-
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der mindestens eine, insbesondere als Hohlwelle ausgebildete Grundnockenwelle aufweist, auf der drehfest und axial verlagerbar mindestens ein Nockenträger vorgesehen ist, wobei die Grundnockenwelle einen wenigstens bereichsweise in einem teilbaren Lager, insbesondere Gleitlager, angeordneten Lagersitz aufweist.
-
Die eingangs genannten Ventiltriebe sind grundsätzlich bekannt. Sie werden für Brennkraftmaschinen eingesetzt, bei welchen das Arbeitsspiel von Gaswechselventilen einzelner Zylinder oder aller Zylinder der Brennkraftmaschine zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften beeinflusst werden soll. Der mindestens eine Nockenträger, welcher auch als Nockenstück bezeichnet werden kann, ist drehfest und axial verlagerbar auf der Grundnockenwelle angeordnet. Dem Nockenträger sind üblicherweise mehrere, also zumindest zwei, Ventilbetätigungsnocken zugeordnet. Jeder dieser Ventilbetätigungsnocken weist eine Exzentrizität auf, welche der Betätigung eines der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine bei einer bestimmten Drehwinkelposition der Grundnockenwelle dient. Die Ventilbetätigungsnocken laufen demnach gemeinsam mit der Grundnockenwelle um, sodass das jeweilige Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zumindest einmal pro Umdrehung der Grundnockenwelle von dem jeweils zugeordneten Ventilbetätigungsnocken beziehungsweise dessen Exzentrizität betätigt wird. Der Ventilbetätigungsnocken wirkt dazu vorzugsweise mit einem Rollenschlepphebel des Gaswechselventils zusammen, indem er mit diesem in Anlagekontakt tritt.
-
Die Grundnockenwelle ist mithilfe des wenigstens einen Lagers drehbar gelagert. Die Lagerung kann dabei an der Brennkraftmaschine, insbesondere an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Das Lager ist teilbar ausgebildet, besteht also aus mehreren Lagerteilen, insbesondere einem ersten und einem zweiten Lagerteil, welche die Grundnockenwelle im Bereich des Lagersitzes zwischen sich aufnehmen. Dabei liegt die Grundnockenwelle beispielsweise in einem von dem Lager aufgenommenen Lagerring ein, welcher ebenfalls teilbar ausgebildet sein kann. Das Lager ist besonders bevorzugt als Gleitlager ausgebildet. Das Lager nimmt den Lagersitz der Grundnockenwelle wenigstens bereichsweise auf. Der Lagersitz ist also ein Bereich der Grundnockenwelle, insbesondere ein Bereich eines Außenumfangs der Grundnockenwelle, welcher nach einer Montage in axialer Richtung zumindest teilweise in dem Lager vorliegt.
-
Vorzugsweise soll die Grundnockenwelle sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung bezüglich ihrer Drehachse gelagert sein. Zu diesem Zweck sind bei bekannten Ventiltrieben beispielsweise Radialvorsprünge an der Grundnockenwelle vorgesehen, welche mit einem Gegenelement zum Halten der Grundnockenwelle in axialer Richtung zusammenwirken, das an der Brennkraftmaschine ortsfest befestigt ist. Ein derartiger Radialvorsprung erschwert jedoch das Aufbringen der Nockenträger, welche üblicherweise über eine Innenverzahnung verfügen, die mit einer Außenverzahnung der Grundnockenwelle zum drehfesten Halten des Nockenträgers an der Grundnockenwelle zusammenwirkt, wobei die axiale Verlagerbarkeit sichergestellt ist. Zudem benötigen der Radialvorsprung und das Gegenelement Bauraum in axialer Richtung, der beispielsweise zu Lasten des Verlagerungswegs der Nockenträger geht.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welcher den eingangs genannten Nachteil nicht aufweist, sondern sich insbesondere eine einfache Montage des wenigstens einen Nockenträgers auf der Grundnockenwelle auszeichnet und zudem in axialer Richtung nur wenig Bauraum benötigt.
