DE102004024219B4 - Valve gear of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, auf der mindestens ein Nockenträger drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Nockenträger axial verschoben wird, indem ein Betätigungselement in eine Kurvenbahn (2) eingreift, wobei die Kurvenbahn (2) in mehrere eine unterschiedliche Funktion aufweisende Segmente (A,B,C,D,E,F,G,H,I) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn ein Ablegesegment (G) und ein das letzte Segment bildendes Endsegment (I) mit einer Rampe zum Zurückschieben des Betätigungselements sowie ein innerhalb des Ablegesegments (G) und des Endsegments (I) ausgebildetes aus einer Rampe bestehendes Aufsetzsegment (H) zum Anheben des Betätigungselements aufweist, wobei die Rampe des Aufsetzsegments (H) einen flacheren Anstiegswinkel aufweist als die Rampe des Endsegments (I).

Figure DE102004024219B4_0000
Valve gear of an internal combustion engine having at least one camshaft on which at least one cam carrier is arranged rotatably and axially displaceable, wherein the cam carrier is axially displaced by an actuating element engages in a cam track (2), wherein the cam track (2) in several a different function Segments (A, B, C, D, E, F, G, H, I) is divided, characterized in that the curved path a Ablegesegment (G) and an end segment forming the last segment (I) with a ramp for pushing back the Actuator and a within the Ablegesegments (G) and the end segment (I) formed from a ramp Aufsetzsegment (H) for lifting the actuating element, wherein the ramp of the Aufsetzsegments (H) has a flatter slope angle than the ramp of the end segment (I) ,
Figure DE102004024219B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, auf der mindestens ein Nockenträger drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Nockenträger axial verschoben wird, indem ein Betätigungselement in eine Kurvenbahn eingreift, wobei die Kurvenbahn in mehrere eine unterschiedliche Funktion aufweisende Segmente unterteilt ist.The invention relates to the valve train of an internal combustion engine having at least one camshaft on which at least one cam carrier is arranged rotatably and axially displaceable, wherein the cam carrier is axially displaced by an actuating element engages in a curved path, wherein the curved path divided into a plurality of different function having segments is.

Zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften von Brennkraftmaschinen sind mechanische Vorrichtungen bekannt, die das Arbeitsspiel des Ventiltriebes beeinflussen und beispielsweise eine drehzahlabhängige Veränderung der Öffnungszeiten oder des Hubes der Gaswechselventile ermöglichen.To improve the thermodynamic properties of internal combustion engines mechanical devices are known which influence the working cycle of the valve train and, for example, allow a speed-dependent change in the opening times or the stroke of the gas exchange valves.

Aus der Druckschrift DE 42 30 877 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der ein Nockenträger drehfest und axial verschiebbar auf einer Grundnockenwelle angeordnet ist. Der Nockenträger besteht dabei aus einem Metallrohr, auf dem mindestens ein Nocken angeordnet ist, bei dem aus einem gemeinsamen Grundkreis axial versetzt mindestens zwei unterschiedliche Nockenlaufbahnen hervorgehen. Durch das axiale Verschieben des Nockenträgers auf der Grundnockenwelle wird ein Gaswechselventil durch die unterschiedlich geformten Nockenlaufbahnen betätigt, wobei sich die mindestens zwei Nockenlaufbahnen in der Hubkontur und/oder in der Phasenlage unterscheiden können.From the publication DE 42 30 877 A1 is such a device is known in which a cam carrier is arranged rotationally fixed and axially displaceable on a base camshaft. The cam carrier consists of a metal tube, on which at least one cam is arranged, in which emerge axially offset from a common base circle at least two different cam tracks. By the axial displacement of the cam carrier on the base camshaft, a gas exchange valve is actuated by the differently shaped cam tracks, wherein the at least two cam tracks may differ in the Hubkontur and / or in the phase position.

Aus der Druckschrift DE 101 48 243 A1 ist eine Weiterbildung dieser Vorrichtung bekannt, wobei offenbart ist, dass die Grundnockenwelle und der Nockenträger durch eine axial verlaufende Vielzahlverzahnung miteinander verbunden sind, wobei die Nockenwelle eine Außenverzahnung und der Nockenträger eine Innenverzahnung aufweisen.From the publication DE 101 48 243 A1 a development of this device is known, wherein it is disclosed that the base camshaft and the cam carrier are connected by an axially extending plurality of toothing, wherein the camshaft has an external toothing and the cam carrier has an internal toothing.

Zudem ist in der Druckschrift beschrieben, dass auf dem Nockenträger zum Betätigen von zwei gaseinlassseitigen Gaswechselventilen eines Zylinders zwei Nocken angeordnet sind, wobei die zwei Nocken jeweils zwei Nockenlaufbahnen aufweisen. Der Nockenträger, und damit die Nockenwelle, ist in einem Lagerblock gelagert, der den Nockenträger zwischen den zwei Nocken umfasst.In addition, it is described in the document that two cams are arranged on the cam carrier for actuating two gas inlet side gas exchange valves of a cylinder, wherein the two cams each have two cam tracks. The cam carrier, and thus the camshaft, is supported in a bearing block that includes the cam carrier between the two cams.

