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DE102018101900B4 - Gewichtsreduzierter Ventilfederteller und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Gewichtsreduzierter Ventilfederteller und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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DE102018101900B4 DE102018101900.9A DE102018101900A DE102018101900B4 DE 102018101900 B4 DE102018101900 B4 DE 102018101900B4 DE 102018101900 A DE102018101900 A DE 102018101900A DE 102018101900 B4 DE102018101900 B4 DE 102018101900B4
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Abstract

Ventilfederteller (10) zur Abstützung von Federkräften von auf Gaswechselventile (32) wirkenden Schließfedern (40) in einer Ventilbetätigung (30) von Brennkraftmaschinen,mit einem tellerförmigen Grundkörper (12), wobei der Grundkörper (12) des Ventilfedertellers (10) eine Auflagefläche für die Schließfeder (40) bereitstellt,wobei in dem Grundkörper (12) eine Durchgangsöffnung (14) zur Durchführung und Anbringung eines Ventilschafts (36) des Gaswechselventils (32) ausgebildet ist,dadurch gekennzeichnet, dassder Ventilfederteller (10) einstückig ausgebildet ist und wenigstens einen Hohlraum (16) aufweist,der Ventilfederteller (10) an einer Seite des Grundkörpers (12), an welcher die Auflagefläche für die Schließfeder (40) ausgebildet ist, wenigstens einen oder mehrere Zugänge (24) aufweist, worüber der wenigstens ein Hohlraum (16) mit einer Außenseite des Ventilfedertellers (10) verbunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilfederteller zur Abstützung von Federkräften von auf Gaswechselventile wirkenden Schließfedern in einer Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen, mit einem tellerförmigen Grundkörper, wobei in dem Grundkörper eine Durchgangsöffnung zur Durchführung und Anbringung eines Ventilschafts des Gaswechselventils ausgebildet ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft zusätzlich eine Ventilbetätigung für eine Brennkraftmaschine mit einem obigen Ventilfederteller.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer obigen Ventilbetätigung.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines obigen Ventilfedertellers.
  • In Brennkraftmaschinen, beispielsweise zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, erfolgt in einem Zylinderraum eine Verbrennung von Kraftstoff. Der Zylinderraum wird über Gaswechselventile mit Frischluft und ggf. Brennstoff befüllt. Außerdem werden über die Gaswechselventile Verbrennungsgase aus dem Zylinderraum ausgelassen. Die Gaswechselventile weisen dazu einen Ventilteller auf, der eine Öffnung des Zylinderraums verschließen kann.
  • Die Betätigung der Gaswechselventile erfolgt über eine Nockenwelle, deren Nocken auf einen Ventilschaft des Gaswechselventils eine Kraft gegen eine Schließfeder ausüben, um die Öffnung des Zylinderraums freizugeben. Die Schließfeder bewegt das Gaswechselventil anschließend in seine Schließposition, in welcher der Ventilteller die Öffnung verschließt. Die Schließfeder ist üblicherweise als Schraubenfeder ausgeführt, die den Ventilschaft zumindest teilweise umgibt.
  • Um eine leistungsfähige Brennkraftmaschine bereitzustellen, müssen die Gaswechselventile hochdynamisch bewegt werden. Abhängig von einer Art der Brennkraftmaschine sind Motodrehzahlen von bis zu 10.000 Umdrehungen pro Minute oder mehr möglich. In einigen Anwendungen können sogar Drehzahlen von mehr als 20.000 Umdrehungen pro Minute möglich. Bei üblichen Viertaktmotoren wird jedes Gaswechselventil dabei bis zu 10.000 mal pro Minute betätigt.
  • Das Gaswechselventil wird also in der Brennkraftmaschine hochdynamisch bewegt. Dabei ist eine Masse des Gaswechselventils besonders wichtig, um die gewünschte Bewegung des Gaswechselventils erreichen zu können. Je geringer die Masse des Gaswechselventils, desto höher kann eine Motordynamik der Brennkraftmaschine sein. Außerdem kann bei geringen Massen eine hohe maximale Motordrehzahl erreicht werden.