-
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist ein Lagerring vorgesehen, der in radialer Richtung sowohl in eine Wellenausnehmung der Grundnockenwelle als auch in eine Lagerausnehmung des Lagers eingreift. Das Lager ist insoweit sowohl als Radiallager als auch als Axiallager ausgebildet, dient also dem Halten der Grundnockenwelle sowohl in radialer als auch in axialer Richtung. Entsprechend ist kein zusätzliches Axiallager notwendig. Vielmehr wird der Einsatzbereich eines bereits bestehenden Radiallagers auf den eines Axiallagers erweitert. Besonders bevorzugt ist kein reines Axiallager zur Lagerung der Grundnockenwelle vorgesehen. Der Lagerring umgreift die Grundnockenwelle in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise. Dabei liegt er sowohl in der Wellenausnehmung der Grundnockenwelle als auch der Lagerausnehmung des Lagers vor. Die Wellenausnehmung ist bevorzugt über den gesamten Umfang der Grundnockenwelle ausgebildet, um eine mechanische Schwächung beziehungsweise eine ungleichmäßige Ausgestaltung zu vermeiden.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Nockenträger in wenigstens einer Axialposition in axialer Richtung unmittelbar benachbart zu dem Lager angeordnet ist oder dieses in axialer Richtung zumindest bereichsweise übergreift. Wie bereits eingangs erläutert, kann der Nockenträger zwischen mehreren Axialpositionen verlagert werden. Um den Bauraum des Ventiltriebs in axialer Richtung zu verkleinern, ist es nun vorgesehen, dass der Nockenträger in wenigstens einer dieser Axialpositionen in axialer Richtung unmittelbar an das Lager angrenzt beziehungsweise sogar mit diesem überlappt beziehungsweise in dieses eingreift. Dies ist mit der aus dem Stand der Technik bekannten Konfiguration nicht möglich, weil hier stets das Gegenelement notwendig ist, welches mit dem Radialvorsprung zusammenwirkt.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass beidseitig des Lagers jeweils ein Nockenträger angeordnet ist. Beispielsweise liegt das Lager beziehungsweise der Lagersitz in axialer Richtung gesehen in etwa in der Mitte der Grundnockenwelle. Üblicherweise ist nun jedem Zylinder der Brennkraftmaschine wenigstens ein Nockenträger zugeordnet, sodass insgesamt mehrere Nockenträger auf der Grundnockenwelle angeordnet sind. Diese Nockenträger sollen nun beidseitig des Lagers auf der Grundnockenwelle vorliegen. Besonders bevorzugt sind sie dabei gemäß den vorstehenden Ausführungen anordenbar. Entsprechend liegen beide Nockenträger in jeweils wenigstens einer Axialposition unmittelbar benachbart zu dem Lager vor beziehungsweise grenzen an dieses an oder übergreifen wenigstens einen Bereich des Lagers sogar beziehungsweise greifen in den Bereich des Lagers ein.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Grundnockenwelle nur mittels des Lagers und zumindest eines Radiallagers gelagert ist. Neben dem Lager ist also lediglich das wenigstens eine Radiallager vorgesehen, um die Grundnockenwelle drehbar bezüglich der Brennkraftmaschine zu lagern. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass mehrere der erfindungsgemäßen Lager vorliegen. In jedem Fall ist jedoch bevorzugt kein reines Axiallager der Grundnockenwelle zugeordnet.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Lagerring bezüglich der Grundnockenwelle gegen Verdrehen gesichert ist, insbesondere mittels eines Sicherungsvorsprungs, der in eine Sicherungsvertiefung der Grundnockenwelle eingreift. Es ist also vorgesehen, dass der Lagerring gemeinsam mit der Grundnockenwelle umläuft beziehungsweise drehfest mit ihr verbunden ist. Insoweit soll er bezüglich des Lagers und mithin in der Lagerausnehmung drehbar angeordnet sein. Um den Lagerring in Umfangsrichtung gegenüber der Grundnockenwelle festzusetzen, ist beispielsweise der Sicherungsvorsprung vorgesehen, der Teil des Lagerrings ist und sich in radialer Richtung nach innen erstreckt. Dabei greift der Sicherungsvorsprung in die Sicherungsvertiefung ein, welche in der Grundnockenwelle ausgebildet ist. Die Sicherungsvertiefung weist dabei in Umfangsrichtung dieselben oder zumindest in etwa dieselben Abmessungen auf wie der Sicherungsvorsprung, sodass nachfolgend des Eingreifens keine Verlagerung des Lagerrings bezüglich der Grundnockenwelle in Umfangsrichtung mehr möglich ist.