Zum axialen Verschieben eines Nockenträgers ist an beiden Seiten des Nockenträgers jeweils eine als Vertiefung ausgebildete Kurvenbahn ausgearbeitet. Die zwei Kurvenbahnen eines Nockenträgers sind dabei zueinander spiegelbildlich ausgebildet, wodurch das axiale Verschieben des Nockenträgers in beide Richtungen möglich ist.For axially displacing a cam carrier, a curved path formed as a recess is worked out on both sides of the cam carrier. The two curved paths of a cam carrier are mirror images of each other, whereby the axial displacement of the cam carrier in both directions is possible.

Das axiale Verschieben der Nockenträger erfolgt durch radial zur Nockenwelle angeordnete Stellglieder, die als elektromagnetische Ventile ausgebildet sind, und die jeweils aus einem Betätigungsstift und aus zwei Elektromagneten bestehen. Die Stellglieder sind fest mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verbunden. Durch die Elektromagneten kann der Betätigungsstift ausgefahren und zurückgezogen werden. Im ausgefahrenen Zustand greift der Betätigungsstift in die als Vertiefung ausgebildete Kurvenbahn, wobei der Nockenträger durch die Drehung der Nockenwelle beim Betrieb der Brennkraftmaschine axial verschoben wird.The axial displacement of the cam carrier takes place by radially arranged to the camshaft actuators, which are designed as electromagnetic valves, and each consisting of an actuating pin and two electromagnets. The actuators are firmly connected to the cylinder head of the internal combustion engine. By the electromagnet, the actuating pin can be extended and retracted. In the extended state of the actuating pin engages in the curved path formed as a recess, wherein the cam carrier is axially displaced by the rotation of the camshaft during operation of the internal combustion engine.

Aus der Druckschrift DE 196 11 641 C1 ist ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bekannt. Diese ermöglicht die Betätigung eines Gaswechselventils mit mehreren unterschiedlichen Hubkurven. Dazu ist auf der Nockenwelle ein Nocken mit mehreren Nockenbahnen drehfest aber axial verschiebbar gelagert. Dieser Nocken weist eine Hubkontur auf, in die ein Betätigungselement eingreift und somit eine axiale Verschiebung des Nockens erzeugt, wobei ein Umschalten von einer zu einer anderen Nockenbahn erfolgt.From the publication DE 196 11 641 C1 a valve train of an internal combustion engine is known. This allows the operation of a gas exchange valve with several different lift curves. For this purpose, a cam with a plurality of cam tracks rotatably but axially displaceably mounted on the camshaft. This cam has a stroke contour, in which engages an actuating element and thus generates an axial displacement of the cam, wherein a switching from one to another cam track takes place.

Weiterhin ist aus der Druckschrift EP 1 503 048 A1 ein Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine bekannt, die eine Nockenwelle mit einer Schiebenockeneinrichtung aufweist.Furthermore, from the document EP 1 503 048 A1 a valve train for an internal combustion engine is known, which has a camshaft with a sliding cam device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, bei dem die Kurvenbahnen verbessert ausgebildet sind. Dabei soll insbesondere das Zusammenwirken der Kurvenbahn mit dem Betätigungsstift optimiert werden.The invention has for its object to provide the valve train of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, wherein the cam tracks are formed improved. In particular, the interaction of the curved path is to be optimized with the actuating pin.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach die Kurvenbahne ein Ablegesegment und ein das letzte Segment bildendes Endsegment mit einer Rampe zum Zurückschieben des Betätigungselements sowie ein innerhalb des Ablegesegments und des Endsegments ausgebildetes aus einer Rampe bestehendes Aufsetzsegment zum Anheben des Betätigungselements aufweist, wobei die Rampe des Aufsetzsegments einen flacheren Anstiegswinkel aufweist als die Rampe des Endsegments.This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1, according to which the curved track a depositing segment and the last segment forming end segment with a ramp for pushing back the actuating element and formed within the Ablegesegments and the end segment consisting of a ramp Aufsetzsegment for lifting the Actuating element, wherein the ramp of the Aufsetzsegments has a flatter slope angle than the ramp of the end segment.

Zur besseren Unterscheidung werden die Segmente danach unterschieden, ob der Verlauf der Kurvenbahn axial oder radial unterschiedlich ausgebildet ist. Die verwendeten Begriffe sind so gewählt, dass ein Ausbilden der Kurvenbahn als Vertiefung nahegelegt ist, wobei die Kurvenbahn aus einer Bodenfläche und zwei seitlichen Führungsflächen besteht. Grundsätzlich kann die Kurvenbahn auch in einer anderen Form, beispielsweise als Erhebung ausgebildet sein. Erfindungsgemäß weist eine Kurvenbahn sechs Segmente auf, deren Funktionen durch den axialen Verlauf bestimmt sind. To better distinguish the segments are distinguished according to whether the course of the curved path is formed axially or radially different. The terms used are chosen so that formation of the curved path is suggested as a depression, wherein the curved path consists of a bottom surface and two lateral guide surfaces. In principle, the curved path can also be formed in another form, for example as a survey. According to the invention, a curved track has six segments whose functions are determined by the axial course.

Das erste axiale Segment ist ein Einlaufsegment, innerhalb dem das Betätigungselement in die Kurvenbahn eintaucht. Das Einlaufsegment ist streng radial ohne axiale Komponente ausgebildet.The first axial segment is an inlet segment within which the actuating element dips into the curved path. The inlet segment is strictly radial without axial component.

