DE102012209860A1

DE102012209860A1 - Schiebenockenventiltrieb

Info

Publication number: DE102012209860A1
Application number: DE201210209860
Authority: DE
Inventors: Ronny Günnel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2013-12-19

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schiebenockenventiltrieb (1) mit einer Grundwelle (2) und einem auf dieser drehfesten, jedoch axial verlagerbaren Nockenstück (3), das eine Nockengruppe (4) hat, wobei das Nockenstück (3) eine Spiralnut (5) aufweist und über Rastmittel (6) auf der Grundwelle (2) in Rastpositionen in der Zahl und im Abstand von Nocken der Nockengruppe (4) fixierbar ist, wobei sich längs zur Grundwelle (2) ein Träger (7) erstreckt, in welchem je Nockenstück (3) ein Aktor (8) mit einem in die Spiralnut (5) einfahrbaren Pin (9) befestigt ist und wobei die Rastmittel (6) im Wesentlichen außerhalb des Nockenstücks (3) sitzen sowie dieses über Formschluss halten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schiebenockenventiltrieb mit einer Grundwelle und wenigstens einem auf dieser drehfesten, jedoch axial verlagerbaren Nockenstück, das zumindest eine Nockengruppe hat, wobei das Nockenstück wenigstens eine Spiralnut aufweist und über Rastmittel auf der Grundwelle in Rastpositionen in der Zahl und im Abstand von Nocken der Nockengruppe fixierbar ist, wobei sich längs zur Grundwelle ein Träger erstreckt, in welchem je Nockenstück wenigstens ein Aktor mit einem in die Spiralnut einfahrbaren Pin befestigt ist.
Ein derartiger Schiebenockenventiltrieb ist in der DE 10 2008 028 513 A1 gezeigt. Die Grundwelle weist, zur Darstellung der Rastmittel, je Nockenstück zwei Radialbohrungen auf, in denen druckfederbelastete Kugeln sitzen, welche in komplementäre Nuten einer Bohrung des Nockenstücks im Arretierfall eingreifen.
Nachteilig ist es bei der vorgenannten Gestaltung, dass der federbelastete Kugelrastmechanismus, der größtenteils kraftschlüssig wirkt, durch die Bohrungen und Nuten signifikant die entsprechenden Bauteile (Grundwelle, Nockenstück) schwächt und dass hierzu ein beträchtlicher spanender Aufwand nötig ist.
Des Weiteren muss die Kraft der jeweiligen Druckfeder wegen der erforderlichen hohen Rastkräfte groß gewählt werden. Hierbei setzt jedoch der vorhandene Bauraum Grenzen.
Außerdem wird festgestellt, dass für ein sicheres Einfahren des Aktorpins vergleichsweise breite Ein- und Ausspurabschnitte an der jeweiligen Spiralnut erforderlich sind. Dies beruht u. a. darauf, dass der Träger, welcher die Aktoren hält, aus Aluminium besteht, wohingegen die Grundwelle aus Stahlwerkstoff gefertigt ist. Somit ist klar, dass sich bei Erwärmung der Brennkraftmaschine unterschiedliche Wärmedehnungen ergeben. Die vorgenannten breiten Einund Ausspurbereiche erfordern Bauraum, welcher bei den heutigen aufgeladenen, downgesizten Brennkraftmaschinen oft nicht im erforderlichen Maß zur Verfügung steht.
Zusätzlich kann es bei dem eingangs zitierten, kraftschlüssig wirkenden Rastmechanismus dazu kommen, dass ein vom Schlepphebel in das Nockenstück eingebrachter Axialschub die vorbestimmte Rastposition ungünstigstenfalls löst.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einem Schiebenockenventiltrieb einen sicheren und einfach aufgebauten Rastmechanismus zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rastmittel im Wesentlichen außerhalb des Nockenstücks sitzen, wobei es besonders bevorzugt ist, dass diese über Formschluss das Nockenstück halten.
Somit liegt ein Schiebenockenventiltrieb ohne die eingangs genannten Nachteile vor. Die formschlüssig wirkenden Rastmittel halten das Nockenstück sicher in dessen vorbestimmter Position. Äußere Einflüsse kommen nicht mehr zum Tragen. Das Nockenstück und die Grundwelle sind einfach aufgebaut und nicht mehr hinsichtlich deren Querschnitts geschwächt, so dass ggf. auch dünnwandiger dimensioniert werden kann.
Gleichfalls wirken sich durch die externe Rastierung die vorbeschriebenen Toleranzeinflüsse durch Wärmedehnung u. a. nicht mehr so signifikant aus, so dass die Ein- und Ausspurbereiche für den Pin des Aktors an der jeweiligen Spiralnut verkleinert werden können.
Vom Schutz der Erfindung ist allein auch eine Lösung umfasst, bei welcher die Rastmittel zwar nicht außerhalb des Nockenstücks sitzen, jedoch bei welcher diese hauptsächlich formschlüssig wirkend sind.