  • An einem oberen Ende ist der Ventilschaft des Gaswechselventils mit einem Ventilfederteller gekoppelt, über den die Kraft der Schließfeder auf das Gaswechselventil übertragen wird und umgekehrt. Beispielsweise kann der Ventilfederteller mit zwei Klemmkegelhälften am Ventilschaft fixiert sein. Der Ventilfederteller liefert dabei eine Auflagefläche für die Schließfeder. Entsprechend bewegt sich der Ventilfederteller mit dem Gaswechselventil bei einer Betätigung durch die Nockenwelle.
  • Die DE 43 01 608 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme mindestens einer Ventilfeder mit einem sich an einem Ventilschaft abstützenden Kegel und einem sich am Kegel abstützenden, die Ventilfeder aufnehmenden Teller aus Kunststoff. Der Kegel ist mit einem den Teller abstützenden Anschlagkragen ausgebildet, so dass die auf die Tellerwand wirkenden Kräfte einen Maximalwert nicht überschreiten und eine Bruchgefahr des Tellers vermieden ist.
  • Weiter ist aus der JP H10- 317 926 A ein Ventilfederteller zur Abstützung der Federkräfte von auf Gaswechselventile wirkenden Schließfedern in der Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen bekannt. Die Ventilfederteller umfassen einen Verstärkungsteil aus einem niedriger festen Material und einen ringförmigen, zwischen dem Verstärkungsteil und der Schließfeder angeordnetem Stützteil aus höherfestem Material. Das Stützteil ist zur Vereinfachung in der Fertigung und bei der Vormontage nur reibschlüssig an dem Verstärkungsteil gehalten.
  • Zusätzlich ist aus der JP 2000 - 161 029 A ein Federhalter bekannt, der unter Verwendung eines eisenbasierten Materials hergestellt ist, eine verbesserte Festigkeit und Abriebfestigkeit aufweist und in Wandstärke und Gewicht reduziert ist. Ein Federhalter ist mit einem Rückhaltekörper versehen, der ein sich verjüngendes Stützloch aufweist, das an der Ventilstößelseite abgestützt ist, und auch einen flanschartigen Federsitzabschnitt, der an einem Außenumfangsabschnitt an einem ausgebildet ist. Eine Seite des Rückhaltekörpers, die es ermöglicht, dass eine Ventilfeder mit dem Federsitzabschnitt in Kontakt steht und von diesem gestützt wird. Der Haltekörper und der Federsitzabschnitt sind einstückig aus Federstahl ausgebildet, und Metallflusslinien sind ausgebildet, die sich vom Haltekörper zum Federsitzabschnitt fortsetzen.
  • Weiter betrifft die KR 10 2008 0 015 224 A ein Herstellungsverfahren für einen Ventilfederhalter für ein Automobil. Das Herstellungsverfahren umfasst die folgenden Schritte: Durchführen eines Stanzvorgangs, um ein Ventilfederhalte-Werkstück mit einer Aluminiumlegierung (AL7075) -Zusammensetzung einem Kaltschmieden zu unterziehen; Durchführen eines Weichglühprozesses bei einer Temperatur von 410 bis 450 °C für 2 bis 4 Stunden, um einen Kaltschmiedeprozess des gestanzten Werkstücks nach dem Durchführen des Stanzprozesses durchzuführen; Kaltschmieden des weichgeglühten Werkstücks unter Verwendung einer Presse, um ein Werkstück mit einer gewünschten Form zu erhalten, und Unterziehen des Werkstücks einem T6-Wärmebehandlungsprozess, um die mechanischen Eigenschaften des Werkstücks zu erhöhen; und Durchführen eines Prozesses des Abscheidens einer DLC (diamantähnlichen Kohlenstoff) -Schicht auf der Cr-Schicht nach dem Herstellen eines Käfigs durch den Kaltschmiedeprozess und den T6-Wärmebehandlungsprozess und Abscheiden einer Cr-Schicht auf einer Oberfläche des Käfigs, um die Oberfläche des Käfigs zu stärken.
