DE19705621A1

DE19705621A1 - Gas exchange valve and method for measuring the pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19705621A1
Application number: DE19705621A
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber
Original assignee: Individual
Current assignee: LSP Innovative Automotive Systems GmbH
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-08-20
Also published as: DE59800762D1; EP0963509A1; WO1998036159A1; JP2002511120A; EP0963509B1

Abstract

The head (81) of a gas shuttle valve presents on its front face a valve seat (84) which is designed preferably, at least partly, as a membrane (90) and which, owing to the pressure prevailing inside the combustion chamber (83), undergoes a deformation. This deformation can be transferred through a valve stem (82) to a position sensor, with the result that the pressure inside the combustion chamber can be measured (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein Gaswechselventil mit einem metalli schen Ventilschaft und mit einem im wesentlichen metallischen Ventilteller, der im eingebauten Zustand des Gaswechselventils einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gegenüber einem mit dem Brennraum verbindbaren Gaskanal verschließt bzw. öffnet, wobei in der Offenstellung des Gaswechselventils Brenngase an der Rückseite des Gaswechselventils entlangströmen und die Rückseite mit einem Ableittrichter versehen ist, der vom Umfang eines eine Stirnseite des Ventiltellers bildenden Tellerteils unter Verjüngung zu dem Ventilschaft führt und diesen umschließt, wodurch die Brenngase im Gaskanal aerodynamisch geleitet und zugleich die stirnseitigen Bauteile des Gaswechselventils thermisch geschützt werden.The invention relates to a gas exchange valve with a metalli valve stem and with an essentially metallic Valve plate, which in the installed state of the gas exchange valve a combustion chamber of an internal combustion engine with one closes or opens the gas duct that can be connected to the combustion chamber, fuel gases in the open position of the gas exchange valve flow along the back of the gas exchange valve and the Backside is provided with a discharge funnel, the circumference a plate part forming an end face of the valve plate leads to the valve stem and tapers it, whereby the fuel gases in the gas channel are aerodynamically directed and at the same time the front components of the gas exchange valve be thermally protected.

Die Erfindung betrifft ferner ein Gaswechselventil mit einem Ventilteller, dessen Stirnseite im eingebauten Zustand des Gaswechselventils einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugewandt ist.The invention further relates to a gas exchange valve with a Valve disc, the front side of which is installed Gas exchange valve a combustion chamber of an internal combustion engine is facing.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Messen des Druckes in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine.Finally, the invention relates to a method for measuring of the pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine.

Bekanntlich sind die Zylinder von Brennkraftmaschinen mit Gaswechselventilen versehen. Ein Zylinder eines Viertaktmotors verfügt über mindestens ein Einlaßventil und mindestens ein Auslaßventil.As is known, the cylinders of internal combustion engines are included Provide gas exchange valves. A cylinder of a four-stroke engine has at least one inlet valve and at least one Exhaust valve.

Gaswechselventile bestehen im wesentlichen aus einem vorderen kegeligen Ventilteller sowie einem an dessen Rückseite an gesetzten länglichen Ventilschaft. Am freien Ende des Ventil schaftes sind üblicherweise Ventilfedern angeordnet sowie eine Betätigungseinrichtung, die den Ventilschaft im Takte der Gaswechsel axial verschiebt, während die Rückstellbewegung des Ventils mittels der Ventilfedern bewirkt wird.Gas exchange valves essentially consist of a front one conical valve plate and one on the back set elongated valve stem. At the free end of the valve Valve springs are usually arranged as well as a Actuator that moves the valve stem in time Gas exchange moves axially while the return movement of the Valve is effected by means of the valve springs.

Der Ventilteller liegt in der Schließstellung des Ventils mit seinem äußeren Rand, dem sogenannten Ventilsitz, auf einer Gegenfläche des Zylinderkopfes, die den Ausgang bzw. Eingang für den jeweiligen Zylinder bildet. Die Sitzflächen liegen dabei typischerweise unter ca. 45° Kegelwinkel aufeinander und sind zum Zwecke einer guten Dichtwirkung geschliffen. The valve disc is in the closed position of the valve its outer edge, the so-called valve seat, on one Mating surface of the cylinder head, the output or input forms for the respective cylinder. The seats are there typically at approximately 45 ° cone angle and are ground for the purpose of a good sealing effect.

Gaswechselventile sind starken mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt.Gas exchange valves are strong mechanical and thermal Exposed to stress.

Die mechanischen Belastungen rühren daher, daß Gaswechselventile bis zu 3.000 mal pro Minute betätigt, d. h. angehoben und danach wieder auf die Ventilsitze geschlagen werden.The mechanical loads are due to the fact that gas exchange valves actuated up to 3,000 times per minute, d. H. raised and after be hit again on the valve seats.

Die thermische Belastung von Gaswechselventilen ist unterschied lich. Während Einlaßventile geringer thermisch belastet sind, weil sie ständig von relativ kalten einströmenden Frischgasen gekühlt werden, werden die Auslaßventile ständig von den heißen, verbrannten Brenngasen umströmt. Bei Einlaßventilen rechnet nun daher mit einer Arbeitstemperatur bis etwa 500°C, während Auslaßventile am Ventilteller mit bis zu 800°C belastet werden können.The thermal load on gas exchange valves is different Lich. While intake valves are less thermally stressed, because they are constantly fed by relatively cold fresh gases are cooled, the exhaust valves are constantly flows around burned fuel gases. Calculates for intake valves now therefore with a working temperature up to about 500 ° C, while Exhaust valves on the valve plate can be loaded with up to 800 ° C can.

Bei den Auslaßventilen muß der Ventilteller daher aus einem hochtemperaturfesten und sowohl korrosions- wie auch zunder beständigen Stahl, beispielsweise einem Chrom-Mangan-Stahl, hergestellt werden. Derartige Stähle besitzen jedoch schlechte Gleiteigenschaften, so daß im Bereich des Ventilschaftes spezielle Buchsen oder spezielle Abschnitte des Ventilschaftes vorgesehen werden müssen, die zum Beispiel aus einem Chrom- Silizium-Stahl bestehen und so gute Gleiteigenschaften wie auch eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit haben.With the exhaust valves, the valve disk must therefore consist of one high temperature resistant and both corrosion and scale resistant steel, for example a chrome-manganese steel, getting produced. However, such steels have poor ones Sliding properties, so that in the area of the valve stem special bushings or special sections of the valve stem must be provided, for example, from a chrome Silicon steel exist and have good sliding properties as well have sufficient thermal conductivity.

Es sind darüber hinaus zahlreiche Maßnahmen bekannt geworden, um die Wärmeabfuhr an Gaswechselventilen zu verbessern. So ist es beispielsweise bekannt, den Ventilschaft hohl auszubilden und teilweise, beispielsweise zu etwa 60%, mit Natrium auszu füllen. Das Natrium befindet sich bei der Betriebstemperatur der Gaswechselventile im flüssigen Aggregatzustand und wird während des Arbeitsspiels der Gaswechselventile im Hohlraum des Ventilschaftes umhergeschleudert, so daß eine verbesserte Wärmeabfuhr gewährleistet werden kann.In addition, numerous measures have become known to to improve the heat dissipation at gas exchange valves. So is it is known, for example, to make the valve stem hollow and partially, for example about 60%, with sodium to fill. The sodium is at the operating temperature the gas exchange valves in the liquid state and will during the working cycle of the gas exchange valves in the cavity thrown around the valve stem, so that an improved Heat dissipation can be guaranteed.

