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Die Erfindung betrifft einen Schiebenocken für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Bei Brennkraftmaschinen werden zur Optimierung der Ladungsbewegung im Brennraum variable Ventiltriebe verwendet, mit denen an den Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine unterschiedliche Ventilhübe eingestellt werden können.
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Aus der
DE 10 2008 060 166 A1 ist ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, mit dem die Betätigung von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit mehreren unterschiedlichen Ventilhüben möglich ist. Hierzu ist auf einer Nockenwelle mindestens ein Schiebenocken verdrehfest aber axial verschiebbar gelagert, wobei der Schiebenocken mehrere Nockenabschnitte mit jeweils zwei Nockenbahnen aufweist. Jeder Nockenabschnitt dient der Betätigung eines Gaswechselventils, wobei über die unterschiedlichen Nockenbahnen der Nockenabschnitte die unterschiedlichen Ventilhübe der Gaswechselventile eingestellt werden können. Der aus diesem Stand der Technik bekannte Schiebenocken verfügt zusätzlich zu den Nockenabschnitten über einen Kulissenabschnitt, an dessen Mantelfläche Nuten ausgebildet sind, in die zur axialen Verschiebung des Schiebenockens entlang der Nockenwelle ein Betätigungsstift eines Aktuators einführbar ist. So weist der Kulissenabschnitt des Schiebenockens der
DE 10 2008 060 166 A1 an seiner Mantelfläche eine erste, rechtsgängige Nut und axial daneben eine zweite, linksgängige Nut auf, die in eine gemeinsame Auslaufnut übergehen. Eine solche Nutkontur wird auch als Y-Nut bezeichnet. Die Nuten des Kulissenabschnitts sind beidseitig durch Nutwände begrenzt.
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Aus der
DE 10 2007 051 739 A1 und der
DE 101 48 177 A1 ist jeweils ein Schiebenocken für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, der im Bereich des Kulissenabschnitts eine Nut aufweist, die ausschließlich durch solche Nutwände begrenzt ist, an denen bei einer axialen Verschiebung des Schiebenockens ein Betätigungsstift eines Aktuators zur Anlage kommt. Nach der
DE 10 2007 051 739 A1 sowie nach der
DE 101 48 177 A1 fehlt demnach im Vergleich zur
DE 10 2008 060 166 A1 zwischen der linksgängigen Nut und der rechtsgängigen Nut ein mittlerer Führungssteg mit solchen Nutwänden, die in axialer Verschieberichtung des Schiebenockens nicht wirksam sind. Hierdurch kann in gewissem Umfang eine Gewichtreduzierung für einen Schiebenocken bereitgestellt werden.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde einen neuartigen Schiebenocken und einen Ventiltrieb mit einem solchen Schiebenocken zu schaffen.
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Dese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß erstrecken sich die Nutwände ausschließlich in demjenigen Umfangsabschnitt des Schiebenockens, der in axialer Verschieberichtung wirksam ist.
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Bedingt dadurch, dass beim erfindungsgemäßen Schiebenocken die Nutwände ausschließlich in demjenigen Umfangsabschnitt des Schiebenockens ausgebildet sind, der in axialer Verschieberichtung desselben wirksam ist und demnach die axiale Verschiebung des Schiebenockens bewirkt, kann eine weitere Gewichtsreduzierung für einen Schiebenocken bereitgestellt werden. Hierdurch ergeben sich vorteilhafte Eigenschaften eines einen solchen Schiebenocken aufweisenden Ventiltriebs bei der Änderung des Ventilhubs für die Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Schiebenocken in demjenigen Umfangsabschnitt, der in axialer Verschieberichtung nicht wirksam ist, keine Nutwände auf. Vorzugsweise weist der Schiebenocken in einem Umfangsabschnitt, der in axialer Verschieberichtung nicht wirksam ist, ein rampenartiges Rückführelement für den oder jeden Betätigungsstift des Aktuators auf. Diese Ausgestaltung eines Schiebenockens ist sowohl zur Gewährleistung eines minimalen Gewichts als auch zur Gewährleistung seiner Funktion optimal.
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Vorzugsweise weisen die Nutwände des Schiebenockens ausgehend von konvergierenden Enden derselben in Richtung auf divergierende Enden derselben zunächst eine konstante axiale Dicke und im Bereich der divergierende Enden eine reduzierte axiale Dicke auf. Eine solche Gestaltung der Nutwände erlaubt eine weitere Reduzierung des Gewichts eines Schiebenockens.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 9.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine erste perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schiebenockens für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine;
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2 eine zweite perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schiebenockens;
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3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schiebenockens;
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4 ein Detail des Schiebenockens der 1 und 2 in abgewickelter Ansicht;
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5 den Querschnitt B-B der 4; und
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6 den Querschnitt C-C der 4.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Schiebenocken für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.
