DE102012213863A1

DE102012213863A1 - Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102012213863A1
Application number: DE201210213863
Authority: DE
Inventors: Jochen Broz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2014-02-06

Abstract

Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Schiebenocken, die auf einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine gelagerten Grundwelle drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind, mit einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine befestigbaren Aktoreinheit (4), die zumindest einen aus der Aktoreinheit (4) heraus bewegbaren Aktorstift (5) aufweist, der bei seinem Heraus bewegen aus der Aktoreinheit (4) mit zumindest einer Verschiebenut (1) der Schiebenocken in Verbindung tritt, wobei die Verschiebenut (1) zumindest einen verbreiterten Einfahrbereich und einen Verschiebebereich mit einer Verschiebekontur (2) aufweist, die zumindest eine Verschiebeflanke (6) und eine anschließende Verzögerungsflanke (7) auf der gegenüberliegenden Seite beinhaltet, wobei die Fertigung der Verschiebenut (1) mittels eines Fräsers (8) in vorzugsweise zwei Arbeitsschritten erfolgt und wobei die Fräserführungslinie (9) im Anlagewechselbereich zwischen der Verschiebeflanke (6) und der Verzögerungsflanke (7) einen Versatz (10) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Schiebenocken, die auf einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine gelagerten Grundwelle drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind, mit einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine befestigbaren Aktoreinheit, die zumindest einen aus der Aktoreinheit heraus bewegbaren Aktorstift aufweist, der bei seinem Herausbewegen aus der Aktoreinheit mit zumindest einer Verschiebenut der Schiebenocken in Verbindung tritt, wobei die Verschiebenut zumindest einen verbreiterten Einfahrbereich und einen Verschiebebereich mit einer Verschiebekontur aufweist, die zumindest eine Verschiebeflanke und eine anschließende Verzögerungsflanke auf der gegenüberliegenden Seite beinhaltet, und wobei die Fertigung der Verschiebenut mittels eines Fräsers in vorzugsweise zwei Arbeitsschritten erfolgt.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Schiebenockensystem ist aus der DE- 10 2004 008 670 A1 bekannt. Die Verschiebenut wird dabei mittels zweier Fräsarbeitsgängen erstellt. Der erste Fräserarbeitsgang folgt der gewünschten Verschiebekontur. Um der Toleranzsituation, die unter den Einbaubedingungen vorliegt, Rechnung zu tragen, wird die so entstandene Nut mittels eines zweiten Fräserarbeitsganges abgeändert. Die Konturlinie, die diesem zweiten Fräserarbeitsgang zugrundeliegt, dient als Erweiterungskontur, insbesondere mit dem Ziel, im Einlaufbereich die Verschiebenut entsprechend der Toleranzsituation so zu erweitern, dass ein sicheres Einspuren des Aktorstiftes in den Einfahrbereich gewährleistet ist. Die Erweiterungskontur schneidet dabei die Verschiebekontur in dem sogenannten Anlagewechselbereich, wobei darunter der Bereich verstanden wird, bei dem die Verschiebung des Schiebenockens endet und die Verzögerung des Schiebenockens einsetzt. Der Durchmesser des Fräsers muss etwas größer gewählt sein als der Durchmesser des Aktorstiftes, um sicherzustellen, dass bei den erwarteten Verformungen ein Verklemmen des Aktorstiftes in der Verschiebenut vermieden wird. Zusätzlich hat der Aktorstift in der Aktoreinheit ein Spiel innerhalb der Aktorstiftführung, so dass reduziert auf die Lage der Aktoreinheit es zu einer veränderten Kinematik gegenüber der Kinematik des Fräsers kommt. Dies äußert sich darin, dass es in dem Anlagewechselbereich zwischen der Verschiebeflanke und der Verzögerungsflanke zu einer Freiflugphase kommen kann, bei der mindestens neben der Durchmesserdifferenz zwischen Aktorstift und Fräser zusätzlich das Spiel des Aktorstiftes in der Aktorstiftführung zu überwinden ist. Dies führt dazu, dass der Kontakt mit der Verzögerungsflanke verspätet einsetzt und es zu großen Kraftspitzen kommen kann.