Untersuchungen hinsichtlich der Wärmebilanz von Gaswechsel ventilen haben gezeigt, daß bei Auslaßventilen etwa 70% der vom Brennraum kommenden Wärme von der dem Brennraum zugewandten Stirnseite des Ventiltellers aufgenommen wird, während etwa 30% der Wärme von den abströmenden Brenngasen auf die Rückseite des Ventiltellers und des Ventilschaftes übertragen werden. Von den Auslaßventilen wird diese Wärme wiederum zu 76% über die Ventilsitze auf den Zylinderkopf und zu 24% über den Ventilschaft auf dessen Führungsbuchsen, und damit ebenfalls den Zylinderkopf, abgegeben.Investigations regarding the heat balance of gas changes Valves have shown that about 70% of exhaust valves heat coming from the combustion chamber from that facing the combustion chamber Front of the valve plate is added while about 30% of the heat from the outflowing fuel gases to the back of the valve plate and the valve stem. From the exhaust valves, this heat is in turn over 76% the valve seats on the cylinder head and 24% above the Valve stem on its guide bushings, and therefore also the cylinder head.

Aus der EP-A-0 048 333 ist ein Gaswechselventil bekannt, bei dem die konische Rückseite des Ventiltellers mit einem Ableit trichter versehen ist, der als Hitzeschild dienen soll. Das bekannte Gaswechselventil ist bei einem Ausführungsbeispiel ferner mit einem weiteren Hitzeschild versehen, das vorne auf der dem Brennraum zugewandten Stirnseite des Ventiltellers angeordnet ist. Zwischen diesem stirnseitigen Hitzeschild und der Stirnseite des Ventiltellers soll sich ein Hohlraum befinden.A gas exchange valve is known from EP-A-0 048 333, at which the conical back of the valve plate with a drain funnel is provided, which should serve as a heat shield. The known gas exchange valve is in one embodiment further provided with another heat shield, the front on the end of the valve disk facing the combustion chamber is arranged. Between this front heat shield and There should be a cavity at the front of the valve plate.

Sowohl der Ableittrichter wie auch das stirnseitige Hitzeschild sind dabei aus Blech von etwa 0,5 mm Dicke gebildet, wie auch der Kern des Ventiltellers und der Ventilschaft aus Metall bestehen.Both the discharge funnel and the front heat shield are made of sheet metal about 0.5 mm thick, as well the core of the valve plate and the valve stem made of metal consist.

Ein ähnliches Gaswechselventil mit stirnseitigem Hitzeschild ist aus der DE-A-32 47 487 bekannt. Auch hier ist zwischen dem vor der Stirnseite des Ventiltellers befindlichen plattenförmigen Hitzeschild und dem Ventilteller ein Hohlraum vorgesehen, der bei Bedarf mit einem hochtemperaturbeständigen Material, beispielsweise Asbest, ausgefüllt werden soll. Auch bei diesem bekannten Gaswechselventil besteht der Hitzeschild aus Metall.A similar gas exchange valve with a heat shield on the front is known from DE-A-32 47 487. Here too is between plate-shaped located in front of the end face of the valve plate Heat shield and the valve plate provided a cavity which if necessary with a high temperature resistant material, for example asbestos. This one too known gas exchange valve, the heat shield is made of metal.

Neben metallischen Gaswechselventilen sind auch rein keramische Gaswechselventile bekannt, die jedoch auf Grund der sehr spröden Eigenschaften von Keramik erhebliche mechanische Nachteile haben.In addition to metallic gas exchange valves, there are also purely ceramic ones Gas exchange valves are known, but because of the very brittle Ceramic properties have significant mechanical disadvantages.

Aus der DE-A-33 02 650 ist ein Verbundventil bekannt, bei dem der Ventilschaft aus Metall und der Ventilteller aus einer Keramik besteht. Damit ist zwar der thermisch höher belastete Ventilteller gegenüber diesen thermischen Belastungen höher beständig, nachteilig wirkt sich jedoch aus, daß der Ventilteller gleichzeitig das mechanisch am meisten belastete Bauteil des Gaswechselventils ist, andererseits aber Keramik den bei Gaswechselventilen im Bereich des Ventiltellers auftretenden Stoß- und Schlagbelastungen nur wenig gewachsen ist.From DE-A-33 02 650 a compound valve is known in which the valve stem made of metal and the valve plate made of one Ceramic is made. This is the higher thermal load Valve disc higher than these thermal loads Resistant, disadvantageous, however, is that the valve disc at the same time the mechanically most stressed component of the Gas exchange valve is, on the other hand, the ceramic Gas exchange valves occurring in the area of the valve plate Impact and impact loads have grown little.

Ein ähnliches Keramik-Metall-Verbundventil ist auch aus der DE-A-39 26 431 bekannt. Dort ist ein Stahl-Zuganker als Innen element durch den Ventilschaft und bis nach vorne in den Ventilteller sowie an dessen Stirnseite geführt, während der Außenbereich des Ventiltellers sowie des Ventilschaftes durch einen keramischen Werkstoff gebildet wird. Damit treten auch bei diesem bekannten Verbundventil die bereits zuvor geschilder ten Nachteile auf.A similar ceramic-metal composite valve is also from the DE-A-39 26 431 known. There is a steel tie rod as the inside element through the valve stem and all the way to the front Valve plate and guided on its face, during the Outside of the valve plate and the valve stem through a ceramic material is formed. With that also kick in this known compound valve the previously described disadvantages.

Schließlich ist in der DE-A-32 36 354 ein weiteres Verbundventil beschrieben, das zwar weit überwiegend aus Metall besteht, jedoch an der Stirnseite des Ventiltellers mit einer Oxidkeramikplatte als Hitzeschild versehen ist. Bei diesem bekannten Verbundventil ist es bekannt, den keramischen Hitzeschild so einzubauen, daß thermisch verursachte Ausdehnungen des Hitzeschildes durch eine entsprechende Einbauart kompensiert werden und keine Beschädigun gen des Hitzeschildes auftreten können.Finally, in DE-A-32 36 354 is another compound valve described, which consists largely of metal, however on the front of the valve plate with an oxide ceramic plate is provided as a heat shield. In this known compound valve it is known to install the ceramic heat shield so that thermal expansion of the heat shield by a appropriate installation type can be compensated and no damage against the heat shield.