-
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Sicherungsvertiefung einen Grund der Wellenausnehmung durchgreift. Wie bereits ausgeführt, liegt der Lagerring in der Wellenausnehmung vor und mithin wenigstens bereichsweise auf dem Grund der Wellenausnehmung auf. Es ist nun vorgesehen, dass die Sicherungsvertiefung von der Wellenausnehmung ausgeht, mithin also in diese einmündet. Dabei durchgreift die Sicherungsvertiefung den Grund der Wellenausnehmung. Zusätzlich kann er in axialer Richtung größere Abmessungen aufweisen, also größer sein, als die Wellenausnehmung.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
-
1 eine Nockenwelle eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, die eine Grundnockenwelle und mehrere Nockenträger aufweist und mittels eines Lagers beispielsweise bezüglich der Brennkraftmaschine drehbar gelagert ist,
-
2 einen Lagerring, welcher nach seiner Montage in eine Wellenausnehmung der Grundnockenwelle und in eine Lagerausnehmung des Lagers eingreift,
-
3 eine Detailansicht eines Bereichs der Nockenwelle, in welcher die Wellenausnehmung mit dem darin angeordneten Lagerring zu erkennen ist,
-
4 eine Schnittdarstellung eines Bereichs der Nockenwelle, wobei wiederum der Lagerring erkennbar ist, der in der Wellenausnehmung der Grundnockenwelle und in einer Lagerausnehmung des Lagers angeordnet ist, und
-
5 eine Detailansicht der Nockenwelle, wobei ein Sicherungsvorsprung des Lagerrings erkennbar ist, der in eine Sicherungsvertiefung der Grundnockenwelle eingreift.
-
Die 1 zeigt einen Bereich eines Ventiltriebs 1 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Dargestellt ist insbesondere eine Nockenwelle 2, die sich aus einer Grundnockenwelle 3 und mehreren Nockenträgern 4 zusammensetzt. Jeweils zwei dieser Nockenträger 4 ist eine Schaltkulisse 5 zugeordnet, welche zwischen den Nockenträgern 4 vorliegt und beispielsweise einstückig mit diesen ausgebildet ist. Die Nockenträger 4 sowie die Schaltkulissen 5 sind drehfest, jedoch axial verlagerbar auf der Grundnockenwelle 3 angeordnet. Das axiale Verlagern wird mithilfe eines nicht dargestellten Aktuators durchgeführt, der einen Mitnehmer aufweist, der in eine nicht näher gekennzeichnete Verschiebenut der Schaltkulisse einbringbar ist. Die drehfeste Anordnung der Nockenträger 4 und der Schaltkulisse 5 auf der Nockenwelle 2 wird mithilfe von Außenverzahnungen der Grundnockenwelle 3 beziehungsweise Innenverzahnungen der Nockenträger 4 beziehungsweise Schaltkulissen 5 realisiert. An der Nockenwelle 2 ist ein Teil eines Getriebes 6 angeordnet, über welches die Nockenwelle 2 antreibbar ist. Dem Getriebe 6 kann dabei zusätzlich eine Verstelleinrichtung zugeordnet sein, um einen Winkelversatz zwischen der Nockenwelle 2 und beispielsweise einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine einzustellen.
