DE102013223299A1

DE102013223299A1 - Schiebenockensystem mit verlängertem Einspurbereich

Info

Publication number: DE102013223299A1
Application number: DE102013223299.3A
Authority: DE
Inventors: Harald Elendt; Jan Pfannenmüller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-05-21
Also published as: CN105723057A; US20160281553A1; WO2015070862A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken, der auf zumindest 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 in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens eingreifbaren Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung ein maschinenfestes Gehäuse aufweist und die Verschiebenut in einem Hochkreismantel (4) des Schiebenockens bis zu einem Nutgrund (7, 8) eingearbeitet und schraubenförmig ausgebildet ist und einen Einfahrbereich, einen Verschiebebereich mit einer Beschleunigungs- und einer Bremsflanke und einen Ausfahrbereich für den Aktorstift aufweist, wobei der Verschiebenut (5, 5a oder 6, 6a) ein verlängerter Einspurbereich (9 oder 10, 11 oder 12) zugeordnet ist und dass der verlängerte Einspurbereich (9 bis 12) zumindest teilweise einen Materialabtrag vom Niveau des Hochkreismantels (4) in Richtung des Nutgrundes (7 oder 8) aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken, der auf zumindest 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 in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens eingreifbaren Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung ein maschinenfestes Gehäuse aufweist und die Verschiebenut in einem Hochkreismantel des Schiebenockens bis zu einem Nutgrund eingearbeitet und schraubenförmig ausgebildet ist und einen Einfahrbereich, einen Verschiebebereich mit einer Beschleunigungs- und einer Bremsflanke und einen Ausfahrbereich für den Aktorstift aufweist.
Ein derartiges gattungsbildendes Schiebenockensystem ist aus der DE 10 2009 009 080 A1 bekannt. Auf dem Hochkreismantel der Schiebenocken dieses Systems sind zwei Verschiebenuten hintereinander angeordnet, die am Umfang des Hochkreismantels sich axial gegenläufig erstreckende Kurvenbahnen aufweisen und als Doppel S-Nut ausgebildet sind. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen, z. B. bei hoher Schaltdrehzahl und niedriger Temperatur, kann die Ausfahrgeschwindigkeit des jeweiligen Aktorstiftes aus dem Gehäuse zu gering sein, um richtig in die jeweilige Verschiebenut einzuspuren. Hierdurch kann es zu Fehlschaltungen, Fehlpositionierungen und Teilüberdeckungen kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schiebenockensystem der gattungsbildenden Art so zu verbessern, dass die genannten Nachteile behoben werden. Es soll sichergestellt werden, dass keine Fehlschaltungen, Fehlpositionierungen und Teilüberdeckungen entstehen und unter allen Betriebsbedingungen eine sichere und exakte Verschiebung des Schiebenockens erfolgt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Verschiebenut ein verlängerter Einspurbereich zugeordnet ist und dass der verlängerte Einspurbereich zumindest teilweise einen Materialabtrag vom Niveau des Hochkreises oder Hochkreismantels in Richtung Nutgrund aufweist. Die Verlängerung des Einspurbereichs erstreckt sich im Wesentlichen im Anschluss an den Einfahrbereich entgegen der Drehrichtung des Schiebenockens. Dadurch wird sichergestellt, dass der Aktorstift in diesem Bereich bereits vollständig aus der Aktorvorrichtung ausfahren kann, ohne durch Hochkreisbereiche gehindert zu sein. Es sind daher keine hohen Ausfahrgeschwindigkeiten des Aktorstiftes erforderlich, sodass langsame, einfache und kostengünstige Aktorvorrichtungen zur Anwendung kommen können. In vorteilhafter Weise ist jeder Verschiebenut ein verlängerter Einspurbereich zugeordnet, so dass die vorgeschlagenen Maßnahmen auch für beide Nuten einer Doppel S-Nut benutzt werden können.
Der Materialabtrag ist so ausgeführt, dass er bis zum Niveau des Nutgrundes reicht und die gleiche Umfangserstreckung hat, wie der verlängerte Einspurbereich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass bei einem Doppel S-Nut-System mit zwei Verschiebenuten der verlängerte Einspurbereich und der Materialabtrag für die eine Verschiebenut zwischen ca. 145° und ca. 290° Nockenwinkel liegt und der verlängerte Einspurbereich für die zweite Verschiebenut ca. 75° bis ca. 290° Nockenwinkel beträgt. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der Einfahrmöglichkeit und Einfahrstrecke des jeweiligen Aktorstiftes. Der verlängerte Einspurbereich mit Materialabtrag kann dem vollständigen Schiebenockenumfang abzüglich des Verschiebebereichs entsprechen, so dass lange Umfangsstrecken für das Einfahren der Aktorstifte zur Verfügung stehen.
Da je nach Ausgestaltung des verlängerten Einspurbereichs die Bremsflanke teilweise weggeschnitten wird, wird vorgeschlagen, dass die Bremsflanke des Verschiebebereichs nach außen hin in die Wand der Verschiebenut verlagert wird.
Da üblicherweise an dem Schiebenocken eine Arretiervorrichtung wirksam ist, die einen federbelasteten Arretierkörper aufweist, der mit je einer den axialen Positionen zugeordneten Arretierausnehmung in Wirkverbindung steht, kann die Arretiervorrichtung auch zum Abbremsen des Schiebenockens in die jeweilige Verschiebeposition mit genutzt werden.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt ein Doppeldiagramm mit einer Umfangsabwicklung von 900° Nockenwinkel, wobei in der oberen Hälfte die Verschiebung des Schiebenockens aufgetragen ist und in dem unteren Teil die Nutgrundtiefe;
2, 3 und 4 zeigen eine Ansicht auf einen Hochkreisbereich und Schnitte durch diesen für eine erste Nutanordnung;
5, 6 und 7 zeigen eine Ansicht auf einen Hochkreisbereich und Schnitte durch diesen für eine modifizierte Nutanordnung und
8 und 9 zeigen Ansichten auf Hochkreisbereiche von Schiebenocken für modifizierte Nutanordnungen.
In den 1 bis 9 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 der Verschiebeweg eines Schiebenockens in eine Richtung und mit 2 der Verschiebeweg des Schiebenockens in die Gegenrichtung bezeichnet. Mit 3a ist die Einfahrstrecke eines Aktorstiftes bezeichnet, die am Ende zum Verschieben des Schiebenockens entlang des Verschiebeweges 1 führt. Die Einfahrstrecke 3a des Aktorstiftes bezieht sich auf die erste Verschiebenut. Eine entsprechende Einfahrstrecke für eine zweite mit 3b bezeichnet Verschiebenut beginnt bei ca. 270° Nockenwinkel und endet bei etwa 560° Nockenwinkel.
In 2, mit Blick auf einen Hochkreisbereich ist der Hochkreismantel mit 4 bezeichnet. Daneben ist eine Verschiebenut angeordnet, die mit 5 bezeichnet ist. Schnitt E-E gemäß 4 verläuft durch die Verschiebenut 5 und zeigt, dass ein großer, verlängerter Einspurbereich, mit 9 bezeichnet, vorgesehen ist, in dem ein Materialabtrag bis zu einem Nutgrund 7 eingearbeitet ist. Der verlängerte Einspurbereich 9 umfasst einen Nockenwinkel von etwas mehr als 145°. Schnitt D-D gemäß 3, der durch die Verschiebenut 6 und den Hochkreismantel 4 verläuft, zeigt einen verlängerten Einspurbereich 10, der ca. 75° Nockenwinkel beträgt. Der Materialabtrag bis zu einem Nutgrund 8 ist entsprechend ausgeführt.
Die Ansicht auf den Hochkreismantel 4 in 5 zeigt eine modifizierte Ausgestaltung der Doppel S-Nut, wobei die mit 5a bezeichnete Verschiebenut und die Verschiebenut mit dem Bezugszeichen 6a sichtbar sind. Wie 7 zu entnehmen ist, beträgt der verlängerte Einspurbereich 11 der Verschiebenut 5a mehr als ca. 290° Nockenwinkel und der verlängerte Einspurbereich 12 der Verschiebenut 6a ebenfalls mehr als ca. 290° Nockenwinkel.
In den 8 und 9 sind wiederum modifizierte Doppel S-Nuten dargestellt mit den Hochkreismänteln 4. Bei der Verschiebenut 5a ist eine Bremsflankenverlagerung 13 und bei der Verschiebenut 6a eine Bremsflankenverlagerung 14 vorgesehen, die in die Wand der Verschiebenut eingearbeitet sind, da die ohne die erfinderischen Merkmale normalerweise vorhandenen Bremsflanken abgetragen sind.
Bezugszeichenliste