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Der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise von Ventiltrieben einer Brennkraftmaschine mit Schiebenocken sind dem hier angesprochenen Fachmann geläufig und bedürfen an sich keiner näheren Erläuterung.
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So sei zum Beispiel hinsichtlich des grundsätzlichen Aufbaus und der Funktionsweise eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine auf die
DE 10 2008 060 166 A1 verwiesen.
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An dieser Stelle sei der Vollständigkeit halber lediglich ausgeführt, dass ein Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, die über mehrere Zylinder verfügt, mindestens eine Nockenwelle aufweist, wobei auf der oder jeder Nockenwelle mehrere Schiebenocken gelagert sind, nämlich verdrehfest aber axial verschiebbar.
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Jeder Schiebenocken verfügt über mehrere, vorzugsweise zwei, Nockenabschnitte mit mehreren Nockenbahnen, wobei über die Nockenbahnen der Nockenabschnitte für ein vom jeweiligen Nockenabschnitt zu betätigendes Gaswechselventil eines Zylinders der Brennkraftmaschine unterschiedliche Ventilhübe eingestellt werden können.
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Ferner verfügt ein Schiebenocken eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine über einen Kulissenabschnitt, der an einer Mantelfläche mindestens eine Nut aufweist, in die zur axialen Verschiebung des Schiebenockens entlang der jeweiligen Nockenwelle ein Betätigungsstift eines Aktuators eingeführt werden kann.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun Details eines Schiebenockens eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, nämlich solche Details eines Schiebenockens, die es erlauben, das Gewicht des Schiebenockens zu minimieren. Hierdurch kann einerseits das Gewicht einer Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventiltrieb reduziert werden, andererseits ergeben sich vorteilhafte Eigenschaften eines einen solchen Schiebenocken aufweisenden Ventiltriebs bei der Änderung des Ventilhubs für die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine.
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1 und 2 zeigen unterschiedliche perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Schiebenockens 1, wobei 3 eine Seitenansicht des Schiebenockens 1 zeigt.
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Der Schiebenocken 1 verfügt über einen in der Mitte desselben positionierten Kulissenabschnitt 2 sowie zwei äußere, seitliche Nockenabschnitte 3 und 4. Der Kulissenabschnitt 2 ist demnach in Axialrichtung des Schiebenockens 1 gesehen zwischen den Nockenabschnitten 3 und 4 positioniert.
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Jeder der beiden äußeren Nockenabschnitte 3 und 4 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Nockenbahnen 5 und 6, wobei die Nockenbahnen 5 der Bereitstellung eines relativ kleinen Ventilhubs und die Nockenbahnen 6 der Bereitstellung eines relativ großen Ventilhubs für das vom jeweiligen Nockenabschnitt 3 und 4 zu betätigende Gaswechselventil der Brennkraftmaschine dienen.
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Zur Änderung des Ventilhubs an den jeweiligen Gaswechselventilen muss der Schiebenocken 1 in axialer Richtung relativ zur jeweiligen Nockenwelle verschoben werden, wobei hierzu der Kulissenabschnitt 2 dient, der zur Bereitstellung der axialen Verschiebbarkeit des Schiebenockens 1 mit einem im Detail nicht gezeigten Aktuator des Ventiltriebs zusammenwirkt.
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Der Kulissenabschnitt 2 verfügt an seiner äußeren Mantelfläche über eine Nut 7. In diese Nut 7 ist zur axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 relativ zur nicht gezeigten Nockenwelle, auf welcher der Schiebenocken 2 axial verschiebbar jedoch verdrehfest gelagert ist, ein Betätigungsstift 10 eines Aktuators einführbar.
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Die Nut 7 ist dabei ausschließlich durch solche Nutwände 8 und 9 begrenzt, an denen bei einer axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 der jeweilige Betätigungsstift 10 des jeweiligen Aktuators zur Anlage kommt. So ist eine erste Nutwand 8 bei der axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 in einer ersten axialen Verschieberichtung und eine zweite Nutwand 9 bei der axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 in einer entgegen gesetzten zweiten axialen Verschieberichtung wirksam, wobei diese beiden Nutwände 8 und 9 in axialer Verschieberichtung gesehen hintereinander bzw. nebeneinander positioniert sind und gemeinsam die Funktion einer Y-Nut bereitstellen bzw. wie eine Y-Nut wirken.
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4, die ausschließlich den Kulissenabschnitt 2 in einer Umfangsabwicklung zeigt, visualisiert einen Betätigungsstift 10 eines Aktuators, der in die Nut 7 des Kulissenabschnitts 2 eingeführt ist und zur axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 in der zweiten axialen Verschieberichtung an der zweiten Nutwand 9 anliegt. Bei der axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 in der entgegen gesetzten zweiten Richtung würde der Betätigungsstift 10 des Aktuators an der Nutwand 8 anliegen.
