DE102013017477B3 - Valve gear of an internal combustion engine, internal combustion engine and method for producing a valve train - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Grundnockenwelle (2), auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein wenigstens ein Nockenelement (8) aufweisender Nockenträger (3) vorgesehen ist, wobei der Nockenträger (3) über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle (2) wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement (4) verfügt, auf dem das Nockenelement (8) angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement (4) und dem Nockenelement (8) wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement (12) angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Verbindungselement (12) das Nockenelement (8) bezüglich des Grundelements (4) in axialer Richtung festsetzt, wobei ein Formschlusselement (23) des Nockenelements (8) formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement (24) des Verbindungselements (12) zusammenwirkt und das Verbindungselement (12) mittels einer Rastverbindung (26) rastend an dem Grundelement (4) gehalten ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs (1).The invention relates to a valve train (1) of an internal combustion engine, with at least one base camshaft (2) on which at least one cam carrier (3) is provided, which is non-rotatable and axially displaceable, the cam carrier (3) being provided with a tubular carrier , the base camshaft (2) at least partially receiving base element (4), on which the cam member (8) is arranged, wherein between the base member (4) and the cam member (8) at least one torque transmitting connecting element (12) is arranged. It is provided that the connecting element (12) the cam member (8) relative to the base member (4) sets in the axial direction, wherein a positive locking element (23) of the cam member (8) positively cooperates with a form-locking counter-element (24) of the connecting element (12) and the connecting element (12) by means of a latching connection (26) latching on the base element (4) is held. The invention further relates to an internal combustion engine and to a method for producing a valve train (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Grundnockenwelle, auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein wenigstens ein Nockenelement aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei der Nockenträger über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement verfügt, auf dem das Nockenelement angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement und dem Nockenelement wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Ventiltrieb sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs.The invention relates to a valve train of an internal combustion engine, with at least one base camshaft on the rotatably and axially displaceable at least one at least one cam member exhibiting cam carrier is provided, wherein the cam carrier has a tubular, the base camshaft at least partially receiving base element on which the cam member is arranged wherein between the base member and the cam member at least one torque transmitting connecting member is arranged. The invention further relates to an internal combustion engine having at least one valve drive and a method for producing a valve train.
Ventiltriebe dieser Art können für Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, bei welchen das Arbeitsspiel von Gaswechselventilen einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften beeinflusst werden kann. Der mindestens eine Nockenträger, welcher auch als Nockenstück bezeichnet werden kann, ist drehfest und axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle angeordnet. Die Verschiebung des Nockenträgers in axialer Richtung erfolgt mit Hilfe einer Stelleinrichtung, die eine Schaltkulisse auf dem Nockenträger und einen ortsfest angeordneten Aktuator umfasst. Der Aktuator verfügt über einen ausfahrbaren Mitnehmer, der sich mit einer schrauben- beziehungsweise spiralförmigen Nut der Schaltkulisse in Eingriff bringen lässt. Dem Nockenträger ist der wenigstens eine Ventilbetätigungsnocken zugeordnet. Dieser weist eine Exzentrizität auf, welche der Betätigung eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine bei einem bestimmten Drehwinkel der Grundnockenwelle dient. Der Ventilbetätigungsnocken läuft demnach gemeinsam mit der Grundnockenwelle um, sodass das Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zumindest einmal pro Umdrehung von dem Ventilbetätigungsnocken beziehungsweise dessen Exzentrizität betätigt wird. Der Ventilbetätigungsnocken wirkt dazu vorzugsweise mit einem Rollenschlepphebel des Gaswechselventils zusammen, indem er mit diesem in Anlagekontakt tritt.Valve trains of this type can be used for internal combustion engines, in which the cycle of gas exchange valves of individual cylinders of the internal combustion engine can be influenced to improve the thermodynamic properties. The at least one cam carrier, which may also be referred to as a cam piece, is arranged rotationally fixed and axially displaceable on the base camshaft. The displacement of the cam carrier in the axial direction takes place with the aid of an adjusting device which comprises a shift gate on the cam carrier and a stationary actuator. The actuator has an extendable driver, which can be engaged with a helical or spiral groove of the shift gate. The cam carrier is associated with the at least one valve actuating cam. This has an eccentricity, which serves to actuate a gas exchange valve of the internal combustion engine at a certain angle of rotation of the basic camshaft. Accordingly, the valve actuating cam rotates together with the basic camshaft so that the gas exchange valve of the internal combustion engine is actuated by the valve actuating cam or its eccentricity at least once per revolution. The valve actuating cam cooperates preferably with a roller rocker arm of the gas exchange valve by coming into abutting contact with this.