  • Aus der US 4 665 869 A ist ein Anpassen eines Faserverlaufs eines Ventilfedertellers aus kohlefaserverstärktem Kunststoff an im Betrieb auftretende Beanspruchungen bekannt. Mehrere übereinanderliegende Kohlefasergewebelagen werden in den Ventilfederteller so eingebettet, dass eine konische Öffnung senkrecht zu den Gewebelagen durch diese hindurchläuft, dass die Schuss- und Kettfäden der Gewebelagen aus dem Querschnitt der Öffnung nach außen gedrängt sind und sich jeweils über einen Teil des Umfangs der Öffnung erstrecken und dass im Randbereich der Öffnung die verdrängten Schuss- und Kettfäden eine größere Dicke der Gewebelage ausbilden als in von der Öffnung entfernten Bereichen.
  • DE 44 26 964 A1 offenbart einen Ventilfederteller nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Der mehrteilig ausgebildete Ventilfederteller weist wenigstens einen Hohlraum auf, der von einer der Auflagefläche für die Schließfeder abgewandten Seite aus mit PU-Schaum gefüllt ist.
  • DE 41 20 892 A1 offenbart einen weiteren, mehrteilig ausgebildeten Ventilfederteller mit einem Hohlraum.
  • US 4 321 894 A offenbart einen weiteren Stand der Technik.
  • DE 10 2016 014 769 A1 , DE 10 2013 210 900 A1 und AT 005 131 U1 offenbaren Gaswechselventile von Brennkraftmaschinen mit jeweils einem Schaftbereich und einem Tellerbereich.
  • Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen Ventilfederteller zur Abstützung von Federkräften von auf Gaswechselventile wirkenden Schließfedern in einer Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen, eine Ventilbetätigung für eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventilfederteller, eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Ventilbetätigung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ventilfedertellers der oben genannten Art anzugeben, welche die Bereitstellung eines leichten und stabilen Ventilfederteller zur dynamischen Verwendung in einer Brennkraftmaschine zur Bereitstellung einer leistungsfähigen Ventilbetätigung ermöglichen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist somit ein Ventilfederteller zur Abstützung von Federkräften von auf Gaswechselventile wirkenden Schließfedern in einer Ventilbetätigung von Brennkraftmaschinen vorgesehen, mit einem tellerförmigen Grundkörper, wobei der Grundkörper des Ventilfedertellers eine Auflagefläche für die Schließfeder bereitstellt, wobei in dem Grundkörper eine Durchgangsöffnung zur Durchführung und Anbringung eines Ventilschafts des Gaswechselventils ausgebildet ist, wobei der Ventilfederteller einstückig ausgebildet ist und wenigstens einen Hohlraum aufweist, und wobei der Ventilfederteller an einer Seite des Grundkörpers, an welcher die Auflagefläche für die Schließfeder ausgebildet ist, wenigstens einen oder mehrere Zugänge aufweist, worüber der wenigstens eine Hohlraum mit einer Außenseite des Ventilfedertellers verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß ist zusätzlich eine Ventilbetätigung für eine Brennkraftmaschine mit einem obigen Ventilfederteller vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß ist auch eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer obigen Ventilbetätigung vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines obigen Ventilfedertellers vorgesehen, wobei das Verfahren zur Herstellung des Ventilfedertellers ein additives Herstellungsverfahren und einen zusätzlichen Schritt zum subtraktiven Bearbeiten des Ventilfedertellers umfasst.
  • Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, das Gewicht des Ventilfedertellers durch das Ausbilden des wenigstens einen Hohlraums zu reduzieren. Dadurch wird das Gewicht des Ventilfedertellers reduziert, so dass die bewegten Massen der Ventilbetätigung insgesamt reduziert werden. Dadurch kann der Ventilfederteller mit einer erhöhten Dynamik verwendet werden. Die Motordynamik wird somit verbessert, und die Motordrehzahl der Brennkraftmaschine kann gesteigert werden. Durch die Reduktion des Gewichts des Ventilfedertellers können außerdem Rückstellfedern mit geringeren Kräften verwendet werden.
