DE102015205775A1

DE102015205775A1 - Schiebenockensystem mit einem an einer Aktorvorrichtung geführten Kulissenstein

Info

Publication number: DE102015205775A1
Application number: DE102015205775.5A
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: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken (2), der auf einer zumindest axial festgelegten Grundwelle (1) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer ein maschinenfestes Gehäuse (5) aufweisenden Aktorvorrichtung (6) zur Verstellung des Schiebenockens (2) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut (4) am Umfang des Schiebenockens (2) zumindest indirekt in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes (17), an dem eine Rückhubfeder (18) zum Deaktivieren des Aktorstiftes (17) angreift, wobei an dem dem Schiebenocken (2) zugewandten Bereich des Gehäuses (5) ein Kulissenstein (12) parallel zur Drehachse der Grundwelle (1) verschiebbar gelagert ist und am Kulissenstein (12) ein Führungsstift (13) befestigt ist, der dauerhaft mit der Verschiebenut (4) in Eingriff steht, wobei am Kulissenstein (12) dem Aktorstift (17) zugewandt mehrere zum Aktorstift (17) passende Öffnungen eingearbeitet sind und wobei der Kulissenstein (12) zumindest drei Öffnungen (14 bis 16) aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken, der auf einer zumindest axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer ein maschinenfestes Gehäuse aufweisenden Aktorvorrichtung zur Verstellung des Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens zumindest indirekt in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes, an dem eine Rückhubfeder zum Deaktivieren des Aktorstiftes angreift, wobei an dem dem Schiebenocken zugewandten Bereich des Gehäuses ein Kulissenstein parallel zur Drehachse der Grundwelle verschiebbar gelagert ist und am Kulissenstein ein Führungsstift befestigt ist, der dauerhaft mit der Verschiebenut in Eingriff steht, und wobei am Kulissenstein dem Aktorstift zugewandt zumindest zwei zum Aktorstift passende Öffnungen eingearbeitet sind.
Derartige Schiebenockensysteme sind allgemein bekannt. Das Schiebenockensystem gemäß der EP 0 798 451 A1 weist eine Aktorvorrichtung auf, bei der der Aktorstift mittels einer Rückhubfeder vom Eingriff mit der Verschiebenut deaktiviert werden kann. Weiterhin ist eine Arretiervorrichtung vorgesehen, die einen in der Grundwelle angeordneten federbelasteten Arretierkörper beinhaltet, der mit Arretierrillen an dem Schiebenocken in Verbindung steht. Um den Schiebenocken in drei axiale Positionen zum Aktivieren von drei Nocken 4a, 4b und 4c bewegen zu können, werden vier Aktorstifte eingebaut, was zu einem unverhältnismäßigen Aufwand führt.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, DE 10 2013 218 181 , den Aktorstift nicht direkt mit der Verschiebenut in Eingriff zu bringen, sondern am Gehäuse der Aktorvorrichtung einen Kulissenstein anzuordnen, der einen dauerhaft mit der Verschiebenut in Eingriff stehenden Führungsstift aufweist, wobei der Aktorstift in zwei Öffnungen am Kulissenstein eingreifen kann und seinerseits mittels einer Rückhubfeder deaktivierbar ist. Bei der DE 10 2013 218 181 handelt es sich um eine noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung der Anmelderin. Bei dieser Ausgestaltung besteht das Problem, dass mit den beiden Öffnungen im Kulissenstein und einem Aktorstift nur drei axiale Positionen geschaltet werden können, so dass auf dem Schiebenocken nur drei unterschiedliche Nocken bzw. ein Paar von drei unterschiedlichen Nocken betätigt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schiebenockensystem der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, bei dem mehr als drei axiale Positionen mit mehr als drei Nocken geschaltet werden können. Dies soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln darstellbar sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kulissenstein zumindest drei Öffnungen aufweist. Die Öffnungen sind dabei in Richtung der Drehachse der Grundwelle nebeneinander angeordnet. Da der Mittenabstand der Öffnungen gleich ist und dem Verschiebeweg der Verschiebenut von einer Nockenscheibe zur anderen entspricht, kann der eine Aktorstift durch Eingreifen in die eine Öffnung den Schiebenocken über den Kulissenstein, den Führungsstift und die Verschiebenut verschieben. Danach wird der Aktorstift deaktiviert und die Verschiebenut verschiebt den Kulissenstein über den Führungsstift wieder so, dass der Aktorstift in die daneben liegende Öffnung eingreifen kann und erneut eine Verschiebung zur nächsten axialen Position vollzieht. Durch die alternative Deaktivierung und Aktivierung des Aktorstiftes werden in Verbindung mit den drei Öffnungen vier Positionen des Schiebenockens bzw. der Nockenscheiben erreicht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verschiebenut in einem radial vorstehenden Nutabschnitt eingearbeitet ist, dass in einer parallel zur Drehachse der Grundwelle ausgerichteten Längsführung am Gehäuse ein Bügel gelagert ist, der den Nutabschnitt umgreift. Der Kulissenstein ist dabei in vorteilhafter Weise am Bügel geführt. Dabei kann am Gehäuse ein federbelasteter Arretierkörper eingebaut werden, der mit Arretiersenken an Führungslaschen der Längsführung des Bügels korrespondiert, wobei vier Arretiersenken entsprechend der vier vorgeschlagenen Positionen an der oder beiden Führungslaschen vorgesehen werden, um den Bügel und damit den Schiebenocken jeweils zu arretieren.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schiebenockensystems mit einer Aktorvorrichtung, einem Schiebenocken und einer Grundwelle,
2 zeigt einen Schnitt durch die Aktorvorrichtung und den Schiebenocken parallel zur Achse der Grundwelle entsprechend 1 und
3 zeigt einen Schnitt entsprechend 2, bei dem die Schnittlinie gegenüber der 2 in der Aktorvorrichtung versetzt ist.
In den 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Grundwelle bezeichnet, die nur als Abschnitt dargestellt ist und beliebig verlängert sein kann. Auf der Grundwelle 1 ist mittels eines Zahnnabenprofils ein Schiebenocken 2 drehfest gelagert, der axial auf der Grundwelle 1 verschiebbar ausgeführt ist. Der Schiebenocken 2 weist ein Paar von vier Nockenscheiben auf. Sie können beliebig ausgeführt sein, so dass verschiedene Hubkurven oder auch ein Nullhub realisiert werden kann. Zwischen den Gruppen der Nockenscheiben ist ein radial vorstehender Nutabschnitt 3 vorgesehen, in dem eine Verschiebenut 4 eingearbeitet ist. Passend zu dem Nutabschnitt 3 und der Verschiebenut 4 ist ein Gehäuse 5 einer Aktorvorrichtung 6 vorgesehen, das unabhängig von dem Schiebenocken 2 an einem feststehenden Bauteil des Zylinderkopfes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt ist. In einer Längsführung am Gehäuse 5, die parallel zur Achse der Grundwelle 1 ausgerichtet ist, ist ein Bügel 7 verschiebbar gelagert, der den Nutabschnitt 3 umgreift und mit dem Schiebenocken 2 axial verschoben wird. Der Bügel 7 weist Führungslaschen 8 auf, in denen Arretiersenken 9 eingearbeitet sind, die mit einem durch eine Arretierfeder 10 belasteten Arretierkörper 11 im Gehäuse 5 in Wirkverbindung stehen und dadurch eine Arretiervorrichtung des Schiebenockens 2 gegenüber dem Gehäuse 5 bilden. Am Bügel 7 ist ein Kulissenstein 12 gleitend geführt, der einen Führungsstift 13 aufweist, der dauerhaft in die Verschiebenut 4 eingreift, so dass der Führungsstift 13 und der Kulissenstein 12 der spiralförmigen Bewegung der Verschiebenut 4 folgen. Auf der dem Gehäuse 5 zugewandten Seite des Kulissensteins 12 sind in diesen eingearbeitet drei Öffnungen 14 bis 16 vorgesehen, in die ein im Gehäuse 5 gelagerter Aktorstift 17 eingreifen kann.
Der Aktorstift 17 ist mittels einer Rückhubfeder 18 am Gehäuse abgestützt, so dass die Rückhubfeder 18 den Aktorstift 17 deaktivieren und dadurch die Öffnungen 14 bis 16 freigibt. An dem Gehäuse 5 ist eine im Einzelnen nicht ausgeführte elektromagnetische Betätigungseinheit angebaut, die mit dem Aktorstift 17 in Wirkverbindung steht, so dass durch die Betätigung des Aktorstiftes 17 dieser gegen die Kraft der Rückhubfeder 18 aus dem Gehäuse 5 heraus geschoben werden kann und z.B. in die Öffnung 15 neben dem Führungsstift 13 eingreifen kann. Dadurch wird der Führungsstift 13 gegenüber dem Gehäuse 5 fixiert, so dass der Schiebenocken 2 entsprechend der Verschiebekontur der Verschiebenut 4 axial auf der Grundwelle 1 verschoben wird. Nach Verschieben des Schiebenockens 2 mit Führungsstift 13 und Kulissenstein 12 wird der Aktorstift 17 deaktiviert, wodurch der Kulissenstein aufgrund des Verlaufs der Verschiebenut 4 so verschoben wird, dass der Aktorstift 17 in daneben angeordneten Öffnungen 14 oder 16 eingreifen kann, wodurch eine weitere Verschiebung erfolgt. Durch die nachfolgende Aktivierung und Deaktivierung des Aktorstiftes 17 können zwei weitere Positionen und damit zwei weitere Nockenscheiben geschaltet werden, so dass insgesamt vier axiale Positionen passend zu den vier Nockenscheiben eingenommen werden können.
Bezugszeichenliste