Vorzugsweise sind mehrere Ventilbetätigungsnocken vorgesehen, welche unterschiedlichen Nockengruppen zugeordnet sein können. Die Ventilbetätigungsnocken können sich nun in der Winkellage, der Erstreckung in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung ihrer Exzentrizität unterscheiden. Durch das axiale Verschieben des Nockenträgers kann dieser in wenigstens zwei Stellpositionen, beispielsweise in eine erste und eine zweite Stellposition, gebracht werden. In der ersten Stellposition wird das Gaswechselventil von einem ersten der Ventilbetätigungsnocken und in der zweiten Stellposition von einem zweiten der Ventilbetätigungsnocken betätigt, welche derselben Nockengruppe zugeordnet sind. Durch die Verlagerung des Nockenträgers können somit insbesondere der Öffnungszeitpunkt, die Öffnungsdauer und/oder der Hub des Gaswechselventils, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, ausgewählt werden.Preferably, a plurality of valve actuation cams are provided, which may be assigned to different cam groups. The valve actuation cams can now differ in the angular position, the extent in the radial direction and / or in the circumferential direction of their eccentricity. By the axial displacement of the cam carrier this can be brought into at least two parking positions, for example in a first and a second parking position. In the first setting position, the gas exchange valve is actuated by a first of the valve actuation cams and in the second actuation position by a second one of the valve actuation cams associated with the same cam group. As a result of the displacement of the cam carrier, in particular the opening time, the opening duration and / or the lift of the gas exchange valve, in particular as a function of an operating state of the internal combustion engine, can be selected.
Bekannte Nockenträger sind beispielsweise einstückig ausgebildet und werden aus einem metallischen Vollmaterial gefertigt, das verschiedenen Fertigungsschritten unterzogen wird. Die Fertigungsschritte umfassen beispielsweise ein Räumen einer Innenverzahnung des Nockenträgers, ein Schleifen oder Abdrehen von zylindrischen, zur Drehlagerung dienenden Abschnitten des Nockenträgers, eine Elektronenstrahlhärtung einer Oberfläche der Ventilbetätigungsnocken sowie eine Gasnitrierung von Oberflächen im Bereich der Schaltkulisse. Diese Fertigungsschritte verursachen einen nicht unbeträchtlichen Aufwand und damit Kosten. Außerdem können zur Lagerung des bekannten Nockens im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine geteilte Lager mit zwei Lagerschalen beziehungsweise Lagerschalenhälften erforderlich sein, was einerseits einen zusätzlichen Fertigungs- und Montageaufwand und andererseits erhöhte Reibungsverluste im Falle einer unvollkommenen Paarung der beiden Lagerschalen oder Lagerschalenhälften verursacht.Known cam carriers are for example formed in one piece and are made of a solid metal material which is subjected to various manufacturing steps. The manufacturing steps include, for example, clearing internal teeth of the cam carrier, grinding or twisting cylindrical, pivotal portions of the cam carrier, electron beam hardening a surface of the valve actuation cams, and gas nitriding surfaces in the region of the gate. These manufacturing steps cause a not inconsiderable expense and thus costs. In addition, for the storage of the known cam in the cylinder head of the engine split bearing with two bearing shells or bearing shell halves may be required, causing on the one hand additional manufacturing and assembly costs and on the other hand increased friction losses in the case of an imperfect pairing of the two bearing shells or bearing shell halves.
Um den Fertigungsaufwand zu verringern, kann der Nockenträger modular aufgebaut sein und zu diesem Zweck aus dem Grundelement und dem wenigstens einen Nockenelement bestehen. Das Grundelement ist im Wesentlichen rohrförmig und nimmt die Grundnockenwelle wenigstens bereichsweise auf. Dazu umgreift es die Grundnockenwelle in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig. Das Grundelement weist bevorzugt eine Innenverzahnung auf, welche in eine Außenverzahnung der Grundnockenwelle zum drehfesten Halten des Grundelements an der Grundnockenwelle eingreift. Das Grundelement kann komplett mit Innenverzahnung als Profil gezogen werden und ist so einfach und kostengünstig herstellbar. Auf dem Grundelement wird das wenigstens eine Nockenelement angeordnet. Das Nockenelement ist insbesondere als Nockenscheibe beziehungsweise als Ventilbetätigungsnocken ausgebildet. Das Nockenelement kann alternativ jedoch auch ein anderes Element, beispielsweise die Schaltkulisse, ein Abstandshalter oder ein Arretierelement, sein. Das Nockenelement besteht bevorzugt aus Wälzlagerstahl, welches (fein) gestanzt und geschliffen beziehungsweise auf seiner Innenseite geräumt wird. Gleiche beziehungsweise gleichartige Nockenelemente können gemeinsam geschliffen beziehungsweise geräumt werden, was eine effiziente und kostengünstige Herstellung erlaubt.In order to reduce the production costs, the cam carrier may be of modular design and for this purpose consist of the base element and the at least one cam element. The base member is substantially tubular and receives the base camshaft at least partially. For this purpose it surrounds the base camshaft in the circumferential direction at least partially, preferably completely. The base member preferably has an internal toothing, which engages in an external toothing of the base camshaft for rotationally fixed holding the base member to the base camshaft. The basic element can be pulled completely with internal toothing as a profile and is so easy and inexpensive to produce. On the base element, the at least one cam element is arranged. The cam element is designed in particular as a cam disk or as a valve actuating cam. However, the cam element may alternatively be another element, for example the shift gate, a spacer or a locking element. The cam member is preferably made of bearing steel, which (fine) punched and ground or cleared on its inside. The same or similar cam elements can be ground or cleared together, which allows an efficient and cost-effective production.