  • Über den wenigstens einen Zugang kann Material aus dem Hohlraum entfernt werden, welches beispielsweise bei der Herstellung des Ventilfedertellers dort abgelagert wird. Hierbei kann es sich um Materialrückstände handeln, die beim additiven Bearbeiten des Ventilfedertellers angefallen sind, oder auch um Abtrag bei einem subtraktiven Bearbeiten des Ventilfedertellers.
  • Die Herstellung des Ventilfedertellers erfolgt unter Verwendung des additiven Herstellungsverfahrens. Das additive Herstellungsverfahren ermöglicht eine Ausgestaltung des Ventilfedertellers mit einem hohen Grad an Freiheiten bei der Fertigung. Die Herstellung des Ventilfedertellers kann dabei beispielsweise auf der Basis eines Computermodells erfolgen. Entsprechend kann ein Aufbau des Ventilfedertellers auf einfache Weise geändert werden.
  • Additive Herstellungsverfahren umfassen alle Verfahren zur Herstellung aus formlosem Material, beispielsweise Flüssigkeiten, Gelen/Pasten, Pulver u. ä., oder formneutralem Material, beispielsweise Bandmaterial, drahtförmiges Material oder blattförmiges Material, mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse, bei denen das formlose bzw. formneutrale Material aufgetragen wird, um das gewünschte Bauteil zu erzeugen. Für ein konkretes Erzeugnis sind dabei keine speziellen Werkzeuge erforderlich. Solche Verfahren sind heutzutage beispielsweise als sogenannter 3D-Druck bekannt.
  • Die additiven Herstellungsverfahren ermöglichen eine Herstellung beliebiger Bauteile mit demselben Werkzeug. Spezielle Werkzeuge, welche an eine Form des herzustellenden Werkstückes angepasst sind, beispielsweise Gussformen, sind nicht erforderlich. Die additiven Herstellungsverfahren umfassen Pulverbettverfahren, Freiraumverfahren, Flüssigmaterialverfahren und andere Schichtbauverfahren. Eine Unterscheidung der verschiedenen Herstellungsverfahren erfolgt beispielsweise abhängig von einem verwendeten Material, z.B. Kunststoff, Metall oder Keramik. Prinzipiell können bei der Herstellung eines Bauteils verschiedene additive Verfahren kombiniert werden.
  • Mit den additiven Herstellungsverfahren können beliebige Strukturen hergestellt werden, so dass beispielsweise keine Rotationssymmetrie, wie sie sich bei drehender Bearbeitung ergibt, erforderlich ist.
  • Der Ventilfederteller und die Ventilbetätigung werden in der Brennkraftmaschine verwendet, um einen Gasaustausch in einem Verbrennungsraum oder Zylinderraum der Brennkraftmaschine gezielt durchführen zu können. Die Ventilbetätigung ermöglicht dabei einen Einlass von Frischluft, ggf. zusammen mit Brennstoff in Form eines Gas/BrennstoffGemisches, sowie einen Auslass von Verbrennungsgasen und/oder -Rückständen aus dem Verbrennungsraum mittels der Gaswechselventile.
