DE102005058548B4 - Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Nockenwelle (10), die für mindestens einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, mit einer Nockenbaugruppe (11), die auf der Nockenwelle (10) angeordnet ist, wobei die Nockenbaugruppe (11) einen ersten Nullhubnocken (13) und einen zweiten Nullhubnocken (14) aufweist, wobei der erste Nullhubnocken (13) mit seiner axialen Ausdehnung (17) in einem ersten Betriebszustand zeitgleich mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, das zwischen dem Nullhubnocken (10) und einem zugeordneten Gaswechselventil angeordnet ist, und mit einer Lagerstelle (16) und in einem zweiten Betriebszustand nur mit der Lagerstelle (16) in Kontakt bringbar ist, und wobei der zweite Nullhubnocken (14) eine geringere axiale Ausdehnung (18) aufweist als der erste Nullhubnocken (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Nullhubnocken (13, 14) an den Enden der Nockenbaugruppe (11) angeordnet sind und wenigstens einen Hubnocken (15) in axialer Richtung zwischen sich einschließen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei Nockenbaugruppen mit nebeneinander angeordneten Nockenstücken bauen die kompletten Nockenbaugruppen um ein Mehrfaches der normalen Nockenbreite größer. Dies führt mit der notwendigen Lagerung der Nockenwelle zu Bauraumproblemen. Die gattungsbildende DE 102 41 920 A1 beschreibt einen Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Nockenwelle, wobei je Zylinder der Verbrennungskraftmaschine entweder einlassseitig oder auslassseitig angeordnet zwei Gaswechselventile vorgesehen sind, die jeweils von einem ersten oder einem zweiten Ventilbetätigungselement einer Nockenbaugruppe umschaltbar betätigbar sind und wenigstens eines der Ventilbetätigungselemente axial auf der Nockenwelle verschiebbar ist. Dieses Ventilbetätigungselement weist eine zylindrische Außenkontur auf und ist mit dem zweiten Ventilbetätigungselement einstückig ausgebildet. Die derart gebildete verschiebbare Nockenbaugruppe weist zum einen Steuerbahn entsprechend eines konventionellen, polygonförmigen Nockens auf, sowie zur Ventilabschaltung einen Nullhubnocken mit einer sog. Nullhubkurve, bei der das Gaswechselventil in seiner Schließstellung gehalten wird. Die Nockenwelle ist auf mehreren Lagerbereichen gelagert, wobei in jedem Lagerbereich ein Lagerring vorgesehen ist, wobei das Ventilbetätigungselement zwischen zwei Lagerringen angeordnet ist. Die kreisrunden Lagerringe stützen die Nockenwelle gegen die auftretenden Radialkräfte ab. Das Ventilbetätigungselement ist über eine Verstelleinheit entlang der Nockenwelle verschiebbar. Je nach Stellung des Ventilbetätigungselements ist ein bestimmter Nocken der Nockenbaugruppe mit seiner Steuerkurve mit dem Gaswechselventil in Wechselwirkung. Bei Volllast wird das Ventilbetätigungselement so verschoben, dass ein Nullhubnocken der Nockenbaugruppe als zusätzliches Radiallager wirkt und die Lagerringe entlastet.
  • Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist, dass das Ventilbetätigungselement verschiebbar sein muss und Lagerringe vorgesehen sein müssen.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 101 48 178 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Verfahren zur Senkung von Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemission eines 4-Takt-Verbrennungsmotors und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einem Ventiltrieb, der eine Ventilhubumschaltung für seine Gaswechselventile und eine Zahnwelle mit axialer Außenverzahnung aufweist, auf der ein Nockenstück mit dazu passender Innenverzahnung axial verschiebbar angeordnet ist, wobei auf dem Nockenstück zwei vorzugsweise spiegelsymmetrisch ausgebildete Verschiebenuten mit Aktuatorstiften und zwei Nocken pro Nockenfolger mit unterschiedlichem Hub und gleichem Grundkreisdurchmesser vorgesehen sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ventiltrieb und eine Nockenbaugruppe zu schaffen, bei denen der Herstellungs- und Montageaufwand wesentlich verringert ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des Hauptanspruchs, eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beschreibt der Unteranspruch.
  • Der erfindungsgemäße Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine weist eine Nockenbaugruppe mit einem Nullhubnocken auf, der mit seiner axialen Ausdehnung in einem ersten Betriebszustand zeitgleich mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, das zwischen dem Nullhubnocken und einem zugeordneten Gaswechselventil angeordnet ist, und mit einer Lagerstelle und in einem zweiten Betriebszustand nur mit der Lagerstelle in Kontakt bringbar ist. Damit kann ein zusätzlicher Lagerring für ein Radiallager entfallen, die Lagerung erfolgt durch den verbreiterten Nullhubnocken, ggfs. durch mehrere derartige Nullhubnocken in weiteren Nockenbaugruppen auf der Nockenwelle. Durch die gemeinsame Verwendung des Nullhubnockens im eigentlichen Sinn als Nocken und als Radiallager wird der zusätzlich benötigte Bauraum für das Radiallager deutlich vermindert. Durch eine geeignete Gestaltung des Radiallagerdurchmessers kann der Nullhubnocken gleichermaßen als Radiallager dienen. Der Nullhubnocken weist vorzugsweise denselben Durchmesser auf wie das Radiallager. Der zur Verfügung stehende Bauraum kann somit optimal genutzt und die Konstruktion durch Einsparung eines zusätzlichen Lagerrings kostengünstig verwirklicht werden. Die Herstellung und der Einbau der Nockenwelle wird vereinfacht und die Bauweise wird kompakter. Besonders vorteilhaft, aber nicht ausschließlich, ist die Nockenbaugruppe in Verbindung mit einem schaltbaren Schlepphebel einzusetzen. In einem ersten Betriebszustand ist der Nullhubnocken sowohl mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement, insbesondere einem schaltbaren Schlepphebel, als auch mit dem Radiallager in Kontakt. In einem anderen Betriebszustand ist der mittlere Vollhubnocken der Nockenbaugruppe mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt, wobei der Nullhubnocken lediglich mit dem Radiallager, aber nicht mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt ist.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Nockenbaugruppe einen zweiten Nullhubnocken. Es kann z.B. eine passive Zylinderabschaltung vorgenommen werden.
