DE102013220560B4

DE102013220560B4 - Schiebenockensystem mit Kontaktflanken für ein Arretierbauteil

Info

Publication number: DE102013220560B4
Application number: DE102013220560.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Nendel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2033-10-12
Also published as: DE102013220560A1

Abstract

Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken (1), der auf einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer Aktorvorrichtung (5) zur Verstellung des Schiebenockens (1) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut (4) am Umfang des Schiebenockens (1) in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung (5) ein maschinenfestes Gehäuse (6) aufweist und die Verschiebenut (4) in einem Umfangsabschnitt des Schiebenockens (1) angeordnet ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung und/oder formschlüssigen Fixierung des Schiebenockens (1) in den unterschiedlichen axialen Positionen mittels eines Arretierbauteils (7), wobei das Arretierbauteil (7) mit scheibenförmigen Kontaktflächen (8) am Schiebenocken (1) in Verbindung steht und wobei zumindest eine der Kontaktflächen (8) eine Flankenunterbrechung aufweist, die in Drehrichtung des Schiebenockens (1) gesehen einem Einfahrbereich des Aktorstiftes in die jeweilige Verschiebenut (4) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenunterbrechung als axiale Zurücksetzung (9) der Kontaktfläche (8) ausgebildet ist und dass das Arretierbauteil (7) an dem Gehäuse (6) achsparallel zur Drehachse des Schiebenockens (1) verschiebbar gelagert ist, mit den scheibenförmigen Kontaktflächen (8) in Wirkverbindung steht und als an der Aktorvorrichtung (5) verschiebbar gelagerter Bügel ausgebildet ist, der einen vorstehenden Nutabschnitt (2) des Schiebenockens (1) umgreift, und dass die Kontaktflächen (8) seitlich am Nutabschnitt (2) angebracht und mit Zurücksetzungen (9) versehen sind, wobei die Flankenunterbrechung eine Kraftwirkung des Schiebenockens (1) auf das Arretierbauteil (7) unterbindet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken, der auf einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer Aktorvorrichtung zur Verstellung des Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung ein maschinenfestes Gehäuse aufweist und die Verschiebenut in einem Umfangsabschnitt des Schiebenockens angeordnet ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung und/oder formschlüssigen Fixierung des Schiebenockens in den unterschiedlichen axialen Positionen mittels eines Arretierbauteils. Das Arretierbauteil steht mit scheibenförmigen Kontaktflächen am Schiebenocken in Verbindung und zumindest eine der Kontaktflächen weist eine Flankenunterbrechung auf, die in Drehrichtung des Schiebenockens gesehen einem Einfahrbereich des Aktorstiftes in die jeweilige Verschiebenut zugeordnet ist
Ein derartiges Schiebenockensystem ist in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2013 211 328 A1 der Anmelderin beschrieben. Bei dieser Ausgestaltung weist die Arretiervorrichtung ein Übertragungselement zwischen dem Schiebenocken und der Aktorvorrichtung auf, wobei das Übertragungselement einerseits axial fest, aber drehbar mit einem Schiebenocken in Verbindung steht und wobei das Übertragungselement mit seinem anderen freien Ende in einer Führung der Aktorvorrichtung gelagert ist und von einem Verriegelungsstift beherrscht ist, der der axialen Position des Schiebenockens und damit des Übertragungselements entsprechend in jeweils eine Öffnung im Übertragungselement eingreift und damit eine formschlüssige Fixierung des Schiebenockens bewirkt. Der Verriegelungsstift wird einerseits über Aktorstifte zum Verriegeln in die jeweilige Öffnung geschoben und andererseits durch eine Feder zur Entriegelung aus der Öffnung herausbewegt. Da während des Betriebs der Hubkolbenbrennkraftmaschine auf den Schiebenocken je nach Geometrie und Ausgestaltung des Ventiltriebs der Hubkolbenbrennkraftmaschine axiale Kräfte wirken können, kann ein Verklemmen des Verriegelungsstiftes in der jeweiligen Öffnung erfolgen, so dass trotz Aktivierung eines Aktorstiftes und damit eingeleiteter Verschiebung des Schiebenockens die Fixierung nicht gelöst ist und Schäden entstehen können.
Es ist weiterhin ein Schiebenockensystem vorgeschlagen worden, nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2013 218 182 A1 der Anmelderin, bei der das Arretierbauteil als Bügel ausgebildet ist, der axial verschiebbar an der Aktorvorrichtung angeordnet ist und einen radial vorstehenden Nutabschnitt des Schiebenockens umgreift. In dem Arretierbauteil sind Arretierkerben eingearbeitet, die mit einem Arretierkörper in Verbindung stehen, der mittels einer Vorrichtung axial klemmbar ist, so dass eine formschlüssige Fixierung des Arretierbauteils in der Aktorvorrichtung vorliegt. Auch bei diesem Schiebenockensystem ist es möglich, dass eine ungewollte Festlegung des Arretierbauteils erfolgt, das zu Problemen beim Schalten bzw. Verschieben des Schiebenockens in eine andere Position führen kann.