  • Das Gaswechselventil ist dabei an einem oberen Ende seines Ventilschafts mit dem Ventilfederteller gekoppelt. Über den Ventilfederteller wird die Kraft der Schließfeder auf das Gaswechselventil übertragen und umgekehrt. Beispielsweise kann der Ventilfederteller mit zwei Klemmkegelhälften am Ventilschaft fixiert sein. Der Ventilfederteller liefert dabei eine Auflagefläche für die Schließfeder. Entsprechend bewegt sich der Ventilfederteller mit dem Gaswechselventil bei einer Betätigung durch die Nockenwelle.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Hohlraum rotationssymmetrisch um eine Mittelachse des Ventilfedertellers ausgeführt. Die rotationssymmetrische Ausgestaltung und Anordnung des wenigstens einen Hohlraums ermöglicht zumindest eine teilweise Verwendung von konventionellen Herstellungsverfahren, beispielsweise Drehverfahren mit einer Bearbeitung bzw. Teilbearbeitung des Hohlraums an seiner Innenseite oder eine Bearbeitung bzw. Teilbearbeitung der Durchgangsöffnung des Ventilfedertellers. Die additive Herstellung kann somit einfach mit konventionellen Bearbeitungsmethoden kombiniert werden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Hohlraum ringförmig um eine Mittelachse des Ventilfedertellers angeordnet. Der ringförmige Hohlraum ist vorzugsweise konzentrisch zu einer Mittelachse des Ventilfedertellers angeordnet. Prinzipiell kann der Hohlraum auch eine Mehrzahl einzelner Ringsegmente umfassen.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der wenigstens eine Hohlraum wenigstens ein Versteifungselement auf, das sich durch den Hohlraum erstreckt. Das Versteifungselement ermöglicht eine Stabilisierung des Hohlraums, so dass ein Durchbiegen des Ventilfedertellers bzw. der den Hohlraum umgebenden Wände verhindert werden kann. Das wenigstens eine Versteifungselement kann auf unterschiedliche Weise ausgebildet und in dem Hohlraum angeordnet sein.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine Versteifungselement als Rippe ausgeführt, wobei sich die Rippe in radialer Richtung durch den Hohlraum erstreckt. Die Rippe ermöglicht eine Stabilisierung des Hohlraums, so dass ein Durchbiegen des Ventilfedertellers bzw. der den Hohlraum umgebenden Wände verhindert werden kann. Die wenigstens eine Rippe kann sich dabei wandartig über den gesamten Querschnitt des Hohlraums erstrecken. Alternativ kann die wenigstens eine Rippe sich strebenartig durch den Hohlraum erstrecken.
  • Das Verfahren umfasst den zusätzlichen Schritt zum subtraktiven Bearbeiten des Ventilfedertellers. Dadurch kann beispielsweise überschüssiges Material beim additiven Fertigen des Ventilfedertellers abgetragen werden. Auch kann das subtraktive Bearbeiten eine Oberflächenbearbeitung umfassen, um eine Oberfläche des Ventilfedertellers mit gewünschten Eigenschaften bereitzustellen. So kann es insbesondere im Bereich der Durchgangsöffnung wünschenswert sein, dass diese eine besonders ebene Oberfläche aufweist, um eine genaue Passung des Ventilschafts darin zu ermöglichen. Als subtraktives Bearbeiten wird hier jedes Bearbeiten verstanden, durch welches Material von dem Ventilfederteller entfernt wird. Das subtraktive Bearbeiten kann dabei im Wechsel mit einem additiven Bearbeiten erfolgen, um eine gewünschte Ausgestaltung des Ventilfedertellers zu erreichen. Subtraktive Verfahren umfassen beispielsweise spanende Verfahren oder auch andere, nicht spanende Verfahren, wie beispielsweise eine Laserbearbeitung. Eine Kombination von additiven und subtraktiven Verfahren kann beispielsweise mit sogenannten Hybridmaschinen erfolgen, die beispielsweise Laserauftragsschweißen bzw. ein Metall-Pulver-Auftragsverfahren mit einem Fräsverfahren kombinieren. Ein Vorteil der Bearbeitung in einer solchen Hybridmaschine besteht darin, dass die Herstellung des Ventilfedertellers mit einer einzigen Spannung des Ventilfedertellers erfolgen kann. Dadurch können Toleranzen, die durch ein erneutes Spannen des Ventilfedertellers während der Fertigung auftreten können, reduziert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
  • Es zeigen:
    • 1: eine Darstellung eines Bereichs eines Ventilfedertellers gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform mit einem Grundkörper und einer darin ausgebildeten Durchgangsöffnung zur Durchführung und Anbringung eines Ventilschafts eines Gaswechselventils in einer seitlichen Schnittansicht,
    • 2: eine Darstellung des Ventilfedertellers der ersten Ausführungsform gemäß der Darstellung in 1 in einer perspektivischen Ansicht, wobei der Ventilfederteller in einer horizontalen Ebene und in einer vertikalen Ebene jeweils mit einem Schnitt dargestellt ist, und
    • 3: eine perspektivische Darstellung einer Ventilbetätigung mit dem Ventilfederteller aus 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform.