Nach einer weiter bevorzugten Fortbildung der Erfindung soll der Träger, welcher vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, ein Zylinderkopfdeckel ist, an seiner Unterseite sich quer zu diesem erstreckende Nuten / Rillen haben, in welche ein Radialvorsprung vom Nockenstück zum Rastierzweck eingreift. Diese Maßnahme lässt sich sehr einfach darstellen. Die bspw. mit einem Scheibenfräser erzielten Nuten liegen im Abstand und der Zahl der jeweiligen Schaltnocken pro Gruppe am Nockenstück vor und können geringfügig keilartig in Richtung Nutgrund verjüngt vorliegen, so dass ein Einfahren des Radialvorsprungs erleichtert wird.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, das Nockenstück mit einem Ringkragen als Radialvorsprung zu versehen, der ein- oder mehrteilig angebunden sein kann. Dabei ist es zweckmäßig, den Ringkragen an oder nahe einer der Stirnen des Nockenstücks darzustellen. Im Fall dessen separater Ausbildung kann dieser eine einfache, bspw. gestanzte Scheibe sein, die über eine Press-, Klemm- oder Schweißverbindung am Nockenstück befestigt ist.
Um eine axiale Verschiebung des Nockenstücks außerhalb von Nockenhubphasen zu ermöglichen, ist es vorgeschlagen, den Ringkragen mit einer simplen segmentartigen Freistellung (ca. 80°) zu versehen, so dass dieser bei Nockengrundkreisdurchlauf und möglicher Verschiebung des Nockenstücks nicht in Zwangseingriff mit den Nuten des Trägers ist. Ggf. käme auch eine radiale Verlagerung des Ringkragens oder dessen exzentrische Anordnung infrage.
Aus einer weiteren Fortbildung der Erfindung geht hervor, die Nuten am Träger in einer separaten Platte zu applizieren. Wird als Platte der Zylinderkopfdeckel verwendet, so muss dieser nicht wesentlich verändert werden. Es kommen jedoch auch separate Träger infrage. Bei einer einteiligen Ausbildung der Nuten im Träger / in der Platte können diese einfach mit eingeformt sein.
Die Nocken der Nockengruppe können auch einen Nullhubnocken aufweisen.
Zur Zeichnung:
1 zeigt eine Ansicht eines Schiebenockenventiltriebs mit teilgeschnittenen Komponenten und
2 zeigt eine räumliche Darstellung eines Nockenstücks des Schiebenockenventiltriebs mit scheibenartigem Radialvorsprung.
Dargestellt ist ein Schiebenockenventiltrieb 1 mit einer Grundwelle 2. Auf dieser sitzt drehfest ein axial verlagerbares Nockenstück 3, das hier beidendig eine Nockengruppe 4 mit je drei Nocken hat. Das Nockenstück 3 weist eine Spiralnut 5 auf. Es ist über später erläuterte, externe Rastmittel 6 auf der Grundwelle 2 in drei Rastpositionen der Nockengruppe 4 fixierbar.
Zu erkennen ist des Weiteren, dass sich längs zur Grundwelle 2 ein Träger 7 erstreckt, welcher Bestandteil eines Zylinderkopfdeckels ist. Über jedem Nockenstück 3 sitzt ein elektromagnetischer Aktor 8 mit einem in die Spiralnut 5 einfahrbaren, hier nur angedeuteten Pin 9. Der Aktor 8 ist über eine Schraubverbindung 15 am Träger 7 fixiert.
Der Träger 7 hat an seiner der Grundwelle 2 zugewandten Unterseite 10 drei orthogonal zur Grundwelle 2 verlaufende Nuten 11 als Bestandteil der Rastmittel 6. Die Nuten 11 sitzen in einer separat an einer Unterseite 10 des Trägers 7 befestigten Platte 13. Letztgenannte kann durch einen hier nicht gezeichneten Schlüssellochmechanismus quer zum Träger 7 aufgeschoben werden und ist in Richtung zur Grundwelle 2 an einem Ringkragen 17 des Aktors 8 gehalten.
In die in 1 gezeigte linke Nut 11 greift ein von einer Stirnseite 16 des Nockenstücks 3 einteilig abstehender Radialvorsprung 12 als ein weiterer Bestandteil der Rastmittel 6 formschlüssig ein. Der Radialvorsprung 12 liegt als Ringkragen vor (s. a. 2), welcher im Nockengrundkreisbereich mit einer segmentartigen Freistellung 14 versehen ist. Diese Freistellung 14 garantiert eine Aufhebung der zwangsweisen externen Verrastung des Nockenstücks 3 während des Nockengrundkreisdurchlaufs.
Zur Montage des Schiebenockenventiltriebs 1 kann der Träger 7 (Zylinderkopfdeckel) komplett mit Aktoren 8 und Platten 13 als Modul vormontiert bereitgehalten und auf den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine mit montierter Grundwelle 2 sowie darauf verlaufenden Nockenstücken 3 geschraubt werden.
Bezugszeichenliste

