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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 8.
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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 sind beidseitig über die gesamte Umfangserstreckung des Schiebenockens durch Nutwände begrenzt.
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Ferner ist aus der
DE 10 2011 001 124 A1 ein Ventiltrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei welchem jedoch die Nuten des Kulissenabschnitts am Umfang des Kulissenabschnitts hintereinander positioniert sind, nämlich eine erste Nut für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in einer ersten Richtung und eine zweite Nut für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in einer entgegengesetzten zweiten Richtung. Ein Aktuator zur Bewirkung der axialen Verschiebung des Schiebenockens weist mehrere Betätigungsstifte auf, nämlich einen ersten Betätigungsstift für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in den beiden Richtungen um ein erstes Axialsegment und einen zweiten Betätigungsstift für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in den beiden Richtungen um ein zweites Axialsegment. Die am Umfang des Kulissenabschnitts hintereinander positionierten Nuten sind jeweils S-förmig konturiert und bilden zusammen eine sogenannte Doppel-S-Nut aus. Die Nuten sind beidseitig über die gesamte Umfangserstreckung des Schiebenockens durch Nutwände begrenzt.
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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. Diese Aufgabe wird durch einen Schiebenocken für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß sind die am Umfang des Kulissenabschnitts hintereinander positionierten Nuten ausschließlich in denjenigen Umfangsabschnitten des Schiebenockens, die in axialer Verschieberichtung wirksam sind, durch Nutwände begrenzt.
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Mit der Erfindung kann eine 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 eine erste S-förmige Nut für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in einer ersten axialen Verschieberichtung und eine zweite S-förmige Nut für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in einer entgegengesetzten zweiten axialen Verschieberichtung auf, wobei beide S-förmigen Nuten in Umfangsrichtung des Kulissenabschnitts gesehen hintereinander positioniert sind, und wobei beide S-förmigen Nuten ausschließlich in denjenigen Umfangsabschnitten des Schiebenockens, die in axialer Verschieberichtung wirksam sind, jeweils durch zwei in axialer Verschieberichtung gesehen hintereinander positionierte Nutwände begrenzt sind. Diese Ausgestaltung der Erfindung stellt einen Schiebenocken mit einer Doppel-S-Nut im Bereich des Kulissenabschnitts unter Gewährleistung eines minimalen Gewichts des Schiebenockens bereit.
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Vorzugsweise weisen eine erste Nutwand der ersten S-förmigen Nut und eine erste Nutwand der zweiten S-förmigen Nut, an denen bei einer axialen Verschiebung des Schiebenockens ein für die axiale Verschiebung aktiver Betätigungsstift des Aktuators zur Anlage kommt, eine in etwa konstante axiale Dicke auf. Insbesondere bilden eine zweite Nutwand der ersten S-förmigen Nut und eine zweite Nutwand der zweiten S-förmigen Nut, an denen bei einer axialen Verschiebung des Schiebenockens der jeweilige aktive Betätigungsstift nicht zur Anlage kommt, jeweils ein rampenartiges Rückführelement für einen für die axiale Verschiebung inaktiven Betätigungsstift des Aktuators aus. Diese Ausgestaltung eines Schiebenockens ist sowohl zur Gewährleistung eines minimalen Gewichts als auch zur Gewährleistung seiner Funktion optimal.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 8.
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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:
- 1 eine erste perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schiebenockens für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine;
- 2 eine zweite perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schiebenockens;
- 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schiebenockens;
- 4 ein Detail des Schiebenockens der 1 und 2 in abgewickelter Ansicht;
- 5 den Querschnitt B-B der 4; und
- 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 2011 001 124 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. Vorzugsweise umfasst jeder der beiden äußeren Nockenabschnitte 3 und 4 drei solche Nockenbahnen für drei unterschiedliche Ventilhübe der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine.
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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 zwei Nuten 7, 8. In diese Nuten 7, 8 ist zur axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 relativ zur nicht gezeigten Nockenwelle, auf welcher der Schiebenocken 1 axial verschiebbar jedoch verdrehfest gelagert ist, ein Betätigungsstift 9 (siehe 4) eines Aktuators einführbar.
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Die beiden Nuten 7, 8 sind an der äußeren Mantelfläche des Kulissenabschnitts 2 in Umfangsrichtung des Kulissenabschnitts 2 hintereinander ausgebildet bzw. positioniert, wobei jede der beiden Nuten 7, 8 jeweils S-förmig konturiert ist, sodass die beiden Nuten 7, 8 zusammen eine sogenannte Doppel-S-Nut im Bereich des Kulissenabschnitts 2 ausbilden.
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Eine erste S-förmige Nut 7 gewährleistet eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 in einer ersten axialen Verschieberichtung.
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Eine zweite S-förmige Nut 8 gewährleistet eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 in einer entgegengesetzten zweiten axialen Verschieberichtung.