Bei den bekannten Gaswechselventilen ist ferner von Nachteil, daß sie eine verhältnismäßig große Masse haben. Da diese Massen jedoch bei jedem Gaswechselvorgang bewegt werden müssen, ist allein für den Antrieb der Ventile ein nicht zu vernach lässigender Anteil der Motorleistung erforderlich, der zur Nockenwelle abgezweigt werden muß, um die Ventile zu betätigen. Die hierfür benötigte Leistung umfaßt nicht nur das Zusammen drücken der Ventilfedern, sondern darüber hinaus auch das Beschleunigen und Abbremsen der Gaswechselventile selbst. Wenn daher Gaswechselventile eine hohe Masse haben, so kann durchaus sein, daß alleine für deren Antrieb eine Antriebsleistung von einigen kW benötigt wird, was sich wiederum in einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Motors niederschlägt.Another disadvantage of the known gas exchange valves is that they have a relatively large mass. Because these masses however, must be moved with every gas exchange process not to be neglected just for driving the valves casual portion of the engine power required for Camshaft must be branched to operate the valves. The service required for this does not only include the whole pressing the valve springs, but also that Accelerate and brake the gas exchange valves themselves. If therefore gas exchange valves have a high mass, so it can be that a drive power of a few kW is required, which in turn results in an increased Fuel consumption of the engine.

Zwar ist im Motorenbau bereits in mehrfacher Hinsicht dem Gesichtspunkt einer Gewichtsreduzierung zur gleichzeitigen Reduzierung bewegter Massen Rechnung getragen worden, soweit ersichtlich sind davon jedoch die Gaswechselventile bislang im wesentlichen unbeeinflußt geblieben.In engine construction, this is already the case in several ways Consideration of a weight reduction for the simultaneous Reduction of moving masses has been taken into account so far So far, however, the gas exchange valves can be seen remained essentially unaffected.

Zur Steuerung von Brennkraftmaschinen ist es ferner bekannt, den Druckverlauf im Zylinder während eines vollständigen Gaswechselvorganges zu erfassen und daraus Steuersignale, zum Beispiel für eine Benzineinspritzung, abzuleiten. Die bekannten Verfahren zum Messen des Druckes in einem Brennraum sind jedoch nicht über das Stadium von Laborverfahren hinausgewachsen, weil es bislang zum Erfassen des Druckes im Brennraum erforderlich war, spezielle Drucksensoren in den Motorblock oder den Zylinder kopf einzubauen. Derartige zusätzliche Elemente waren jedoch bislang für eine Serienfertigung von Motoren zu aufwendig. For the control of internal combustion engines, it is also known the pressure curve in the cylinder during a complete Detect gas exchange process and control signals from it to Example of a petrol injection. The well-known However, methods of measuring pressure in a combustion chamber are not grown beyond the stage of laboratory procedures because it was previously required to record the pressure in the combustion chamber was, special pressure sensors in the engine block or cylinder to install head. However, such additional elements were So far too expensive for series production of engines.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, Gaswech selventile sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die genannten Nachteile vermieden werden.The invention is based on the object, gas exchange valves and a method of the type mentioned to further develop that the disadvantages mentioned avoided will.

Insbesondere soll es durch die Erfindung möglich werden, ein hochtemperaturbeständiges und leichtes Gaswechselventil zur Verfügung zu stellen, das langlebig ist und das durch sein gegenüber herkömmlichen Gaswechselventilen geringeres Gewicht auch Einsparungen beim Benzinverbrauch ermöglicht. Ferner soll durch eine Verbesserung des Verfahrens zum Messen des Druckes im Brennraum einer Brennkraftmaschine eine noch bessere Regelung des Verbrennungsvorganges möglich werden.In particular, it should be possible by the invention, a high temperature resistant and light gas exchange valve for To make available that is durable and that through lighter weight compared to conventional gas exchange valves also enables savings in gasoline consumption. Furthermore should by improving the method of measuring pressure an even better regulation in the combustion chamber of an internal combustion engine of the combustion process become possible.

Bei einem Gaswechselventil der eingangs zunächst genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ableittrichter als Keramikteil ausgebildet ist.In the case of a gas exchange valve of the type initially mentioned This object is achieved in that the Discharge funnel is designed as a ceramic part.

Bei einem Gaswechselventil der eingangs als zweites genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stirnseite als elastisch verformbares Tellerteil ausgebildet ist, und daß Mittel vorgesehen sind, um die elastische Verformung des Tellerteils im Schließzustand des Gaswechselventils zu erfassen.In the case of a gas exchange valve the one mentioned at the beginning Art is achieved in accordance with the invention in that the End face designed as an elastically deformable plate part and that means are provided for the elastic deformation of the plate part in the closed state of the gas exchange valve capture.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe ferner erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine elastische Verformung eines an den Brennraum angeschlossenen Gaswechselven tils in dessen Schließzustand gemessen wird.In a method of the type mentioned in the beginning, the task further solved according to the invention in that an elastic Deformation of a gas exchange valve connected to the combustion chamber tils is measured in its closed state.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst. The object on which the invention is based is achieved in this way completely solved.

Wenn nämlich der auf der Rückseite des Ventiltellers angeordnete Ableittrichter als Keramikbauteil ausgebildet ist, so kann auf diese Weise eine deutlich höhere thermische Belastbarkeit erreicht werden. Dies gilt insbesondere bei einem Auslaßventil, bei dem die heißen, verbrannten Brenngase an der Rückseite des Ventils entlangströmen und dort eine erhebliche thermische Belastung darstellen.If namely that arranged on the back of the valve plate Discharge funnel is designed as a ceramic component, so can this way a significantly higher thermal load capacity can be achieved. This applies particularly to an exhaust valve, where the hot, burned fuel gases at the back of the Flow along the valve and there a considerable thermal Represent burden.

Verglichen mit den im Stand der Technik bekannten metallischen Ableittrichtern ergibt sich der erhebliche Vorteil, daß bei geringerer Dicke und daher bei geringeren Massen eine mindestens ebenso gute, wenn nicht bessere thermische Isolierung erreicht werden kann, so daß die Masse des Ventils verringert wird. Darüber hinaus ist das Ventil an dieser Stelle mechanisch nicht belastet, so daß das Keramikbauteil entsprechend dünnwandig bzw. aus einer Keramik ausgebildet werden kann, die "nur" thermisch beständig ist.Compared to the metallic ones known in the prior art Discharge funnels have the considerable advantage that at less thickness and therefore at least a smaller mass achieved good, if not better thermal insulation can be so that the mass of the valve is reduced. In addition, the valve is not mechanical at this point loaded, so that the ceramic component is thin-walled accordingly or can be formed from a ceramic that "only" is thermally stable.