Darauf folgt ein Anlegesegment, innerhalb dem sich eine seitliche Führungsfläche an das in der Mittelposition stehende Betätigungselement anlegt, oder innerhalb dem das Betätigungselement in die Mittelposition verschoben wird.This is followed by a laying segment within which a lateral guide surface bears against the actuating element located in the central position, or within which the actuating element is displaced into the middle position.

Darauf folgt ein Beschleunigungssegment, innerhalb dem das Verschieben des Nockenträgers durch das Betätigungselement eingeleitet wird. Dabei ist das Beschleunigungssegment so geformt, dass die Beschleunigung möglichst harmonisch und ruckfrei erfolgt. Das Beschleunigungssegment stellt gegenüber dem Anlegesegment eine axiale Änderung im Verlauf der Kurvenbahn dar.This is followed by an acceleration segment, within which the displacement of the cam carrier is initiated by the actuating element. The acceleration segment is shaped so that the acceleration is as harmonic and smooth as possible. The acceleration segment represents an axial change in the course of the curved path relative to the application segment.

Im folgenden Übergabesegment legt sich das Betätigungselement in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit des Nockenträgers an die linke oder die rechte seitliche Führungsfläche der Kurvenbahn.In the following transfer segment, the actuating element sets in dependence on the rotational speed of the cam carrier to the left or the right lateral guide surface of the cam track.

Darauf folgt das Abbremssegment, innerhalb dem der Nockenträger durch das Betätigungselement verzögert wird.This is followed by the Abbremssegment within which the cam carrier is delayed by the actuator.

Das letzte axiale Segment wird von einem Ablegesegment gebildet, in dem das Betätigungselement den Kontakt zu den seitlichen Führungsflächen der Kurvenbahn verliert und zurückgezogen werden kann.The last axial segment is formed by a depositing segment in which the actuating element loses contact with the lateral guide surfaces of the curved path and can be withdrawn.

Zudem weist die Kurvenbahn drei Segmente auf, deren Funktionen durch den radialen Verlauf bestimmt sind.In addition, the curved path has three segments whose functions are determined by the radial course.

Vor dem Einlaufsegment ist ein Startsegment ausgebildet, das den Beginn der Kurvenbahn darstellt. Dabei kann die Kurvenbahn abrupt mit einer Stufe oder gleitend mit einer Rampe beginnen.Before the inlet segment, a start segment is formed, which represents the beginning of the curved path. In this case, the curved path can begin abruptly with a step or sliding with a ramp.

Das letzte Segment bildet das Endsegment, innerhalb dem sich die Tiefe der Kurvenbahn rampenartig reduziert. Der Rampe kommt die Aufgabe zu, das Betätigungselement zurückzuschieben, falls dieses nicht rechtzeitig zurückgezogen wurde.The last segment forms the end segment, within which the depth of the curved path is reduced in a ramp. The ramp has the task to push back the actuator, if this was not withdrawn in time.

In den Bereichen des Ablegesegmentes und des Endsegmentes kann zudem noch ein Aufsetzsegment integriert sein. Zwischen der Bodenfläche der Kurvenbahn und dem Betätigungselement besteht in der Regel ein Spalt, der aufgrund von Fertigungstoleranzen variieren kann. Durch das Aufsetzsegment soll das Betätigungselement langsam angehoben werden. Das Aufsetzelement besteht dazu ebenfalls aus einer Rampe, die einen flacheren Anstiegswinkel aufweist, als die Rampe des Endsegmentes.In addition, a landing segment can be integrated in the areas of the deposition segment and the end segment. Between the bottom surface of the cam track and the actuator is usually a gap that may vary due to manufacturing tolerances. By the Aufsetzsegment the actuator should be raised slowly. The landing element also consists of a ramp which has a flatter slope angle than the ramp of the end segment.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kurvenbahn in einem Schneckentrieb als separates Bauteil ausgebildet ist, das aus einer Stahllegierung oder aus einem Sintermetall hergestellt ist.In an advantageous development of the invention it is provided that the curved path is formed in a worm drive as a separate component, which is made of a steel alloy or a sintered metal.

Zudem ist vorgesehen, dass die als Vertiefung ausgebildete Kurvenbahn seitliche Führungsflächen aufweist, wobei die seitlichen Führungsflächen partiell nicht ausgebildet sind.In addition, it is provided that the cam track formed as a recess has lateral guide surfaces, wherein the lateral guide surfaces are partially not formed.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kurvenbahn mehr als 360 Grad umfasst. Dabei sind die seitlichen Führungsflächen vorzugsweise an den mehr als 360 Grad umfassenden Stellen nicht ausgebildet.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the curved path comprises more than 360 degrees. In this case, the lateral guide surfaces are preferably not formed at the more than 360 degrees comprehensive points.

In einer nächsten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kurvenbahn eine Oberflächenbeschichtung aufweist. Die Oberflächenbeschichtung kann beispielsweise als eine Titannitritschicht ausgebildet sein.In a next advantageous development of the invention, it is provided that the curved path has a surface coating. The surface coating may be formed, for example, as a titanium nitride layer.

In einer letzten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Schneckentrieb mindestens eine Montagemarke aufweist. Die mindestens eine Montagemarke ist zur Justierung eines Schneckentriebs auf einem Nockenträger vorgesehen. In a last advantageous development of the invention it is provided that a worm drive has at least one mounting mark. The at least one mounting mark is provided for adjusting a worm drive on a cam carrier.

