DE202008013310U1 - Cylinder head cover with metallic coating of seats for oil control valves - Google Patents

Cylinder head cover with metallic coating of seats for oil control valves Download PDF

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Abstract

Zylinderkopfhaube für einen Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor einen hydraulischen variablen Ventilbetätigungsmechanismus aufweist, der mittels mindestens eines in der Zylinderkopfhaube anzuordnenden Ölsteuerventils gesteuert wird,
wobei die Zylinderkopfhaube ein Gehäuse als Hauptkörper aufweist, der bereichsweise als Ventilsitz für das mindestens eine Ölsteuerventil mit Kontaktbereichen zum formschlüssig- und/oder kraftschlüssigen Anordnen des Ölsteuerventils in dem Ventilsitz ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hauptkörper überwiegend oder vollständig aus einem thermoplastischen Material besteht und
die Kontaktbereiche zumindest bereichsweise oder vollständig nanokristallin metallisch beschichtet sind,
wobei die nanokristalline metallische Beschichtung eine Korngröße zwischen 2 nm und 5000 nm und eine Dicke zwischen 10 μm und 500 μm aufweist.A cylinder head cover for an internal combustion engine, the internal combustion engine having a hydraulic variable valve actuation mechanism controlled by at least one oil control valve to be disposed in the cylinder head cover;
wherein the cylinder head cover has a housing as the main body, which is formed in regions as a valve seat for the at least one oil control valve with contact areas for the positive and / or non-positive arrangement of the oil control valve in the valve seat,
characterized,
that the main body consists mainly or completely of a thermoplastic material, and
the contact areas are at least partially or completely coated nanocrystalline metallic,
wherein the nanocrystalline metallic coating has a particle size between 2 nm and 5000 nm and a thickness between 10 μm and 500 μm.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderkopfhaube, insbesondere eine Zylinderkopfhaube aus Thermoplast, wie sie beispielsweise als Ventildeckel bei Verbrennungsmotoren eingesetzt wird.The The present invention relates to a cylinder head cover, in particular a cylinder head cover made of thermoplastic, as for example as Valve cover is used in internal combustion engines.

Verbrennungsmotoren besitzen immer öfter Einrichtungen zur Verstellung der Nockenwelle bzw. des Ventiltriebs, die über ein Hydrauliköl oder das Motoröl gesteuert werden. Hierzu wird ein Nockenwellenversteller vorgesehen, dem üblicherweise ein Magnet- bzw. Ölsteuerventil vorgeschaltet ist. Dieses Magnetventil reguliert den Ölfluss zur Verstellung der Nockenwelle. Zur Regulierung der Nockenwellenposition wird ein Ventilsteuermechanismus benötigt, um den Nockenwellenversteller gemäß den jeweiligen motorischen Anforderungen zu bewegen.combustion engines have more and more facilities for the adjustment of the Camshaft or the valve train, via a hydraulic oil or the engine oil are controlled. For this purpose, a camshaft adjuster provided, which is usually a solenoid or oil control valve upstream. This solenoid valve regulates the flow of oil for adjusting the camshaft. To regulate the camshaft position For example, a valve timing mechanism is needed to control the phaser according to the respective motor requirements to move.

Dieses Ölsteuerventil ist nach dem Stand der Technik in einem Ventilsitz angeordnet, der sich im Kurbelgehäuse, im Zylinderkopf oder in der Zylinderkopfhaube des Verbrennungsmotors befinden kann. Herkömmlicherweise wird der Ventilsitz so ausgebildet, dass eine Bohrung (z. B. Bohrung mit Toleranz H7) oder eine Öffnung in dem entsprechenden Bauteil das Ölsteuerventil aufnimmt und es mit Strömungskanälen die innerhalb und/oder außerhalb der Bauteile verlaufen können, verbindet. Bei Bauteilen, wie Zylinderkopfhauben aus Kunststoff, die aufgrund ihrer Materialeigenschaften keine passgenaue Aufnahme des Ventils in dem Ventilsitz garantieren können, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, metallische Inserts oder Hülsen in dem Bauteil vorzusehen, in welchen wiederum das Ventil passgenau aufgenommen wird. Gegebenenfalls werden weitere Dichtmittel zwischen der Hülse und der Zylinderkopfhaube vorgesehen, beispielsweise Gummiringe.This oil control valve is arranged according to the prior art in a valve seat, the in the crankcase, in the cylinder head or in the cylinder head cover the internal combustion engine can be located. traditionally, the valve seat is formed so that a bore (eg with tolerance H7) or an opening in the corresponding one Component receives the oil control valve and it with flow channels which run inside and / or outside the components can, connects. For components, such as cylinder head covers made of plastic, which due to their material properties no exactly fitting Can guarantee the admission of the valve in the valve seat, It is known from the prior art, metallic inserts or Provide sleeves in the component, in which in turn the Valve is recorded accurately. Optionally, further sealants provided between the sleeve and the cylinder head cover, for example rubber rings.

