DE102011121104A1

DE102011121104A1 - Motorkomponente

Info

Publication number: DE102011121104A1
Application number: DE102011121104A
Authority: DE
Inventors: Roman Weinmeister
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Engineering GmbH
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-20
Also published as: WO2013087059A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorkomponente, mit mindestens einer Nockenwelle, und mit mindestens einem Schlepphebel, wobei die Nockenwelle eine Längsachse aufweist, wobei die Nockenwelle eine Welle aufweist, wobei die Nockenwelle mindestens ein Nockenpaket aufweist, wobei der Schlepphebel eine Rolle aufweist, welche entlang einer Verschiebeachse axial verschiebbar ist, und wobei der Schlepphebel und das Nockenpaket einander zugeordnet sind. Die Erfindung besteht darin, dass mindestens ein Verschiebeelement vorgesehen ist, dass das Verschiebeelement und die Rolle derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet sind, dass das Verschiebeelement die Rolle axial entlang der Verschiebeachse verschiebt, und dass das Verschiebeelement axial längs der Längsachse verschiebbar ausgestaltet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorkomponente, mit mindestens einer Nockenwelle, und mit mindestens einem Schlepphebel, wobei die Nockenwelle eine Längsachse aufweist, wobei die Nockenwelle eine Welle aufweist, wobei die Nockenwelle mindestens ein Nockenpaket aufweist, wobei der Schlepphebel eine Rolle aufweist, welche entlang einer Verschiebeachse axial verschiebbar ist, und wobei der Schlepphebel und das Nockenpaket einander zugeordnet sind.
In Verbrennungsmotoren wird das Öffnungs- und Schließverhalten der Ventile durch die Nocken der Nockenwellen bestimmt. Dabei wirken die rotierenden Nocken über Nockenfolger – z. B. in Form von Kipp-, Schlepp- oder Schwinghebel – auf die Ventile ein. Die meist zungenförmigen Schlepphebel bestehen aus einem Schlepphebelkörper, in welchem eine Rolle angeordnet ist, die in Kontakt mit der Nockenwelle tritt. Im Stand der Technik sind Nockenwellenversteller bekannt, über welche das Schalten der Ventile verändert werden kann und somit ein Eingriff in die Steuerung des Verbrennungsmotors möglich ist. Beispiele hierfür finden sich in der nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE 10 2010 025 100 der Anmelderin. Auf den dort beschriebenen Nockenwellen sind Nockenpaare oder Anordnungen von unterschiedlichen Nockenkonturen vorgesehen, welche durch das Verschieben der Nockenwelle bzw. von Teilen der Nockenwelle in Eingriff mit den Schlepphebeln kommen und somit für jeweils unterschiedliches Schließ- bzw. Öffnungsverhalten der Ventile des Verbrennungsmotors sorgen. Die verschiebbare Rolle eines Schlepphebels beschreibt die ebenfalls nicht vorveröffentlichte Anmeldung DE 10 2011 105 489 oder die Patentschrift US 7,980,211 B2 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Art der Veränderung der Ventilsteuerung vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Motorkomponente eines Verbrennungsmotors gelöst, welche die Merkmale aufweist, dass mindestens ein Verschiebeelement vorgesehen ist, dass das Verschiebeelement und die Rolle derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet sind, dass das Verschiebeelement die Rolle axial entlang der Verschiebeachse verschiebt, und dass das Verschiebeelement axial längs der Längsachse verschiebbar ausgestaltet ist. In der Erfindung ist somit auf der Welle der Nockenwelle mindestens ein Nockenpaket vorgesehen, welches beispielsweise zwei unterschiedliche Konturen oder zwei unterschiedliche Nocken aufweist. Indem die Rolle des zugehörigen Schlepphebels verschoben wird, tritt die Rolle mit unterschiedlichen Bereichen der Kontur oder mit den unterschiedlichen Nocken in Kontakt, so dass sich auch ein jeweils unterschiedliches Öffnungs- bzw. Schließverhalten des dem Schlepphebel zugeordneten Ventils des Verbrennungsmotors, von welchem die erfindungsgemäße Motorkomponente einen Bestandteil bildet, ergibt. Das Verschieben der Rolle wird dabei durch ein Verschiebeelement realisiert, welches längs der Längsachse der Nockenwelle verschiebbar ist. In einer Ausgestaltung sind insbesondere mehrere Schlepphebel und zugeordnete Nockenpakete vorgesehen, bei denen die Rollen mit jeweils einem Verschiebeelement verschoben werden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Verschiebeachse und die Längsachse im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Rolle parallel zur Längsachse der Nockenwelle verschoben.