Durch den erfindungsgemäßen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, bei dem die Kurvenbahn des Nockenträger aus unterschiedliche Funktionen aufweisenden Segmenten besteht, wird ein verschleißarmes Zusammenwirken der Kurvenbahn und des Betätigungsstiftes gewährleistet, wobei den unvermeidlichen Fertigungstoleranzen Rechnung getragen wird.By the valve gear of an internal combustion engine according to the invention, in which the cam track of the cam carrier consists of segments having different functions, a low-wear interaction of the cam track and the actuating pin is ensured, taking into account the inevitable manufacturing tolerances.

Im folgenden ist ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit drei Figuren dargestellt und erläutert.In the following, an inventive valve train of an internal combustion engine is illustrated and explained with reference to an embodiment in connection with three figures.

Es zeigen:

  • 1 die dreidimensionale Darstellung einer einen Schneckentrieb bildenden, als separates Bauteil ausgebildeten Kurvenbahn, die von mehreren Segmenten gebildet wird, die einen axial oder radial unterschiedlichen Verlauf aufweisen.
  • 2 die Darstellung der Mantelfläche der als separates Bauteil ausgebildeten, einen Schneckentrieb bildenden Kurvenbahn,
  • 3 ein Diagramm, in dem die Tiefe der Kurvenbahn und die Breite der Kurvenbahn der verschiedenen Segmente über dem Drehwinkel des Schneckentriebs aufgetragen sind.
Show it:
  • 1 the three-dimensional representation of a worm drive forming, designed as a separate component cam track, which is formed by a plurality of segments having an axially or radially different course.
  • 2 the representation of the lateral surface of the trained as a separate component, forming a worm gear cam track,
  • 3 a diagram in which the depth of the cam track and the width of the cam track of the various segments are plotted against the rotational angle of the worm drive.

Eine vierzylindrige Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges ist mit einer Vorrichtung zum Verstellen des Hubes und der Öffnungszeiten der einlassseitigen Gaswechselventile ausgestattet. Die Vorrichtung besteht aus vier Nockenträgern, die auf der die einlassseitigen Gaswechselventile betätigenden Nockenwelle drehfest und axial verschiebbar angeordnet sind.A four-cylinder internal combustion engine with two overhead camshafts for driving a motor vehicle is equipped with a device for adjusting the stroke and the opening times of the inlet-side gas exchange valves. The device consists of four cam carriers, which are rotatably and axially displaceably arranged on the inlet side gas exchange valves actuated camshaft.

Die die Drehfestigkeit bei gleichzeitiger axialer Verschiebbarkeit ermöglichende Verbindung zwischen der Nockenwelle und dem Nockenträger besteht in einer Verzahnung, die auf der Nockenwelle als Außenverzahnung und in dem Nockenträger als Innenverzahnung ausgebildet ist.The rotational strength with simultaneous axial displacement enabling connection between the camshaft and the cam carrier is in a toothing, which is formed on the camshaft as external toothing and in the cam carrier as internal toothing.

Jeder Nockenträger einer Nockenwelle ist genau einem Zylinder zugeordnet, wobei jeder Zylinder der Brennkraftmaschine einlassseitig zwei Gaswechselventile aufweist. Entsprechend sind auf jedem Nockenträger zwei Nocken ausgebildet, wobei jeder Nocken ein einlassseitiges Gaswechselventil betätigt. Jeder der zwei Nocken weist jeweils zwei sich unterscheidende Nockenlaufbahnen auf, die axial versetzt aus einem gemeinsamen Grundkreis des Nockens hervorgehen.Each cam carrier of a camshaft is assigned to exactly one cylinder, with each cylinder of the internal combustion engine having two gas exchange valves on the inlet side. Accordingly, two cams are formed on each cam carrier, each cam actuates an inlet-side gas exchange valve. Each of the two cams has in each case two differing cam tracks, which emerge axially offset from a common base circle of the cam.

Die jeweils zwei Nockenlaufbahnen der zwei Nocken eines Nockenträgers sind in der Form unterschiedlich ausgebildet, wobei eine Nockenlaufbahn eine kleine Hubhöhe des Gaswechselventils und die andere Nockenlaufbahn eine große Hubhöhe des Gaswechselventils bewirkt. Die Nockenlaufbahn mit der kleinen Hubhöhe wird bei Motordrehzahlen unterhalb 2500 Umdrehungen pro Minute geschaltet, die Nockenlaufbahn mit der großen Hubhöhe wird bei Motordrehzahlen oberhalb 2500 Umdrehungen pro Minute geschaltet.The two cam tracks of the two cams of a cam carrier are formed differently in shape, wherein a cam track causes a small lift of the gas exchange valve and the other cam track causes a large lift height of the gas exchange valve. The low lift cam track is switched at engine speeds below 2500 rpm, and the high lift cam track is switched at engine speeds above 2500 rpm.