Beispielsweise ist aus der Druckschrift
Daher wurde von der Anmelderin in der Druckschrift
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Ventiltrieb vorzuschlagen, welcher gegenüber dem bekannten Stand der Technik weiter verbessert ist, insbesondere eine einfachere und kostengünstigere Herstellung ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß mit einem Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Verbindungselement das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festsetzt, wobei ein Formschlusselement des Nockenelements formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement des Verbindungselements zusammenwirkt und das Verbindungselement mittels einer Rastverbindung rastend an dem Grundelement gehalten ist.It is an object of the invention to propose a valve train, which is further improved over the known prior art, in particular a simpler and more cost-effective production possible. This is achieved according to the invention with a valve train having the features of
Wie bereits vorstehend erläutert, ist zwischen dem Grundelement und dem Nockenelement das wenigstens eine drehmomentübertragende Verbindungselement angeordnet. Es ist also nicht vorgesehen, dass der Nockenträger beispielsweise um das Nockenelement gespritzt ist, wodurch eine Befestigung des Nockenelements an diesem erreicht wird. Vielmehr soll zwischen dem Grundelement und dem auf diesem angeordneten Nockenelement das Verbindungselement vorliegen, welches das Nockenelement zumindest in Umfangsrichtung gegenüber dem Grundelement festsetzt und damit eine zuverlässige, insbesondere formschlüssige, Drehmomentübertragung von dem Grundelement auf das Nockenelement gewährleistet. Das Verbindungselement ist dabei bevorzugt ein Sinterelement, welches gehärtet beziehungsweise durchgehärtet ist. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Ventiltrieb modular aufgebaut ist, sodass seine einzelnen Bestandteile, also Grundnockenwelle und Nockenträger beziehungsweise Grundelement sowie Nockenelement aus einem entsprechend der jeweiligen Belastung gewählten Material bestehen können. Bei der Herstellung können zudem materialspezifische Fertigungsverfahren gewählt werden. Für jedes der Elemente des Ventiltriebs kann somit das jeweils vorteilhafteste Material zum Einsatz kommen. Der modulare Charakter des Ventiltriebs kommt insbesondere bei einer Ausführungsform zum Tragen, bei welcher das Nockenelement auf das Grundelement aufsteckbar ist.As already explained above, the at least one torque-transmitting connecting element is arranged between the base element and the cam element. It is therefore not intended that the cam carrier is injected, for example, around the cam member, whereby an attachment of the cam member is achieved at this. Rather, the connecting element should be present between the base element and the cam element arranged thereon, which fixes the cam element at least in the circumferential direction relative to the base element and thus ensures a reliable, in particular positive, torque transmission from the base element to the cam element. The connecting element is preferably a sintered element, which is cured or through hardened. Such a configuration has the advantage that the valve drive is modular, so that its individual components, ie base camshaft and cam carrier or base element and cam element can consist of a material selected according to the respective load. In addition, material-specific manufacturing processes can be selected during production. For each of the elements of the valve train thus the most advantageous material can be used. The modular nature of the valve train is particularly important in an embodiment in which the cam member is attachable to the base member.
Das Verbindungselement ist nicht nur zum Herstellen der drehmomentübertragenden Verbindung zwischen dem Grundelement und den Nockenwellen vorgesehen. Vielmehr soll das Verbindungselement das Nockenelement bezüglich des Grundelements auch in axialer Richtung festsetzen. Die axiale Richtung ist dabei durch eine Drehachse der Grundnockenwelle bestimmt. Um das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festzusetzen, wirkt das Formschlusselement des Nockenelements formschlüssig mit dem Formschlussgegenelement des Verbindungselements zusammen. Das Formschlusselement ist beispielsweise ein Vorsprung beziehungsweise eine Haltenase, während das Formschlussgegenelement eine Vertiefung beziehungsweise eine Aufnahme für das Formschlusselement darstellt. Selbstverständlich ist alternativ jedoch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich.The connecting element is not only intended for producing the torque-transmitting connection between the base element and the camshafts. Rather, the connecting element should fix the cam element with respect to the basic element also in the axial direction. The axial direction is determined by a rotation axis of the basic camshaft. In order to fix the cam element in the axial direction with respect to the base element, the form-locking element of the cam element interacts with the form-fitting counter-element of the connecting element in a form-fitting manner. The form-fitting element is, for example, a projection or a retaining nose, while the form-fitting counter-element constitutes a depression or a receptacle for the form-locking element. Of course, alternatively, however, a reverse configuration is possible.