Wenn die Stirnseite des Gaswechselventils als elastisch ver formbares Tellerteil ausgebildet ist, kann das Gaswechselventil zugleich dazu verwendet werden, um den Druck im Brennraum der Brennkraftmaschine zu erfassen, so daß damit der Verbrennungsvor gang gesteuert werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen braucht daher keine Modifikation am Motorblock oder am Zylinderkopf vorgenommen zu werden, weil die geringfügig modifizierten Gaswechselventile selbst die Möglichkeit bereit stellen, eine Druckmessung vorzunehmen. Die eigentliche Funktion der Gaswechselventile selbst ändert sich dadurch nicht, anders als zum Beispiel bei Zündkerzen, bei denen ebenfalls bereits versucht worden ist, Drucksensoren in diese zu integrieren.If the front of the gas exchange valve ver as elastic malleable plate part is formed, the gas exchange valve also used to control the pressure in the combustion chamber Detect internal combustion engine, so that the combustion before gear can be controlled. In contrast to conventional ones Devices therefore need no modification to the engine block or to be made on the cylinder head because that is minor modified gas exchange valves themselves make a pressure measurement. The actual function the gas exchange valves themselves do not change, otherwise than, for example, spark plugs, which also already have attempts have been made to integrate pressure sensors into these.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des zunächst genannten Gaswechselventils ist der keramische Ableittrichter hohl ausgebildet, derart, daß zwischen dem Ableittrichter und dem Ventilschaft sowie einer Rückseite des Tellerteils ein Innenraum verbleibt.In a preferred embodiment of the aforementioned The ceramic discharge funnel has a hollow gas exchange valve formed such that between the discharge funnel and the Valve stem and a back of the plate part an interior remains.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Rückseite des Ventil tellers "hohl" ausgebildet werden kann, so daß an dieser Stelle erhebliche Gewichtseinsparungen möglich sind.This measure has the advantage that the back of the valve "hollow" plates can be formed, so that at this point considerable weight savings are possible.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umschließt der keramische Ableittrichter einen weiteren, inneren Ableit trichter, der vorzugsweise vom keramischen Ableittrichter mit Abstand umschlossen wird. Der innere Ableittrichter besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere Aluminium.In a further embodiment of the invention encloses the ceramic discharge funnel has another inner discharge funnel, preferably from the ceramic discharge funnel Distance is enclosed. The inner discharge funnel is there preferably made of metal, especially aluminum.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Hitzeschild-Funktion durch gute Wärmeableitung in den Ventilschaft weiter verbessert wird, indem die Rückseite des Ventiltellers und der Ventilschaft durch eine doppelte Anordnung von Ableittrichtern geschützt wird. Wenn der innere Ableittrichter aus Aluminium besteht, so stellt dies keine merkliche Gewichtserhöhung dar. Da das Aluminium aber bereits durch den äußeren, keramischen Ableit trichter primär thermisch geschützt ist, wirkt es ebenfalls langzeitbeständig.This measure has the advantage that the heat shield function further improved by good heat dissipation in the valve stem is by the back of the valve plate and the valve stem protected by a double arrangement of discharge funnels becomes. If the inner discharge funnel is made of aluminum, so this is not a noticeable increase in weight. Since that Aluminum, however, already through the outer, ceramic drain funnel is primarily thermally protected, it also works long-term resistant.

Die erfindungsgemäßen Gaswechselventile mit elastisch ver formbarem Tellerteil an der Stirnseite werden bevorzugt dadurch weitergebildet, daß das Tellerteil mindestens teilweise als Membran ausgebildet ist.The gas exchange valves according to the invention with elastic ver malleable plate part on the front are preferred further developed that the plate part at least partially as Membrane is formed.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß sich ein relativ großer Meßeffekt ergibt. So kann man mit mechanisch stabilen Membranen durchaus Wege in der Größenordnung von 0,1 bis 1,0 mm bei maximalem Betriebsdruck im Brennraum erreichen. This measure has the advantage of being a relatively large one Measurement effect results. So you can with mechanically stable membranes way in the order of 0.1 to 1.0 mm reach maximum operating pressure in the combustion chamber.

Besonders bevorzugt ist ferner, wenn das Tellerteil mit einem Ventilschaft verbunden ist und der Ventilschaft seinerseits mit einem Wegsensor in Verbindung steht.It is also particularly preferred if the plate part with a Valve stem is connected and the valve stem in turn communicates with a displacement sensor.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Meßweg über den Ventil schaft, also ein ohnehin vorhandenes Bauelement, an einen Ort im Abstand vom Brennraum übertragen wird, an dem thermisch nicht so sensible Meßanordnungen vorgesehen werden können.This measure has the advantage that the measuring path via the valve shaft, i.e. an already existing component, in one place at a distance from the combustion chamber, which is not thermally so sensitive measuring arrangements can be provided.

So kann zum Beispiel ein vom Tellerteil abgewandtes Ende des Ventilschafts mit dem Wegsensor verbunden werden. In anderen Anwendungsfällen mag es zweckmäßiger sein, daß ein vom Tellerteil abgewandtes Ende des Ventilschafts an einem Federteller elastisch abgestützt ist, wobei der Federteller mit dem Wegsensor verbunden ist.For example, an end of the Valve stem can be connected to the displacement sensor. In other Applications, it may be more convenient that one of the plate part opposite end of the valve stem on a spring plate elastic is supported, the spring plate connected to the displacement sensor is.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß je nach Einbauverhält nissen ein optimaler Anschluß an den Wegsensor erreicht werden kann.These measures have the advantage that depending on the installation conditions optimal connection to the displacement sensor can be achieved can.

Bei Ausführungsformen der Erfindung ist das Tellerteil auf seiner im eingebauten Zustand dem Brennraum zugewandten Seite mit einem ersten Hitzeschild versehen, wie dies an sich bekannt ist. Der erste Hitzeschild besteht dabei vorzugsweise aus einem hoch temperaturfesten, insbesondere keramischen Material. Er ist vorzugsweise als Platte ausgebildet.In embodiments of the invention, the plate part is on it in the installed state facing the combustion chamber with a provided the first heat shield, as is known per se. Of the The first heat shield preferably consists of a high temperature-resistant, especially ceramic material. He is preferably designed as a plate.

Bei Varianten dieses Ausführungsbeispiels ist die Platte am Rand des Tellerteils formschlüssig, vorzugsweise durch Umbördeln, befestigt. Vorzugsweise erfolgt das Umbördeln bei hohen Tempera turen (ca. 500°C). In variants of this embodiment, the plate is on Edge of the plate part in a form-fitting manner, preferably by flanging, attached. The flanging is preferably carried out at a high temperature doors (approx. 500 ° C).

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Anordnung in einfacher Weise in Großserie herstellbar ist. Das Umbördeln bei zum Beispiel 500°C hat den Vorteil, daß eine Lose infolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten und damit Ausdehnung bei der Betriebstemperatur vermieden wird.This measure has the advantage that the arrangement is easier How to manufacture in large series. The flanging at Example 500 ° C has the advantage that a lot due to different coefficients of expansion and thus expansion at the operating temperature is avoided.

Bei einer anderen Variante kann die Platte aber auch in ihrem Zentrum an dem Tellerteil befestigt sein.In another variant, the plate can also be in its Center to be attached to the plate part.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Platte sich einfacher verformen kann, insbesondere unter dem Einfluß sich ändernder Temperaturen.This measure has the advantage that the plate is easier can deform, especially under the influence of changing Temperatures.

Die Platte kann dabei bevorzugt mittels eines Bolzens an dem Tellerteil befestigt sein. Der Bolzen ist insbesondere mit dem Tellerteil verschweißt.The plate can preferably by means of a bolt on the Plate part to be attached. The bolt is especially with the Plate part welded.