  • Die 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Ventilfederteller 10 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform.
  • Der Ventilfederteller 10 umfasst einen tellerförmigen Grundkörper 12, in dem eine Durchgangsöffnung 14 ausgebildet ist. Der Ventilfederteller 10 weist einen Hohlraum 16 auf, der ringförmig ausgeführt und konzentrisch um eine Mittelachse 18 des Grundkörpers 12 angeordnet ist. Der Hohlraum 16 weist hierbei eine Mehrzahl Rippen 20 als Versteifungselemente auf, die sich in radialer Richtung durch den Hohlraum 16 erstrecken. Es versteht sich von selbst, dass nicht zwangsläufig Versteifungselemente vorgesehen sein müssen. Die Rippen 20 erstrecken sich wandartig über einen gesamten Querschnitt des Hohlraums 16 und unterteilen den Hohlraum 16 in eine Mehrzahl Kammern 22.
  • Außerdem sind in dem Ventilfederteller 10 mehrere Zugänge 24 ausgebildet, die jede der Kammern 22 des Hohlraums 20 mit einer Außenseite des Ventilfedertellers 10 verbinden.
  • Die Herstellung des Ventilfedertellers 10 der ersten Ausführungsform wird nachstehend erläutert.
  • Das Verfahren zur Herstellung des Ventilfedertellers 10 umfasst ein additives Herstellungsverfahren. Dabei wird der Ventilfederteller 10 insgesamt mit dem additiven Herstellungsverfahren hergestellt.
  • Das additive Herstellungsverfahren umfasst ein Verfahren zur Herstellung aus formlosem Material, beispielsweise Flüssigkeiten, Gelen/Pasten, Pulver u. ä., oder formneutralem Material, beispielsweise Bandmaterial, drahtförmiges Material oder blattförmiges Material, mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse. Dabei wird das formlose bzw. formneutrale Material aufgetragen, um den Ventilfederteller 10 zu erzeugen.
  • Bei der Herstellung des Ventilfedertellers 10 erfolgt zusätzlich ein subtraktives Bearbeiten, um beispielsweise überschüssiges Material beim additiven Fertigen des Ventilfedertellers 10 abzutragen und/oder eine Oberflächenbearbeitung des Ventilfedertellers 10 mit gewünschten Eigenschaften durchzuführen. Subtraktive Bearbeitungen umfassen spanende Verfahren oder auch andere, nicht spanende Verfahren, wie beispielsweise eine Laserbearbeitung.
  • Das subtraktive Bearbeiten kann dabei im Wechsel mit einem additiven Bearbeiten erfolgen, um eine gewünschte Ausgestaltung des Ventilfedertellers 10 zu erreichen.
  • Die Herstellung des Ventilfedertellers 10 erfolgt dabei mit einer Hybridmaschine in einem Arbeitsgang.
  • Bei der Herstellung anfallendes Material wird anschließend über die Zugänge 24 aus dem Hohlraum 16 entfernt.
  • 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ventilbetätigung 30 mit dem Ventilfederteller 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Ventilbetätigung 30 ist für eine Brennkraftmaschine ausgeführt.
  • Die Ventilbetätigung 30 umfasst ein Gaswechselventil 32, das einen Ventilteller 34 und einen Ventilschaft 36 aufweist. Die Ventilbetätigung 30 umfasst weiterhin den obigen Ventilfederteller 10. Das Gaswechselventil 32 ist dabei an einem oberen Ende seines Ventilschafts 36 über eine Befestigung 38 mit dem Ventilfederteller 10 gekoppelt.