Durch das formschlüssige Zusammenwirken des Formschlusselements mit dem Formschlussgegenelement ist also zumindest das Festsetzen in axialer Richtung erreicht. Gleichzeitig kann über das Zusammenwirken der beiden Elemente auch die drehmomentübertragende Verbindung realisiert sein. Um das Verbindungselement sicher an dem Grundelement zu halten, ist die Rastverbindung vorgesehen. Mittels dieser wird das Verbindungselement rastend an dem Grundelement gehalten, wobei die Rastverbindung zu diesem Zweck beispielsweise formschlüssig vorliegt. Mittels der Rastverbindung wird das Verbindungselement zumindest in axialer Richtung bezüglich des Grundelements festgesetzt oder wenigstens abgestützt. Beispielsweise weist das Verbindungselement ein Rastelement und das Grundelement ein Rastgegenelement auf. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht nicht nur eine modulare Ausbildung des Ventiltriebs oder zumindest des Nockenträgers, sondern erleichtert gleichzeitig die Montage, welche schnell und rationell vorgenommen werden kann.Due to the positive cooperation of the positive locking element with the positive locking counter element so at least the setting is achieved in the axial direction. At the same time can be realized on the interaction of the two elements and the torque transmitting connection. In order to securely hold the connecting element to the base element, the latching connection is provided. By means of this, the connecting element is held latching on the base element, wherein the latching connection is present for this purpose, for example, form-fitting. By means of the latching connection, the connecting element is fixed at least in the axial direction with respect to the base element or at least supported. For example, the connecting element has a latching element and the base element has a latching counter element. Such a configuration not only allows a modular design of the valve train or at least the cam carrier, but also facilitates the assembly, which can be made quickly and efficiently.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungselement wenigstens bereichsweise in eine Halteöffnung des Grundelements eingreift und zumindest in Umfangsrichtung, insbesondere zusätzlich in axialer Richtung, formschlüssig in dieser gehalten ist. Das Grundelement weist demnach die Halteöffnung auf. Diese liegt bevorzugt in einem Mantel beziehungsweise einer Mantelfläche des rohrförmigen Grundelements vor beziehungsweise durchgreift diese. Das Verbindungselement greift wenigstens bereichsweise in die Halteöffnung ein, wobei das Verbindungselement und die Halteöffnung derart formangepasst sind, dass zumindest ein formschlüssiges Halten des Verbindungselements in Umfangsrichtung realisiert ist. Die Halteöffnung ist bevorzugt als sich in axialer Richtung erstreckendes Langloch ausgebildet.A further embodiment of the invention provides that the connecting element at least partially into a holding opening of the Basic element engages and at least in the circumferential direction, in particular additionally in the axial direction, is held in a form-fitting manner in this. The basic element therefore has the holding opening. This is preferably in a jacket or a lateral surface of the tubular base member or passes through this. The connecting element at least partially engages in the holding opening, wherein the connecting element and the holding opening are adapted in shape such that at least one positive holding of the connecting element in the circumferential direction is realized. The holding opening is preferably designed as a slot extending in the axial direction.
Vorzugsweise ist das Verbindungselement auch in axialer Richtung formschlüssig in der Halteöffnung ortsfest gehalten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Halteöffnung eine Verlagerung des Verbindungselements in axialer Richtung in gewissem Umfang, also mit einem bestimmten Spiel, zulässt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass lediglich ein Haltebereich des Verbindungselements in der Halteöffnung angeordnet ist, während ein Stützbereich des Verbindungselements auf einer Wandung des Grundelements, insbesondere dessen Mantel, beziehungsweise Mantelfläche, aufliegt und in radialer Richtung über das Grundelement übersteht. Zumindest der Stützbereich kann dabei im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist die dem Grundelement zugewandte Seite des Stützbereichs an das Grundelement formangepasst, sodass es im Wesentlichen flächig an diesem anliegt. Durch das Zusammenwirken der Halteöffnung und des Verbindungselements ist letzteres bezüglich der Drehachse der Grundnockenwelle drehfest an dem Grundelement festgesetzt.Preferably, the connecting element is held in a form-fitting manner in the retaining opening in the axial direction. However, it can also be provided that the holding opening permits a displacement of the connecting element in the axial direction to a certain extent, ie with a certain clearance. In particular, it is provided that only one holding region of the connecting element is arranged in the holding opening, while a support region of the connecting element rests on a wall of the base element, in particular its jacket, or lateral surface, and projects in the radial direction over the base element. At least the support region may be formed substantially cuboid. In particular, the side of the support area facing the base element is adapted in shape to the base element, so that it rests substantially flat against the base element. Due to the interaction of the holding opening and the connecting element, the latter is fixed in terms of rotation with respect to the axis of rotation of the basic camshaft to the basic element.