Um den Bolzen seinerseits gegen die vom Brennraum ausgehende Wärme zu schützen, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß der Bolzen seinerseits stirnseitig mittels eines weiteren Hitzeschildes überdeckt ist, der vorzugsweise wiederum als keramische Platte ausgebildet ist und mittels eines mit dem Bolzen verschweißten Bördelteiles vor dem Bolzen gehalten werden kann.Around the bolt against the one coming from the combustion chamber Protecting heat can be further developed in the invention be provided that the bolt in turn by means of the front of another heat shield, which is preferably covered is again designed as a ceramic plate and by means of a Flanged part welded to the bolt held in front of the bolt can be.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der erste Hitzeschild mit Abstand vor dem Tellerteil gehalten. Er kann dabei fest oder mit axialem Spiel gehalten sein. In letzterem Fall ist es zweckmäßig, wenn der erste Hitzeschild gegenüber dem Tellerteil federnd abgestützt ist.In other embodiments of the invention, the first is Heat shield held in front of the plate part. He can be held firmly or with axial play. In the latter Case it is appropriate if the first heat shield is opposite the plate part is supported resiliently.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß der Hitzeschild, insbeson dere in seiner Ausführungsform als keramische Platte, sich bei Temperaturänderung ausdehnen bzw. zusammenziehen kann, ohne daß dadurch hohe mechanische Spannungen entstehen.These measures have the advantage that the heat shield, in particular which in its embodiment as a ceramic plate Can expand or contract temperature change without that this creates high mechanical stresses.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages result from the description and the attached drawing.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the next Features to be explained not only in the respective specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail in the following description explained. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gaswech selventils, im eingebauten Zustand; Figure 1 is a side view, partly in section, of a first embodiment of a gas exchange selventils according to the invention, in the installed state.

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Darstellung, ähnlich Fig. 1, jedoch eine Variante im Bereich des Ventil tellers darstellend; Fig. 2 on an enlarged scale a representation, similar to Figure 1, but showing a variant in the region of the valve plate.

Fig. 3 in noch weiter vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus Fig. 2; FIG. 3 shows a detail from FIG. 2 on an even larger scale;

Fig. 4 eine Variante zu Fig. 3; und Fig. 4 shows a variant of Fig. 3; and

Fig. 5 in teilweiser Darstellung, ähnlich Fig. 1 und 2, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gaswechselventils. Fig. 5 in partial representation, similar to Fig. 1 and 2, another embodiment of a gas exchange valve according to the invention.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt ein Gaswechselventil, wie es zum Beispiel in einem Vierzylinder-Ottomotor verwendet wird. Das Gaswechselventil 10 befindet sich im wesentlichen in einem Zylinderkopf 11, in dem ein seitlich gebogener Gaskanal 12 angeordnet ist. Im Gaskanal 12 strömen die verbrannten Brenngase im Falle eines Auslaßventils ab, wie mit einem Pfeil 13 an gedeutet. Bei einem Einlaßventil ist die Strömungsrichtung der Frischgase umgekehrt. Das Gaswechselventil 10 ist in Richtung seiner Längsachse 14 auf einen Brennraum 15 der Brennkraft maschine ausgerichtet. An seinem vorderen Ende umfaßt das Gaswechselventil 10 einen Ventilteller 16 und an seinem hinteren Ende einen Ventilschaft 17. Der Ventilschaft 17 ist über eine Führungsbuchse 18 im Zylinderkopf 11 geführt.In Fig. 1, 10 designates a gas exchange valve as it is used, for example, in a four-cylinder gasoline engine. The gas exchange valve 10 is located essentially in a cylinder head 11 , in which a laterally bent gas channel 12 is arranged. In the gas channel 12 , the burned fuel gases flow off in the case of an exhaust valve, as indicated by an arrow 13 . In the case of an inlet valve, the direction of flow of the fresh gases is reversed. The gas exchange valve 10 is aligned in the direction of its longitudinal axis 14 to a combustion chamber 15 of the internal combustion engine. The gas exchange valve 10 comprises a valve disk 16 at its front end and a valve stem 17 at its rear end. The valve stem 17 is guided via a guide bush 18 in the cylinder head 11 .

An einem oberen Ende 20 des Ventilschaftes 17 ist ein Federteller 21 befestigt. Der Federteller 21 stützt eine Schraubenfeder 22 ab, die sich an ihrem anderen Ende an einer Oberfläche 23 des Zylinderkopfes 11 abstützt. Auf diese Weise wird das Gaswechselventil 10 in der Darstellung von Fig. 1 nach oben vorgespannt.A spring plate 21 is attached to an upper end 20 of the valve stem 17 . The spring plate 21 supports a helical spring 22 , which is supported at its other end on a surface 23 of the cylinder head 11 . In this way, the gas exchange valve 10 is biased upward in the illustration of FIG. 1.

Eine mit 24 angedeutete Betätigungseinrichtung, die den Ven tilantrieb mit Nockenwelle, Tassenstößeln und dergleichen symbolisieren soll, wirkt auf das obere Ende 20 des Ventilschaf tes 17 ein, wie mit einem Pfeil 25 angedeutet. Für einen Gaswechselzyklus wird das Gaswechselventil 10 mittels der Betätigungseinrichtung 24 gegen die Kraft der Feder 22 entlang der Achse 14 nach unten verschoben, wie unten in Fig. 1 gestri chelt dargestellt. Der Ventilhub (nicht maßstäblich) ist dabei mit h bezeichnet. Von dieser Offenstellung des Gaswechselventils 10 kehrt dieses unter der Rückstellkraft der Feder 22 in seine obere, in Fig. 1 eingezeichnete Schließstellung zurück. In dieser Schließstellung setzt eine konische Sitzfläche 28 auf dem rückwärtigen Umfang des Ventiltellers 16 auf einer entsprechend geformten Gegenfläche 29 des Zylinderkopfes 11 auf. Der Gaskanal 2 ist damit wiederum gegenüber dem Brennraum 15 verschlossen.A indicated with 24 actuator, which is to symbolize the Ven tilantrieb with camshaft, tappets and the like, acts on the upper end 20 of the valve stem 17 , as indicated by an arrow 25 . For a gas exchange cycle, the gas exchange valve 10 is shifted downward along the axis 14 against the force of the spring 22 by means of the actuating device 24 , as shown in dashed lines in FIG. 1 below. The valve lift (not to scale) is denoted by h. From this open position of the gas exchange valve 10 , it returns under the restoring force of the spring 22 to its upper, closed position shown in FIG. 1. In this closed position, a conical seat surface 28 rests on the rear circumference of the valve plate 16 on a correspondingly shaped counter surface 29 of the cylinder head 11 . The gas channel 2 is in turn closed off from the combustion chamber 15 .

Der Ventilschaft 17 besteht im wesentlichen aus einem Rohr 35, dessen Innenraum 36 zum Beispiel teilweise mit metallischem Natrium gefüllt sein kann, das bei der Betriebstemperatur des Gangwechselventils 10 flüssig ist.The valve stem 17 consists essentially of a tube 35 , the interior 36 of which can for example be partially filled with metallic sodium, which is liquid at the operating temperature of the gear change valve 10 .

