DE102010052173A1 - Sliding cam system for internal combustion engine, has locking device that is arranged in housing of adjusting device, such that locking structure is operatively coupled to sliding grooves on outer circumference of sliding cam - Google Patents

Sliding cam system for internal combustion engine, has locking device that is arranged in housing of adjusting device, such that locking structure is operatively coupled to sliding grooves on outer circumference of sliding cam Download PDF

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Abstract

The sliding cam system has adjusting device for adjusting sliding cam (2) at different axial positions by using pin and sliding grooves (5) on the circumference sliding cam. A locking device (6) locks sliding cam at different axial positions. The locking device is comprised of spring (9) and locking structure (7). The locking device is arranged in housing (3) of the adjusting device, such that the locking structure is operatively coupled to the sliding grooves on the outer circumference of the sliding cam.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Schiebenockensystem mit Schiebenocken, die auf einer Grundwelle, vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Welle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, drehfest, aber verschiebbar angeordnet sind, mit einer, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren, an einem ortsfesten Gehäuse gelagerten Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines Stifts und Verschiebenuten am Umfang der Schiebenocken, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung zumindest einen mittels einer Feder belasteten Arretierkörper, vorzugsweise eine Kugel, aufweist, der mit je einer der axialen Position zugeordneten Ausnehmung am Schiebenocken in Wirkverbindung steht.Sliding cam system with sliding cams which are rotatably but slidably mounted on a basic shaft, preferably a camshaft serving shaft of a reciprocating internal combustion engine, with a, preferably electromagnetically actuated, mounted on a stationary housing device for adjusting the sliding cam in different axial positions by means of at least one pin and sliding grooves on the circumference of the sliding cam, and with a device for locking the sliding cam in the different axial positions, wherein the locking device comprises at least one loaded by a spring locking body, preferably a ball, each with one of the axial position associated recess on the sliding cam in Active compound is.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein derartiges Schiebenockensystem ist durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine 2.8 FSI der Firma Audi, veröffentlicht z. B. unter www.autobild.de, Test Audi A6 Avant 2.8 FSI vom 30. Mai 2007 , bekannt. Bei diesem gattungsgemäßen Schiebenockensystem erfolgt die axiale Verschiebung der Schiebenocken auf einer Grundwelle mittels elektromagnetisch betätigbaren Vorrichtungen (Aktoren), die mittels eines Stiftes in Verschiebenuten am Außenumfang der Schiebenocken eingreifen. Da die Stifte nach der Verschiebung aus den Verschiebenuten ausfahren, sind Arretierungen vorgesehen, die die Schiebenocken in der jeweiligen axialen Position halten. Zu diesem Zweck weist das bekannte Schiebenockensystem Arretierungen auf, bei denen in Radialbohrungen in der Grundwelle Federn und als Kugeln ausgebildete Arretierkörper angeordnet sind, die mit Ausnehmungen in den Schiebenocken in Wirkverbindung stehen.Such a sliding cam system is by the reciprocating internal combustion engine 2.8 FSI the company Audi, published z. More colorful www.autobild.de, test Audi A6 Avant 2.8 FSI from 30 May 2007 , known. In this generic sliding cam system, the axial displacement of the sliding cam on a fundamental shaft by means of electromagnetically actuated devices (actuators), which engage by means of a pin in sliding grooves on the outer circumference of the sliding cam. Since the pins extend out of the sliding grooves after the displacement, detents are provided which hold the sliding cams in the respective axial position. For this purpose, the known sliding cam system has detents in which springs and ball-shaped locking bodies are arranged in radial bores in the basic shaft and are in operative connection with recesses in the sliding cams.

Durch die unterschiedlichen Dehnungen zwischen den Schiebenocken und der Grundwelle infolge der in der Regel deutlich unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten müssen bei der Auslegung hohe Toleranzen berücksichtigt werden, welche zu Bauraumeinschränkungen und damit zu Einschränkungen im Anwendungsbereich oder zur Verwendung von speziellen teuren Alternativwerkstoffen führen.Due to the different strains between the sliding cam and the fundamental due to the usually significantly different thermal expansion coefficients must be considered in the design high tolerances, which lead to space limitations and thus to restrictions in the field or for the use of special expensive alternative materials.