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungselement wenigstens bereichsweise in eine Fixieröffnung des Nockenelements eingreift, wodurch dieses in Umfangsrichtung ortsfest gehalten ist. Die Fixieröffnung ist demnach ebenso wie die Halteöffnung des Grundelements derart an das Verbindungselement formangepasst, dass ein formschlüssiges Halten des Nockenelements in Umfangsrichtung realisiert ist. Über das Verbindungselement ist demnach das Nockenelement drehfest mit dem Grundelement verbunden. Wie vorstehend bereits erläutert, besteht das Verbindungselement vorteilhafterweise aus dem Haltebereich und dem Stützbereich. Während der Haltebereich in die Halteöffnung des Grundelements eingreift, soll der Stützbereich wenigstens teilweise in die Fixieröffnung des Nockenelements eingreifen. Das Verbindungselement greift somit in radialer Richtung sowohl in das Grundelement als auch das Nockenelement ein.A preferred embodiment of the invention provides that the connecting element at least partially engages in a fixing opening of the cam element, whereby this is held stationary in the circumferential direction. Accordingly, the fixing opening, as well as the holding opening of the basic element, is adapted in shape to the connecting element in such a way that a form-locking holding of the cam element in the circumferential direction is realized. Accordingly, the cam member is rotatably connected to the base member via the connecting element. As already explained above, the connecting element advantageously consists of the holding area and the supporting area. While the holding area engages in the holding opening of the base element, the support area should at least partially engage in the fixing opening of the cam element. The connecting element thus engages in the radial direction both in the base element and the cam member.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein weiteres Nockenelement vorgesehen ist, das durch Berührkontakt mit dem wenigstens einen Nockenelement in axialer Richtung festgesetzt ist. Insgesamt liegen also mehrere Nockenelemente vor, wobei ein erstes der Nockenelemente dem vorstehend beschriebenen Nockenelement entspricht und somit mittels des Verbindungselements bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festgesetzt ist. Wenigstens ein zweites der Nockenelemente liegt als das weitere Nockenelement vor, das durch Berührkontakt mit dem ersten Nockenelement in axialer Richtung festgesetzt sein soll. Es ist also nicht vorgesehen, dass die einzelnen Nockenelemente mittels separater Befestigungsmittel in axialer Richtung an dem Grundelement befestigt sind. Vielmehr sollen sie derart zueinander angeordnet sein, dass sie in axialer Richtung unverlagerbar sind, beispielsweise durch Berührkontakt beziehungsweise durch Anliegen an einem jeweils benachbarten der Nockenelemente. Endseitig des Nockenträgers beziehungsweise des Grundelements angeordnete Nockenelemente sind zu diesem Zweck beispielsweise als Arretierelemente ausgebildet. Die Arretierelemente sind in axialer Richtung bezüglich des Grundelements ortsfest gehalten, womit auch die weiteren Nockenelemente in axialer Richtung festgesetzt sind. Das Arretierelement ist beispielsweise ein gehärtetes Sinterelement.A development of the invention provides that at least one further cam element is provided, which is fixed by contact contact with the at least one cam element in the axial direction. Overall, therefore, there are a plurality of cam elements, wherein a first of the cam elements corresponds to the cam element described above and is thus fixed by means of the connecting element with respect to the base member in the axial direction. At least a second of the cam elements is present as the further cam element which is intended to be fixed by contact contact with the first cam element in the axial direction. It is therefore not intended that the individual cam elements are fastened by means of separate fastening means in the axial direction of the base member. Rather, they should be arranged to each other such that they are non-displaceable in the axial direction, for example by touch contact or by abutment against a respective adjacent one of the cam elements. For this purpose, cam elements arranged on the end side of the cam carrier or the basic element are designed as locking elements, for example. The locking elements are held stationary in the axial direction with respect to the base element, whereby the other cam elements are fixed in the axial direction. The locking element is for example a hardened sintered element.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass – in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung gesehen – das Grundelement nur eine einzige Halteöffnung und/oder das Nockenelement nur eine einzige Fixieröffnung aufweisen/aufweist. In Umfangsrichtung und/oder axialer Richtung sind also nicht mehrere Halteöffnungen beziehungsweise mehrere Fixieröffnungen nebeneinander angeordnet. Liegen mehrere Halteöffnungen beziehungsweise Fixieröffnungen vor, so sind diese entweder in Umfangsrichtung oder in axialer Richtung versetzt und bevorzugt voneinander beabstandet. Besonders bevorzugt liegt an dem Grundelement nur die einzige Halteöffnung sowie an dem Nockenelement nur die einzige Fixieröffnung vor. Alternativ können selbstverständlich auch in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung mehrere Halteöffnungen beziehungsweise Fixieröffnungen – jeweils mit darin angeordnetem Verbindungselement – vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Halteöffnungen und Fixieröffnungen in diesem Fall gleichmäßig über den Umfang des Grundelements beziehungsweise des Nockenelements verteilt. Insbesondere liegen jeweils zwei der Halte- beziehungsweise Fixieröffnungen einander diametral gegenüber.In a preferred embodiment of the invention it is provided that - seen in the circumferential direction and / or in the axial direction - the base element only a single holding opening and / or the cam member have only a single fixing opening / has. In the circumferential direction and / or axial direction so not more holding openings or more fixing holes are arranged side by side. If there are a plurality of holding openings or fixing openings, they are offset either in the circumferential direction or in the axial direction and are preferably spaced apart from one another. Particularly preferably, only the single holding opening is present on the base element and only the single fixing opening is present on the cam element. Alternatively, it is of course also possible to provide a plurality of holding openings or fixing openings in the circumferential direction and / or in the axial direction, each with a connecting element arranged therein. In this case, the holding openings and fixing openings are preferably distributed uniformly over the circumference of the basic element or of the cam element. In particular, two of the holding or fixing openings are diametrically opposite each other.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher vorgesehen ist, dass das Verbindungselement eine Haltevorrichtung zur axialen Festsetzung des Nockenträgers bezüglich der Grundnockenwelle zumindest mit ausbildet, insbesondere indem die Halteöffnung eine Wandung des Grundelements in radialer Richtung vollständig durchgreift. Die Haltevorrichtung dient dem Halten des Nockenträgers in axialer Richtung bezüglich der Grundnockenwelle. Die Axialfestsetzung muss dabei jedoch nicht permanent vorliegen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung eine axiale Verlagerung zwischen mindestens zwei Axialpositionen zulässt. Dabei kann die Haltevorrichtung insbesondere derart ausgebildet sein, dass zum Verlassen einer der Axialpositionen eine ausreichend große Kraft in axialer Richtung auf den Nockenträger aufgebracht werden muss. Erst bei Aufbringen dieser Kraft wird der Nockenträger aus seiner momentanen Axialposition herausverlagert und nimmt die benachbarte Axialposition ein. Prinzipiell kann eine beliebige Anzahl derartiger Axialpositionen vorgesehen sein. Übliche Ausgestaltungen des Ventiltriebs weisen jedoch lediglich zwei oder drei Axialpositionen auf.Particularly preferred is an embodiment of the invention, wherein it is provided that the connecting element with respect to a holding device for axially fixing the cam carrier forms the base camshaft at least with, in particular by the holding hole completely engages through a wall of the base member in the radial direction. The holding device serves to hold the cam carrier in the axial direction with respect to the base camshaft. However, the axial fixing need not be permanent. For example, it can be provided that the holding device allows an axial displacement between at least two axial positions. In this case, the holding device may in particular be designed such that for leaving one of the axial positions a sufficiently large force in the axial direction must be applied to the cam carrier. Only when applying this force of the cam carrier is moved out of its current axial position and takes the adjacent axial position. In principle, any number of such axial positions can be provided. However, conventional designs of the valve train have only two or three axial positions.
Die Haltevorrichtung kann insbesondere als Rasthaltevorrichtung ausgebildet sein, wobei an der Grundnockenwelle beispielsweise in einer Radialausnehmung der Grundnockenwelle, ein Rastelement vorgesehen ist. Das Rastelement kann beispielsweise elastisch oder von einem Federelement federkraftbeaufschlagt sein, sodass es in Richtung des Verbindungselements gedrängt wird. Das Verbindungselement weist wenigstens eine Rastausnehmung auf, in welche das Rastelement rastend eingreifen kann. Dabei ist eine der Anzahl der gewünschten Axialpositionen des Nockenträgers entsprechende Anzahl Rastausnehmungen vorgesehen, die in axialer Richtung voneinander beabstandet an dem Verbindungselement vorliegen. Somit kann der Nockenträger in axialer Richtung bezüglich der Grundnockenwelle verlagert werden, wobei bei einer solchen Verlagerung jedes Mal die Rastkraft der Rasthaltevorrichtung überwunden werden muss. Wird keine Kraft aufgebracht beziehungsweise ist die aufgebrachte Kraft kleiner als die Rastkraft der Rasthaltevorrichtung, so verbleibt der Nockenträger in seiner momentanen Axialposition und ist in dieser zuverlässig gehalten. Zu diesem Zweck ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Halteöffnung die Wandung des Grundelements in radialer Richtung vollständig durchgreift, sodass das Rastelement durch die Halteöffnung hindurch in Rastverbindung mit dem Verbindungselement treten kann.The holding device may in particular be designed as a snap-holding device, wherein on the base camshaft, for example in a radial recess of the base camshaft, a locking element is provided. The latching element may, for example, be resilient or spring-loaded by a spring element, so that it is urged in the direction of the connecting element. The connecting element has at least one latching recess into which the latching element can engage in a latching manner. In this case, one of the number of desired axial positions of the cam carrier corresponding number of latching recesses is provided, which are spaced from each other in the axial direction of the connecting element. Thus, the cam carrier can be displaced in the axial direction with respect to the base camshaft, wherein in such a shift every time the latching force of the latching device has to be overcome. If no force is applied or the applied force is less than the latching force of the latching device, the cam carrier remains in its current axial position and is held reliably in this. For this purpose, it is preferably provided that the retaining opening completely engages through the wall of the base element in the radial direction, so that the locking element can pass through the retaining opening into latching connection with the connecting element.