Zylinderkopfhauben werden bevorzugt aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt, da diese fertigungstechnisch leicht zu handhaben sind.Cylinder head covers are preferably made of thermoplastics, because these are technically easy to handle.

Problematisch ist jedoch bei Zylinderkopfhauben aus einem thermoplastischen Kunststoff, dass dieser einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Ventil aufweist. Daher ist es schwierig, ohne zusätzliche Dichtmittel das Ölsteuerventil in dem als Bohrung oder als Öffnung in dem Kunststoff ausgeführten Ventilsitz anzuordnen.Problematic However, in cylinder head covers made of a thermoplastic material that this a different thermal expansion coefficient than that Valve has. Therefore, it is difficult without additional Sealant the oil control valve in as a bore or valve seat designed as an opening in the plastic to arrange.

Die EP 1 884 629 offenbart eine Zylinderkopfhaube aus einem thermoplastischen Material, in die ein metallisches Insert mit einer Passung zur Aufnahme eines Ölsteuerventils eingebracht ist. Das Insert wird während des Spritzgießprozesses zur Herstellung der Zy linderkopfhaube umspritzt und dabei teilweise von der Zylinderkopfhaube umschlossen.The EP 1 884 629 discloses a cylinder head cover made of a thermoplastic material into which a metallic insert with a fit for receiving an oil control valve is inserted. The insert is encapsulated during the injection molding process for the preparation of the Zy linderkopfhaube and thereby partially enclosed by the cylinder head cover.

Die Verwendung einer Hülse und zusätzlicher Dichtmittel, wie beispielsweise O-Ringe, verursacht jedoch relativ hohe Kosten und Montageaufwand.The Using a sleeve and additional sealing means, such as O-rings, but causes relatively high costs and assembly costs.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zylinderkopfhaube aus einem Thermoplasten sowie einen Verbrennungsmotor enthaltend eine derartige Zylinderkopfhaube zur Verfügung zu stellen, bei der das Ölsteuerventil sicher und kostengünstig in dem Ventilsitz in der Zylinderkopfhaube angeordnet werden kann.It is therefore an object of the present invention, a cylinder head cover from a thermoplastic and an internal combustion engine containing a to provide such a cylinder head cover, at the oil control valve safe and inexpensive can be arranged in the valve seat in the cylinder head cover.

Diese Aufgabe wird durch die Zylinderkopfhaube nach Anspruch 1 sowie den Verbrennungsmotor nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Zylinderkopfhaube werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 14 gegeben.These Task is by the cylinder head cover according to claim 1 and the Internal combustion engine according to claim 15 solved. advantageous Further developments of the cylinder head cover are in the dependent Claims 2 to 14 given.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Zylinderkopfhaube, die ein Gehäuse aus einem Thermoplasten als Hauptkörper aufweist. In diesem Hauptkörper ist ein Ventilsitz für ein Ölsteuerventil vorgesehen, das Kontaktbereiche zum formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Anordnen des Ölsteuerventils in dem Ventilsitz aufweist. Der Ventilsitz kann beispielsweise die Form einer geraden zylinderförmigen, oder einer kegelförmigen Bohrung aufweisen, an deren Innenwänden als Kontaktbereiche das Ölsteuerventil formschlüssig anliegt.The The present invention is based on a cylinder head cover which a housing made of a thermoplastic as the main body having. In this main body is a valve seat for an oil control valve is provided, the contact areas for positive and / or non-positive arrangement of the oil control valve in the valve seat. The valve seat can for example, the shape of a straight cylindrical, or a conical bore, on whose inner walls as contact areas the oil control valve positive is applied.