  • Die Ventilbetätigung 30 umfasst außerdem eine Schließfeder 40, die als Schraubenfeder ausgeführt ist und den Ventilschaft 36 teilweise umgibt. Dabei ist Schließfeder 40 zwischen dem Ventilfederteller 10, der eine Auflagefläche für die Schließfeder 40 liefert, und einem üblicherweise fest positionierten Abstützelement 42. Das Abstützelement 42 ist hier als unterer Federteller ausgeführt.
  • Die Betätigung der in 3 dargestellten Gaswechselventile 32 erfolgt über eine Nockenwelle 44, deren Nocken 46 auf einen Hebel 48 drücken, der wiederum auf den Ventilschaft 36 des Gaswechselventils 32 drückt. Der Hebel 48 ist dazu an einem Ende fest gelagert. Darüber hinaus sind auch andere Übertragungsmechanismen denkbar. In einer alternativen Ausführungsform drücken die Nocken 46 unmittelbar auf den Ventilschaft 36 des Gaswechselventils 32.
  • Der Ventilfederteller 10 und die Ventilbetätigung 30 werden in der Brennkraftmaschine verwendet, um einen Gasaustausch in einem Verbrennungsraum oder Zylinderraum der Brennkraftmaschine gezielt durchzuführen. Die Ventilbetätigung 30 ermöglicht dabei einen Einlass von Frischluft, ggf. zusammen mit Brennstoff in Form eines Gas/BrennstoffGemisches, sowie einen Auslass von Verbrennungsgasen und/oder -Rückständen aus dem Verbrennungsraum mittels der Gaswechselventile 32.

Claims (9)

  1. Ventilfederteller (10) zur Abstützung von Federkräften von auf Gaswechselventile (32) wirkenden Schließfedern (40) in einer Ventilbetätigung (30) von Brennkraftmaschinen, mit einem tellerförmigen Grundkörper (12), wobei der Grundkörper (12) des Ventilfedertellers (10) eine Auflagefläche für die Schließfeder (40) bereitstellt, wobei in dem Grundkörper (12) eine Durchgangsöffnung (14) zur Durchführung und Anbringung eines Ventilschafts (36) des Gaswechselventils (32) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilfederteller (10) einstückig ausgebildet ist und wenigstens einen Hohlraum (16) aufweist, der Ventilfederteller (10) an einer Seite des Grundkörpers (12), an welcher die Auflagefläche für die Schließfeder (40) ausgebildet ist, wenigstens einen oder mehrere Zugänge (24) aufweist, worüber der wenigstens ein Hohlraum (16) mit einer Außenseite des Ventilfedertellers (10) verbunden ist.
  2. Ventilfederteller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hohlraum (16) rotationssymmetrisch um eine Mittelachse (18) des Ventilfedertellers (10) ausgeführt ist.
  3. Ventilfederteller (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hohlraum (16) ringförmig um eine Mittelachse (18) des Ventilfedertellers (10) angeordnet ist.
  4. Ventilfederteller (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hohlraum (16) wenigstens ein Versteifungselement (20) aufweist.
  5. Ventilfederteller (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Versteifungselement (20) durch den Hohlraum (16) erstreckt.
  6. Ventilfederteller (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Versteifungselement (20) als Rippe (20) ausgeführt ist, wobei sich die Rippe (20) in radialer Richtung durch den Hohlraum (16) erstreckt.
  7. Ventilbetätigung (30) für eine Brennkraftmaschine mit einem Ventilfederteller (10) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6.
  8. Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Ventilbetätigung (30) nach dem vorherigen Anspruch 7.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Ventilfedertellers (10) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Herstellung des Ventilfedertellers (10) ein additives Herstellungsverfahren und einen zusätzlichen Schritt zum subtraktiven Bearbeiten des Ventilfedertellers (10) umfasst.
DE102018101900.9A 2018-01-29 2018-01-29 Gewichtsreduzierter Ventilfederteller und Verfahren zu dessen Herstellung Active DE102018101900B4 (de)

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