Zum axialen Verschieben ist an beiden Seiten der Nockenträger jeweils ein als separates Bauteil ausgebildeter Schneckentrieb angeordnet, der aus einer Stahllegierung hergestellt ist, und in dem als Vertiefung eine Kurvenbahn ausgebildet ist. Die Kurvenbahn wird von zwei seitlichen Führungsflächen und einer Bodenfläche gebildet. Die Kurvenbahnen der zwei Schneckentriebe eines Nockenträgers sind dabei zueinander spiegelbildlich ausgebildet, wodurch das axiale Verschieben des Nockenträgers auf der Nockenwelle in beide Richtungen möglich ist.For axial displacement of the cam carrier is in each case arranged on both sides of a trained as a separate component worm drive, which is made of a steel alloy, and in which a curved path is formed as a recess. The curved path is formed by two lateral guide surfaces and a bottom surface. The curved paths of the two worm gears of a cam carrier are mirror images of each other, whereby the axial displacement of the cam carrier on the camshaft in both directions is possible.

Das axiale Verschieben der Nockenträger erfolgt durch radial zur Nockenwelle angeordnete Stellglieder, die als elektromagnetische Ventile ausgebildet sind, und die jeweils aus einem Betätigungsstift und aus zwei Elektromagneten bestehen. Die Stellglieder sind fest mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verbunden. Durch die zwei Elektromagneten kann der Betätigungsstift ausgefahren und zurückgezogen werden. Im ausgefahrenen Zustand greift ein Betätigungsstift in die die Kurvenbahn bildende Vertiefung eines Schneckentriebes, wobei der Nockenträger durch die Drehung der Nockenwelle beim Betrieb der Brennkraftmaschine axial verschoben wird. Um das Auftreten von Verschleiß in Form von Metallabrieb an den Kurvenbahnen der Schneckentriebe durch das Eingreifen der Betätigungsstifte zu vermeiden, sind die Oberflächen der Kurvenbahn mit Titannitrid beschicht, das durch Plasmanitrieren aufgebracht wird.The axial displacement of the cam carrier takes place by radially arranged to the camshaft actuators, which are designed as electromagnetic valves, and each consisting of an actuating pin and two electromagnets. The actuators are firmly connected to the cylinder head of the internal combustion engine. Through the two electromagnets of the actuating pin can be extended and withdrawn. In the extended state, an actuating pin engages in the recess forming the cam track of a worm drive, wherein the cam carrier is axially displaced by the rotation of the camshaft during operation of the internal combustion engine. In order to avoid the occurrence of wear in the form of metal abrasion on the cam tracks of the worm gears by the engagement of the actuating pins, the surfaces of the cam track are coated with titanium nitride, which is applied by plasma nitriding.

1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der einen Schneckentrieb 1 bildenden, als separates Bauteil ausgebildeten Kurvenbahn 2, die mehr als 360 Grad umfasst. Die als Vertiefung ausgebildete Kurvenbahn 2 weist zwei seitliche Führungsflächen 3 auf, die an den mehr als 360 Grad umfassenden Stellen auf einer Seite der Schneckentriebe 1 eine Aussparung 6 aufweist. An der Stelle der Aussparung 6 wird die seitliche Führungsfläche 3 zur Führung des Betätigungselementes nicht benötigt. Zudem würde die seitliche Führungsfläche 3 eine sehr geringe Wandstärke aufweisen, die bruchgefährdet wäre. An einer der Außenwände der Schneckentriebe 1 sind zwei Montagemarken 5 ausgebildet, die zur Justierung eines Schneckentriebs 1 auf dem Nockenträger verwendet werden. 1 shows a three-dimensional representation of a worm drive 1 forming, formed as a separate component curved path 2 that covers more than 360 degrees. The trained as a recess curved track 2 has two lateral guide surfaces 3 on the more than 360 degree points on one side of the worm gears 1 a recess 6 having. In the place of the recess 6 becomes the lateral guide surface 3 not needed to guide the actuator. In addition, the lateral guide surface would 3 have a very small wall thickness, which would be vulnerable to breakage. On one of the outer walls of the worm gears 1 are two assembly marks 5 designed for adjusting a worm drive 1 be used on the cam carrier.

2 zeigt eine Darstellung der aufgerollten Mantelfläche der als separates Bauteil ausgebildeten Kurvenbahn 2, die von mehreren Segmenten gebildet wird, die einen axial oder radial unterschiedlichen Verlauf aufweisen 2 shows a representation of the rolled-up lateral surface of the trained as a separate component curved path 2 , which is formed by a plurality of segments having an axially or radially different course

Das erste axiale Segment ist ein Einlaufsegment B, innerhalb dem das Betätigungselement in die Kurvenbahn eintaucht. Darauf folgt als axiales Segment ein Anlegesegment C, innerhalb dem sich eine seitliche Führungsfläche an das in der Mittelposition stehende Betätigungselement anlegt, oder innerhalb dem das Betätigungselement in die Mittelposition verschoben wird. Darauf folgt als axiales Segment ein Beschleunigungssegment D, innerhalb dem das Verschieben des Nockenträgers eingeleitet wird. Im darauf folgenden Übergabesegment E legt sich das Betätigungselement in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit des Nockenträgers an die linke oder die rechte seitliche Führungsfläche 3 der Kurvenbahn 2. Darauf folgt als axiales Segment ein Abbremssegment F, innerhalb dem der Nockenträger verzögert wird. Das letzte axiale Segment wird von einem Ablegesegment G gebildet, innerhalb dem das Betätigungselement den Kontakt zu den seitlichen Führungsflächen 3 der Kurvenbahn 2 verliert.The first axial segment is an inlet segment B, within which the actuating element dips into the curved path. This is followed by an application segment C as an axial segment, within which a lateral guide surface bears against the actuating element which is in the central position, or within which the actuating element is displaced into the central position. This is followed by an acceleration segment D as an axial segment, within which the displacement of the cam carrier is initiated. In the subsequent transfer segment E, the actuating element lays on the left or the right lateral guide surface as a function of the rotational speed of the cam carrier 3 the curved path 2 , This is followed by the axial segment as a Abbremssegment F within which the cam carrier is delayed. The last axial segment is formed by a laying segment G within which the actuating element makes contact with the lateral guide surfaces 3 the curved path 2 loses.