Die vorliegende Erfindung ist also gekennzeichnet durch den Verzicht auf eine separate Hülse bzw. weitere Dichtelemente wie beispielsweise Gummidichtungen zwischen den Kontaktbereichen und dem Ölsteuerventil bzw. einer Hülse.The The present invention is thus characterized by the renunciation on a separate sleeve or other sealing elements such as For example, rubber seals between the contact areas and the oil control valve or a sleeve.

Möglich wird dies durch die erfindungsgemäße Beschichtung der Kontaktbereiche, zumindest bereichsweise oder auch vollständig, mit einem nanokristallinen metallischen Material, das eine Korngröße zwischen 2 nm und 5000 nm für die Nanokristalle und eine Beschichtungsdicke zwischen 10 und 500 μm aufweist.Possible this is achieved by the coating according to the invention the contact areas, at least partially or even completely, with a nanocrystalline metallic material that has a grain size between 2 nm and 5000 nm for the nanocrystals and a Coating thickness between 10 and 500 microns has.

Derartige nanokristalline metallische Beschichtungen auf Thermoplasten ermöglichen es, die Eigenschaften von Thermoplasten mit denen einer metallischen Oberfläche zu verbinden, d. h. die thermischen Eigenschaften des Thermoplasten und insbesondere seine kostengünstige Herstellbarkeit, beispielsweise im Spritzgussverfahren zur Ausbildung von Formen, mit den metallischen Eigenschaften der Beschichtung, beispielsweise ihrer Abriebfestigkeit, ihrer Steifigkeit sowie insbesondere ihre thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu verbinden. Mittels der erfindungsgemäßen Beschichtung ist es möglich, eine hohe Steifigkeit zu erzielen und zugleich den Längenausdehnungskoeffizient des Ventilsitzes an den Längenausdehnungskoeffizient des Ölsteuerventils anzupassen. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, in den Ventilsitz ein massives metallisches Insert (Hülse) einzubringen.Such nanocrystalline metallic coatings on thermoplastics make it possible to combine the properties of thermoplastics with those of a metallic surface, ie the thermal properties of the thermoplastic and in particular its cost-effective manufacturability, for example by injection molding to form molds, with the metallic properties of the coating, for example their Abrasion resistance to connect their rigidity and in particular their thermal expansion coefficient. By means of the coating according to the invention, it is possible to achieve a high rigidity and at the same time to adapt the coefficient of linear expansion of the valve seat to the coefficient of linear expansion of the oil control valve. This is no longer necessary derlich, in the valve seat to introduce a solid metallic insert (sleeve).

Beispiele für derartige metallische Beschichtungen, werden unter anderem in den bereits veröffentlichten Patenten US 7 354 354 B2 und US 7 320 832 B2 gegeben. Derartige metallische Beschichtungen können beispielsweise einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen –5 × 10–6 K–1 und 25 × 10–6 K–1 aufweisen. Sie besitzen eine sehr geringe Delaminierungsneigung vom thermoplastischen Untergrund.Examples of such metallic coatings are disclosed, inter alia, in the already published patents US Pat. No. 7,354,354 B2 and US Pat. No. 7,320,832 B2 given. Such metallic coatings may for example have a thermal expansion coefficient between -5 × 10 -6 K -1 and 25 × 10 -6 K -1 . They have a very low delamination tendency from the thermoplastic substrate.