1: Schiebenockenventiltrieb
2: Grundwelle
3: Nockenstück
4: Nockengruppe
5: Spiralnut
6: Rastmittel
7: Träger
8: Aktor
9: Pin
10: Unterseite
11: Nut
12: Radialvorsprung
13: Platte
14: Freistellung
15: Schraubverbindung
16: Stirnseite
17: Ringkragen

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 102008028513 A1 [0002]

Claims

Schiebenockenventiltrieb (1) mit einer Grundwelle (2) und wenigstens einem auf dieser drehfesten, jedoch axial verlagerbaren Nockenstück (3), das zumindest eine Nockengruppe (4) hat, wobei das Nockenstück (3) wenigstens eine Spiralnut (5) aufweist und über Rastmittel (6) auf der Grundwelle (2) in Rastpositionen in der Zahl und im Abstand von Nocken der Nockengruppe (4) fixierbar ist, wobei sich längs zur Grundwelle (2) ein Träger (7) erstreckt, in welchem je Nockenstück (3) wenigstens ein Aktor (8) mit einem in die Spiralnut (5) einfahrbaren Pin (9) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel (6) im Wesentlichen außerhalb des Nockenstücks (3) sitzen.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastmittel (6) hauptsächlich über Formschluss das Nockenstück (3) halten.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) an seiner der Grundwelle (2) zugewandten Unterseite (10) orthogonal zur Grundwelle (2) verlaufende, feste Nuten (11) als den wesentlichen Bestandteil der Rastmittel (6) hat, die in der Zahl und im Abstand zu den Rastpositionen des Nockenstücks (3) korrespondieren, wobei vom Nockenstück (3) ein Radialvorsprung (12) als ein weiterer Bestandteil der Rastmittel (6) derartig absteht, dass er, bis auf eine „freie“ Grundkreisverschiebestellung des Nockenstücks (3), in eine der Nuten (11) zur Darstellung einer der Rastpositionen eingreift.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (11) des Trägers (7) in einer separat an dessen Unterseite (10) befestigten Platte (13) verlaufen.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung (12) des Nockenstücks (3) als Ringkragen vorliegt, welcher im Grundkreisbereich mit einer segmentartigen Freistellung (14) versehen ist.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung (12) an einer Stirnseite (16) des Nockenstücks (3) verläuft.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung (12) einteiliger Bestandteil des Nockenstücks (3) ist.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung (12) als separates Bauteil vorliegt und durch Anschweißen oder Aufpressen mit dem Nockenstück (3) fest verbunden ist.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) ein Zylinderkopfdeckel ist.
Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) komplett mit Nuten (11) und Aktor (8) vormontiert bereitgehalten and anschließend zur Grundwelle (2) mit darauf verlaufendem Nockenstück (3), zur Darstellung des Schiebenockenventiltriebs (1), komplettiert wird.