Zusätzlich erfolgt eine Schwächung der Grundwelle durch die radialen Bohrungen, die über die Länge der Grundwelle verteilt bei jedem Schiebenocken erforderlich sind.In addition, a weakening of the fundamental wave by the radial bores, which are distributed over the length of the fundamental wave in each shift cam required.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schiebenockensystem der beschriebenen Art so zu verbessern, dass die genannten Nachteile behoben werden. Weiterhin soll dies mit einfachen Mitteln, kostengünstig erfolgen.The object of the invention is therefore to improve a sliding cam system of the type described so that the disadvantages mentioned are eliminated. Furthermore, this should be done inexpensively by simple means.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Arretiervorrichtung im Gehäuse der Verstellvorrichtung angeordnet ist und dass die Ausnehmungen als Nutrillen am Außenumfang der Schiebenocken ausgebildet sind. Dabei befinden sich die Nutrillen in welche der Arretierkörper, vorzugsweise eine Kugel, einrastet am Umfang des Verschiebenutbereichs am Schiebenocken. Für jede axiale Position des Schiebenockens befindet sich eine entsprechende Nutrille am Umfang des Schiebenockens. Alternativ kann auch der durch die Breite des Verschiebenutbereichs entstehende Absatz für die Nutrillen genutzt werden oder auch die Verschiebenuten selbst, so weit sie ohne Axialversatz umlaufen.The object of the invention is achieved in that the locking device is arranged in the housing of the adjusting device and that the recesses are formed as Nutrillen on the outer circumference of the sliding cam. In this case, the Nutrillen are in which the locking body, preferably a ball, engages the circumference of the Verschiebenutbereichs the sliding cam. For each axial position of the sliding cam there is a corresponding groove on the circumference of the sliding cam. Alternatively, the paragraph resulting from the width of the Verschiebenutbereichs can be used for the Nutrillen or even the sliding grooves themselves, as far as they rotate without axial misalignment.

Durch die Anordnung der Arretiervorrichtung im Gehäuse der Verstellvorrichtung bzw. des Aktors, dessen Gehäuse am Zylinderkopf oder einem Bauteil des Zylinderkopfes befestigt ist, wird das Problem der Toleranzerhöhung durch thermische Expansion eliminiert und keine Bohrungen in die sensible Grundwelle benötigt.The arrangement of the locking device in the housing of the adjusting device or of the actuator whose housing is attached to the cylinder head or a component of the cylinder head, the problem of tolerance increase is eliminated by thermal expansion and no drilling required in the sensitive fundamental wave.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Feder und/oder der Arretierkörper eine Ausfahrbegrenzung aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass der Arretierkörper während seiner Arretierfunktion nicht dauerhaft in Gleitverbindung mit der Umfangsfläche der Nutrille steht, was trotz guter Schmierung im Bereich des Zylinderkopfes zu ungewolltem Verschleiß führen kann. Der Arretierkörper muss nämlich nicht dauerhaft mit dem Umfang der Nutrille in Verbindung stehen, da es ausreichend ist, wenn der Arretierkörper über die Flanken der Nutrille die Sicherung der axialen Position übernimmt.In a further embodiment of the invention it is proposed that the spring and / or the locking body have a Ausfahrbegrenzung. This ensures that the locking body is not permanently in sliding engagement with the peripheral surface of the Nutrille during its locking function, which despite good lubrication in the area of the cylinder head can lead to unwanted wear. Namely, the locking body does not have to be permanently connected to the circumference of the groove groove, since it is sufficient if the locking body takes over the securing of the axial position via the flanks of the groove groove.

Die Arretierbegrenzung kann beispielsweise als hülsenförmiger Anschlag ausgebildet sein, der in die Bohrung der Arretiervorrichtung, vorzugsweise eingepresst ist, den Arretierkörper führt und einen Anschlag für die Feder bildet. Die Arretierbegrenzung kann auch als Randbördelung am Ende der Bohrung ausgeführt sein, die das Austreten des Arretierkörpers aus der Bohrung begrenzt.The Arretierbegrenzung can be formed, for example, as a sleeve-shaped stopper, which is preferably pressed into the bore of the locking device, the locking body leads and forms a stop for the spring. The Arretierbegrenzung can also be designed as edge beading at the end of the bore, which limits the leakage of the locking body from the bore.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.For further explanation of the invention reference is made to the drawing, in which an embodiment of the invention is shown in simplified form.