Als Mittel für die nanokristalline Beschichtung eignen sich insbesondere Aluminium, Kupfer, Kobalt, Nickel, Eisen, Molybdän, Platin, Titan oder Zirkonium oder Legierungen, die eines dieser Metalle enthalten. Besonders vorteilhaft werden als Metalle Nickel und Eisen oder Legierungen dieser Metalle miteinander oder mit anderen Metallen eingesetzt. Weitere Beimischungen zwischen 5% und 95% zu dieser metallischen Zusammensetzung sind möglich. Diese nanokristallinen metallischen Beschichtungen können eine Härte zwischen 200 VH (Vickershärte) und 3000 VH besitzen.When Agents for nanocrystalline coating are suitable especially aluminum, copper, cobalt, nickel, iron, molybdenum, Platinum, titanium or zirconium or alloys, which is one of these Contain metals. Particularly advantageous metals are nickel and iron or alloys of these metals with each other or with others Metals used. Further admixtures between 5% and 95% to this metallic composition are possible. These nanocrystalline ones Metallic coatings can have a hardness between 200 VH (Vickers hardness) and 3000 VH.

Die Offenbarung der beiden Druckschriften US 7 320 832 B2 und US 7 354 354 B2 wird jeweils bezüglich der Zusammensetzung der nanokristallinen metallischen Beschichtung voll umfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.The disclosure of the two publications US Pat. No. 7,320,832 B2 and US Pat. No. 7,354,354 B2 In each case with respect to the composition of the nanocrystalline metallic coating is fully included in the present application.

Zusammenfassend lässt sich die Erfindung also dadurch charakterisieren, dass sich durch Wahl eines Thermoplasten für die Zylinderkopfhaube, das Vorsehen eines Ventilsitzes an oder in der Zylinderkopfhaube und die Beschichtung der Kontaktflächen zwischen dem Ventilsitz und dem Ölsteuerventil zumindest bereichsweise oder auch vollständig mit dem erfindungsgemäßen nanokristallinen metallischen Material eine kostengünstige und dauerhafte Lösung für die Anordnung des Ölsteuerventils in einer Zylinderkopfhaube gefunden wurde. Insbesondere ist durch die erfindungsgemäße Lösung es nicht mehr erforderlich, zwischen der Zylinderkopfhaube und dem Ölsteuerventil eine metallische Hülse vorzusehen. Vielmehr wird diese metallische Hülse durch die fest auf der Zylinderkopfhaube aufgebrachte nanokristalline metallische Beschichtung ersetzt. Erst die Wahl der geeigneten metallischen Beschichtung ermöglicht es jedoch, die thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen metallischer Beschichtung und thermoplastischer Zylinderkopfhaube so zu wählen, dass diese Beschichtung auch bei den wechselnden Temperaturverhältnissen in einem Verbrennungsmotor und insbesondere bei den dort auftretenden hohen Temperaturen nicht delaminiert sondern dauerhaft auf der thermoplastischen Zylinderkopfhaube anhaftet.In summary Thus, the invention can be characterized by that by choosing a thermoplastic for the cylinder head cover, the provision of a valve seat on or in the cylinder head cover and the coating of the contact surfaces between the valve seat and the oil control valve at least partially or even completely with the invention nanocrystalline metallic material is a cost-effective and permanent solution for the arrangement of the oil control valve was found in a cylinder head cover. In particular, is through the solution of the invention it no longer required, between the cylinder head cover and the oil control valve to provide a metallic sleeve. Rather, this will be metallic sleeve through the firmly on the cylinder head cover replaced applied nanocrystalline metallic coating. First the Choice of suitable metallic coating allows it, however, the thermal expansion coefficients between metallic Coating and thermoplastic cylinder head cover so to choose that this coating even with changing temperature conditions in an internal combustion engine and especially in those occurring there high temperatures not delaminated but permanently on the thermoplastic Cylinder head cover adheres.

Es ist weiterhin vorteilhafterweise möglich, auf weitere Dichtelemente, wie beispielsweise O-Ringe aus einem Elastomer oder einem Gummi, innerhalb des Ventilsitzes, beispielsweise der Bohrung, zu verzichten.It is further advantageously possible to further sealing elements, such as O-rings made of an elastomer or a rubber, within the valve seat, such as the bore to dispense.

Im Folgenden wird ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfhaube gegeben. Es zeigenin the The following is an example of an inventive Cylinder head cover given. Show it

1 eine Zylinderkopfhaube nach dem Stand der Technik; 1 a cylinder head cover according to the prior art;

2 bis 5 eine Zylinderkopfhaube gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Schnittdarstellungen. 2 to 5 a cylinder head cover according to the present invention in various sectional views.

