DE102012204621A1

DE102012204621A1 - Nockenstück für einen variablen Schiebenockenventiltrieb

Info

Publication number: DE102012204621A1
Application number: DE102012204621A
Authority: DE
Inventors: Arne Manteufel; Andreas Biermann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US20130247711A1; US8910544B2

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Nockenstück (1) für einen variablen Schiebenockenventiltrieb einer Brennkraftmaschine, das drehfest, jedoch axial verschieblich auf einer Grundwelle des Schiebenockenventiltriebs montierbar ist sowie eine oder mehrere Nockengruppen (2, 3) und zumindest ein Kulissenstück (4) mit wenigstens einer Spiralnut (5) für einen Aktorpineingriff hat, wobei am Außenmantel (6) des Nockenstücks (1) zumindest eine gewichtsreduzierende Nut (7) dargestellt ist, die nicht mit der Spiralnut (5) koinzidiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nockenstück für einen variablen Schiebenockenventiltrieb einer Brennkraftmaschine, das drehfest, jedoch axial verschieblich auf einer Grundwelle des Schiebenockenventiltriebs montierbar ist sowie eine oder mehrere Nockengruppen und zumindest ein Kulissenstück mit wenigstens einer Spiralnut für einen Aktorpineingriff hat.
Ein derartiges Nockenstück ist in der DE 10 2009 048 621 A1 offenbart. Nachteilig ist, dass aufgrund dessen Masse und somit Trägheit vergleichsweise hohe Verschiebekräfte notwendig sind. Somit unterliegen Aktorpin, Aktor, Spiralnut etc. einer entsprechend hohen Belastung durch respektive Scherund Verschiebekräfte. Es tritt im Betrieb ein unnötig hoher Verschleiß auf, der um so höher wird, je kürzer bspw. der zu Verfügung stehende Umfangsverschiebebereich der Spiralnut ist, so u. a. bei einer Doppel-S-Spiralnut (drei Hubnocken) oder bei einem Nockenstück mit zwei Schiebegruppen, so wie aus dem o. g. Dokument entnehmbar, schon rein massebedingt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die vorbeschriebenen hohen Belastungen und den Verschleiß durch einfache nockenstückseitige Maßnahmen zu verringern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass am Außenmantel des Nockenstücks zumindest eine gewichtsreduzierende Nut dargestellt ist, die nicht mit der Spiralnut koinzidiert.
Die vorschlagsgemäße wenigstens eine Nut verringert die Masse des Nockenstücks und somit die bei dessen zeitlich getakteter Verschiebung auf einer Grundwelle notwendigen Kräfte. Verschleißerscheinungen an der Spiralnut und am Aktorpin werden deutlich verringert. Ggf. kann Letztgenannter schwächer dimensioniert werden. Außerdem gelingt es, trotz eines kurzen Verschiebebereichs der Spiralnut (Doppel-S-Gestaltung), schnelle Schaltzeiten zu realisieren.
Vom Schutzbereich dieser Erfindung eingeschlossen ist auch eine Lösung, bei welcher die wenigstens eine Nut gezielt am Innenring des Nockenstücks appliziert ist und separat zu einer oder mehreren Rastnuten für einen Rastkörpereingriff zum Fixieren des Nockenstücks vorliegt. Auch kann diese Variante gemeinsam mit einer Applikation der Nuten am Außenring des Nockenstücks vorliegen.
Vorzugsweise sind mehrere Nuten je Nockenstück vorgesehen, so dass eine besonders leichtbauende Variante vorliegt. Dabei ist es in Konkretisierung der Erfindung vorgeschlagen, zwei oder mehr Nuten axial nebeneinander zu platzieren, welche durch einen Steg (verbleibendes Restmaterial) separiert sind. Der Steg kann auch nachträglich angebracht sein.
Zweckmäßig ist es, wenn die wenigstens eine Nut eine derartige Gestaltung aufweist, dass ein unbeabsichtigtes Einfahren des Aktorpins ausgeschlossen ist. Dies kann durch deren Breite realisiert werden, die kleiner als die Breite der Spiralnut im Verschiebebereich ist oder anders gesagt, schmaler als der Eingriffsbereich des Aktorpins vorliegt. Vorgesehen ist es in diesem Kontext jedoch auch, die Nut mit anderweitigen Maßnahmen wie dünnwandigen Abdeckungen etc. zu versehen, über welche ebenfalls ein Einfahren des Aktorpins ausgeschlossen ist.
Die wenigstens eine Nut kann, muss jedoch nicht, allumlaufend vorliegen. Da in der Regel das Kulissenstück schon so schmal als möglich ist, endet die wenigstens eine Nut in Umfangrichtung gesehen bei einem Verschiebebereich der Spiralnut. Ggf. kann auch ein Bereich der jeweiligen Nockengruppe mit wenigstens einer gewichtsreduzierenden Nut versehen sein.
Klar ist, dass zur weiteren Verschleißabsenkung der Bereich der Spiralnut mit geeigneten aufgetragen Schichten wie CVD, PVD u. a., auch galvanisch aufgetragenem Material, versehen sein kann.
Ein Nockenstück besteht vorschlagsgemäß aus wenigstens einer Gruppe, aufweisend ein Kulissenstück und eine oder zwei Nockengruppen. Das eine Kulissenstück kann auch mehrere Spiralnuten aufweisen, wobei die wenigstens eine Nockengruppe zumindest zwei zueinander unterschiedliche Hubnocken hat. Es können auch mehrere der eingangs genannten Gruppen ein Baueinheit bilden und bspw. durch einen Lagerring getrennt sein. Auch können die Nocken wenigstens einer Gruppe phasenversetzt zueinander verlaufen.
Die massereduzierende Nut kann nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung ein U-, T-, V- oder hohlkehlartiges Profil haben.
Zur Zeichnung:
1 zeigt eine räumliche Ansicht auf eine erste Variante eines Nockenstücks;
2–5 zeigen das Nockenstück nach 1 in verschiedenen Drehansichten;
6 zeigt eine weitere Variante des Nockenstücks und die
7–10 zeigen das Nockenstück nach 6 in verschiedenen Drehansichten.
Zu den Fig. 1–Fig. 5:
Dargestellt ist ein Nockenstück 1 für einen variablen Schiebenockenventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Das Nockenstück 1 ist über eine Innenverzahnung 12 (s. 1) drehfest, jedoch axial verschieblich, auf einer nicht gezeigten Grundwelle des Schiebenockenventiltriebs montierbar. Es hat ein mittiges Kulissenstück 4 mit einer Spiralnut 5 in Doppel-S-Form für einen Aktorpineingriff. An jeder Seite des Kulissenstücks 4 sitzt eine Nockengruppe 2, 3 mit jeweils drei unterschiedlichen Nocken.
Zur Reduzierung der Masse des Nockenstücks 1 hat Letztgenanntes an seinem Außenmantel 6 zwei im Querschnitt U-förmige, segmentartig umlaufende Nuten 7, die bspw. gut aus 4 entnehmbar sind. Jede Nut 7 läuft genauer gesagt auf einem Außenring 8 des Kulissenstücks 4 nahe dessen Außenstirn 13. Die beiden Nuten 7 sind zueinander umfangsversetzt und schließen die Spiralnut 5 axial ein.
Es ist zu erkennen, dass sich jede Nut 7 mit ihrem Ein- und Auslaufbereich 10, 11 umfangsmäßig soweit erstreckt, dass sie, in Axialrichtung des Nockenstücks 1 gesehen, einem Verschiebebereich 9 der Spiralnut 5 benachbart ist.
Zu den Fig. 6–Fig. 10:
Der Unterschied zur vorbeschriebenen Gestaltung liegt darin, dass hierbei je zwei an jeder Seite der Spiralnut 5 liegende Nuten 7 axial aneinander grenzend appliziert sind.
Bei beiden Varianten (1–5 und 6–10) ist die jeweilige Nut 7 schmaler als ein Durchmesser des Aktorpins, so dass dessen unbeabsichtigter Eingriff nicht ermöglicht ist.
Bezugszeichenliste