Ein weiteres Schiebenockensystem ist aus der DE 10 2010 053 359 A1 bekannt. Gezeigt ist ein Schiebenocken, der auf einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer Aktorvorrichtung zur Verstellung des Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung ein maschinenfestes Gehäuse aufweist und die Verschiebenut in einem Umfangsabschnitt des Schiebenockens angeordnet ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung und formschlüssigen Fixierung des Schiebenockens in den unterschiedlichen axialen Positionen mittels eines Arretierbauteils. Das Arretierbauteil steht mit scheibenförmigen Kontaktflächen am Schiebenocken in Verbindung und zumindest eine der Kontaktflächen weist eine Flankenunterbrechung auf, die in Drehrichtung des Schiebenockens gesehen einem Einfahrbereich des Aktorstiftes in die jeweilige Verschiebenut zugeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schiebenockensystem zur Verfügung zu stellen, bei dem die zuvor beschriebenen Nachteile behoben werden und bei dem mit einfachen Mitteln ein sicheres Lösen der Fixierung des Arretierbauteils erfolgt.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Flankenunterbrechung als axiale Zurücksetzung der Kontaktfläche ausgebildet ist und dass das Arretierbauteil an dem Gehäuse achsparallel zur Drehachse des Schiebenockens verschiebbar gelagert ist, mit den scheibenförmigen Kontaktflächen in Wirkverbindung steht und als an der Aktorvorrichtung verschiebbar gelagerter Bügel ausgebildet ist, der einen vorstehenden Nutabschnitt des Schiebenockens umgreift, und dass die Kontaktflächen seitlich am Nutabschnitt angebracht und mit Zurücksetzungen versehen sind, wobei die Flankenunterbrechung eine Kraftwirkung des Schiebenockens auf das Arretierbauteil unterbindet.
Durch diese Flankenunterbrechung wird sichergestellt, dass zu dem Zeitpunkt, in dem der Aktorstift in die jeweilige Verschiebenut einfährt und eine Verschiebung einleitet, keine Axialkräfte auf das Arretierbauteil durch den Schiebennocken wirken, da die Flankenunterbrechung eine Krafteinwirkung des Schiebenockens auf das Arretierbauteil unterbindet. Die Arretierung und die formschlüssige Fixierung der Arretierung kann daher gelöst werden. Ein Verklemmen scheidet aus.
Die Flankenunterbrechung ist als kleine axiale Zurücksetzung der Kontaktfläche ausgebildet, da das Arretierbauteil für die axiale Entlastung nur einen geringen Entlastungsweg benötigt.
Das Arretierbauteil ist als an der Aktorvorrichtung verschiebbar gelagerter Bügel ausgebildet, der einen vorstehenden Führungsabschnitt des Schiebenockens umgreift. Die Kontaktflächen sind seitlich am Führungsabschnitt angebracht und mit Zurücksetzungen versehen. Die hier angesprochenen Kontaktflächen sind zwar auch in einer der vorgenannten Anmeldungen angesprochen, sind aber im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht mit Zurücksetzungen versehen.
Da die Kontaktflächen in der Regel paarweise angeordnet sind, ist es zweckmäßig, in beiden Kontaktflächen eine Flankenunterbrechung vorzunehmen, da je nach Ausgestaltung des Ventiltriebs, die auf den Verschiebenocken wirkenden Axialkräfte in beide axiale Richtungen wirken können.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beschrieben:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schiebenockens mit einer zugeordneten Aktorvorrichtung und einem Arretierbauteil.
In 1 ist mit 1 ein Schiebenocken bezeichnet, der etwa in der Mitte einen vorstehenden Nutabschnitt 2 aufweist, neben dem seitlich versetzt mehrere verschiedenartige Nocken vorgesehen sind. Der Schiebenocken 1 ist mittels eines Zahnnabenprofils 3 auf einer nicht dargestellten Grundwelle drehfest aber axial verschiebbar geführt, so dass je nach axialer Position des Schiebenockens 1 auf der von der Hubkolbenbrennkraftmaschine angetriebenen Grundwelle verschiedene Nocken mittels Übertragungselementen Gaswechselventile steuern können. In dem Nutabschnitt 2 ist eine nicht näher dargestellte Verschiebenut 4 eingearbeitet, in die ein nicht dargestellter Aktorstift einer Aktorvorrichtung 5 einfahren kann. Die Aktorvorrichtung 5 hat eine nicht sichtbare elektromagnetische Betätigungseinrichtung für ein oder mehrere Aktorstifte, die in einem halsförmigen Gehäuse 6 geführt sind. Das Gehäuse 6 ist, ebenfalls nicht dargestellt, in einer Öffnung eines Zylinderkopfes der Hubkolbenbrennkraftmaschine oder eines Bauteils derselben eingesetzt und dort befestigt, so dass die Aktorvorrichtung 5 maschinenfest geführt ist. Dadurch kann der Aktorstift über die Verschiebenut 4 eine Verschiebung des Schiebenockens 1 bewirken. An dem Gehäuse 6 ist ein Arretierbauteil 7 gelagert, das achsparallel zur Drehachse des Schiebenockens 1 verschiebbar im Gehäuse 6 gelagert ist. Das Arretierbauteil 7 ist als Bügel ausgebildet, der mit scheibenförmigen Kontaktflächen 8 in Wirkverbindung steht, die seitlich am Nutabschnitt 2 angeordnet sind. Die sichtbar dargestellte Kontaktfläche 8 weist eine Zurücksetzung 9 auf, die mit geringem Abstand zur Kontaktfläche 8 in Richtung zum Nutabschnitt 2 versetzt ist. Zwischen der Zurücksetzung 9 und der Kontaktfläche 8 sind Übergangsstrecken 10 vorgesehen, die mit geringer Steigung versehen, eine möglichst ruckfreie Zurückführung des Schiebenockens 1 durch das Arretierbauteil 7 bei einer möglicherweise entstandenen axialen Verschiebung des Schiebenockens 1 sicherstellen. Die Arretierung und formschlüssige Fixierung des Arretierbauteils 7 in dem Gehäuse 6 kann entsprechend der DE 10 2013 218 182 A1 ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Schiebenocken
2: Nutabschnitt
3: Zahnnabenprofil
4: Verschiebenut
5: Aktorvorrichtung
6: Gehäuse
7: Arretierbauteil
8: Kontaktflächen
9: Zurücksetzungen
10: Übergangsstrecken

