DE102011084043A1

DE102011084043A1 - Schiebenockensystem mit Arretiervorrichtung für die Schiebenocken

Info

Publication number: DE102011084043A1
Application number: DE201110084043
Authority: DE
Inventors: Norbert Nitz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Schiebenockensystem mit Schiebenocken (6), insbesondere für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, die auf einer Grundwelle (1), vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Zahnwelle, drehfest aber verschiebbar angeordnet sind und zumindest einen Nocken mit einer Nockenhubkurve (8) und einem Grundkreis (7) aufweisen, mit einer, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken (6) in unterschiedliche axiale Positionen, die an einem ortsfesten Gehäuse gelagert ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken (6) in je einer axialen Position, wobei die Arretiervorrichtung (9) eine Kraftkomponente aufweist, die im Wesentlichen radial auf den Schiebenocken ausgerichtet ist und wobei die Richtung der Kraftkomponente oder der resultierenden Kraftkomponente der Arretiervorrichtung (9) oder Vorrichtungen so gewählt ist, dass das Flankenspiel zwischen der Grundwelle (1) und dem Schiebenocken (6) im Endbereich der Grundkreisphase in Drehrichtung gesehen eliminiert ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Schiebenockensystem mit Schiebenocken, insbesondere für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, die auf einer brennkraftmaschinenfesten Grundwelle, vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Zahnwelle, drehfest aber verschiebbar angeordnet sind und zumindest einen Nocken mit einer Nockenhubkurve und einem Grundkreis aufweisen, mit einer vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Vorrichtung zum Verschieben der Schiebenocken in unterschiedliche axiale Positionen, die an einem brennkraftmaschinenfesten Gehäuse gelagert ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken in je einer axialen Position, wobei die Arretiervorrichtung eine Kraftkomponente aufweist, die radial auf den Schiebenocken ausgerichtet ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Schiebenockensystem mit Schiebenocken ist aus der DE-196 11 641 C1 bekannt. Bei diesem gattungsgemäßen Schiebenockensystem ist die Arretiervorrichtung mit Feder und Rastkörper in der Zahnwelle angeordnet und steht mit Nuten am Innenumfang des Schiebenockens entsprechend der Anzahl der Nocken in Wirkverbindung. Die Zuordnung der Arretiervorrichtung mit Rastkörper zur Stellung der Nocken bzw. Nockenhubkurven in Drehrichtung gesehen ist in diesem Dokument nicht angesprochen und daher beliebig gewählt.
Das für den Zusammenbau und das Verschieben des jeweiligen Schiebenockens auf der Zahnwelle erforderliche Flankenspiel bewirkt einen radialen Achsversatz des Schiebenockens zur Grund- oder Zahnwelle und somit eine effektive Änderung des übertragbaren Nockenhubs und damit der Nockenhubkurve. Größere, fertigungsbedingte Schwankungen des Spiels bzw. des Achsversatzes, besonders im Grundkreis, können zu Funktionsbeeinträchtigungen der Ventiltriebkomponenten führen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schiebenockensystem der beschriebenen Art so zu verbessern, dass die genannten Nachteile behoben werden und eine exakte Funktion der Ventiltriebkomponenten sichergestellt ist. Dies soll mit einfachen Mitteln, kostengünstig erfolgen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Richtung der Kraftkomponente oder der resultierenden Kraftkomponente der Arretiervorrichtung oder Vorrichtungen so gewählt ist, dass das Flankenspiel zwischen der Grundwelle und dem Schiebenocken im Endbereich der Grundkreisphase in Drehrichtung gesehen eliminiert ist und somit der Grundkreisschlag, also die radiale Abweichung des Grundkreises, an dieser Stelle kurz vor der Nockenhubkurve sehr gering ist.
Dadurch werden Änderungen der zu übertragenden Nockenhubkurve aufgrund des Achsversatzes oder Flankenspiels um das Ende des Grundkreises und Beginn der Nockenhubkurve behoben, da diese gerade in diesem Bereich problematisch sind. Dies insbesondere deshalb, weil im Endbereich des Grundkreises und Beginn der Nockenhubkurve in Drehrichtung gesehen, der Weg und die Beschleunigung der durch die Nocken angetriebenen Übertragungselemente und Gaswechselventile der Hubkolbenbrennkraftmaschine durch den Verlauf des Nockens bestimmt wird.
Ein geringer Grundkreisschlag ist auch für eine exakte Funktion des Ventilspielausgleichselements von wesentlicher Bedeutung. Dies gilt für die gesamte Grundkreisphase, speziell aber das Ende der Grundkreisphase und den Beginn der Nockenhubkurve.
In vorteilhafter Weise ist die Richtung der Kraftkomponente der Arretiervorrichtung (9) um etwa 180° Winkel gegenüber dem Ende des Grundkreises (7) verdreht ausgerichtet. Es ist dabei vorzugsweise eine Arretiervorrichtung mit einer Feder und einem Rastkörper vorgesehen, der mit Ausnehmungen oder Rillen am Innenumfang der Schiebenocken in Wirkverbindung steht.
Die Arretiervorrichtung kann aber auch außerhalb der Schiebenocken an einem Bauteil der Brennkraftmaschine angeordnet sein, wobei der Rastkörper mit Ausnehmungen oder Rillen am Außenumfang der Schiebenocken in Wirkverbindung steht.
Die Arretiervorrichtung kann darüber hinaus auch zumindest einen Reibkörper aufweisen, der je nach Anordnung der Arretiervorrichtung an der Grundwelle oder an dem Schiebenocken oder an einem Bauteil der Brennkraftmaschine mit einem passenden Gegenbauteil in Wirkverbindung steht.
Gleich welche Art der Arretierung auch gewählt wird, es kommt stets darauf an, dass die Kraftkomponente nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgerichtet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigt:
1: einen Schnitt durch einen Nocken eines Schiebenockens mit Schnitt durch die Grundwelle und Schnitt durch die Arretiervorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist mit 1 eine Grundwelle bezeichnet, die als Zahnwelle ausgebildet ist. In der Grundwelle 1 ist ein Sackloch 2 vorgesehen, in dem eine Feder 3, die als Druckfeder ausgebildet ist, und ein Rastkörper 4 eingesetzt sind, wobei der Rastkörper 4 als Kugel ausgeführt ist. Der Rastkörper 4 steht mit einer Ausnehmung 5 in Wirkverbindung, die als umlaufende Nut ausgeführt ist. Die Ausnehmung 5 bzw. die Nut ist am Innenumfang des mit 6 bezeichneten Schiebenockens vorgesehen, der eine der Zahnwelle entsprechende Innenverzahnung aufweist, so dass er drehfest aber axial verschiebbar auf der Grundwelle 1 angeordnet ist. Die axiale Verstellung des Schiebenockens 6 erfolgt beispielsweise über Schiebenuten an dessen Umfang, die von einer Vorrichtung zur Verstellung des Schiebenockens 6 in unterschiedliche axiale Positionen betätigbar ist. Ein entsprechender Mechanismus ist in der vorliegenden 1 jedoch nicht dargestellt. Der Schiebenocken 6 weist je nach Auslegung zumindest einen Nocken ggf. aber auch zwei, drei und mehr Nocken auf, die einen Grundkreis 7 und eine Nockenhubkurve 8 aufweisen. Die Nockenhubkurve 8 schließt sich dabei an den Grundkreis 7 beidseitig an. Je nach Anzahl der Nocken weist der Schiebenocken 6 eine entsprechende Anzahl von Ausnehmungen 5 auf, die so in den Schiebenocken 6 eingearbeitet sind, dass die Ventiltriebkomponenten jeweils mit dem zugeordneten Nocken in Wirkverbindung stehen. Die Kraftkomponente der aus Sackloch 2, Feder 3 und Rastkörper 4 bestehenden Arretiervorrichtung 9 ist um ca. 180° Winkel verdreht gegenüber dem Endbereichs des Grundkreises 7, vor Beginn der Nockenhubkurve 8, ausgerichtet. Pfeil 10 gibt die Drehrichtung der Grundwelle 1 und des Schiebenockens 6 an. Durch diese Ausrichtung der Arretiervorrichtung wird sichergestellt, dass der Endbereich der Grundkreisphase und der Beginn der Nockenhubkurve der hergestellten Form der Nockenhubkurve entspricht, ohne Spiel zwischen Schiebenocken 6 und Grundwelle 1.
Bezugszeichenliste