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Schiebenockensystem so zu verbessern, dass die beschriebenen Nachteile vermieden werden und durch eine Optimierung des Anlagewechselbereichs zwischen Verschiebeflanke und Verzögerungsflanke die auf den Aktorstift wirkenden Bremskräfte reduziert und optimiert werden. Dies soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln erfolgen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Fräserführungslinie im Anlagewechselbereich zwischen der Verschiebeflanke und der Verzögerungsflanke einen Versatz aufweist. Der Versatz soll vorzugsweise durch Verschieben der Verzögerungsflanke in Richtung Verschiebeflanke oder der Verschiebeflanke in Richtung Verzögerungsflanke erfolgen. Dadurch werden die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile behoben, da die Freiflugphase minimiert wird und die großen Kraftspitzen abgebaut werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Maß des Versatzes so gewählt ist, dass der Abstand des Endes der Verschiebeflanke und des Anfangs der Verzögerungsflanke quer zur Verschiebekontor ermittelt dem effektiven Durchmesser des Aktorstiftes entspricht. Der effektive Durchmesser des Aktorstiftes ist dabei ein gedachter, relativ zur Aktoreinheit als unbeweglich gedachter Aktorstift, der die gleichen Konturkontaktpunkte hat, wie der aufgrund des Spiels zwischen Aktorstift und Aktorstiftführung tatsächlich vorliegende Aktorstift. Der effektive Durchmesser des Aktorstiftes entspricht dabei dem tatsächlichen Durchmesser des Aktorstiftes abzüglich des radialen Spiels und des Spiels beim Kippen des Aktorstiftes in der Aktoreinheit. Weiterhin sind dabei ggf. Formveränderungen am Ende des Aktorstiftes zu berücksichtigen. Wird beispielsweise das Ende des Aktorstiftes kegelförmig ausgeführt, um trotz des Kippspiels des Aktorstiftes in der Aktorstiftführung eine linienförmige Auflage des Aktorstiftes in der Verschiebenut sicherzustellen, so soll diese Querschnittsverringerung ebenfalls in die Ermittlung des effektiven Durchmessers des Aktorstiftes eingehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die der Verschiebeflanke und der Verzögerungsflanke benachbarten Gegenflanken einen Querabstand aufweisen, der zumindest dem tatsächlichen Durchmesser des Aktorstiftes entspricht. Dabei ist natürlich zu berücksichtigen, dass aufgrund der Toleranzsituation sichergestellt werden muss, dass der Aktorstift an keiner Stelle der Verschiebenut sich verklemmt. Rein theoretisch kommt es auf den Querabstand der ersten Gegenflanke zu der Verschiebeflanke und der zweiten Gegenflanke zur Verzögerungsflanke nicht an. Er kann erheblich größer gewählt werden als der tatsächliche Durchmesser des Aktorstiftes, da in dem Drehzahlbereich, in dem die Verschiebung der Schiebenocken erfolgt, es grundsätzlich auf den Kontakt zwischen Aktorstift und Verschiebeflanke und der anschließenden Verzögerungsflanke ankommt und normalerweise kein Kontakt zu den Gegenflanken vorgesehen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigt:
1: eine Draufsicht auf eine Verschiebenut eines Verschiebenockens in abgewickelter Planardarstellung und
2: einen Schnitt durch den Aktorstift in der Aktoreinheit zur Erläuterung des effektiven Aktorstiftdurchmessers.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den 1 und 2 sind, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Verschiebenut bezeichnet, die eine Verschiebekontur 2 aufweist. Diese Verschiebekontur 2 bezieht sich auf die Kinematik bezüglich des effektiven Aktorstiftdurchmessers 3 (2). Der effektive Aktorstiftdurchmesser 3 ist dabei ein gedachter relativ zu der mit 4 bezeichneten Aktoreinheit als unbeweglich gedachter Aktorstift. Wie weiterhin 2 zu entnehmen ist, kann der tatsächliche Aktorstift 5, mit seinem effektiven Durchmesser innerhalb der Aktoreinheit 4 aufgrund des radialen Spieles, des Kippspiels und ggf. Formveränderungen des Endes des Aktorstiftes auch die Positionen 5‘ und 5‘‘ einnehmen. Der von den Umschlingungskreisen eingeschlossene Inhalt der Aktorstifte 5, 5‘, 5‘‘ bildet dabei den effektiven Aktorstiftdurchmesser 3. Eine Verschiebenut 1, die den effektiven Aktorstiftdurchmesser 3 entlang der gewünschten Verschiebekontur 2 führt, besteht unter anderem aus der Verschiebeflanke 6, an die sich eine erste Gegenflanke 6a anschließt und einer vorgelagerten zweiten Gegenflanke 7a, an die sich die Verzögerungsflanke 7 anschließt. Weiterhin ist mit 8 ein Fräser bezeichnet, der eine Fräserführungslinie 9 beschreibt. Mit 10 ist der Versatz bezeichnet, den die Fräserführungslinie 9 beschreibt, um den Übergang zwischen der Verschiebeflanke 6 und der Verzögerungsflanke 7 im Querabstand so festzulegen, dass der effektive Aktorstiftdurchmesser 3 die Verschiebenut 1 so passiert, dass er der Verschiebekontur 2 folgt und zwar ohne dass ein nennenswerter Freiflug mit kritischen Kräfteverhältnissen erfolgt. Mit 8a ist ein Fräserpin bezeichnet, der eine Erweiterungskontur mit der Fräsererweiterungslinie 9a erzeugt, die die Verschiebekontur 2 im Bereich des Versatzes 10 und auch die Fräserführungslinie 9 schneidet.
Bezugszeichenliste

