DE102011086162A1

DE102011086162A1 - Schiebenockenwelle

Info

Publication number: DE102011086162A1
Application number: DE201110086162
Authority: DE
Inventors: Ronny Günnel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-05-16

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Schiebenockenwelle (1) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundwelle (2) und wenigstens einem axial auf dieser verlagerbaren Nockenstück (3) je schaltbarem Zylinder, welches Nockenstück drei aneinandergrenzenden Hubnocken (4, 5, 6) hat und über eine Innenverzahnung (7) drehfest auf einer Außenverzahnung (8) der Grundwelle (2) verläuft sowie mit Eingriffsmitteln (9) zu dessen axialer Verlagerung versehen ist, wobei die Schiebenockenwelle (1) Lagerflächen (10) zu deren Abstützung gegenüber der Brennkraftmaschine besitzt, wobei eine Zentrierung des Nockenstücks (3) zur Grundwelle (2) über unmittelbar im Radialbereich zwischen Nockenstück (3) und Grundwelle (2) wirkende und außerhalb deren gemeinsamen Zahneingriffs liegende Führungsflächen (11) dargestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebenockenwelle für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundwelle und wenigstens einem axial auf dieser verlagerbaren Nockenstück je schaltbarem Zylinder, welches Nockenstück zwei oder mehr axial aneinandergrenzende Hubnocken hat und über eine Innenverzahnung drehfest auf einer Außenverzahnung der Grundwelle verläuft sowie mit Eingriffsmitteln zu dessen axialer Verlagerung versehen ist, wobei die Schiebenockenwelle Lagerflächen zu deren Abstützung gegenüber der Brennkraftmaschine besitzt.
Insbesondere bei Schiebenockenwellen, deren jeweiliges Nockenstück oder Nockenstückpaar direkt oberhalb eines jeweiligen Zylinders sitzt und auf einer Grundwelle verläuft, die unmittelbar auf zwischen den Zylindern abstehenden Lagerstegen abgestützt ist, ergibt sich das Problem, dass das Nockenstück oder Nockenstückpaar radial lediglich über die Flanken dessen Verzahnung zentriert auf der Innenverzahnung der Grundwelle verläuft. Fertigungsbedingt ist bspw. mit unterschiedlichen Zahngrößen zu rechnen, so dass es zu einer Desachsierung des Nockenstücks/Nockenstückpaares kommt, die bei Grund-kreisdurchlauf zu einer Unter- oder Überschreitung des idealen Grundkreisradius führt, mit den dem Fachmann bekannten Nachteilen auf den Ladungswech-sel.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schiebenockenwelle zu schaffen, bei der eine einfache radiale Zentrierung dessen jeweiligen Nockenstücks/Nockenstückpaares auf der Grundwelle vorliegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Koaxialität [Zentrierung] des Nockenstücks zur Grundwelle über unmittelbar im Radialbereich zwischen Nockenstück und Grundwelle wirkende und außerhalb deren gemeinsamen Zahneingriffs liegende Führungsflächen dargestellt ist.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Grundwelle in ihrem jeweils vom Nockenstück umschlossenen Axialbereich wenigstens eine unverzahnte Ringfläche hat, auf der eine Gegenfläche vom Nockenstück sitzt. Als Gegenfläche ist die Verzahnungsfläche des Nockenstücks in weiterer Fortbildung der Erfindung vorgeschlagen, die in ihrem Kopfbereich einfach überschliffen ist. Alternativ kann auch hierbei eine unverzahnte Schleifringfläche appliziert sein, so dass letztlich zwei Schleifringflächen miteinander kommunizieren.
Um einer Kippneigung des Nockenstücks zu begegnen, sind vorzugsweise zwei axial beabstandete Ringflächen auf der Grundwelle je Nockenstück/Nockenstückpaar vorgesehen. Es ist jedoch auch daran gedacht, eine möglichst breite Mittelfläche als Ring darzustellen, die beidseitig von respektiven Verzahnungen umfasst ist.
