DE102010020035A1

DE102010020035A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010020035A1
Application number: DE201010020035
Authority: DE
Inventors: Heino Schiller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, auf der mindestens zwei drehfest und axial verschiebbare Nockenstücke (10, 12) nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes Nockenstück (10, 12) zum Betätigen eines jeweiligen Gaswechselventils mindestens einen Nocken (18, 20, 30, 32) mit mindestens zwei unterschiedlichen Nockenkurven (22, 24) aufweist, wobei auf jedem Nockenstück (10, 12) eine Schaltkulisse (14, 26) zum axialen Verschieben des Nockenstückes (10, 12) auf der Nockenwelle vorgesehen ist. Hierbei ist die Schaltkulisse (14, 26) derart ausgebildet, dass diese das Nockenstück (10, 12) an einem axialen Ende über einen vorbestimmten Abschnitt in axialer Richtung überragt, wobei die Schaltkulisse (14, 26) in diesem vorbestimmten Abschnitt einen Innendurchmesser aufweist, welcher größer ist als ein Außendurchmesser des benachbarten Nockenstückes (12, 10), so dass bei einer axialen Verschiebung der Nockenstücke (10, 12) das benachbarte Nockenstück (12, 10) in die Schaltkulisse (26) eintaucht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, auf der mindestens zwei drehfest und axial verschiebbare Nockenstücke nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes Nockenstück zum Betätigen eines jeweiligen Gaswechselventils mindestens einen Nocken mit mindestens zwei unterschiedlichen Nockenkurven aufweist, wobei auf jedem Nockenstück eine Schaltkulisse zum axialen Verschieben des Nockenstückes auf der Nockenwelle vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 103 49 898 A1 ist ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle bekannt, wobei axial verschiebbar Nockenstücke vorgesehen sind. Jedes Nockenstück weist mindestens zwei Nockenlaufbahnen auf. Dabei unterscheiden sich der erste Nocken und der mindestens zweite Nocken eines Nockenstückes in mindestens einer Nockenlaufbahn.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb der o. g. Art hinsichtlich des Bauraumbedarf zu optimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventiltrieb der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Dazu ist es bei einem Ventiltrieb der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaltkulisse derart ausgebildet ist, dass diese das Nockenstück an einem axialen Ende über einen vorbestimmten Abschnitt in axialer Richtung überragt, wobei die Schaltkulisse in diesem vorbestimmten Abschnitt einen Innendurchmesser aufweist, welcher größer ist als ein Außendurchmesser des benachbarten Nockenstückes, so dass bei einer axialen Verschiebung der Nockenstücke das benachbarte Nockenstück in die Schaltkulisse eintaucht.
Dies hat den Vorteil, dass Nocken und damit die auf diesen ausgebildeten Nockenkurven in axialer Richtung breiter ausgebildet sein können, da die Schaltkulisse nicht mehr vollständig auf dem Nockenstück angeordnet ist und dadurch ein maximaler Bauraum auf dem Nockenstück in axialer Richtung zu Verfügung steht. Somit können auch bei geringem Zylinderstichmaß ausreichend breite Nockenkurven bei schaltbaren Nocken zur Verfügung gestellt werden.
Zum axialen Verschieben des Nockenstückes weist die Schaltkulisse mindestens eine Kurvenbahn auf, die zum Zusammenwirken mit mindestens einem Stellglied ausgebildet und angeordnet ist.
Eine optimierte Einstellung der Steuerung der Gaswechselventile für alle Arbeitszylinder erzielt man dadurch, dass jedem Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine mindestens ein Nockenstück zugeordnet ist.
Eine besonders kompakte Anordnung die eine breite Ausbildung der Nocken in axialer Richtung erlaubt erzielt man dadurch, dass der vorbestimmte Abschnitt der axial das Nockenstück überragenden Schaltkulisse derart ausgebildet ist, dass ein 0-Hub-Nocken eines benachbarten Nockenstückes axial in diesen vorbestimmten Abschnitt eintaucht.