Claims

Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken (1), der auf einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer Aktorvorrichtung (5) zur Verstellung des Schiebenockens (1) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut (4) am Umfang des Schiebenockens (1) in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung (5) ein maschinenfestes Gehäuse (6) aufweist und die Verschiebenut (4) in einem Umfangsabschnitt des Schiebenockens (1) angeordnet ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung und/oder formschlüssigen Fixierung des Schiebenockens (1) in den unterschiedlichen axialen Positionen mittels eines Arretierbauteils (7), wobei das Arretierbauteil (7) mit scheibenförmigen Kontaktflächen (8) am Schiebenocken (1) in Verbindung steht und wobei zumindest eine der Kontaktflächen (8) eine Flankenunterbrechung aufweist, die in Drehrichtung des Schiebenockens (1) gesehen einem Einfahrbereich des Aktorstiftes in die jeweilige Verschiebenut (4) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flankenunterbrechung als axiale Zurücksetzung (9) der Kontaktfläche (8) ausgebildet ist und dass das Arretierbauteil (7) an dem Gehäuse (6) achsparallel zur Drehachse des Schiebenockens (1) verschiebbar gelagert ist, mit den scheibenförmigen Kontaktflächen (8) in Wirkverbindung steht und als an der Aktorvorrichtung (5) verschiebbar gelagerter Bügel ausgebildet ist, der einen vorstehenden Nutabschnitt (2) des Schiebenockens (1) umgreift, und dass die Kontaktflächen (8) seitlich am Nutabschnitt (2) angebracht und mit Zurücksetzungen (9) versehen sind, wobei die Flankenunterbrechung eine Kraftwirkung des Schiebenockens (1) auf das Arretierbauteil (7) unterbindet.
Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (8) paarweise angeordnet sind und dass beide Kontaktflächen (8) eine Flankenunterbrechung aufweisen.