Auflage (4) orientiert ist.

5. Ventilfederteller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Symmetrieachse des Ventilfedertellers gesehen die Projek­ tionsflächen der Rücken (7) der Nasen (5) jeweils als Teile eines Kreis­ ringsegments ausgebildet sind.