Vor dem Einlaufsegment B ist als radiales Segment ein Startsegment A ausgebildet, das den Beginn der Kurvenbahn 2 im Schneckentrieb 1 darstellt. Das letzte Segment der Kurvenbahn 2 wird von dem eine radiale Änderung aufweisenden Endsegment I gebildet. In den Bereichen des Ablegesegmentes G und des Endsegmentes I ist ein Aufsetzsegment H integriert, durch welches das Betätigungselement durch eine radiale Rampe langsam angehoben wird.Before the inlet segment B is formed as a radial segment, a start segment A, which is the beginning of the curved path 2 in worm drive 1 represents. The last segment of the curved path 2 is formed by the radially changing end segment I. In the areas of the depositing segment G and the end segment I, a Aufsetzsegment H is integrated, by which the actuating element is slowly raised by a radial ramp.

3 zeigt ein Diagramm, in dem die Tiefe der Kurvenbahn und die Breite der Kurvenbahn der verschiedenen Segmente über dem Drehwinkel des Schneckentriebs aufgetragen sind. 3 shows a diagram in which the depth of the cam track and the width of the cam track of the various segments are plotted against the rotational angle of the worm drive.

Das den Beginn der Kurvenbahn 2 darstellende Startsegment A ist rampenförmig ausgebildet, und weist beim Betrieb der Brennkraftmaschine keinen Kontakt mit dem Betätigungselement auf. Die Breite der Kurvenbahn 2 beträgt hier 6 Millimeter, das entspricht der Breite des Betätigungselementes von 5 Millimetern plus einem Spalt zum Toleranzausgleich von einem Millimeter. Die Länge des Startsegmentes A beträgt etwa 45 Grad Drehwinkel des Schneckentriebes.That's the beginning of the curved path 2 performing starting segment A is ramp-shaped, and has no contact with the actuating element during operation of the internal combustion engine. The width of the curved path 2 here is 6 millimeters, which corresponds to the width of the actuator of 5 millimeters plus a gap for tolerance compensation of one millimeter. The length of the start segment A is about 45 degrees rotation angle of the worm drive.

Das Einlaufsegment B, innerhalb dem das Betätigungselement vollständig in die Kurvenbahn 2 eintaucht, ist streng radial ohne axiale Komponente ausgebildet und umfasst einen großen Drehwinkelbereich von etwa 135 Grad. Die Breite der Kurvenbahn 2 beträgt hier weiterhin 6 Millimeter. Die Länge des Einlaufsegmentes B dient dem Auffangen von Toleranzen beim Ansteuern der elektromagnetischen Ventile.The inlet segment B, within which the actuating element completely into the curved path 2 is immersed, is strictly radial formed without axial component and includes a large rotation angle range of about 135 degrees. The width of the curved path 2 here is still 6 millimeters. The length of the inlet segment B is used to capture tolerances in the control of the electromagnetic valves.

Im Anlegesegment C, innerhalb dem sich eine seitliche Führungsfläche 3 an das in der Mittelposition stehende Betätigungselement anlegt, oder innerhalb dem das Betätigungselement in die Mittelposition verschoben wird, reduziert sich die Breite der Kurvenbahn auf etwa 5,8 Millimeter. Das Anlegesegment C umfasst einen Drehwinkelbereich von etwa 60 Grad, wobei im Verlauf Anlegesegmentes C eine geringfügige axiale Richtungsänderung der Kurvenbahn 2 erfolgt. Diese Richtungsänderung dient der Erzeugung eines definierten Kontaktimpulses, der unabhängig von der Position des Betätigungselementes in der Kurvenbahn 2 ist.In the laying segment C, within which there is a lateral guide surface 3 applies to the standing in the central position actuator, or within which the actuator is moved to the middle position, the width of the curved path is reduced to about 5.8 millimeters. The laying segment C comprises a rotation angle range of about 60 degrees, wherein in the course of laying segment C a slight axial change in direction of the curved path 2 he follows. This change in direction serves to generate a defined contact pulse, which is independent of the position of the actuating element in the curved path 2 is.

Das Beschleunigungssegment D leitet das Verschieben des Nockenträgers über das Betätigungselement ein. Dabei ist das Beschleunigungssegment D so geformt, dass die Beschleunigung möglichst harmonisch und ruckfrei erfolgt. Innerhalb des Beschleunigungssegments D reduziert sich die Breite der Kurvenbahn 2 auf ein Maß von 5,2 Millimetern, das nur geringfügig über dem Durchmesser des Betätigungselementes liegt. Das Beschleunigungssegment D stellt gegenüber dem Anlegesegment C eine deutliche axiale Richtungsänderung im Verlauf der Kurvenbahn 2 dar und umfasst einen Drehwinkel von etwa 30 Grad.The acceleration segment D initiates the displacement of the cam carrier via the actuating element. In this case, the acceleration segment D is shaped so that the acceleration is as harmonious and smooth as possible. Within the acceleration segment D, the width of the curved path is reduced 2 to a dimension of 5.2 millimeters, which is only slightly above the diameter of the actuator. The acceleration segment D is compared to the application segment C a significant axial change in direction in the course of the curved path 2 and includes a rotation angle of about 30 degrees.