Um den Ventilschaft 17 gegenüber den heißen Brenngasen während der Auslaßphase des Gaswechselventils 10 zu schützen, ist ein Ableittrichter 40 vorgesehen. Der Ableittrichter 40 besteht aus einem Aluminiumblech 41. Sein oberes Ende 42 schließt das Rohr 35 des Ventilschaftes 17.In order to protect the valve stem 17 against the hot fuel gases during the exhaust phase of the gas exchange valve 10 , a discharge funnel 40 is provided. The discharge funnel 40 consists of an aluminum sheet 41 . Its upper end 42 closes the tube 35 of the valve stem 17th

Das vordere, aufgeweitete Ende 43 des Ableittrichters 40 ist mit einem Rand 46 eines Tellerteils 47 des Ventiltellers 16 verbunden. Dies ist bei 44 als Umbördelung angedeutet.The front, widened end 43 of the discharge funnel 40 is connected to an edge 46 of a plate part 47 of the valve plate 16 . This is indicated as flanging at 44 .

Das Tellerteil 47 ist mindestens im inneren Bereich als Membran 48 ausgebildet. Auf das Zentrum der Membran 48 ist rückseitig bei 49 das Rohr 35 auf eine entsprechende Aufnahme der Membran 48 stumpf aufgesetzt und aufgeschweißt.The plate part 47 is designed as a membrane 48 at least in the inner region. At the center of the membrane 48 , the tube 35 is butt-fitted and welded onto a corresponding receptacle of the membrane 48 at 49 .

Vor der Membran 48 befindet sich ein Hitzeschild 50, der als dünne keramische Platte ausgebildet ist. Der Hitzeschild 50 überdeckt die Membran 48 somit gegenüber dem Brennraum 15. Der Hitzeschild 50 ist an seinem Umfang 51 mit dem Rand 46 des Tellerteils 47 verbördelt, wie bei 52 angedeutet.In front of the membrane 48 there is a heat shield 50 which is designed as a thin ceramic plate. The heat shield 50 thus covers the membrane 48 with respect to the combustion chamber 15 . The heat shield 50 is flanged on its circumference 51 with the edge 46 of the plate part 47 , as indicated at 52 .

Wenn, wie mit einem Pfeil 53 angedeutet, ein Druck im Brennraum 15 auf den Hitzeschild 50 und damit die Membran 48 ausgeübt wird, wird das Rohr 35 in Fig. 1 nach oben verschoben. Das freie Ende 20 des Rohres 35 bzw. des Ventilschaftes 17 ist mit einem Taster 54 eines Wegsensors 55 verbunden, dessen Anschluß mit 56 bezeichnet ist.If, as indicated by an arrow 53 , pressure in the combustion chamber 15 is exerted on the heat shield 50 and thus the membrane 48 , the tube 35 is shifted upward in FIG. 1. The free end 20 of the tube 35 or the valve stem 17 is connected to a button 54 of a displacement sensor 55 , the connection of which is designated 56 .

Wenn zum Beispiel der maximale Druck im Brennraum eine Auslenkung von Hitzeschild 50 und Membran 48 in der Größenordnung von 0,01 mm bewirkt, so wird diese Auslenkung unmittelbar auf den Wegsensor 55 übertragen und kann als elektrisches Signal am Anschluß 56 abgenommen werden. Die eigentliche Funktion des Gaswechselventils 10 wird durch diese Maßnahmen nicht betroffen.If, for example, the maximum pressure in the combustion chamber causes a deflection of heat shield 50 and membrane 48 in the order of magnitude of 0.01 mm, this deflection is transmitted directly to displacement sensor 55 and can be taken off as an electrical signal at connection 56 . The actual function of the gas exchange valve 10 is not affected by these measures.

Während der Einlaßphase strömen bei einem Einlaßventil, wie erwähnt, die kühlen Frischgase entgegen der Richtung des Pfeils 3 durch den Gaskanal 12. Sie umströmen dabei den Ableittrichter 40. Da der Ableittrichter aus einem relativ gut wärmeleitenden Material (Aluminium) besteht, werden das Rohr 35 und der Ventilteller 46 geschützt. Außerdem werden die Gase durch die Formgebung des Ableittrichters 40 aerodynamisch geleitet, so daß möglichst wenig Verluste durch Wirbelbildung und dergleichen entstehen.As mentioned, during the intake phase, the cool fresh gases flow through the gas channel 12 against the direction of arrow 3 in an intake valve. They flow around the discharge funnel 40 . Since the discharge funnel consists of a relatively good heat-conducting material (aluminum), the tube 35 and the valve disk 46 are protected. In addition, the gases are guided aerodynamically by the shape of the discharge funnel 40 , so that as little losses as possible are caused by eddy formation and the like.

Da der Ableittrichter 40, wie erwähnt, als dünnes Blechteil ausgebildet ist, verbleibt zwischen ihm und dem Rohr 35 des Ventilschaftes 17 ein erheblicher Hohlraum 57. Hierdurch wird augenfällig, daß es sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Gaswechselventil 10 um ein Leichtbauteil handelt, dessen geringere Masse bei jedem Gaswechsel nur eine entsprechend geringere Antriebsleistung erfordert.Since the discharge funnel 40 , as mentioned, is designed as a thin sheet metal part, a considerable cavity 57 remains between it and the tube 35 of the valve stem 17 . This makes it obvious that the gas exchange valve 10 shown in FIG. 1 is a lightweight component, the lower mass of which only requires a correspondingly lower drive power with each gas exchange.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante, bei der gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen und ähnliche Bauteile durch Hinzufügung eines "a" an das Bezugszeichen bezeichnet sind, ist der Hitzeschild 50a auf einer Unterseite 58 des Tellerteils 47a angeordnet. Wie bei 51a' angedeutet, kann der Hitzeschild 50a durchaus auch seitlich über das Tellerteil 47a vorstehen.In the variant shown in FIG. 2, in which the same components are identified by the same reference symbols and similar components by adding an "a" to the reference symbol, the heat shield 50 a is arranged on an underside 58 of the plate part 47 a. As indicated at 51 a ', the heat shield 50 a can also protrude laterally beyond the plate part 47 a.

Der Hitzeschild 50a ist am Tellerteil 47a mittels eines zentralen Befestigungsbolzens 60 angebracht, dessen Einzelheiten anhand zweier Varianten in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind.The heat shield 50 a is attached to the plate part 47 a by means of a central fastening bolt 60 , the details of which are shown in FIGS. 3 and 4 using two variants.

Wie man aus Fig. 3 erkennt, hat der Befestigungsbolzen 60 von innen nach außen drei Abschnitte 61, 62, 63 mit jeweils kleinerem Durchmesser. Mit dem ersten Abschnitt 61 ist der Befestigungs bolzen 60 im Zentrum der Membran 48 angeordnet. Der zweite Abschnitt 62 des Befestigungsbolzens 60 führt den Hitzeschild 50a, beispielsweise also eine Keramikplatte, ohne diese axial zu fixieren. Dadurch kann zwischen dem Hitzeschild 50a und dem ersten Abschnitt 61 des Befestigungsbolzens 60 ein axiales Spiel 70 entstehen, wobei zweckmäßigerweise eine Feder 71 für eine elastische Verspannung des Hitzeschildes 50a gegenüber dem Tellerteil 47a sorgt.As can be seen from FIG. 3, the fastening bolt 60 has three sections 61 , 62 , 63 , each with a smaller diameter, from the inside to the outside. With the first section 61 , the fastening bolt 60 is arranged in the center of the membrane 48 . The second section 62 of the fastening bolt 60 guides the heat shield 50 a, for example a ceramic plate, without axially fixing it. As a result, an axial play 70 can arise between the heat shield 50 a and the first section 61 of the fastening bolt 60 , a spring 71 expediently ensuring elastic tensioning of the heat shield 50 a with respect to the plate part 47 a.