1 zeigt eine Zylinderkopfhaube 1 nach dem Stand der Technik, wobei diese in 1A im Schnitt durch einen Ventilsitz 2 mit eingebauter Hülse 3 und Ölsteuerventil 5 sowie in 1B in entsprechender Explosionszeichnung dargestellt ist. Die Zylinderkopfhaube 1 weist eine Bohrung 2 auf, die als Ventilsitz für das Ölsteuerventil 5 vorgesehen ist. 1 shows a cylinder head cover 1 in the prior art, these in 1A in section through a valve seat 2 with built-in sleeve 3 and oil control valve 5 as in 1B is shown in a corresponding exploded view. The cylinder head cover 1 has a hole 2 acting as a valve seat for the oil control valve 5 is provided.

In diese Bohrung 2 als Ventilsitz (OCV Insertion Hole, Ölsteuerventileinfügeöffnung) wird, wie in 1 dargestellt, zuerst die metallische Hülse 3 eingeführt. Diese metallische Hülse 3 weist eine Durchgangsöffnung auf, in die wiederum das Ölsteuerventil 5 eingeführt wird. Der Sitz zwischen der Zylinderkopfhaube 1 und dem Ölsteuerventil 5 wird also durch die Hülse 3 vermittelt. Die Hülse 3 besitzt auf ihrem Außenumfang mindestens eine Nut 6, in die ein O-Ring aus Gummi eingelegt werden kann, um zwischen dem Ventildeckel 1 und der Hülse 3 abzudichten.In this hole 2 as the valve seat (OCV insertion hole, oil control valve insertion opening), as in 1 shown, first the metallic sleeve 3 introduced. This metallic sleeve 3 has a passage opening into which in turn the oil control valve 5 is introduced. The seat between the cylinder head cover 1 and the oil control valve 5 So is through the sleeve 3 taught. The sleeve 3 has on its outer circumference at least one groove 6 into which a rubber O-ring can be inserted to between the valve cover 1 and the sleeve 3 seal.

In 1 ist weiterhin ein Öleinlassloch 11a in der Haube 1 zu erkennen, wobei über durch die Ventilhaube 1 und das Öleinlassloch 11a zuströmendes Öl durch ein Öleinlassloch 11b der Hülse 3 zu dem Ölsteuerventil 5 gelangt und von diesem über ein Öleinlassloch 15 und ein Ölsauslassloch 16 zu einem variablen Ventilverstellmechanismus gelangt. Die 1 und auch die folgenden Figuren zeigen keinen variablen Ventilverstellmechanismus, da dieser aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist, beispielsweise aus den folgenden Druckschriften DE 603 05 220 T2 , DE 102 23 431 B4 , DE 102 005 013 402 A1 oder EP 1 340 886 B1 . Der variable Ventilsteuermechanismus, der über das Ölsteuerventil 5 seinerseits gesteuert wird, ist auch nicht zentraler Bestandteil der vorliegenden Erfindung.In 1 is still an oil inlet hole 11a in the hood 1 to recognize, being over through the valve cover 1 and the oil inlet hole 11a inflowing oil through an oil inlet hole 11b the sleeve 3 to the oil control valve 5 and from this via an oil inlet hole 15 and an oil outlet hole 16 gets to a variable valve timing mechanism. The 1 and also the following figures do not show a variable valve timing mechanism, since this is well known in the prior art, for example from the following references DE 603 05 220 T2 . DE 102 23 431 B4 . DE 102 005 013 402 A1 or EP 1 340 886 B1 , The variable valve timing mechanism, via the oil control valve 5 is in turn controlled, is not central to the present invention.

Die 2 bis 5 zeigen nun einen erfindungsgemäßen Zylinderkopfhaube/Ventildeckel in verschiedenen Schnitten.The 2 to 5 now show a cylinder head cover / valve cover according to the invention in different sections.