  • Erfindungsgemäß weist der zweite Nullhubnocken eine geringere axiale Ausdehnung auf als der erste Nullhubnocken. Damit kann der Bauraum weiter optimiert werden.
  • Erfindungsgemäß sind die Nullhubnocken an den Enden der Nockenbaugruppe angeordnet und schließen wenigstens einen Hubnocken ein.
  • Es kann eine zweite Nockenbaugruppe vorgesehen sein, die keine Nullhubnocken aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Nockenbaugruppe weist zwei Nullhubnocken mit unterschiedlicher axialer Ausdehnung auf.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, wobei die Figuren zeigen:
    • 1 schematisch eine Anordnung mit Nullhubnocken, und
    • 2a, b a: eine Ausführungsvariante einer Nockenwelle mit zwei verschiedenen Nockenbaugruppen und b: eine Draufsicht auf die Nockenwelle im eingebauten Zustand.
  • 1 zeigt schematisch eine Nockenwelle 10 für einen Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Nockenwelle 10 umfasst mehrere Nockenbaugruppen 11, die jeweils drei Nockenstücke umfassen. Die endseitigen Nockenstücke der Nockenbaugruppen 11 sind als Nullhubnocken 13, 14 mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet. Das von den Nullhubnocken 13, 14 eingeschlossene Nockenstück ist ein üblicher Hubnocken 15 mit polygonförmigem Querschnitt. Der Nullhubnocken 13 weist eine axiale Ausdehnung 17 auf, die größer ist als die Ausdehnung 18 des anderen Nullhubnockens 14. Der breitere Nullhubnocken 13 ist zeitgleich mit einem nicht dargestellten Ventil und mit einer Lagerstelle 16, einem Radiallager, in Kontakt bringbar. Die Ausdehnung ist so, dass die zusätzliche Breite im Vergleich zum Nullhubnocken 14 gerade der notwendigen Lagerfläche an der Lagerstelle 16 entspricht.
  • 2a zeigt eine Ausführungsvariante einer Nockenwelle 10 mit zwei verschiedenen Arten von Nockenbaugruppen 11, 12, von denen die erste Art zwei randseitige Nullhubnocken 13, 14 aufweist, die einen Hubnocken 15 einschließen. 2b zeigt die Nockenwelle 10 in eingebautem Zustand in einem Zylinderkopf 20 mit einer Nockenwelle 21 sowie Lagerbefestigungen 19 an den Lagerstellen 16 der Nockenwelle 10.
  • Zumindest die erste Nockenbaugruppe 11 ist axial nicht bewegbar. Der zweite Nullhubnocken 14 weist eine geringere axiale Ausdehnung 18 auf als der erste Nullhubnocken 13, der gleichzeitig als Nocken im üblichen Sinn mit Nullhub und als Lager im Radiallager dient. Die zweite Nockenbaugruppe 12 weist keine zwei Nullhubnocken 13, 14 auf und ist zwischen den Lagerstellen 16 angeordnet
  • In einem ersten Betriebszustand ist der Nullhubnocken 13 sowohl mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, insbesondere einem schaltbaren Schlepphebel, als auch mit dem Lagerstelle 16 in Kontakt. In einem anderen Betriebszustand ist der mittlere Hubnocken 15 (Vollhubnocken) der Nockenbaugruppe 11 mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt, wobei der Nullhubnocken 13 lediglich mit dem Radiallager, aber nicht mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt ist. Das Gaswechselventil-Betätigungselement ist in der Figur weitgehend durch die Nockenwelle 10 bzw. die Nockenbaugruppe 11 abgedeckt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Nockenwelle
    11
    Nockenbaugruppe
    12
    Nockenbaugruppe
    13
    Nullhubnocken
    14
    Nullhubnocken
    15
    Hubnocken
    16
    Lagerbereich
    17
    Ausdehnung
    18
    Ausdehnung
    19
    Lagebefestigung
    20
    Zylinderkopf
    21
    Nockenwelle

Claims (2)

  1. Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Nockenwelle (10), die für mindestens einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, mit einer Nockenbaugruppe (11), die auf der Nockenwelle (10) angeordnet ist, wobei die Nockenbaugruppe (11) einen ersten Nullhubnocken (13) und einen zweiten Nullhubnocken (14) aufweist, wobei der erste Nullhubnocken (13) mit seiner axialen Ausdehnung (17) in einem ersten Betriebszustand zeitgleich mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, das zwischen dem Nullhubnocken (10) und einem zugeordneten Gaswechselventil angeordnet ist, und mit einer Lagerstelle (16) und in einem zweiten Betriebszustand nur mit der Lagerstelle (16) in Kontakt bringbar ist, und wobei der zweite Nullhubnocken (14) eine geringere axiale Ausdehnung (18) aufweist als der erste Nullhubnocken (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Nullhubnocken (13, 14) an den Enden der Nockenbaugruppe (11) angeordnet sind und wenigstens einen Hubnocken (15) in axialer Richtung zwischen sich einschließen.
  2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Nockenbaugruppe (12) vorgesehen ist,
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