Das Übergabesegment E, bei dem die Breite der Kurvenbahn 2 beibehalten wird, legt sich das Betätigungselement in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit des Nockenträgers an die linke oder die rechte seitliche Führungsfläche 3 der Kurvenbahn 2. Dabei bewirken beide seitlichen Führungsflächen 3 das Führen des Betätigungselementes mit der gleichen Geschwindigkeit. In dem einen Drehwinkel von etwa 20 Grad umfassenden Übergabesegment E erfolgt der wesentliche Teil der Verschiebung des Nockenträgers.The transfer segment E, where the width of the curved path 2 is maintained, the actuator sets depending on the rotational speed of the cam carrier to the left or the right lateral guide surface 3 the curved path 2 , Both effect lateral guide surfaces 3 guiding the actuator at the same speed. In the transfer segment E comprising a rotation angle of approximately 20 degrees, the essential part of the displacement of the cam carrier takes place.

Im Abbremssegment F, innerhalb dem der Nockenträger durch das Betätigungselement verzögert wird, erhöht sich die Breite der Kurvenbahn 2 wieder von 5,2 Millimeter auf das Maß des Anlegesegmentes C von 5,8 Millimetern. Das Abbremssegment F umfasst einen Drehwinkel von 30 Grad.In the braking segment F, within which the cam carrier is delayed by the actuating element, the width of the curved path increases 2 again from 5.2 millimeters to the dimension of the laying segment C of 5.8 millimeters. The Abbremssegment F includes a rotation angle of 30 degrees.

Innerhalb des Ablegesegmentes G verliert das Betätigungselement den Kontakt zu den seitlichen Führungsflächen 3 der Kurvenbahn 2 und kann von einem Elektromagneten zurückgezogen werden. Dabei wird der Nockenträger, der in einem Lagerblock gelagert ist, der den Nockenträger zwischen beiden Nocken umfasst, mit einem definierten Impuls gegen den Lagerblock bewegt. Das Ablegesegment G umfasst bei einer Breite der Kurvenbahn 2 von 5,8 Millimetern eine Drehwinkel von etwa 60 Grad.Within the laying segment G, the actuating element loses contact with the lateral guide surfaces 3 the curved path 2 and can be withdrawn by an electromagnet. In this case, the cam carrier, which is mounted in a bearing block, which comprises the cam carrier between the two cams, is moved with a defined pulse against the bearing block. The laying segment G comprises at a width of the curved path 2 of 5.8 millimeters, a rotation angle of about 60 degrees.

Das Aufsetzsegment H, das innerhalb des Ablegesegmentes G und des Endsegmentes I ausgebildet ist, umfasst einen Drehwinkel von 40 Grad, wobei sich die Breite der Kurvenbahn 2 von 5,8 auf 6,0 Millimeter erhöht. Zwischen der Bodenfläche 4 der Kurvenbahn 2 und dem Betätigungselement besteht in der Regel ein Spalt von einem Millimeter, der aufgrund von Fertigungstoleranzen variieren kann. Durch das Aufsetzsegment H soll das Betätigungselement langsam angehoben werden. Das Aufsetzsegment H besteht dazu ebenfalls aus einer Rampe, die einen flacheren Anstiegswinkel aufweist als die Rampe des Endsegmentes I.The Aufsetzsegment H, which is formed within the depositing segment G and the Endsegmentes I, comprises a rotation angle of 40 degrees, wherein the width of the curved path 2 increased from 5.8 to 6.0 millimeters. Between the floor area 4 the curved path 2 and the actuator is usually a gap of one millimeter, which may vary due to manufacturing tolerances. By Aufsetzsegment H, the actuator should be raised slowly. The Aufsetzsegment H also consists of a ramp, which has a flatter slope angle than the ramp of the end segment I.

Das Endsegment I reduziert die Tiefe der Kurvenbahn 2 rampenartig von 4 Millimeter auf null. Die Aufgabe der Rampe besteht darin, das Betätigungselement zurückzuschieben, falls dieses nicht rechtzeitig durch den Elektromagneten zurückgezogen wurde.The end segment I reduces the depth of the curved path 2 ramped from 4 millimeters to zero. The task of the ramp is to push back the actuator, if this was not retracted in time by the electromagnet.