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verschiebeelement zumindest teilweise im Wesentlichen hülsenartig ausgestaltet ist und die Welle koaxial umgibt. Das Verschiebeelement ist gemäß dieser Ausgestaltung hülsenähnlich und ist um die Welle herum axial verschiebbar angeordnet. Das Verschiebeelement ist dabei insbesondere derartig ausgestaltet und angeordnet, dass es zumindest zeitweise in Wirkkontakt mit der Rolle des zugeordneten Schlepphebels steht. Das Verschiebeelement ist in einer Ausgestaltung derartig ausgestaltet, dass es, während es eine axiale Position innehat, während der Drehung der Nockenwelle ständig mittel- oder unmittelbar Kontakt mit der Rolle hat. In einer alternativen Ausgestaltung besteht dieser Kontakt nur teilweise, weil das Verschiebeelement beispielsweise über eine unterbrochene Anlagelinie mit der Rolle verfügt. In anderen Ausgestaltungen wird das Verschiebeelement, nachdem es die Rolle verschoben hat, wieder axial zurückgenommen, so dass wiederum kein Kontakt mit der Rolle gegeben ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Aktorelement vorgesehen ist, welches das Verschiebeelement axial längs der Längsachse verschiebt. Das Aktorelement verschiebt vorzugsweise unmittelbar das Verschiebeelement und dadurch mittelbar die Rolle des Schlepphebels.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Verschiebeelement und das Nockenpaket derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Verschiebeelement das Nockenpaket bei mindestens einer axialen Position des Verschiebeelements zumindest teilweise umfasst. Das insbesondere hülsenartig ausgestaltete Verschiebeelement wird somit in dieser Ausgestaltung bei mindestens einer axialen Position zumindest teilweise über mindestens einen Teil des Nockenpakets geschoben.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Schlepphebel mindestens eine Feder aufweist, deren Federkraft im Wesentlichen längs der Verschiebeachse wirkt. Eine solche Feder dient beispielsweise der Rückstellung der Rolle in eine axiale Stellung, wobei das Verschiebeelement durch das Verschieben der Rolle ein Spannen der Feder bewirkt.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Rolle drehbar im Schlepphebel gelagert ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Nockenpaket axial fest auf der Welle angeordnet ist. Das Nockenpaket ist somit in dieser Ausgestaltung unbeweglich auf der Welle aufgebracht bzw. ein Bestandteil der Welle.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Nockenpaket über mindestens zwei unterschiedliche Nocken und/oder Nockenkonturen verfügt.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1: eine räumliche Darstellung eines Teiles einer erfindungsgemäßen Motorkomponente,
2: eine angeschnittene Darstellung des Gegenstands der 1, und
3: ein vergrößertes Detail der 2.
In der 1 sind von einer erfindungsgemäßen Motorkomponente eines Verbrennungsmotors ein Teil der Nockenwelle 1, ein Schlepphebel 2 und ein zugehöriges Ventil 5 dargestellt. Auf der Welle 11 der Nockenwelle 1 befindet sich zumindest ein Nockenpaket 12, welches im dargestellten Beispiel einstückig ausgestaltet ist und zwei unterschiedliche Nockenkonturen aufweist. Alternativ kann das Nockenpaket auch aus mehreren unterschiedlichen Nocken bestehen. Durch die unterschiedlichen Nockenkonturen lassen sich jeweils unterschiedliche Öffnungs- bzw. Schließverhalten des zugeordneten Ventils 5 des Verbrennungsmotors realisieren. Das Ventil 5 wird über den Schlepphebel 2 gesteuert, dessen Rolle 20 wiederum in Wirkkontakt mit dem Nockenpaket 12 steht. Für die Auswahl, welche Nockenkontur das Ventil 5 steuern soll, wird die Rolle 20 verschoben. Dies geschieht über das hülsenartig ausgestaltete Verschiebeelement 3, welches die Welle 11 koaxial umgibt und welches längs der Längsachse 10 der Nockenwelle 1 axial verschieblich angeordnet ist. Die Ansteuerung des Verschiebeelements 3 erfolgt wiederum über einen Aktor 4. Der Aktor 4 wird dabei im gezeigten Beispiel in eine Führungskontur des Verschiebeelements 3 eingebracht, so dass die Drehbewegung der Welle 11 zu einer axialen Bewegung des Verschiebeelements 3 führt. Hierfür ist das Verschiebeelement beispielsweise drehfest mit der Welle 11 verbunden.
In der 2 ist bei der dargestellten beispielhaften Variante zu sehen, wie das Verschiebeelement 3 arretiert werden kann, indem ein gefederter Stift 30 durch eine Bohrung in der Welle 11 hindurch in eine innere Aussparung des Verschiebeelements 3 eingebracht wird. Weiterhin ist zu erkennen, dass die Längsachse 10 der Nockenwelle und die Verschiebeachse 21, längs der die Rolle verschoben wird, parallel zueinander liegen. Ebenfalls sind im Schnitt die beiden unterschiedlichen Konturen des Nockenpakets 12 zu sehen. Verschiebt der Aktor 4 das hülsenartige Verschiebeelement 3, so wird damit die Rolle 20 bewegt und in Kontakt mit unterschiedlichen Abschnitten des Nockenpakets 12 gebracht, wodurch wiederum des Ventil 5 jeweils unterschiedlich gesteuert wird.
In der 3 ist der umkreiste Abschnitt der 2 vergrößert dargestellt. Auf die Rolle 20 wirken längs der Verschiebeachse 21 von der einen Seite das Verschiebeelement 3 und von der gegenüberliegenden Seite eine Feder 22. Die Rolle 20 wird in der dargestellten Variante in einer Führungseinheit 23 gehalten, auf deren Seiten das Verschiebeelement 3 und die Feder 22 einwirken. Diese Variante verhindert somit Reibungsverluste der Rolle 20, welche bei einem direkten Kontakt zwischen Verschiebeelement 3 und Rolle 20 bzw. zwischen Feder 22 und Rolle 20 sonst auftreten würden. Die Verschiebung wird hier im Grundkreis der beiden Nockenkonturen des Nockenpakets 12 durchgeführt.
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 102010025100 [0002]
DE 102011105489 [0002]
US 7980211 B2 [0002]