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Beide S-förmigen Nuten 7 und 8, die in Umfangsrichtung des Kulissenabschnitts 2 gesehen hintereinander an der äußeren Mantelfläche des Kulissenabschnitts 2 positioniert sind, sind ausschließlich in denjenigen Umfangsabschnitten 10, 11 des Schiebenockens 1, die in axialer Verschieberichtung wirksam sind bzw. die axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 bewirken, durch Nutwände 12, 13 begrenzt. In denjenigen Umfangsabschnitten 14, 15, 16 und 17 des Schiebenockens 1, die in axialer Verschieberichtung nicht wirksam sind, weist der Schiebenocken 1 hingegen keine Nutwände auf.
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Beide S-förmigen Nuten 7, 8 weisen in denjenigen Umfangsabschnitten 10, 11, die in axialer Verschieberichtung wirksam sind, jeweils zwei in axialer Verschieberichtung gesehen hintereinander bzw. nebeneinander positionierte Nutwände 12, 13 auf.
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So weisen die erste S-förmige Nut 7 und die zweite S-förmige Nut 8 jeweils eine erste Nutwand 12 auf, an der bei einer axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 über die jeweilige Nut 7, 8 ein für die jeweilige axiale Verschiebung aktiver Betätigungsstift des Aktuators zur Anlage kommt.
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Diese ersten Nutwände 12 der beiden S-förmigen Nuten 7, 8 verfügen vorzugsweise über eine in etwa konstante axiale Dicke. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass im Bereich der ersten Nutwände 12 an den Seiten der ersten Nutwände 12, die von den Nuten 7 und 8 abgewandt sind, Material abgetragen ist.
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Ferner weisen die erste S-förmige Nut 7 und die zweite S-förmige Nut 8 jeweils eine zweite Nutwand 13 auf, die axial neben bzw. hinter der ersten Nutwand 12 positioniert ist, wobei bei einer axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 über die jeweilige Nut 7, 8 der für die axiale Verschiebung aktive Betätigungsstift des Aktuators an der jeweiligen zweiten Nutwand 13 nicht zur Anlage kommt.
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Vielmehr bilden die zweiten Nutwände 13 der beiden S-förmigen Nuten 7, 8, an denen bei einer axialen Verschiebung des Schiebenockens der jeweilige aktive Betätigungsstift nicht zur Anlage kommt, jeweils ein rampenartiges Rückführelement 18 für einen bei der jeweiligen axialen Verschiebung inaktiven Betätigungsstift des Aktuators aus.
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Ferner weist der Schiebenocken 1 in den Umfangsabschnitten 14 und 16, die in axialer Verschieberichtung nicht wirksam sind, weitere rampenartige Rückführelemente 19 auf, und zwar für den jeweiligen bei der jeweiligen axialen Verschiebung aktiven Betätigungsstift.
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Uber die rampenartige Rückführelemente 18, 19 können die Betätigungsstifte des Aktuators nach radial außen verlagert und im Bereich des Aktuators gesichert werden.
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Die Nutwände 12 und 13, die sich in den Umfangsabschnitten 10 und 11 des Schiebenockens 1 erstrecken, die in axialer Verschieberichtung wirksam sind, 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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Wie bereits ausgeführt, umfasst jeder der beiden äußeren Nockenabschnitte 3 und 4 vorzugsweise drei Nockenbahnen für drei unterschiedliche Ventilhübe der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine.
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Die axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 erfolgt dann in beiden axialen Verschieberichtungen in jeweils zwei Axialsegmenten, wozu dann mit den S-förmigen Nuten 7 und 8 zwei Betätigungsstifte des Aktuators zusammenwirken, nämlich derart, dass in die erste S-förmige Nut 7 für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 in der ersten axialen Verschieberichtung um ein erstes Axialsegment oder in die zweite S-förmige Nut 8 für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 in der zweiten axialen Verschieberichtung um das erste Axialsegment ein erster Betätigungsstift des Aktuators einführbar ist, und dass in die erste S-förmige Nut 7 für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 in der ersten axialen Verschieberichtung um ein zweites Axialsegment oder in die zweite S-förmige Nut 8 für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 1 in der zweiten axialen Verschieberichtung um das zweite Axialsegment ein zweiter Betätigungsstift des Aktuators einführbar 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 abschnittsweise durch die erste Nutwand 12 der Nut 7 sowie abschnittsweise durch zweite Nutwand 13 der Nut 8 im Bereich des rampenartigen Rückführelements 18 derselben erstreckt.
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Der Querschnitt C-C der 4 ist in Axialrichtung zum Querschnitt B-B versetzt und erstreckt sich abschnittsweise durch die zweite Nutwand 13 der Nut 7 sowie abschnittsweise durch die erste Nutwand 12 der Nut 8. Startpunkte der Bewegung der Betätigungsstifte entlang des Kulissenabschnitts 2 sind in 4 bis 6 durch Bezugsziffern 20 und Endpunkte der Bewegung der Betätigungsstifte entlang des Kulissenabschnitts 2 durch Bezugsziffern 21 gekennzeichnet.