Es zeigt:It shows:

1: eine Seitenansicht eines Schiebenockensystems mit Grundwelle, Schiebenocken und Verstellvorrichtung mit Teilschnitt durch deren Gehäuse mit eingebauter Arretiervorrichtung. 1 : A side view of a sliding cam system with basic shaft, sliding cam and adjusting device with a partial section through the housing with built-in locking device.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In 1 ist mit 1 eine Grundwelle bezeichnet, die nicht dargestellt, im Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagert ist und von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Grundwelle 1 hat auf ihrem Außenumfang ein Nabenprofil, auf dem ein Schiebenocken 2 drehfest aber verschiebbar angeordnet ist. Der Schiebenocken 2 hat, nicht dargestellt, Nocken mit unterschiedlichen Erhebungen, die alternativ mit Übertragungselementen in Wirkverbindung stehen, wobei die Übertragungselemente letztlich die Gaswechselventile der Hubkolbenbrennkraftmaschine steuern. Die Verschiebung des Schiebenockens 2 erfolgt über eine Verstellvorrichtung, die in einem Gehäuse 3 eingebaut ist, das an dem Zylinderkopf oder einem Bauteil des Zylinderkopfes der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt ist. Die Verstellvorrichtung, die elektromagnetisch betätigbar und auch als Aktor bezeichnet wird, weist einen oder auch mehrere, nicht dargestellte radial verschiebbaren Stift auf, der mit einer Verschiebenut 4 in Wirkverbindung steht, die am Umfang des Schiebenockens 2 eingearbeitet ist. Je nach Anzahl der Nocken auf dem Schiebenocken 2 können auch mehrere Verschiebenuten 4 auf dem Schiebenocken und/oder auch mehrere Stifte in der Verstellvorrichtung angeordnet sein. Auf dem Umfang des Schiebenockens 2 sind weiterhin Nutrillen 5 eingearbeitet, die mit einer allgemein mit 6 bezeichneten Arretiervorrichtung in Wirkverbindung stehen. Die Arretiervorrichtung 6 weist einen Arretierkörper 7 auf, der als Kugel ausgebildet ist. Der Arretierkörper 7 ist in einer Bohrung 8 im Gehäuse 3 angeordnet und wird von einer Feder 9 in Richtung zu den Nutrillen 5 belastet, so dass der Arretierkörper 7 in die Bohrung hineingedrückt und die Feder 9 zusammengedrückt wird, wenn der Schiebenocken 2 durch den Stift im Gehäuse 3 und die Verschiebenut 4 axial verschoben wird, wodurch der Arretierkörper 7 von einer Nutrille 5 in die benachbarte Nutrille versetzt wird.In 1 is with 1 denotes a fundamental wave, which is not shown, stored in the cylinder head of a reciprocating internal combustion engine and is driven by a crankshaft of the internal combustion engine. The fundamental wave 1 has on its outer circumference a hub profile on which a sliding cam 2 rotatably but slidably disposed. The sliding cam 2 has, not shown, cams with different elevations, which are alternatively in operative connection with transmission elements, wherein the transmission elements ultimately control the gas exchange valves of the reciprocating internal combustion engine. The shift of the shift cam 2 via an adjustment, which in a housing 3 is installed, which is fixed to the cylinder head or a component of the cylinder head of the reciprocating internal combustion engine. The adjusting device, which is electromagnetically actuated and also referred to as an actuator, has one or more, not shown, radially displaceable pin, which with a sliding groove 4 in operative connection with the circumference of the sliding cam 2 is incorporated. Depending on the number of cams on the sliding cam 2 can also have several sliding grooves 4 be arranged on the sliding cam and / or several pins in the adjusting device. On the circumference of the sliding cam 2 are still Nutrillen 5 incorporated with a general with 6 designated locking device are in operative connection. The locking device 6 has a locking body 7 on, which is designed as a ball. The locking body 7 is in a hole 8th in the case 3 arranged and is by a spring 9 towards the Nutrillen 5 loaded so that the locking body 7 pressed into the hole and the spring 9 is compressed when the sliding cam 2 through the pin in the case 3 and the shifting groove 4 is axially displaced, whereby the locking body 7 from a Nutrille 5 is added to the adjacent Nutrille.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Verschiebenut 4 bzw. wenn mehrere vorgesehen sind, die Verschiebenuten zumindest auf ihrem Teilumfang als Nutrillen ausgebildet sein können, wobei der Arretierkörper vorzugsweise entsprechend angepasst wird. Dies führt zu einer weiteren baulichen Konzentration bzw. günstigeren Raumausnutzung.It should be noted that the Verschiebenut 4 or if several are provided, the sliding grooves can be formed at least on its partial circumference as Nutrillen, wherein the locking body is preferably adjusted accordingly. This leads to a further structural concentration or more favorable use of space.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Grundwellefundamental wave
22
Schiebenockenpushers
33
Gehäusecasing
44
Verschiebenutshift groove
55
NutrilleNutrille
66
Arretiervorrichtunglocking device
77
Arretierkörperdetent
88th
Bohrungdrilling
99
Federfeather