Eine besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jedem Nockenträger nur ein einziges Verbindungselement zugeordnet ist, das in axialer Richtung eine Erstreckung von mindestens 75%, mindestens 80%, mindestens 85%, mindestens 90% oder mindestens 95% der axialen Erstreckung des Grundelements aufweist. Auf diese Art und Weise kann das Verbindungselement dazu dienen, alle dem Nockenträger zugeordneten Nockenelemente drehfest bezüglich des Grundelements zu halten und insoweit eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Grundelement und den Nockenelementen herzustellen.A particularly preferred embodiment of the invention provides that each cam carrier is assigned only a single connecting element, which in the axial direction an extension of at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90% or at least 95% of the axial extent of the base element having. In this way, the connecting element can serve to hold all cam elements associated with the cam carrier in a rotationally fixed manner with respect to the base element and to this extent produce a torque transmission connection between the base element and the cam elements.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Nockenelement als Schaltkulisse, insbesondere als mehrteilige Schaltkulisse, vorliegt. Wie bereits eingangs erläutert, dient die Schaltkulisse dem Verlagern des Nockenträgers in axialer Richtung. Besonders bevorzugt ist die Schaltkulisse derart ausgestaltet, dass sie das Verlagern in axialer Richtung in gegenüberliegende Richtungen ermöglicht, sodass mit einer einzigen Schaltkulisse und besonders bevorzugt einem einzigen Mitnehmer des Aktuators wenigstens zwei Stellpositionen des Nockenträgers eingestellt werden können. Beispielsweise liegt die Schaltkulisse mehrteilig vor, setzt sich also aus wenigstens zwei, besonders bevorzugt wenigstens drei unabhängig voneinander hergestellten Elementen zusammen. Beispielsweise besteht die Schaltkulisse aus einem Trägerelement und wenigstens einem an dem Trägerelement befestigten Anbauteil, insbesondere gemäß den Ausführungen in der Druckschrift
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit wenigsten einem Ventiltrieb, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Ventiltrieb über wenigstens eine Grundnockenwelle verfügt, auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein, wenigstens ein Nockenelement aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei der Nockenträger über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement verfügt, auf dem das Nockenelement angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement und dem Nockenelement wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Verbindungselement das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festsetzt, wobei ein Formschlusselement des Nockenelements formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement des Verbindungselements zusammenwirkt und das Verbindungselement mittels einer Rastverbindung rastend an dem Grundelement gehalten ist. Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Ventiltriebs wurde bereits eingegangen. Der Ventiltrieb und die Brennkraftmaschine können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein.The invention further relates to an internal combustion engine having at least one valve drive, in particular according to the preceding embodiments, wherein the valve train has at least one base camshaft, on the rotatably and axially displaceable at least one, at least one cam member exhibiting cam carrier is provided, wherein the cam carrier via a tubular, the base camshaft has at least partially receiving base member on which the cam member is arranged, wherein between the base member and the cam member at least one torque transmitting connecting member is arranged. It is provided that the connecting element fixes the cam member with respect to the base member in the axial direction, wherein a positive locking element of the cam member cooperates positively with a form-locking counter-element of the connecting element and the connecting element is held by means of a locking connection latching to the base member. On the advantages of such a design of the internal combustion engine or the valve train has already been discussed. The valve train and the internal combustion engine can be developed according to the above statements.
Grundsätzlich sei noch einmal hervorgehoben, dass der Ventiltrieb über eine beliebige Anzahl von Nockenträgern verfügen kann, welche axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle angeordnet sind. Jeder Nockenträger verfügt dabei vorzugsweise über eine Vielzahl an Nockenelementen, wobei beispielsweise zwei der Nockenelemente als Arretierelemente und/oder ein weiteres der Nockenelemente als Schaltkulisse vorliegen können. Die übrigen Nockenelemente sind insbesondere als Ventilbetätigungsnocken ausgebildet.In principle, it should once again be emphasized that the valve drive can have any desired number of cam carriers which are arranged so as to be axially displaceable on the basic camshaft. Each cam carrier preferably has a plurality of cam elements, wherein, for example, two of the cam elements as Arresting elements and / or another of the cam elements may be present as a shift gate. The other cam elements are designed in particular as a valve actuating cam.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs, gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei folgende Schritte durchgeführt werden: Bereitstellen eines Grundelements; Herstellen wenigstens einer Halteöffnung in dem Grundelement; Einlegen eines drehmomentübertragenden Verbindungselements in die Halteöffnung in einer ersten Stellung; Aufschieben wenigstens eines Nockenelements über das Verbindungselement in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse einer Grundnockenwelle; und Verlagern des Verbindungselements in eine von der ersten Stellung verschiedene zweite Stellung, um das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festzusetzen, wobei das Verbindungselement in der zweiten Stellung mittels einer Rastverbindung rastend an dem Grundelement gehalten wird. Auch hier kann der Ventiltrieb beziehungsweise das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird. Die Halteöffnung wird bevorzugt derart ausgebildet, dass sie eine Wandung beziehungsweise einen Mantel des Grundelements, welches im Wesentlichen rohrförmig ist, vollständig durchgreift.Finally, the invention relates to a method for producing a valve train, as described above, wherein the following steps are carried out: provision of a basic element; Producing at least one holding opening in the base element; Inserting a torque-transmitting connecting element into the holding opening in a first position; Sliding on at least one cam element via the connecting element in the axial direction with respect to an axis of rotation of a base camshaft; and displacing the connecting element in a second position different from the first position, in order to fix the cam element with respect to the base member in the axial direction, wherein the connecting element is held in the second position by means of a latching connection latching to the base element. Again, the valve train or the process for its preparation according to the above statements can be developed, so that reference is made to this extent. The holding opening is preferably designed such that it completely engages through a wall or a jacket of the basic element, which is substantially tubular.