Der dritte Abschnitt 63 des Befestigungsbolzens 60 hält den Hitzeschild 50a in axialer Richtung von außen. Hierzu ist an den Umfang des dritten Abschnittes 63 eine Befestigungsscheibe 69 angeschweißt, wie mit 68 angedeutet.The third section 63 of the fastening bolt 60 holds the heat shield 50 a in the axial direction from the outside. For this purpose, a fastening disk 69 is welded to the circumference of the third section 63 , as indicated by 68 .

Da auf diese Weise wiederum metallische Bauelemente auf der dem Brennraum zugewandten Stirnseite des Hitzeschildes vorhanden sind, kann bei einer Weiterbildung dieser Variante gemäß Fig. 4 auf den dritten Abschnitt 63' ein Halteteil 73 geschweißt sein, wie bei 68' angedeutet. Das Halteteil 73 ist mit einem Bördelrand 74 versehen, der einen zweiten Hitzeschild 75 trägt. Der zweite Hitzeschild 75 deckt die Stirnseite des dritten Abschnittes 63' des Befestigungsbolzens 60' gegenüber der im Brennraum vorhan denen Wärme ab.Since in this way metallic components are again present on the end face of the heat shield facing the combustion chamber, in a further development of this variant according to FIG. 4, a holding part 73 can be welded onto the third section 63 ', as indicated at 68 '. The holding part 73 is provided with a flange 74 which carries a second heat shield 75 . The second heat shield 75 covers the end face of the third section 63 'of the fastening bolt 60 ' with respect to the heat existing in the combustion chamber.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist wiederum ein Zylinderkopf 77 dargestellt, in dessen Gaskanal 78, der als Auslaßkanal wirkt, Brenngase abströmen, wie mit einem Pfeil 79 angedeutet.In the embodiment shown in FIG. 5, a cylinder head 77 is again shown, in whose gas channel 78 , which acts as an outlet channel, fuel gases flow out, as indicated by an arrow 79 .

Das insgesamt mit 80 bezeichnete Gaswechselventil weist einen Ventilteller 81 sowie einen Ventilschaft 82 auf. Der Ventilteller 81 ist gegen einen Brennraum 83 gerichtet. Er weist ein Teller teil 84 auf, dessen Rand mit 85 bezeichnet ist. Auf dem Rand 85 liegt ein Hitzeschild 86, wiederum vorzugsweise eine kermische Platte, auf. Der Hitzeschild 86 ist mittels eines zentralen Befestigungsbolzens 87 am Tellerteil 84 befestigt, vorzugsweise mit einer der in den Fig. 3 und 4 beschriebenen Techniken. Es kann aber auch die Umbördelung gemäß Fig. 1 verwendet werden.The gas exchange valve, designated as a whole by 80 , has a valve disk 81 and a valve stem 82 . The valve disk 81 is directed against a combustion chamber 83 . It has a plate part 84 , the edge of which is designated 85 . A heat shield 86 , again preferably a ceramic plate, rests on the edge 85 . The heat shield 86 is fastened to the plate part 84 by means of a central fastening bolt 87 , preferably using one of the techniques described in FIGS . 3 and 4. However, the flanging according to FIG. 1 can also be used.

Zum Ausgleich eines axialen Spiels des Hitzeschildes 86 kann rum Beispiel eine Tellerfeder zwischen Hitzeschild 86 und Tellerteil 84 angeordnet sein.To compensate for an axial play of the heat shield 86 , for example, a plate spring can be arranged between the heat shield 86 and the plate part 84 .

Der Ventilschaft 82 besteht aus einem Rohr 92, wobei das Rohr 92 ein inneres Rohr 93 und dieses wiederum einen Innenraum 94 umschließen kann. Das Rohr 93 kann zum Beispiel ein Aluminiumrohr sein. Der Innenraum 94 kann in der bereits beschriebenen Weise mit metallischem Natrium gefüllt werden.The valve stem 82 consists of a tube 92 , the tube 92 being able to enclose an inner tube 93 and this in turn can enclose an interior 94 . The tube 93 can be an aluminum tube, for example. The interior 94 can be filled with metallic sodium in the manner already described.

Das Rohr 92 ist an seinem unteren Ende vorzugsweise konisch verjüngt und bei 91 in eine gegen-konische Aufnahme der Membran 90 geschweißt. The tube 92 is preferably tapered at its lower end and welded at 91 into a counter-conical receptacle of the membrane 90 .

Ein erster Ableittrichter 95, der vorzugsweise aus Aluminiumblech besteht, schließt mit seinem oberen, verjüngten Ende das Rohr 92 ein. An seinem unteren, erweiterten Ende ist der erste Ableittrichter 95 am Tellerteil 84 befestigt. Der erste Ableit trichter 95 ist nur als Option zu verstehen, er kann bei Ausführungsbeispielen der Erfindung auch entfallen. Er dient zur besseren Kühlung und Wärmeableitung des Ventiltellers 81.A first discharge funnel 95 , which is preferably made of aluminum sheet, encloses the tube 92 with its upper, tapered end. The first discharge funnel 95 is fastened to the plate part 84 at its lower, enlarged end. The first discharge funnel 95 is only to be understood as an option; it can also be omitted in exemplary embodiments of the invention. It serves for better cooling and heat dissipation of the valve plate 81 .

Wichtig ist demgegenüber ein zweiter, äußerer Ableittrichter 96, der aus einem keramischen Werkstoff besteht. Der zweite Ableittrichter 96 umschließt mit seinem oberen, verjüngten Ende den Ventilschaft 82, d. h. beim dargestellten Ausführungsbeispiel das Rohr 92. Das untere, erweiterte Ende des zweiten Ableittrich ters 96 ist mit dem Rand 85 des Tellerteils 84 verbunden, beispielsweise durch Umbördeln, wie bei 97 angedeutet.In contrast, what is important is a second, outer discharge funnel 96 , which consists of a ceramic material. The upper, tapered end of the second discharge funnel 96 encloses the valve stem 82 , ie the tube 92 in the exemplary embodiment shown. The lower, expanded end of the second Ableittrich age 96 is connected to the edge 85 of the plate part 84 , for example by flanging, as indicated at 97 .

Da der zweite Ableittrichter 96 nur eine gewisse Wandstärke aufweist, verbleibt zwischen ihm und dem Rohr 92 bzw. dem Tellerteil 84 und speziell dessen innerer Membran 90, ein Innenraum 98.Since the second discharge funnel 96 has only a certain wall thickness, an interior 98 remains between it and the tube 92 or the plate part 84 and specifically its inner membrane 90 .