1: Verschiebeweg des Schiebenockens
2: Verschiebeweg des Schiebenockens
3: Einfahrstrecke des Aktorstiftes
4: Hochkreismantel
5: Verschiebenut
5a: Verschiebenut modifiziert
6: Verschiebenut
6a: Verschiebenut modifiziert
7: Nutgrund
8: Nutgrund
9: verlängerter Einspurbereich
10: verlängerter Einspurbereich
11: verlängerter Einspurbereich modifiziert
12: verlängerter Einspurbereich modifiziert
13: Bremsflankenverlagerung
14: Bremsflankenverlagerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009009080 A1 [0002]

Claims

Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken, der auf zumindest 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 in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens eingreifbaren Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung ein maschinenfestes Gehäuse aufweist und die Verschiebenut in einem Hochkreismantel (4) des Schiebenockens bis zu einem Nutgrund (7, 8) eingearbeitet und schraubenförmig ausgebildet ist und einen Einfahrbereich, einen Verschiebebereich mit einer Beschleunigungs- und einer Bremsflanke und einen Ausfahrbereich für den Aktorstift aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebenut (5, 5a oder 6, 5a) ein verlängerter Einspurbereich (9 oder 10, 11 oder 12) zugeordnet ist und dass der verlängerte Einspurbereich (9 bis 12) zumindest teilweise einen Materialabtrag vom Niveau des Hochkreismantels (4) in Richtung des Nutgrundes (7 oder 8) aufweist.
Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verschiebenut (5, 5a und 6, 6a) ein verlängerter Einspurbereich (9 und 10, 11 und 12) zugeordnet ist.
Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag bis zum Niveau des Nutgrundes (7 und 8) reicht.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Einspurbereich (9 bis 12) der Umfangserstreckung des Materialabtrags entspricht.
Schiebenockensystem mit zwei Verschiebenuten, die als Doppel S-Nuten ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerten Einspurbereiche (9 bis 12) für die einen Verschiebenuten (5, 5a) zwischen ca. 145° und ca. 290° Nockenwinkel und für andere Verschiebenuten (6, 6a) ca. 75° und ca. 290° Nockenwinkel betragen.
Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerten Einspurbereiche (9 bis 12) den vollständigen Schiebenockenumfängen abzüglich der Verschiebebereiche entsprechen.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsflanken der Verschiebebereiche nach außen in die Wände der Verschiebenuten verlagert sind.