DE19644374A1 - Kipp- oder Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Kipp- oder Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kipp- oder Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer
Brennkraftmaschine, wobei dieser an einem Ende eine kalottenförmige Aus
sparung aufweist, mittels der er gegenüber einem sphärischen Ende eines
Abstützelementes schwenkbeweglich gelagert ist, während sein anderes Ende
mit einem Gaswechselventil in Wirkverbindung steht.
Ein derartiger Schlepphebel ist beispielhaft in der US 35 42 001 vorbeschrie
ben. Nachteilig dabei ist, daß durch die Reibung zwischen Abstützelement und
kalottenförmiger Aussparung, d. h. einer Reibung Stahl-Stahl ein erheblicher
Verschleiß auftreten kann, der die Lebensdauer eines solchen Ventiltriebs
verringert. Dieser Verschleiß, d. h. die bei Dauerbeanspruchung von sich
berührenden Partnern auftretenden Abnutzungserscheinungen, im allgemeinen
die unerwünschte Veränderung der Oberfläche durch Lostrennen kleinster
Teilchen infolge mechanischer bzw. tribologischer Ursachen, hat man dadurch
zu mindern versucht, daß man die beteiligten Partner einer thermischen bzw.
thermisch-chemischen Behandlung zur Erzielung bestimmter Eigenschaften
unterworfen hat. So ist es beispielsweise üblich, derartige Teile einer Einsatz
härtung zu unterwerfen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß trotz der dabei erzielten
Oberflächenhärten von ≧ 700 HV bei hohen Kontaktpressungen nach wie vor
ein massiver Verschleiß eintritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Ventiltrieb mit
Betätigungshebel und Abstützelement so zu fertigen, daß ein Verschleiß ver
mindert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das sphärische Ende des Abstützelementes
und/oder die kalottenförmige Aussparung des Kipp- oder Schlepphebels eine
Kontaktfläche mit mehr als 10% Karbidanteil aufweisen.
Unter Karbiden sind dabei je nach verwendeter Eisenlegierung die Mischkarbide
des Eisens mit den Legierungselementen wie beispielsweise Chrom oder Man
gan zu verstehen. Durch den Karbidgehalt wird zwischen den beteiligten
Partner eine zweckmäßige Werkstoffauswahl getroffen, die den adhäsiven
und/oder abrasiven Verschleiß vermindert. Dies trifft dabei insbesondere für
einen Ventiltrieb zu, der unter den Bedingungen einer Mangelschmierung
arbeiten muß, d. h. eine solche Werkstoffauswahl ist besonders resistent gegen
thermomechanische Beanspruchungen. Die Karbide sind in eine überwiegend
martensitische Matrix eingebettet und bewirken neben der Erhöhung der Ver
schleißfestigkeit auch einen zusätzlichen Stützeffekt der Matrix. Außerdem hat
eine solche karbidreiche Matrix eine erhöhte Anlaßbeständigkeit, d. h. der
durch die Reiberwärmung eintretende Härteverlust wird zu höheren Temperatu
ren hin verschoben.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß der Karbidanteil in globularer Form,
d. h. unter weitestgehender Vermeidung eines Karbidnetzwerkes vorliegen soll.
Bei einem Karbidnetzwerk scheidet sich das Karbid entlang der Kongrenzen aus
und verursacht so eine versprödende Wirkung.
Aus Anspruch 3 ist ersichtlich, daß der Restaustenit unter 50%, vorzugsweise
unter 30% liegen soll. Dies hängt damit zusammen, daß Restaustenit ein relativ
weicher Gefügebestandteil ist und demzufolge in seinen Anteilen zu begrenzen
ist. Ein erhöhter Restaustenitgehalt kann aber den abrasiven Verschleiß reduzie
ren, so daß er je nach wirkendem Verschleißmechanismus entsprechend einge
stellt wird.
Schließlich ist aus Anspruch 4 erkennbar, daß der Kipp- oder Schlepphebel
bzw. das Abstützelement aus einem Einsatzstahl, einem niedrig geliegerten Stahl
oder einem hochlegierten Stahl gefertigt werden kann. Bei allen genannten
Eisenlegierungen ist die problemlose Einstellung des entsprechenden Karbidge
haltes möglich.
Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Seitenansicht eines Ventiltriebes, teilweise
geschnitten.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ventiltrieb besteht aus einem Schlepp
hebel 1, der linksseitig eine kalottenförmige Aussparung 2 aufweist, in der ein
Abstützelement 3 mit einem Kolben mit sphärischem Ende 4 angeordnet ist.
Rechtsseitig steht der Schlepphebel 1 mit einem Gaswechselventil 5 in Wirkver
bindung, wobei in seinem Mittelteil eine wälzgelagerte Rolle 6 als Nocken
gegenläufer vorhanden ist. Der Kolben des Abstützelementes 3 weist unter
seinem sphärischen Ende 4 einen Hinterstich 7 auf, in dem ein als Blechhalte
klammer 8 ausgebildetes Verbindungselement eingreift. Auf diese Weise wird
durch die Blechhalteklammer 8 eine aus Schlepphebel 1 und Abstützelement 3
bestehende Baueinheit realisiert.
Die beiden Figuren zeigen den oberen bzw. unteren Totpunkt eines Ventil
triebes. Es ist verständlich, daß bei mehreren tausend Umdrehungen pro Minute
eine erhebliche Verschleißanfälligkeit zwischen kalottenförmiger Aussparung 2
des Schlepphebels 1 und sphärischen Ende 4 des Abstützelementes 3 gegeben
ist, wenn keine entsprechende Vorsorge getroffen wird.
Ein Abstützelement 3 ist aus einem Stahl der Marke 16 MnCr 5, d. h. mit 0,16%
Kohlenstoff, 1,25% Mangan und 1,25% Chrom, gefertigt. Dieses Abstützele
ment 3 wird bei ca. 900° einem zweistündigen Einsatzhärten unterworfen.
Nach Abschrecken in einem Ölbad hatte die Kontaktfläche des sphärischen
Endes 4 einen Kohlenstoffgehalt von 1,5% bei 25% Karbidanteil und 30%
Restaustenit.
1
Schlepphebel
2
kalottenförmige Aussparung
3
Abstützelement
4
sphärisches Ende
5
Gaswechselventil
6
Rolle
7
Hinterstich
8
Blechhalteklammer
Claims (4)
1. Kipp- oder Schlepphebel (1) für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine,
wobei dieser an einem Ende eine kalottenförmige Aussparung (2) aufweist,
mittels der er gegenüber einem sphärischen Ende (4) eines Abstützelementes (3)
schwenkbeweglich gelagert ist, während sein anderes Ende mit einem Gaswech
selventil (5) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das sphäri
sche Ende (4) des Abstützelementes (3) und/oder die kalottenförmige Ausspa
rung (2) des Kipp- oder Schlepphebels (1) eine Kontaktfläche mit mehr als 10%
Karbidanteil aufweisen.
2. Kipp- oder Schlepphebel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Karbidanteil in globularer Form, d. h. unter weitestgehender Vermeidung
eines Karbidnetzwerkes vorliegt.
3. Kipp- oder Schlepphebel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Restaustenitgehalt unter 50%, vorzugsweise unter 30% liegt.
4. Kipp- oder Schlepphebel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
er bzw. das Abstützelement (3) aus einem Einsatzstahl, einem niedrig legiertem
Stahl oder einem hochlegierten Stahl besteht.
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