1: Nockenstück
2: Nockengruppe
3: Nockengruppe
4: Kulissenstück
5: Spiralnut
6: Außenmantel
7: Nut
8: Außenring
9: Verschiebebereich
10: Auslaufbereich
11: Auslaufbereich
12: Innenverzahnung
13: Außenstirn

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 102009048621 A1 [0002]

Claims

Nockenstück (1) für einen variablen Schiebenockenventiltrieb einer Brennkraftmaschine, das drehfest, jedoch axial verschieblich auf einer Grundwelle des Schiebenockenventiltriebs montierbar ist sowie eine oder mehrere Nockengruppen (2, 3) und zumindest ein Kulissenstück (4) mit wenigstens einer Spiralnut (5) für einen Aktorpineingriff hat, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenmantel (6) des Nockenstücks (1) zumindest eine gewichtsreduzierende Nut (7) dargestellt ist, die nicht mit der Spiralnut (5) koinzidiert.
Nockenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (7) am Außenring (8) des Kulissenstücks (4) verläuft.
Nockenstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (7) segmentartig umläuft und zumindest im Wesentlichen außerhalb eines Verschiebebereichs (9) der Spiralnut (5) liegt.
Nockenstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einoder ein Auslaufbereich (10, 11) der Nut (7) oder beide Bereiche (10, 11) sich umfangsmäßig soweit erstrecken, dass sie, in Axialrichtung des Nockenstücks (1) gesehen, einem Verschiebebereich (9) der Spiralnut (5) benachbart sind.
Nockenstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei ein- oder beidseits der Spiralnut (5) liegende Nuten (7) axial aneinander grenzend appliziert sind.
Nockenstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Nut (7) schmaler als die Spiralnut (5) in ihrem Verschiebebereich (9) ist oder dass die Nut (7) den Aktorpineingriff nicht gestattend vorliegt.
Nockenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein mittiges Kulissenstück (4) vorliegt, dass beidseitig von je einer Nockengruppe (2, 3) mit zwei oder mehr Nocken flankiert ist.
Nockenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenstück (1) zwei Schiebegruppen aufweist, jeweils bestehend aus einem Kulissenstück (4) und einer axial angeschlossenen Nockengruppe (2 o. 3), welche Schiebegruppen axial beabstandet und durch Lagerring verbunden sind, über welchen Lagerring das Nockenstück (1) in einem Führungsteg der Brennkraftmaschine lagerbar ist.
Nockenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralnut (5) als Einfach-S- oder Doppel-S-Nut vorliegt.
Nockenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (7) ein U-, T-, V- oder hohlkehlartiges Profil besitzt.