EP0209697A1

EP0209697A1 - Ventileinstellplatte

Info

Publication number: EP0209697A1
Application number: EP86107809A
Authority: EP
Inventors: Manfred Loos
Original assignee: Stettner and Co
Current assignee: Stettner and Co
Priority date: 1985-06-22
Filing date: 1986-06-07
Publication date: 1987-01-28
Also published as: DE3522403A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventileinstellplatte für Verbrennungsmotore, die über dem Ventilstößel angeordnet ist und von dem Steuernocken beaufschlagt wird, wobei die Einstellplatte aus einem gebrannten keramischen Werkstoff mit polierter Oberfläche besteht.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Ventileinstellplatte für Verbrennungsmotore, die über dem Ventilstößel angeordnet ist und von dem Steuernocken beaufschlagt wird.
Bei Verbrennungsmotoren ist eine mehr oder weniger große Anzahl von Ventilen vorhanden, die dem Arbeitsspiel des Motors entsprechend die Einlaß- und Auslaßleitungen gegenüber dem Zylinderraum freigeben oder absperren. Der Ventilteller wird unter Federkraft gegen den Ventilsitz am Zylinderkopf gepreßt, und sie werden durch auf der Nockenwelle angeordnete Nocken angetrieben, wobei es zur Erzielung einer guten Füllung und eines raschen Entleerens des Zylinders auf ein schnellstmögliches öffnen und Schließen der Ventile entscheidend ankommt. Hierzu wird das Ventil durch Einwirkung des Steuernockens auf den Ventilstößel plötzlich auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt, wodurch ein starker Stoß entsteht. Bei dieser Beschleunigung bis zum Höchstwert der Geschwindigkeit besteht ein unmittelbarer Berührungskontakt zwischen Nocken und beaufschlagtem Ventilelement. Der Bewegungsablauf wird maßgeblich durch die Nockenform bestimmt. Hierbei tritt ein plötzlicher Beschleunigungswechsel zu Anfang und gegen Ende der Ventilbewegung auf. Daraus resultieren hohe Stoßbeanspruchungen, zu denen die thermische Beanspruchung noch hinzukommt. Der Verschleiß des von dem Nocken beaufschlagten Elements, vielfach eine Ventileinstellplatte, ist dementsprechend außerordentlich hoch. Deshalb werden hierfür Sonderstähle verwendet, auf die in Sonderfällen noch Hartmetall aufgeschweißt wird. All dies kann nicht verhindern, daß die dem Nocken unmittelbar ausgesetzte Ventileinstellplatte einer hohen Beanspruchung unterliegt. Da sie infolge ihrer Kreisform noch eine Kreisbewegung um ihre Achse ausführt, wird durch die Nockenbeanspruchung zunehmend Material im Zentrum abgetragen, und es bildet sich nach und nach ein ringförmiger Wulst aus. Dieser Verschleiß an den Ventileinstellplatten verändert naturgemäß das Ventilspiel eines Verbrennungsmotors, weshalb diese Teile in kurzen Zeitabständen gewartet und ggf. ersetzt werden müssen, um die Leistungsfähigkeit des Motors zu erhalten. Der Verschleiß der Einstellplatte ist auch abhängig von der Nockenform, so daß aus den angegebenen Gründen gewisse Kompromisse gemacht werden müssen, die zu Lasten des Ventilspiels und damit der Motorenleistung gehen. Hieraus folgt ein Bedürfnis nach Abhilfe über das aufwendige Auftragen von Hartmetall auf Ventileinstellplatten hinaus, zum einen, um die optimalen Betriebsbedingungen der Ventilsteuerung zu erreichen, zum anderen den Verschleiß so gering wie möglich zu halten. Dieser Problematik nimmt sich die Erfindung an, und sie schlägt zur Lösung dieser Aufgabe vor, bei der Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors die Ventileinstellplatte aus einem gebrannten keramischen Werkstoff mit polierter Oberfläche auszubilden.
Diese Keramikplatte ersetzt die bisher gebräuchlichen von einer dem Ventilstößel anliegenden Führungshülse geführten Ventileinstellplatte aus Metall durch eine Keramikplatte von hoher Oberflächengüte. Die Oberfläche kann geläppt, geschliffen oder poliert sein. Ein solcher Werkstoff ist bekanntlich ebenso durch eine hohe Druckfestigkeit wie Dauer-Schlagbeanspruchung ausgezeichnet. Der Verschleiß einer solchen Ventileinstellplatte aus einem keramischen Werkstoff ist wesentlich geringer als bei den üblichen metallenen Platten. Von besonderer Bedeutung erweist sich aber der Umstand, daß bei der Verwendung keramischer Werkstoffe die Nocken mit einer optimalen Formgebung versehen werden können, so daß die Steuerzeiten gleichfalls optimiert werden können und dadurch der öffnungs- und Schließvorgang,in einem Sinne beeinflußt werden können, der die Motorleistung merklich positiv beeinflußt.
Für die erfindungsgemäße Ausbildung einer Ventileinstellplatte aus keramischem Werkstoff bieten sich keramische Gemische verschiedener Art an, wobei die Dauerschlagfestigkeit von ausschlaggebender Bedeutung ist. Die Oberflächenvergütung solcher Ventileinstellplatten kann den jeweiligen Erfordernissen in vergleichsweise weitem Bereich angepaßt werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen - rein beispielsweise -

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors;
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II - II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Ventileinstellplatte in perspektivischer Darstellung und
Fig. 4 im Schnitt.

Die Zeichnung gibt die Anordnung eines oben gesteuerten hängenden Ventils wieder. Dieses besteht aus dem Ventilstößel 1 mit dem mit dem Ventilsitz 2 zusammenwirkenden Ventilteller 3. Der Stößel 1 ist in einer Buchse 4 geführt, die einen Teller 5 aufweist, auf welchem sich die Ventilfeder 6 abstützt, deren anderes Ende dem Teller 7 anliegt. Das nockenseitige Ende des Ventilstößels 1 ist von einer Führungshülse 8 umfaßt, dessen Außenrand 9 die Oberfläche 10 überragt und der Führung der Ventileinstellplatte 11 dient, die innerhalb des überstehenden Randes 9 frei drehbar auf der Fläche 10 aufliegt.
Auf der Nockenwelle 12 sind eine der Anzahl der zu steuernden Ventile entsprechende Zahl von Nocken 13 angeordnet, die bei jeder Umdrehung der Welle 12 einmal die Ventileinstellplatte 11 beaufschlagen und über diese und die Führungshülse 8 den Ventilstößel 1 und den Ventilteller 3 maximal beschleunigen und bei der entgegengesetzten Bewegung wieder entsprechend verzögern, so daß der Ventilteller 3 in kürzester Zeit von dem Ventilsitz 2 abhebt und wieder darauf zur Anlage gelangt.
Die Ventileinstellplatte 11 besteht aus einem gebrannten keramischen Werkstoff, dessen Oberfläche 15 geschliffen, poliert und/oder geläppt ist, so daß sich zwischen dem Nocken 13 und der Fläche 15 ein geringstmögliches Maß an Reibung ergibt.

Claims

Ventileinstellplatte für Verbrennungsmotore, die Über dem Ventilstößel angeordnet ist und von dem Steuernocken beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell- platte (11) aus einem gebrannten keramischen Werkstoff mit polierter Oberfläche besteht.