Somit ist eine Schiebenockenwelle für bevorzugt mehrere schaltbare Nockenstücke vorgeschlagen, wobei die Nockenstücke über die Führungsflächen eine hervorragende Zentrierung erfahren, die sicher innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt. Die Verzahnung dient letztlich nur noch einer Übertragung des Drehmoments.
Klar ist, dass die jeweils unverzahnte Ringfläche auch am Nockenstück ausgeführt sein kann, wobei die Grundwelle dann die überschliffenen Zahnbereiche aufweist.
Gemäß einer zweckmäßigen Konkretisierung der Erfindung soll ein Nockenstückpaar auf der Grundwelle verlaufen, das ein Spiralnutstück für einen Eingriff wenigstens eines Aktorpins einfasst. Je nach Bauraum und Applikation kann das Spiralnutstück auch seitlich des Paares oder ein Spiralnutstück an jeder Außenstirn des Nockenstückpaares sitzen. Selbstverständlich können für das Nockenstück auch andere Verlagerungsmittel als die eben genannten eingesetzt werden, so auch hydraulische, magnetische und anderweitig elektromagnetisch wirkende.
Anstelle der vorgeschlagenen Verzahnung, die bevorzugt als reibungsarme Evolventenverzahnung ausgebildet ist, kommen auch andere Welle-Naben-Profile infrage, gerade auch andere Zahnprofile.
Die Erfindung funktioniert bei lediglich einem verlagerbaren Nocken pro Nockenstück bis zu einer Vielzahl von verlagerbaren Nocken pro Nockenstück. So ist auch an eine Abschaltung des jeweiligen Gaswechelsventils über einen schaltbaren Nullhubnocken gedacht, an den sich axial ein Kleinhubnocken anschließt, welcher von einem Großhubnocken gefolgt ist.
Die Nocken je Nockenstück können auch zueinander phasenversetzt vorliegen. Entscheidend für einen reibungslosen Schaltvorgang ist ein lediglich teilweise übereinstimmender Grundkreis der Nocken je Nockenstück/Nockenstückpaar.
Figurenbeschreibung:
1 zeigt eine Gesamtansicht eines variablen Ventiltriebs mit Schiebenockenwelle;
2 zeigt eine Grundwelle mit Außenverzahnung und geschliffenen Führungsflächen;
3 zeigt ein Nockenstück im Detail und
4 eine schematische Teilansicht des Nockenstücks mit überschliffenen Kopfkreisen dessen Innenverzahnung.
1 offenbart einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Schiebenockenwelle 1. Dargestellt ist eine Grundwelle 2 der Schiebenockenwelle 1 mit zwei auf dieser axial verlagerbaren Nockenstücken 3 für einen Zylinder. Die Nockenstücke 3 schließen ein Eingriffsmittel 9, hier Doppel-S-Spiralnutstück, für zwei Aktorpins 19 ein und haben jeweils drei axial aneinandergrenzende Hubnocken 4, 5, 6.
Die Schiebenockenwelle 1 ist über Lagerflächen 10, die außerhalb ihrer später erläuterten Außenverzahnung 8 liegen, auf Stegen 16 abgestützt, die zwischen den Zylindern der Brennkraftmaschine sitzen, demnach in dieser Ansicht beidseitig von einem Zylinder.
Jedes Nockenstück 3 des Nockenstückpaares agiert auf einen darunter liegenden Schlepphebel 18, wobei es vorgesehen sein kann, dass den beiden Nockenstücken 3 je Zylinder voneinander abweichende Hubverläufe immanent sind.
Jedes Nockenstück 3 ist, wie näher aus 3 hervorgeht, über eine axiale Innenverzahnung 7, die ein Evolventenprofil hat, drehfest auf einer passenden axialen Außenverzahnung 8 der Grundwelle 2 (s. 2) angeordnet. Die Außenverzahnung 8 der Grundwelle 2 verläuft jedoch nicht je Nockenstück 3 axial durchgehend, sondern hat zwei axial beabstandete, unverzahnte und geschliffene Ringflächen 12 (s. 2), auf der Gegenflächen 13 vom Nockenstück 3 verlaufen. Diese Gegenflächen 13 bestehen aus reduzierten Kopfbereichen 14 der Verzahnung 7 des Nockenstücks 3, so wie sie näher in 4 offenbart sind. – Insofern ragt die in 1 gezeigte Außenverzahnung 8 axial zu weit aus dem Nockenstück 3. – Die Reduzierung der Kopfbereiche 14 wird der Einfachheit halber durch Überschleifen realisiert.
Durch diese Ausgestaltungen ist das letztlich am Außenmantel ungeführte jeweilige Nockenstück 3 zur Grundwelle 2 hervorragend durch ”innere” Maßnahmen zentriert.
Bezugszeichenliste