2 zeigt eine Zylinderkopfhaube, die im Einschubloch/Ventilsitz 2 schräg geschnitten dargestellt ist. Auch hier weist der Ventilsitz 2 eine Öffnung 11a auf. Über diese Öffnung 11a wird dem in dem Ventil sitz 2 anzuordnenden Ölsteuerventil Öl als Steuerfluid zugeleitet. 2 shows a cylinder head cover in the insertion hole / valve seat 2 diagonally cut darge is is. Again, the valve seat 2 an opening 11a on. About this opening 11a will sit in the valve 2 to be arranged oil control valve oil supplied as control fluid.

Erfindungsgemäß besteht nun die Ventilhaube aus einem Thermoplasten, nämlich PA66. Die Innenseite des Ventilsitzes 2 ist nun erfindungsgemäß mit einer nanokristallinen metallischen Beschichtung versehen. Für diese Beschichtung wird in diesem Ausführungsbeispiel die MetaFuseTM-Beschichtung der Fa. DuPont Engineering Polymers verwendet. Dabei wurde die Innenseite des Ventilsitzes 2 mit einer Beschichtung mit einer mittleren Dicke von 120 μm versehen.According to the invention, the valve cover now consists of a thermoplastic, namely PA66. The inside of the valve seat 2 is now provided according to the invention with a nanocrystalline metallic coating. For this coating, the MetaFuse ™ coating from DuPont Engineering Polymers is used in this exemplary embodiment. This was the inside of the valve seat 2 provided with a coating with an average thickness of 120 microns.

Erfindungsgemäß ist es dabei nicht erforderlich, die gesamte Ventilhaube mit der nanokristallinen metallischen Beschichtung zu versehen, vielmehr genügt es vollständig die Innenwandung der Bohrung 2 mit der Beschichtung zumindest bereichsweise zu versehen.According to the invention it is not necessary to provide the entire valve cover with the nanocrystalline metallic coating, but it is sufficient completely the inner wall of the bore 2 to be provided with the coating at least partially.

Da der Thermoplast und die Beschichtung einen ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, erfolgt auch bei einer betriebsüblichen Änderung der Temperatur zwischen dem Kaltzustand des Motors und seinem Betriebszustand keine Delaminierung der Beschichtung von dem Thermoplasten.There the thermoplastic and the coating have a similar coefficient of expansion have, also takes place during a normal operation change the temperature between the cold state of the engine and its operating state no delamination of the coating from the thermoplastic.

Damit kann dauerhaft die Passgenauigkeit des Steuerventils ohne zusätzliche Dichtung in dem Ventilsitz 2 sichergestellt werden. Es kann also auf zusätzliche Dichtungen, wie beispielsweise O-Ringe, in der lichten Öffnung der Bohrung 2 verzichtet werden.This can permanently fit the fit of the control valve without additional seal in the valve seat 2 be ensured. It may therefore be additional seals, such as O-rings, in the clear opening of the bore 2 be waived.

3 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Ventilhaube 1 in einem senkrechten Schnitt durch die Haube im Bereich des Ventilsitzes 2. Erfindungsgemäß ist die Wandung 10 des Ventilsitzes 2 auf der Innen seite zumindest bereichsweise mit der metallischen Beschichtung 20 versehen. Weiterhin ist in dieser Figur ein Öleinlassloch 11a zu erkennen, über das Öl als Steuerfluid dem in der Bohrung 2 anzuordnenden Ölsteuerventil zugeleitet wird. 3 shows a cross section of the valve cover according to the invention 1 in a vertical section through the hood in the region of the valve seat 2 , According to the invention, the wall is 10 of the valve seat 2 on the inside at least partially with the metallic coating 20 Mistake. Furthermore, in this figure, there is an oil inlet hole 11a to recognize the oil as the control fluid in the bore 2 zuordnenden oil control valve is supplied.

4 zeigt denselben Schnitt wie 3, jedoch mit Blickrichtung auf die andere Seite der Ventilhaube 1. Der Aufbau ist selbstverständlich derselbe wie in 3, wobei jedoch hier statt des Öleinlasslochs 11a zwei Ölauslasslöcher 12a zu erkennen sind, über die das Steuerfluid zu einem variablen Ventilsteuermechanismus weitergeleitet wird. 4 shows the same cut as 3 , but looking towards the other side of the valve cover 1 , The structure is of course the same as in 3 but here instead of the oil inlet hole 11a two oil outlet holes 12a can be seen, via which the control fluid is forwarded to a variable valve timing mechanism.