-
Zu ihrer Lagerung verfügt die Nockenwelle 2 über Lagersitze 7, welche jeweils in einem als Gleitlager ausgebildeten Lager 8 (hier nicht dargestellt) aufgenommen sind. Zumindest einem der Lager 8 ist dabei ein Lagerring 9 zugeordnet, der in radialer Richtung in eine Wellenausnehmung 10 und eine Lagerausnehmung 11 (nicht gezeigt) des Lagers 8 eingreift. In der hier dargestellten Ausführungsform ist lediglich an einem der Lagersitze 7 ein derartiger Lagerring 9 vorgesehen. Selbstverständlich können jedoch auch mehrere Lagerringe 9 an mehreren der Lagersitze 7 vorliegen. Die Lagersitze 7, denen kein Lagerring 9 zugeordnet ist, sind lediglich als reine Radiallager ausgebildet, können also keinerlei Kräfte in axialer Richtung (bezüglich einer Drehachse 12 der Grundnockenwelle 3) aufnehmen. Die Grundnockenwelle 3 beziehungsweise die Nockenwelle 2 ist mithin nur mittels des wenigstens einen Lagers 7, an welchem der Lagerring 9 zugeordnet ist, und zumindest eines nicht gezeigten Radiallagers gelagert, welches einem weiteren der Lagersitze 7 zugeordnet ist.
-
Die 2 zeigt eine Detailansicht des Lagerrings 9. Es wird deutlich, dass dieser die Form eines Klemmrings aufweist und wenigstens einen Eingriffsbereich 13 zum Eingreifen in die Wellenausnehmung 10 der Grundnockenwelle 3 aufweist, wobei hier zwei an gegenüberliegenden freien Enden des Lagerrings 9 angeordnete Eingriffsbereiche 13 vorliegen. Der Lagerring 9 ist in Umfangsrichtung unterbrochen. Dabei ist er derart ausgeführt, dass er mehr als die Hälfte der Grundnockenwelle 3 umgreift. Weiterhin verfügt der Lagerring 9 über einen Sicherungsvorsprung 14, der beispielsweise zwischen den Eingriffsbereichen 13, insbesondere mittig zwischen den Eingriffsbereichen 13, vorliegt und sich ebenso wie diese in radialer Richtung nach innen erstreckt, also in Richtung der Grundnockenwelle 3. In Umfangsrichtung erstrecken sich die Eingriffsbereiche 13 mit ihren voneinander abgewandten Enden vorzugsweise über die Hälfte der Erstreckung der Grundnockenwelle 3 in Umfangsrichtung hinaus, um ein sicheren Umgreifen zu gewährleisten.
-
Zwischen den Eingriffsbereichen 13 und dem Sicherungsvorsprung 14 ist jeweils ein Zwischenbereich 15 vorgesehen. In diesem liegt der Lagerring 9 bevorzugt nicht auf einem Grund der Wellenausnehmung 10 auf, sondern weist einen Innendurchmesser auf, welcher größer ist als ein Außendurchmesser der Grundnockenwelle 3 im Bereich der Wellenausnehmung 10. Beispielsweise entspricht er also dem Außendurchmesser der Grundnockenwelle 3 unmittelbar in axialer Richtung neben der Wellenausnehmung 10. In einer anderen Ausführungsform sitzt der Lagerring 9 mit seinen Zwischenbereichen 15 in der Wellenausnehmung 10 einsitzen kann. Dazu weist er in den Zwischenbereichen 15 einen Innendurchmesser auf, welcher einem Außendurchmesser der Grundnockenwelle 3 im Bereich der Wellenausnehmung 10 entspricht.