Zum Betätigen von zwei Gaswechselventilen durch jeweils ein Nockenstück weist mindestens ein Nockenstück zwei Nocken auf, wobei jeder Nocken jeweils zwei Nockenkurven aufweist, wobei jeweils eine Nockenkurve eines jeweiligen Nockens eine Null-Hub-Kurve ist, die ein zugeordnetes Gaswechselventil in geschlossenem Zustand belässt.
Eine breite Ausbildung eines Nockens mit Null-Hub-Kurve wird dadurch erreicht, dass mindestens ein Nockenstück einen Nocken mit zwei Nockenkurven aufweist, wobei eine Nockenkurve des Nockens eine Null-Hub-Kurve ist, die ein zugeordnetes Gaswechselventil in geschlossenem Zustand belässt, wobei der Nocken an einem axialen Ende des Nockenstückes derart angeordnet ist, dass die Null-Hub-Kurve dem axialen Ende des Nockenstückes zugewandt ist.
Eine axiale Platzeinsparung zugunsten eines breiteren Nockens mit Null-Hub-Kurve erzielt man dadurch, dass bei mindestens einem Nockenstück der vorbestimmte Abschnitt der Schaltkulisse, welche dieses Nockenstück in axialer Richtung überragt, einen Innendruchmesser aufweist, welcher größer ist als ein Außendurchmesser einer Null-Hub-Kurve, die ein zugeordnetes Gaswechselventil in geschlossenem Zustand belässt.
Eine optimal Ausnützung des Bauraumes für ein Nockenstück in axialer Richtung erzielt man dadurch, dass bei mindestens einem Nockenstück mindestens ein Nocken an einem ersten axialen Ende des Nockenstückes und die Schaltkulisse an einem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende des Nockenstückes angeordnet ist.
Eine weiter zusätzlich optimierte Ausnützung des Bauraumes für ein Nockenstück in axialer Richtung erzielt man dadurch, dass bei mindestens einem Nockenstück mindestens eine Nocken benachbart zu der Schaltkulisse angeordnet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näherer läutert. Diese zeigt in
1 eine bevorzuge Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventiltriebes in perspektivischer Ansicht und
2 den Ventiltrieb gemäß 1 in einem Längsschnitt.
Die in 1 und 2 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventiltriebes umfasst ein erstes Nockenstück 10 und ein zweites Nockenstück 12, die auf einer nicht dargestellten Nockenwelle in axialer Richtung verschiebbar und gleichzeitig drehfest mit der Nockenwelle verbunden sind.
Das erste Nockenstück 10 weist eine erste Schaltkulisse 14 mit einer Steuerkurve 16, einen ersten Nocken 18 und einen zweiten Nocken 20 auf. Der erste und zweite Nocken 18, 20 weisen jeweils zwei Nockenkurven auf, wobei eine erste Nockenkurve 22 eine normale Betätigung eines Gaswechselventils (nicht dargestellt) durchführt und eine zweite Nockenkurve 24 derart ausgebildet ist, dass diese das entsprechende Gaswechselventil nicht öffnet, sondern im geschlossenen Zustand belässt, also eine so genannte Null-Hub-Nockenkurve 24 darstellt. Das zweite Nockenstück 12 weist eine zweite Schaltkulisse 26 mit einer Steuerkurve 28, analog zur ersten Schaltkulisse 14, einen dritten Nocken 30 und einen vierten Nocken 32 auf. Der dritte und vierte Nocken weisen jeweils, analog zum ersten und zweiten Nocken 18, 20, eine erste Nockenkurve 22 und eine zweite Nockenkurve in Form einer Null-Hub-Nockenkurve 24 auf. In den 1 und 2 befindet sich bei dem dritten und vierten Nocken 30, 32 die Erhebung der Nockenkurve 22 nicht sichtbar hinter dem zweiten Nockenstück 12, da die Nockenkurven 22 der Nocken 18, 20 des ersten Nockenstückes 10 einerseits und der Nocken 30, 32 des zweiten Nockenstückes 12 andererseits um 90° zueinander versetzt bzw. Phasenverschoben sind. Dies entspricht einer Zündfolge der den Nockenstücken 10, 12 zugeordneten Arbeitszylindern (nicht dargestellt).