Durch den erfindungsgemäßen Ventiltrieb der Brennkraftmaschine, bei dem die Kurvenbahn des Nockenträgers mit unterschiedliche Funktionen aufweisenden Segmenten ausgebildet ist, wird ein verschleißarmes Zusammenwirken der Kurvenbahn und des Betätigungsstiftes gewährleistet, wobei den unvermeidlichen Fertigungstoleranzen Rechnung getragen wird.By the valve gear of the internal combustion engine according to the invention, in which the cam track of the cam carrier is formed with different functions having segments, a low-wear interaction of the cam track and the actuating pin is ensured, taking into account the inevitable manufacturing tolerances.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Schneckentriebworm drive 11 Kurvenbahncam track 22 Seitliche FührungsflächeLateral guide surface 33 Bodenflächefloor area 44 Montagemarkemounting brand 55 Aussparungrecess 66 Startsegmentstart segment AA Einlaufsegmentinlet segment BB Anlegesegmentlanding segment CC Beschleunigungssegmentacceleration segment DD ÜbergabesegmentTransfer Segment Ee AbbremssegmentAbbremssegment FF Ablegesegmentdiscard segment GG AufsetzsegmentAufsetzsegment HH Endsegmentend segment II

Claims (12)

Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, auf der mindestens ein Nockenträger drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Nockenträger axial verschoben wird, indem ein Betätigungselement in eine Kurvenbahn (2) eingreift, wobei die Kurvenbahn (2) in mehrere eine unterschiedliche Funktion aufweisende Segmente (A,B,C,D,E,F,G,H,I) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn ein Ablegesegment (G) und ein das letzte Segment bildendes Endsegment (I) mit einer Rampe zum Zurückschieben des Betätigungselements sowie ein innerhalb des Ablegesegments (G) und des Endsegments (I) ausgebildetes aus einer Rampe bestehendes Aufsetzsegment (H) zum Anheben des Betätigungselements aufweist, wobei die Rampe des Aufsetzsegments (H) einen flacheren Anstiegswinkel aufweist als die Rampe des Endsegments (I).Valve gear of an internal combustion engine having at least one camshaft on which at least one cam carrier is arranged rotatably and axially displaceable, wherein the cam carrier is axially displaced by an actuating element engages in a cam track (2), wherein the cam track (2) in several a different function Segments (A, B, C, D, E, F, G, H, I) is divided, characterized in that the curved path a Ablegesegment (G) and an end segment forming the last segment (I) with a ramp for pushing back the Actuator and a within the Ablegesegments (G) and the end segment (I) formed from a ramp Aufsetzsegment (H) for lifting the actuating element, wherein the ramp of the Aufsetzsegments (H) has a flatter slope angle than the ramp of the end segment (I) , Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn sechs Segmente (B,C,D,E,F,G) aufweist, deren Funktionen durch Änderungen im axialen Verlauf der Kurvenbahn (2) bestimmt sind, bestehend aus einem • Einlaufsegment (B), • Anlegesegment (C), • Beschleunigungssegment (D), • Übergabesegment (E), • Abbremssegment (F) • und dem Ablegesegment (G).Valve gear after Claim 1 , characterized in that the curved path has six segments (B, C, D, E, F, G) whose functions are determined by changes in the axial course of the curved path (2), consisting of a • inlet segment (B), • laying segment (C), • acceleration segment (D), • transfer segment (E), • deceleration segment (F) • and the transfer segment (G). Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn drei Segmente (A,H,I) aufweist, deren Funktionen durch Änderungen im radialen Verlauf der Kurvenbahn (2) bestimmt sind, bestehend aus einem • Startsegment (A) • und dem Aufsetzsegment (H) • sowie dem Endsegment (I).Valve gear after Claim 1 or 2 , characterized in that the curved path has three segments (A, H, I) whose functions are determined by changes in the radial course of the curved path (2), consisting of a • start segment (A) • and the Aufsetzsegment (H) • and the end segment (I). Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (2) in einem Schneckentrieb (1) als separates Bauteil ausgebildet ist.Valve drive according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the curved path (2) in a worm drive (1) is designed as a separate component. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (2) als Vertiefung ausgebildet ist.Valve drive according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the curved path (2) is formed as a recess. Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Vertiefung ausgebildete Kurvenbahn (2) seitliche Führungsflächen (3) aufweist, und dass diese seitlichen Führungsflächen (3) partiell nicht ausgebildet sind.Valve gear after Claim 5 , characterized in that the cam track formed as a recess (2) has lateral guide surfaces (3), and that these lateral guide surfaces (3) are partially not formed. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (2) mehr als 360 Grad umfasst.Valve drive according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the curved path (2) comprises more than 360 degrees. Ventiltrieb nach Anspruch 6 oder 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Führungsflächen (3) an den Stellen nicht ausgebildet sind, an denen die Kurvenbahn (2) mehr als 360 Grad umfasst.Valve gear after Claim 6 or 6 and 7 , characterized in that the lateral guide surfaces (3) are not formed at the locations where the curved path (2) comprises more than 360 degrees. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (2) eine Oberflächenbeschichtung aufweist.Valve drive according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the curved path (2) has a surface coating. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder der Schneckentrieb (1) mindestens eine Montagemarke (5) aufweist, und dass die mindestens eine Montagemarke (5) zur Justierung des Schneckentriebs (1) auf dem Nockenträger vorgesehen sind.Valve drive according to one of Claims 2 to 9 , characterized in that one or the worm drive (1) has at least one mounting mark (5), and that the at least one mounting mark (5) for adjusting the worm drive (1) are provided on the cam carrier. Ventiltrieb nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 9 oder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckentrieb (1) aus einer Stahllegierung hergestellt ist.Valve gear after Claim 4 or after Claim 4 and one of the Claims 5 to 9 or after Claim 10 , characterized in that the worm drive (1) is made of a steel alloy. Ventiltrieb nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 9 oder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckentrieb (1) aus einem Sintermetall hergestellt ist.Valve gear after Claim 4 or after Claim 4 and one of the Claims 5 to 9 or after Claim 10 , characterized in that the worm drive (1) is made of a sintered metal.
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