5 zeigt einen weiteren Schnitt der erfindungsgemäßen Ventilhaube 1 in der Ebene der Ölführungskanäle bzw. Ölzufuhr und -abfuhrlöcher 11a, 12a mit Blickrichtung von unten auf die Haube 1. 5 shows a further section of the valve cover according to the invention 1 in the plane of the oil guide channels or oil supply and discharge holes 11a . 12a with view from below on the hood 1 ,

Im unteren Bereich der Bohrung 2 ist ein Ölzufuhrkanal 13 dargestellt, der in dem Öleinlassloch 11a mündet. Über diesen Kanal 13 wird das Steuerfluid dem Steuerventil, das in der Bohrung 2 angeordnet werden soll, zugeleitet. Über die Ölauslasslöcher 12a gelangt dann das Steuerfluid in die Ölabfuhrkanäle 14 hin zu einem nicht gezeigten variablen Ventilverstellmechanismus.In the lower part of the hole 2 is an oil supply channel 13 shown in the oil inlet hole 11a empties. About this channel 13 the control fluid is the control valve that is in the bore 2 should be arranged, forwarded. About the oil outlet holes 12a then passes the control fluid into the oil drainage channels 14 towards a variable valve timing mechanism, not shown.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch die erfindungsgemäße Beschichtung einer Zylinderkopfhaube aus einem Thermoplasten mit einem nanokristallinen metallischen Material eine überraschend einfache und hervorragend dauerhafte Abdichtung zwischen der Wandung des Ventilsitzes 2 und dem Ölsteuerventil 5 gefunden wurde.In summary, it can be stated that the coating according to the invention of a cylinder head cover made of a thermoplastic with a nanocrystalline metallic material provides a surprisingly simple and outstandingly durable seal between the wall of the valve seat 2 and the oil control valve 5 was found.

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Claims (15)