Claims

Motorkomponente, mit mindestens einer Nockenwelle, und mit mindestens einem Schlepphebel, wobei die Nockenwelle eine Längsachse aufweist, wobei die Nockenwelle eine Welle aufweist, wobei die Nockenwelle mindestens ein Nockenpaket aufweist, wobei der Schlepphebel eine Rolle aufweist, welche entlang einer Verschiebeachse axial verschiebbar ist, und wobei der Schlepphebel und das Nockenpaket einander zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verschiebeelement vorgesehen ist, dass das Verschiebeelement und die Rolle derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet sind, dass das Verschiebeelement die Rolle axial entlang der Verschiebeachse verschiebt, und dass das Verschiebeelement axial längs der Längsachse verschiebbar ausgestaltet ist.
Motorkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeachse und die Längsachse im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Motorkomponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebeelement zumindest teilweise im Wesentlichen hülsenartig ausgestaltet ist und die Welle koaxial umgibt.
Motorkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktorelement vorgesehen ist, welches das Verschiebeelement axial längs der Längsachse verschiebt.
Motorkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebeelement und das Nockenpaket derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Verschiebeelement das Nockenpaket bei mindestens einer axialen Position des Verschiebeelements zumindest teilweise umfasst.
Motorkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebel mindestens eine Feder aufweist, deren Federkraft im Wesentlichen längs der Verschiebeachse wirkt.
Motorkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle drehbar im Schlepphebel gelagert ist.
Motorkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenpaket axial fest auf der Welle angeordnet ist.
Motorkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenpaket über mindestens zwei unterschiedliche Nocken und/oder Nockenkonturen verfügt.