Besonders bevorzugt wird nach dem Festsetzen des Nockenelements wenigstens ein weiteres Nockenelement auf das Grundelement aufgebracht beziehungsweise aufgeschoben. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das weitere Nockenelement durch Berührkontakt mit dem Nockenelement in axialer Richtung festgesetzt wird. Das weitere Nockenelement beziehungsweise zumindest eines der weiteren Nockenelemente kann als Arretierelement ausgebildet sein, welches derart ausgebildet ist, dass es in axialer Richtung an dem Grundelement festgesetzt werden kann, insbesondere auch ohne Berührkontakt mit dem Nockenelement. Insbesondere ist eine derartige Ausgestaltung für ein randseitiges Arretierelement vorgesehen, wobei zwischen diesem und dem Nockenelement wenigstens ein weiteres Nockenelement angeordnet ist. Weil das Nockenelement sowie das Arretierelement in axialer Richtung gehalten sind, ist auch das dazwischenliegende weitere Nockenelemente bezüglich diesen ortsfest gehalten. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das weitere Nockenelement beziehungsweise die mehreren weiteren Nockenelemente einseitig an dem Nockenelement und anderseitig an dem Arretierelement anliegen.After the cam element has been secured, at least one further cam element is particularly preferably applied or pushed onto the base element. It is particularly provided that the further cam element is fixed by contact contact with the cam member in the axial direction. The further cam element or at least one of the further cam elements may be formed as a locking element, which is designed such that it can be fixed in the axial direction of the base member, in particular without touching contact with the cam member. In particular, such a configuration is provided for an edge-side locking element, wherein at least one further cam element is arranged between the latter and the cam element. Because the cam member and the locking element are held in the axial direction, and the intermediate further cam elements with respect to this is held stationary. In this case, provision is made in particular for the further cam element or the several further cam elements to rest on one side on the cam element and on the other side on the arresting element.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. Showing:
Die
Die Schaltkulisse
Die Ventilbetätigungsnocken
Die endseitig des Nockenträgers
Um die Nockenelemente
Die
Die Halteöffnungen
Die Fixieröffnungen
Das Verbindungselement
Bei der vorliegenden Ausführungsform des Ventiltriebs
Zusätzlich ist das Verbindungselement
Die
Während des ersten Montageschritts wird das Verbindungselement
Die
In dieser Stellung liegt die dargestellte Konfiguration vor, in welcher das Formschlusselement
Die
Nachfolgend werden nun die Nockenelemente
Die
Analog dazu zeigt die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ventiltriebvalve train
- 22
- Grundnockenwellebase camshaft
- 33
- Nockenträgercam support
- 44
- Grundelementbasic element
- 55
- Innenverzahnunginternal gearing
- 66
- Nockenelement, Ventilbetätigungsnocken, ArretierelementCam element, valve actuating cam, locking element
- 77
- Nockenelement, VentilbetätigungsnockenCam element, valve actuation cam
- 88th
- Nockenelement, SchaltkulisseCam element, shift gate
- 99
- Nockenelement, VentilbetätigungsnockenCam element, valve actuation cam
- 1010
- Nockenelement, Ventilbetätigungsnocken, ArretierelementCam element, valve actuating cam, locking element
- 1111
- Nutgroove
- 1212
- Verbindungselementconnecting element
- 1313
- Erste NockengruppeFirst cam group
- 1414
- Zweite NockengruppeSecond cam group
- 1515
- Halteöffnungholding opening
- 1616
- Mantelcoat
- 1717
- Fixieröffnungpegging
- 1818
- Drehachseaxis of rotation
- 1919
- Haltebereichholding area
- 2020
- Stützbereichsupport area
- 2121
- Haltevorrichtungholder
- 2222
- Rastausnehmungrecess
- 2323
- FormschlusselementForm-fitting element
- 2424
- FormschlussgegenelementForm-fitting counter element
- 2525
- Stufestep
- 2626
- Rastverbindunglocking connection
- 2727
- Mittelteilmidsection
- 2828
- Außenteilouter part
- 2929
- Außenteilouter part
- 3030
- Pfeilarrow
- 3131
- Pfeilarrow
- 3232
- Pfeilarrow
- 3333
- Rastelementlocking element
- 3434
- RastgegenelementDetent counter element
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310017477 DE102013017477B3 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Valve gear of an internal combustion engine, internal combustion engine and method for producing a valve train |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE201310017477 DE102013017477B3 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Valve gear of an internal combustion engine, internal combustion engine and method for producing a valve train |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102013017477B3 true DE102013017477B3 (en) | 2015-04-02 |
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ID=52673420
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DE201310017477 Active DE102013017477B3 (en) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | Valve gear of an internal combustion engine, internal combustion engine and method for producing a valve train |
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DE (1) | DE102013017477B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014007166B4 (en) * | 2014-05-15 | 2020-10-22 | Audi Ag | Valve drive for an internal combustion engine and internal combustion engine with at least one valve drive |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011109256A1 (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Audi Ag | Valve gear of an internal combustion engine, internal combustion engine and method for producing a corresponding valve train |
-
2013
- 2013-10-21 DE DE201310017477 patent/DE102013017477B3/en active Active
Patent Citations (1)
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Legal Events
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R084 | Declaration of willingness to licence |