Zylinderkopfhaube für einen Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor einen hydraulischen variablen Ventilbetätigungsmechanismus aufweist, der mittels mindestens eines in der Zylinderkopfhaube anzuordnenden Ölsteuerventils gesteuert wird, wobei die Zylinderkopfhaube ein Gehäuse als Hauptkörper aufweist, der bereichsweise als Ventilsitz für das mindestens eine Ölsteuerventil mit Kontaktbereichen zum formschlüssig- und/oder kraftschlüssigen Anordnen des Ölsteuerventils in dem Ventilsitz ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper überwiegend oder vollständig aus einem thermoplastischen Material besteht und die Kontaktbereiche zumindest bereichsweise oder vollständig nanokristallin metallisch beschichtet sind, wobei die nanokristalline metallische Beschichtung eine Korngröße zwischen 2 nm und 5000 nm und eine Dicke zwischen 10 μm und 500 μm aufweist.A cylinder head cover for an internal combustion engine, the internal combustion engine having a hydraulic variable valve actuation mechanism controlled by at least one oil control valve to be located in the cylinder head cover, the cylinder head cover comprising a housing as a main body partially serving as a valve seat for the at least one oil control valve with contact areas for positive and / or frictionally arranging the oil control valve is formed in the valve seat, characterized in that the main body consists mainly or completely of a thermoplastic material and the contact areas are coated at least partially or completely nanocrystalline metallic, wherein the nanocrystalline metallic coating has a particle size between 2 nm and 5000 nm and has a thickness between 10 microns and 500 microns. Zylinderkopfhaube nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße zwischen 2 nm und 1000 nm, vorteilhafterweise zwischen 15 nm und 100 nm, vorteilhafterweise durchschnittlich 20 nm beträgt.Cylinder head cover according to the preceding claim, characterized in that the grain size between 2 nm and 1000 nm, advantageously between 15 nm and 100 nm, advantageously average 20 nm. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der nanokristallinen metallischen Schicht zwischen 18 μm und 250 μm, vorteilhafterweise zwischen 80 μm und 160 μm beträgt.Cylinder head cover according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the nanocrystalline metallic Layer between 18 microns and 250 microns, advantageously between 80 microns and 160 microns. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nanokristalline Beschichtung ein Elastizitätsmodul zwischen 0,25 MPa und 25 MPa aufweist.Cylinder head cover according to one of the preceding claims, characterized in that the nanocrystalline coating a Elastic modulus between 0.25 MPa and 25 MPa. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nanokristalline Beschichtung eine Vickershärte zwischen 200 kg/mm2 und 3000 kg/mm2, vorteilhafterweise zwischen 500 kg/mm2 und 2000 kg/mm2 aufweist.Cylinder head cover according to one of the preceding claims, characterized in that the nanocrystalline coating has a Vickers hardness between 200 kg / mm 2 and 3000 kg / mm 2 , advantageously between 500 kg / mm 2 and 2000 kg / mm 2 . Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nanokristalline metallische Beschichtung mindestens ein Metall aus der Gruppe enthaltend Eisen und Nickel enthält oder daraus besteht.Cylinder head cover according to one of the preceding claims, characterized in that the nanocrystalline metallic coating at least one metal from the group containing iron and nickel contains or consists of. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nanokristalline metallische Beschichtung einen thermischen Expansionskoeffizienten zwischen –5.0 × 10–6 K–1 und 25 × 10–6 K–1 aufweist.Cylinder head cover according to one of the preceding claims, characterized in that the nanocrystalline metallic coating has a thermal expansion coefficient between -5.0 × 10 -6 K -1 and 25 × 10 -6 K -1 . Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Expansionskoeffizient der nanokristallinen metallischen Beschichtung geringer ist als der thermische Expansionskoeffizient des thermoplastischen Materials.Cylinder head cover according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal expansion coefficient the nanocrystalline metallic coating is lower than that thermal expansion coefficient of the thermoplastic material. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material mindestens ein Material der Gruppe der Polyamide enthält oder aufweist.Cylinder head cover according to one of the preceding claims, characterized in that the thermoplastic material is at least contains or comprises a material of the group of polyamides. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz die Form einer Bohrung aufweist.Cylinder head cover according to one of the preceding Claims, characterized in that the valve seat has the shape of a bore. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen des Ventilsitzes als Kontaktbereiche ausgebildet sind.Cylinder head cover according to one of the preceding Claims, characterized in that the inner surfaces the valve seat are formed as contact areas. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Ventilsitzes der Querschnittsform des mindestens einen Ölsteuerventils entspricht und/oder die lichte Weite des Ventilsitzes dem Außendurchmesser des mindestens einen Ölsteuerventils entspricht.Cylinder head cover according to one of the preceding Claims, characterized in that the cross-sectional shape of the valve seat corresponds to the cross-sectional shape of the at least one oil control valve and / or the clear width of the valve seat to the outer diameter of the at least one oil control valve corresponds. Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilsitz ein Ölsteuerventil angeordnet ist.Cylinder head cover according to one of the preceding Claims, characterized in that in the valve seat an oil control valve is arranged. Zylinderkopfhaube nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölsteuerventil in dem Ventilsitz abdichtend ohne zusätzliches, in dem Ventilsitz angeordnetes Dichtelement, insbesondere eine Hülse und/oder einen Dichtring, angeordnet ist.Cylinder head cover according to the preceding claim, characterized in that the oil control valve in the Valve seat sealing without additional, in the valve seat arranged sealing element, in particular a sleeve and / or a sealing ring is arranged. Verbrennungsmotor mit einem Motorblock und einem Zylinderkopf, wobei der Verbrennungsmotor einen hydraulischen variablen Ventilbetätigungsmechanismus aufweist, der mittels mindestens eines Ölsteuerventils gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zylinderkopf eine Zylinderkopfhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist, in deren mindestens einem Ventilsitz das mindestens eine Ölsteuerventil angeordnet ist.Internal combustion engine with an engine block and a Cylinder head, the internal combustion engine being a hydraulic variable Valve actuation mechanism, by means of at least an oil control valve is controlled, characterized that on the cylinder head a cylinder head cover after one of the preceding claims is arranged, in which at least a valve seat which is arranged at least one oil control valve.
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