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • www.autobild.de, Test Audi A6 Avant 2.8 FSI vom 30. Mai 2007 [0002] www.autobild.de, test Audi A6 Avant 2.8 FSI from May 30, 2007 [0002]

Claims (8)

Schiebenockensystem mit Schiebenocken (2), die auf einer Grundwelle (1), vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Welle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, drehfest, aber verschiebbar angeordnet sind, mit einer, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren, an einem ortsfesten Gehäuse gelagerten Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines Stifts und Verschiebenuten am Umfang der Schiebenocken, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken (2) in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung (6) zumindest einen mittels einer Feder (9) belasteten Arretierkörper (7), vorzugsweise eine Kugel, aufweist, der mit je einer der axialen Position zugeordneten Ausnehmung am Schiebenocken (2) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung (6) im Gehäuse (3) der Verstellvorrichtung angeordnet ist und dass die Ausnehmungen als Nutrillen (5) am Außenumfang der Schiebenocken (2) ausgebildet sind.Sliding cam system with sliding cam ( 2 ), which are on a fundamental wave ( 1 ), preferably a camshaft serving shaft of a reciprocating internal combustion engine, rotatably but slidably disposed with a, preferably electromagnetically operable, mounted on a stationary housing device for adjusting the sliding cam in different axial positions by means of at least one pin and sliding grooves on the circumference of the sliding cam, and with a device for locking the sliding cam ( 2 ) in the different axial positions, wherein the locking device ( 6 ) at least one by means of a spring ( 9 ) loaded locking body ( 7 ), preferably a ball, which, in each case one of the axial position associated with the recess on the sliding cam ( 2 ) is in operative connection, characterized in that the locking device ( 6 ) in the housing ( 3 ) of the adjusting device is arranged and that the recesses as Nutrillen ( 5 ) on the outer circumference of the sliding cam ( 2 ) are formed. Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung (6) mit Bohrung (8), Feder (9) und Arretierkörper (7) neben der Verstellvorrichtung, vorzugsweise in einer Erweiterung des Gehäuses (3), angeordnet ist.Sliding cam system according to claim 1, characterized in that the locking device ( 6 ) with bore ( 8th ), Feather ( 9 ) and locking body ( 7 ) in addition to the adjusting device, preferably in an extension of the housing ( 3 ) is arranged. Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutrillen (5) im Bereich des/der Verschiebenuten (4) angeordnet sind.Sliding cam system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the grooves ( 5 ) in the area of the sliding groove (s) ( 4 ) are arranged. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutrillen (5) auf einem Absatz neben dem Verschiebenutbereich angeordnet sind.Sliding cam system according to one of the preceding claims, characterized in that the grooves ( 5 ) are arranged on a shoulder next to the sliding groove area. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebenut(en) (4) zumindest mit einem Teil ihres Umfangs als Nutrille (5) dienen.Sliding cam system according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding groove (s) ( 4 ) at least part of its size as a Nutrille ( 5 ) serve. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) und/oder der Arretierkörper (7) eine Ausfahrbegrenzung aufweisen.Sliding cam system according to one of the preceding claims, characterized in that the spring ( 9 ) and / or the locking body ( 7 ) have a Ausfahrbegrenzung. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfahrbegrenzung als Hülsenanschlag ausgebildet ist, der in die Bohrung (8) eingefügt, vorzugsweise eingepresst ist.Sliding cam system according to one of the preceding claims, characterized in that the Ausfahrbegrenzung is designed as a sleeve stop, which in the bore ( 8th ) is inserted, preferably pressed. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfahrbegrenzung als Randbördelung am Ende der Bohrung (8) vorgesehen ist.Sliding cam system according to one of the preceding claims, characterized in that the extension limit as edge flanging at the end of the bore ( 8th ) is provided.
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