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Zwischen den Nutwänden 8 und 9 ist kein Führungssteg ausgebildet. Es sind demnach keine Nutwände vorhanden, die in einer der beiden axialen Verschieberichtungen nicht wirksam sind bzw. an denen in einer der beiden axialen Verschieberichtungen der jeweilige Betätigungsstift 10 nicht zur Anlage kommt.
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Die Nutwände 8 und 9 erstrecken sich nicht über die komplette Umfangserstreckung des Schiebenockens 1 bzw. Kulissenabschnitts 2, vielmehr erstrecken sich die Nutwände 8 und 9 ausschließlich in demjenigen Umfangsabschnitt 11 des Schiebenockens 1, der in axialer Verschieberichtung wirksam ist. Dies kann am besten 4 entnommen werden, die in Umfangsrichtung U eine Abwicklung für den Kulissenabschnitt 2 des Schiebenockens 1 zeigt. Die Nutwände 8 und 9 erstrecken sich ausschließlich in dem Umfangsabschnitt 11 des Kulissenabschnitts 2, der die axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 auf der jeweiligen Nockenwelle bewirkt.
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In denjenigen Umfangsabschnitten 12 und 13, die in der axialen Verschieberichtung des Schiebenockens 1 nicht wirksam sind, weist der Kulissenabschnitt 2 demnach keine Nutwände auf. Vielmehr ist in einem der Umfangsabschnitte 12, der in axialer Verschieberichtung des Schiebenockens 1 nicht wirksam ist, ein rampenartiges Rückführelement 14 für den in die Nut 7 hineinragenden Betätigungsstift 10 des Aktuators ausgebildet, um dann, wenn der Betätigungsstift 10 die Nut 7 verlässt, denselben nach radial außen zu verlagern und im Bereich des Aktuators zu sichern.
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Die Nutwände 8 und 9, die sich im Umfangsabschnitt 11 des Schiebenockens 1 erstrecken, der in axialer Verschieberichtung wirksam ist, sind gegenüber der Umfangsrichtung des Schiebenockens 1 schräggestellt. Der Schiebenocken 1 weist keine Nutwände auf, die parallel zur Umfangsrichtung des Schiebenockens 1 verlaufen.
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Die Nutwände 8 und 9, die sich ausschließlich in demjenigen Umfangsabschnitt 11 des Schiebenockens 1 bzw. Kulissenabschnitts 2 erstrecken, der in axialer Verschieberichtung wirksam ist, sind dicken- und gewichtsoptimiert.
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Im gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Nutwände 8 und 9 ausgehend von konvergierenden Enden 15 derselben in Richtung auf divergierende Enden 16 derselben zunächst eine konstante axiale Dicke und im Bereich der divergierenden Enden 16 eine reduzierte axiale Dicke auf. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass im Bereich der konvergierenden Enden 15 der Nutwände 8 und 9 an den Seiten der Nutwände 8 und 9, die von der Nut 7 abgewandt sind, Material abgetragen ist.
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Der erfindungsgemäße Schiebenocken 1 ist als monolithisches Bauteil ausgefertigt, das heißt, dass die Nockenabschnitte 3 und 4 sowie der Kulissenabschnitt 2 des Schiebenockens 1 einstückig ausgebildet sind, vorzugsweise durch Fräsen aus dem Vollen hergestellt sind.
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5 und 6 visualisieren für die Querschnitte B-B und C-C der 4 Konturen des Kulissenabschnitts 2 in Radialrichtung R über der Abwicklung des Kulissenabschnitts 2 in Umfangsrichtung U, wobei der Querschnitt B-B, für den die Kontur in Radialrichtung R über der Umfangsabwicklung U in 5 gezeigt ist, sich durch die Mitte der Nut 7 sowie durch die Mitte des rampenartigen Rückführelements 14 erstreckt. Wie bereits ausgeführt, dient das rampenartige Rückführelement 14 der Rückführung eines durch die Nut 7 geleiteten Betätigungsstifts 10 eines Aktuators 7 nach radial außen, um nach der axialen Verschiebung des Schiebenockens den Betätigungsstift 10 wieder im Bereich des Aktuators zu sichern. Startpunkte der Bewegung des Betätigungsstifts entlang des Kulissenabschnitts 2 sind in 4 bis 6 durch Bezugsziffern 17 und Endpunkte der Bewegung des Betätigungsstifts entlang des Kulissenabschnitts 2 durch Bezugsziffern 18 gekennzeichnet. Der Querschnitt C-C der 4 ist in Axialrichtung zum Querschnitt B-B versetzt und erstreckt sich abschnittsweise durch die Nutwand 9.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008060166 A1 [0003, 0003, 0004, 0020]
- DE 102007051739 A1 [0004, 0004]
- DE 10148177 A1 [0004, 0004]