1: Verschiebenut
2: Verschiebekontur
3: effektiver Aktorstiftdurchmesser
4: Aktoreinheit
5: Aktorstift
5‘: Aktorstift
5‘‘: Aktorstift
6: Verschiebeflanke
6a: erste Gegenflanke
7: Verzögerungsflanke
7a: zweite Gegenflanke
8: Fräser
8a: Fräserpin
9: Fräserführungslinie
9a: Fräsererweiterungslinie
10: Versatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004008670 A1 [0002]

Claims

Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Schiebenocken, die auf einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine gelagerten Grundwelle drehfest aber axial verschiebbar angeordnet sind, mit einer an einem Bauteil der Brennkraftmaschine befestigbaren Aktoreinheit (4), die zumindest einen aus der Aktoreinheit (4) heraus bewegbaren Aktorstift (5) aufweist, der bei seinem Heraus bewegen aus der Aktoreinheit (4) mit zumindest einer Verschiebenut (1) der Schiebenocken in Verbindung tritt, wobei die Verschiebenut (1) zumindest einen verbreiterten Einfahrbereich und einen Verschiebebereich mit einer Verschiebekontur (2) aufweist, die zumindest eine Verschiebeflanke (6) und eine anschließende Verzögerungsflanke (7) auf der gegenüberliegenden Seite beinhaltet, und wobei die Fertigung der Verschiebenut (1) mittels eines Fräsers (8) in vorzugsweise zwei Arbeitsschritten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräserführungslinie (9) im Anlagewechselbereich zwischen der Verschiebeflanke (6) und der Verzögerungsflanke (7) einen Versatz (10) aufweist.
Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz (10) durch Verschieben der Verzögerungsflanke (7) in Richtung zur Verschiebeflanke (6) oder umgekehrt erfolgt.
Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß des Versatzes (10) so gewählt ist, dass der Abstand des Endes der Verschiebeflanke (6) und des Anfangs der Verzögerungsflanke (7) quer zur Verschiebekontur (2) ermittelt dem effektiven Aktorstiftdurchmessers (3) entspricht.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der effektive Aktorstiftdurchmesser (3) dem tatsächlichen Durchmesser des Aktorstiftes (5, 5‘, 5‘‘) abzüglich des radialen Spiels und des Kippspiels des Aktorstiftes (5, 5‘, 5‘‘) in der Aktoreinheit (4) sowie Strukturveränderungen am Ende des Aktorstiftes entspricht.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Verschiebeflanke (6) und der Verzögerungsflanke (7) benachbarte erste (6a) und zweite Gegenflanke (7a) zur zugeordneten Verschiebeflanke (6) und Verzögerungsflanke (7) einen Abstand aufweisen, der zumindest dem tatsächlichen Durchmesser des Aktorstiftes (5, 5‘, 5‘‘) entspricht.