Die erste und zweite Schaltkulisse 14, 26 sind jeweils an einem axialen Ende des jeweiligen Nockenstückes 10, 12 angeordnet. Der erste und dritte Nocken 18, 30 sind jeweils benachbart zur jeweiligen Schaltkulisse 14, 26 auf dem Nockenstück 10, 12 angeordnet. Der zweite und vierte Nocken 20, 32 sind an dem jeweiligen Nockenstück 10, 12 an einem axialen Ende angeordnet, welches dem axialen Ende mit der Schaltkulisse 14, 26 gegenüber liegt. Hierbei sind der zweite und vierte Nocken 20, 32 derart angeordnet, dass die jeweilige Null-Hub-Nockenkurve 24 dem axialen Ende des jeweiligen Nockenstückes 10, 12 zugewandt ist und im Wesentlichen bündig mit dem axialen Ende des jeweiligen Nockenstückes 10, 12 abschließt.
Erfindungsgemäß sind die Schaltkulissen 14, 26 derart ausgebildet, dass diese das jeweilige axiale Ende des Nockenstückes 10, 12 über einen vorbestimmten Abschnitt überragen. In diesem vorbestimmten Abschnitt, in dem die jeweilige Schaltkulisse 14, 26 das jeweilige Nockenstück 10, 12 überragt, Weist die jeweilige Schaltkulissen 14, 26 einen Innendurchmesser auf, welcher größer ist als ein Außendurchmesser des jeweils anderen Nockenstückes 12, 10 und auch größer als ein Außendurchmesser der Null-Hub-Nockenkurve 24. Auf diese Weise taucht das erste Nockenstück 10 mit der Null-Hub-Nockenkurve 24 des zweiten Nockens 20 in die zweite Schaltkulisse 26 des zweiten Nockenstückes 12 ein, wenn die beiden Nockenstücke 10, 12 entsprechend relativ zueinander axial auf der Nockenwelle bewegt werden. Auch in die erste Schaltkulisse 14 taucht ein entsprechender Null-Hub-Nockenkurven-Bereich eines Nockens eines weiteren Nockenstückes, welches nicht dargestellt ist, ein, sofern ein solches weiteres Nockenstück auf der Nockenwelle in den Fig. links von dem ersten Nockenstück 10 vorhanden ist. Dementsprechend taucht ggf. die Null-Hub-Nockenkurve 24 des vierten Nockens 32 in eine weitere Schaltkulisse eines axial an das zweite Nockenstück 12 angrenzenden weiteren Nockenstückes (nicht dargestellt) ein, sofern auf der Nockenwelle in den 1 und 2 rechts neben dem zweiten Nockenstück 12 noch ein weiteres Nockenstück angeordnet ist.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung können der zweite und vierte Nocken 20, 32 jeweils in axialer Richtung breit ausgebildet sein und sind in deren axialer Breite nicht durch einen notwendigen Abstand zwischen den Nockenstücken 10, 12 eingeschränkt. Analog können der erste und dritte Nocken 18, 30 breiter ausgebildet sein, als wenn sich die jeweilige Schaltkulisse 14, 26 vollständig auf dem jeweiligen Nockenstück 10, 12 befinden müsste. Durch die das benachbarte Nockenstück überlappende Ausbildung der Schaltkulissen 14, 26 ist die für die Nocken 18, 20, 30, 32 nutzbare axiale Länge des Nockenstückes 10, 12 vergrößert. Hierdurch können die Nockenkurven 22, 24 und dementsprechend die auf diesen sich abwälzenden Rollenschlepphebel entsprechend breit ausgebildet sein. Dadurch kann dieses Art der Verstellung der Ansteuerung der Gaswechselventile bzw. der Änderung einer wirksamen Nockenkurve 22, 24 auch bei Brennkraftmaschinen mit kleinem Zylinderstichmaß angewendet werden, ohne dass die Nockenkurven 22, 24 und dementsprechend die Rollenschlepphebel in axialer Richtung bzgl. der Nockenwelle derart schmal ausgebildet sein müssen, dass die Gefahr eines Kippens der Rollenschlepphebel besteht. Auch muss auf eine Wälzlagerung wegen zu geringer axialer Breite der Rollenschlepphebel nicht verzichtet werden.