-
Die 3 zeigt eine Detailansicht der Nockenwelle 2 mit dem im Bereich des Lagersitzes 7 vorliegenden Lagerring 9. Erkennbar ist hier eine Sicherungsvertiefung 16 der Grundnockenwelle 3, in welche der Sicherungsvorsprung 14 eingreift. Die Umfangsrichtung weist dabei die Sicherungsvertiefung 16 dieselben oder zumindest in etwa dieselben Abmessungen auf wie der Sicherungsvorsprung 14. Auf diese Weise ist der Lagerring 9 in Umfangsrichtung bezüglich der Grundnockenwelle 3 festgesetzt, läuft also gemeinsam mit dieser um. In der hier dargestellten Ausführungsform des Ventiltriebs 1 erstreckt sich die Wellenausnehmung 10 über den gesamten Umfang der Grundnockenwelle 3. Dabei weist sie zumindest zwei Zwischenflächen 17 auf und wird durch die Sicherungsvertiefung 16 unterbrochen. In Umfangsrichtung der Grundnockenwelle 3 folgen also ein Bereich der Wellenausnehmung 10, eine der Zwischenflächen 17, die Sicherungsvertiefung 16, eine weitere der Zwischenflächen 17 und ein weiterer Bereich der Wellenausnehmung 10 aufeinander. Die Zwischenflächen 17 weisen dabei in etwa dieselbe Erstreckung in Umfangsrichtung auf wie die Zwischenbereiche 15. Üblicherweise ist es dabei vorgesehen, dass die Zwischenbereich 15 nicht auf den Zwischenflächen 17 aufliegen. Alternativ kann im Bereich der Zwischenflächen 17 der Lagersitz 7 der Grundnockenwelle 3 ohne Vertiefung ausgebildet sein, sodass der Lagerring mit seinen Zwischenbereichen 15 auf der Außenkontur der Grundnockenwelle 3 und mithin den Zwischenflächen aufsitzt.
-
Die 4 zeigt eine Detailschnittansicht eines Bereichs des Ventiltriebs 1. Dabei wird deutlich, dass die Wellenausnehmung 10 und die Lagerausnehmung 11 in axialer Richtung gesehen dieselben Abmessungen aufweisen wie der Lagerring 9. Entsprechend ist durch das gleichzeitige Einsitzen des Lagerrings 9 in der Wellenausnehmung 10 und der Lagerausnehmung 11 die Grundnockenwelle 3 in axialer Richtung festgesetzt. Das Lager 8 ist beispielsweise als teilbares beziehungsweise geteiltes Lager ausgebildet, besteht also insoweit aus einem ersten Lagerteil 18 und einem zweiten Lagerteil 19. Dabei ist das erste Lagerteil 18 bevorzugt an einem Bereich der Brennkraftmaschine befestigt. Nachfolgend wird die Grundnockenwelle 3 mit den an ihr angeordneten Nockenträgern 4 beziehungsweise Schaltkulissen 5 in das erste Lagerteil 18 eingelegt. Dann wird das zweite Lagerteil 19 zum Vervollständigen des Lagers 8 an dem ersten Lagerteil 18 befestigt. Entsprechend ist nachfolgend die Nockenwelle 2 unverlierbar, jedoch drehbar, bezüglich der Brennkraftmaschine gehalten.
-
Es wird deutlich, dass beidseitig des Lagers 8 jeweils ein Nockenträger 4 angeordnet ist. Diese sind jeweils in axialer Richtung, bevorzugt getrennt voneinander, zwischen mehreren Axialpositionen verlagerbar. In wenigstens einer dieser Axialpositionen ist es nun vorgesehen, dass der Nockenträger 4 unmittelbar an das Lager 8 angrenzt oder (wie hier gezeigt) es sogar in axialer Richtung übergreift beziehungsweise in einen Bereich des Lagers 8 eingreift.
-
Die 5 zeigt eine weitere Detailschnittansicht des Ventiltriebs 1. In dieser Ausführungsform ist es vorgesehen, dass sich die Wellenausnehmung 10 über den gesamten Umfang der Grundnockenwelle 3 erstreckt. Entsprechend mündet sie in die Sicherungsvertiefung 16 in Umfangsrichtung ein. Anders ausgedrückt durchgreift die Sicherungsvertiefung 16 einen Grund 20 der Wellenausnehmung 10.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ventiltrieb
- 2
- Nockenwelle
- 3
- Grundnockenwelle
- 4
- Nockenträger
- 5
- Schaltkulisse
- 6
- Getriebe
- 7
- Lagersitz
- 8
- Lager
- 9
- Lagerring
- 10
- Wellenanordnung
- 11
- Lagerausnehmung
- 12
- Drehachse
- 13
- Eingriffsbereich
- 14
- Sicherungsvorsprung
- 15
- Zwischenbereich
- 16
- Sicherungsvertiefung
- 17
- Zwischenfläche
- 18
- 1. Lagerteil
- 19
- 2. Lagerteil
- 20
- Grund