1: Schiebenockenwelle
2: Grundwelle
3: Nockenstück
4: Hubnocken
5: Hubnocken
6: Hubnocken
7: Innenverzahnung
8: Außenverzahnung
9: Eingriffsmittel
10: Lagerfläche
11: Führungsfläche
12: Ringfläche
13: Gegenfläche
14: Kopfbereich
15: Außenstirn
16: Steg
17: Grundkreis
18: Schlepphebel
19: Aktorpins

Claims

Schiebenockenwelle (1) für einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundwelle (2) und wenigstens einem axial auf dieser verlagerbaren Nockenstück (3) je schaltbarem Zylinder, welches Nockenstück zwei oder mehr axial aneinandergrenzende Hubnocken (4, 5, 6) hat und über eine Innenverzahnung (7) drehfest auf einer Außenverzahnung (8) der Grundwelle (2) verläuft sowie mit Eingriffsmitteln (9) zu dessen axialer Verlagerung versehen ist, wobei die Schiebenockenwelle (1) Lagerflächen (10) zu deren Abstützung gegenüber der Brennkraftmaschine besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Koaxialität [Zentrierung] des Nockenstücks (3) zur Grundwelle (2) über unmittelbar im Radialbereich zwischen Nockenstück (3) und Grundwelle (2) wirkende und außerhalb deren gemeinsamen Zahneingriffs liegende Führungsflächen (11) dargestellt ist.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Führungsflächen (11) entweder a) die Grundwelle (2) in ihrem jeweils vom Nockenstück (3) umschlossenen Axialbereich wenigstens eine unverzahnte Ringfläche (12) hat, auf der eine Gegenfläche (13) vom Nockenstück (3) sitzt oder dass b) das Nockenstück (3) wenigstens eine unverzahnte Ringfläche hat, die auf einer Gegenfläche der Grundwelle (2) verläuft.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Gegenfläche (13) aus spanend „gekappten” oder spanlos reduzierten Kopfbereichen (14) der Verzahnung (7) im Axialabschnitt der Ringfläche (12) besteht.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die spanende Abtragung der Kopfbereiche (14) durch Überschleifen der mit Übermaß vorgehaltenen Kopfbereiche (14) realisiert ist.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Ringfläche (12) durch Schleifen hergestellt ist.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Nockenstücke (3) je Zylinder auf der Grundwelle (2) verlaufen, so dass ein Nockenstückpaar vorliegt, welche zwei Nockenstücke (3) ein Spiralnutstück als Eingriffsmittel (9) für wenigstens einen Aktorpin eines brennkraftmaschinenfesten Aktors zwischen sich fest verbunden einschließen, wobei die Grundwelle (2) beidseits von Außenstirnen (15) des Nockenstückpaars je eine unverzahnte Ringfläche als Lagerfläche (10) für zwischen Zylindern der Brennkraftmaschine abstehenden Stege (16) hat.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubnocken (4, 5, 6) pro Nockenstück (3) zueinander eine unterschiedliche Hubcharakteristik oder einen Phasenversatz oder beides hiervon haben, wobei deren Grundkreise (17) zumindest teilweise gemeinsam verlaufen.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass genau drei Hubnocken (4, 5, 6) pro Nockenstück (3) vorgesehen sind.
Schiebenockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (7, 8) als Evolventenverzahnung ausgeführt ist.