Bezugszeichenliste

10: erstes Nockenstück
12: zweites Nockenstück
14: erste Schaltkulisse
16: Steuerkurve
18: erster Nocken
20: zweiter Nocken
22: erste Nockenkurve
24: zweite Nockenkurve, Null-Hub-Nockenkurve
26: zweite Schaltkulisse
28: Steuerkurve
30: dritter Nocken
32: vierter Nocken

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10349898 A1 [0002]

Claims

Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, auf der mindestens zwei drehfest und axial verschiebbare Nockenstücke (10, 12) nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes Nockenstück (10, 12) zum Betätigen eines jeweiligen Gaswechselventils mindestens einen Nocken (18, 20, 30, 32) mit mindestens zwei unterschiedlichen Nockenkurven (22, 24) aufweist, wobei auf jedem Nockenstück (10, 12) eine Schaltkulisse (14, 26) zum axialen Verschieben des Nockenstückes (10, 12) auf der Nockenwelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (14, 26) derart ausgebildet ist, dass diese das Nockenstück (10, 12) an einem axialen Ende über einen vorbestimmten Abschnitt in axialer Richtung überragt, Wobei die Schaltkulisse (14, 26) in diesem vorbestimmten Abschnitt einen Innendurchmesser aufweist, welcher größer ist als ein Außendurchmesser des benachbarten Nockenstückes (12, 10), so dass bei einer axialen Verschiebung der Nockenstücke (10, 12) das benachbarte Nockenstück (12, 10) in die Schaltkulisse (26) eintaucht.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (14, 26) mindestens eine Kurvenbahn (16, 28) aufweist, die zum Zusammenwirken mit mindestens einem Stellglied ausgebildet und angeordnet ist.
Ventiltrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine mindestens ein Nockenstück (10, 12) zugeordnet ist.
Ventiltrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Abschnitt der axial das Nockenstück (12) überragenden Schaltkulisse (26) derart ausgebildet ist, dass ein 0-Hub-Nocken (24) eines benachbarten Nockenstückes (10) axial in diesen vorbestimmten Abschnitt eintaucht.
Ventiltrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nockenstück (10, 12) zwei Nocken (18, 20, 30, 32) aufweist, wobei jeder Nocken (18, 20, 30, 32) jeweils zwei Nockenkurven (22, 24) aufweist, wobei jeweils eine Nockenkurve (24) eines jeweiligen Nockens (18, 20, 30, 32) eine Null-Hub-Kurve ist, die ein zugeordnetes Gaswechselventil in geschlossenem Zustand belässt.
Ventiltrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nockenstück (10, 12) einen Nocken (20, 32) mit zwei Nockenkurven (22, 24) aufweist, wobei eine Nockenkurve (24) des Nockens (20, 32) eine Null-Hub-Kurve ist, die ein zugeordnetes Gaswechselventil in geschlossenem Zustand belässt, wobei der Nocken (20, 32) an einem axialen Ende des Nockenstückes (10, 12) derart angeordnet ist, dass die Null-Hub-Kurve (24) dem axialen Ende des Nockenstückes (10, 12) zugewandt ist.
Ventiltrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem Nockenstück (10, 12) der vorbestimmte Abschnitt der Schaltkulisse (14, 26), welche dieses Nockenstück (10, 12) in axialer Richtung überragt, einen Innendruchmesser aufweist, welcher größer ist als ein Außendurchmesser einer Null-Hub-Kurve (24), die ein zugeordnetes Gaswechselventil in geschlossenem Zustand belässt.
Ventiltrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem Nockenstück (10, 12) mindestens ein Nocken (20, 32) an einem ersten axialen Ende des Nockenstückes (10, 12) und die Schaltkulisse (14, 26) an einem gegenüberliegenden zweiten axialen Ende des Nockenstückes (10, 12) angeordnet ist.
Ventiltrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem Nockenstück (10, 12) mindestens eine Nocken (18, 30) benachbart zu der Schaltkulisse (14, 26) angeordnet ist.