Auch hierdurch wird augenfällig, daß es sich bei dem in Fig. 5 dargestellten Gaswechselventil um ein Leichtbauteil handelt, das darüber hinaus im rückwärtigen Bereich des Ventiltellers 81 eine exzellente thermische Beständigkeit aufweist. Auch bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der äußere Ableittrichter 96 so geformt, daß die Strömung der abfließenden Brenngase möglichst wenig beeinflußt wird.This also makes it clear that the gas exchange valve shown in FIG. 5 is a lightweight component, which in addition has excellent thermal resistance in the rear region of the valve plate 81 . In the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the outer discharge funnel 96 is shaped in such a way that the flow of the outflowing fuel gases is influenced as little as possible.

Claims

1. Gas exchange valve with a metallic valve stem ( 17 ; 82 ) and with an essentially metallic valve plate ( 16 ; 81 ), which in the installed state of the gas exchange valve ( 10 ; 80 ) has a combustion chamber ( 13 ; 83 ) of an internal combustion engine compared to one with the combustion chamber ( 13 ; 83 ) connectable gas channel ( 12 ; 78 ) closes or opens, whereby in the open position of the gas exchange valve ( 10 ; 80 ) fuel gases flow along the back of the gas exchange valve ( 10 ; 80 ) and the back with a discharge funnel ( 40 ; 96 ) is provided, which leads from the circumference of a plate part ( 47 ; 84 ) forming an end face of the valve plate ( 16 ; 81 ) under taper to the valve stem ( 17 ; 82 ) and surrounds it, whereby the fuel gases in the gas channel ( 12 ; 78 ) aerodynamically guided and at the same time the end components of the gas exchange valve ( 10 ; 80 ) are thermally protected, characterized in that the discharge funnel ( 96 ) as a ceramic component au is formed.

2. Gas exchange valve according to claim 1, characterized in that the ceramic discharge funnel ( 96 ) is hollow, such that between the discharge funnel ( 96 ) and the valve stem ( 82 ) and a back of the plate part ( 47 ; 84 ) an interior ( 87 ) remains.

3. Gas exchange valve according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic discharge funnel ( 96 ) encloses a further inner discharge funnel ( 95 ).

4. Gas exchange valve according to claim 3, characterized in that the ceramic discharge funnel ( 96 ) encloses the inner discharge funnel ( 95 ) at a distance.

5. Gas exchange valve according to claim 3 or 4, characterized in that the inner discharge funnel ( 95 ) consists of metal, preferably of aluminum.

6. Gas exchange valve with a valve plate ( 16 ; 81 ), the end face in the installed state of the gas exchange valve ( 10 ; 80 ) facing a combustion chamber ( 13 ; 83 ) of an internal combustion engine, characterized in that the end face as an elastically deformable plate part ( 47 ; 84 ) is formed, and that means are provided to detect the elastic deformation of the plate part in the closed state of the gas exchange valve ( 10 ; 80 ).

7. Gas exchange valve according to claim 6, characterized in that the plate part ( 47 ; 84 ) is at least partially designed as a membrane ( 48 ; 90 ).

8. Gas exchange valve according to claim 6 or 7, characterized in that the plate part ( 47 ; 84 ) is connected to a valve stem ( 17 ; 82 ) and that the valve stem ( 17 ; 82 ) is in turn connected to a displacement sensor ( 55 ) .

9. Gas exchange valve according to claim 8, characterized in that an end facing away from the plate part ( 47 ; 84 ) of the valve stem ( 17 ; 82 ) is connected to the displacement sensor ( 55 ).

10. Gas exchange valve according to claim 8, characterized in that an end of the valve stem ( 17 ; 82 ) facing away from the plate part ( 47 ; 84 ) is elastically supported on a spring plate ( 21 ), and in that the spring plate ( 21 ) with the displacement sensor ( 55 ) connected is.

11. Gas exchange valve according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the plate part ( 47 ; 84 ) on its installed side facing the combustion chamber ( 15 ; 83 ) is provided with a first heat shield ( 50 ; 86 ).

12. Gas exchange valve according to claim 11, characterized in that the first heat shield ( 50 ; 86 ) consists of a high temperature resistant, preferably ceramic material.

13. Gas exchange valve according to claim 11 or 12, characterized in that the first heat shield ( 50 ; 86 ) is designed as a plate.

14. Gas exchange valve according to claim 13, characterized in that the plate at the edge ( 46 ) of the plate part ( 47 ) is positively, preferably by flanging ( 52 ), the flanging is preferably carried out at the operating temperature of the gas exchange valve.

15. Gas exchange valve according to claim 13, characterized in that the plate is fixed at its center to the plate part ( 47 a; 84 ).

16. Gas exchange valve according to claim 15, characterized in that the plate is fastened by means of a bolt ( 60 ; 87 ) on the plate part ( 47 a; 84 ).

17. Gas exchange valve according to claim 16, characterized in that the bolt ( 60 ) with the plate part ( 47 a) is welded ( 66 ).

18. Gas exchange valve according to claim 16 or 17, characterized in that the bolt ( 60 ') is in turn covered by a further heat shield ( 75 ).

19. A gas exchange valve according to claim 18, characterized in that the further heat shield ( 75 ), which is preferably designed as a ceramic plate, is held in front of the bolt ( 60 ') by means of a flange part ( 73 ) welded to the bolt ( 60 ') ( 68 ').

20. Gas exchange valve according to one or more of claims 11 to 19, characterized in that the first heat shield ( 50 a; 86 ) is held at a distance ( 70 ) in front of the plate part ( 47 a; 84 ).

21. Gas exchange valve according to claim 20, characterized in that the first heat shield ( 50 a; 86 ) relative to the plate part ( 47 a; 84 ) is held with axial play.

22. Gas exchange valve according to claim 21, characterized in that the first heat shield ( 50 a; 86 ) relative to the plate part ( 47 a; 84 ) is resiliently supported ( 71 ; 89 ).

23. Gas exchange valve according to one or more of claims 1 to 22, characterized in that there is an outlet valve is.

24. A method for measuring the pressure in a combustion chamber ( 15 ; 83 ) of an internal combustion engine, characterized in that an elastic deformation of a gas exchange valve ( 10 ; 80 ) connected to the combustion chamber ( 15 ; 83 ) is measured in its closed state.

25. The method according to claim 24, characterized in that the elastic deformation of a plate part ( 47 ; 84 ) is measured, which forms an end face of a valve plate ( 16 ; 81 ) of the gas exchange valve ( 10 ; 80 ).

26. The method according to claim 25, characterized in that the elastic deformation of a membrane ( 48 ; 90 ) of the plate part ( 47 ; 84 ) is measured.

27. The method according to claim 25 or 26, characterized in that an end face of the plate part ( 47 ; 84 ) is covered by means of a heat shield ( 50 , 75 ; 86 ) against heat in the combustion chamber ( 15 ; 83 ).

28. The method according to one or more of claims 25 to 27, characterized in that the elastic deformation via a valve stem ( 17 ; 82 ) is transmitted to a displacement sensor ( 55 ).