1: Grundwelle
2: Sackloch
3: Feder
4: Rastkörper
5: Ausnehmung
6: Schiebenocken
7: Grundkreis
8: Nockenhubkurve
9: Arretiervorrichtung
10: Pfeil zur Kennzeichnung der Drehrichtung

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 19611641 C1 [0002]

Claims

Schiebenockensystem mit Schiebenocken (6), insbesondere für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, die auf einer brennkraftmaschinenfesten Grundwelle (1), vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Zahnwelle, drehfest aber verschiebbar angeordnet sind und zumindest einen Nocken mit einer Nockenhubkurve (8) und einem Grundkreis (7) aufweisen, mit einer, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken (6) in unterschiedliche axiale Positionen, die an einem ortsfesten Gehäuse gelagert ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken (6) in je einer axiale Position, wobei die Arretiervorrichtung (9) eine Kraftkomponente aufweist, die im Wesentlichen radial auf den Schiebenocken ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Kraftkomponente oder der resultierenden Kraftkomponente der Arretiervorrichtung (9) oder Vorrichtungen so gewählt ist, dass das Flankenspiel zwischen der Grundwelle (1) und dem Schiebenocken (6) im Endbereich der Grundkreisphase in Drehrichtung gesehen eliminiert ist.
Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Kraftkomponente der Arretiervorrichtung (9) um etwa 180° Winkel gegenüber dem Ende des Grundkreises (7) verdreht ausgerichtet ist.
Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiervorrichtung (9) mit einer Feder (3) und einem Rastkörper (4) vorgesehen ist, der mit Ausnehmungen am Innenumfang der Schiebenocken (6) in Wirkverbindung steht.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiervorrichtung mit einer Feder und einem Rastkörper vorgesehen ist, der mit Ausnehmungen am Außenumfang der Schiebenocken in Wirkverbindung steht.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung einen Reibkörper aufweist, der mit dem Schiebenocken oder der Grundwelle in Wirkverbindung steht.