1: Grundwelle
2: Schiebenocken
3: Nutabschnitt
4: Verschiebenut
5: Gehäuse
6: Aktorvorrichtung
7: Bügel
8: Führungslaschen
9: Arretiersenken
10: Arretierfeder
11: Arretierkörper
12: Kulissenstein
13: Führungsstift
14, 15, 16: Öffnungen
17: Aktorstift
18: Rückhubfeder

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

EP 0798451 A1 [0002]
DE 102013218181 [0003, 0003]

Claims

Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken (2), der auf einer zumindest axial festgelegten Grundwelle (1) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer ein maschinenfestes Gehäuse (5) aufweisenden Aktorvorrichtung (6) zur Verstellung des Schiebenockens (2) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut (4) am Umfang des Schiebenockens (2) zumindest indirekt in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes (17), an dem eine Rückhubfeder (18) zum Deaktivieren des Aktorstiftes (17) angreift, wobei an dem dem Schiebenocken (2) zugewandten Bereich des Gehäuses (5) ein Kulissenstein (12) parallel zur Drehachse der Grundwelle (1) verschiebbar gelagert ist und am Kulissenstein (12) ein Führungsstift (13) befestigt ist, der dauerhaft mit der Verschiebenut (4) in Eingriff steht, und wobei am Kulissenstein (12) dem Aktorstift (17) zugewandt zumindest zwei zum Aktorstift (17) passende Öffnungen eingearbeitet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenstein (12) zumindest drei Öffnungen (14 bis 16) aufweist.
Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14 bis 16) in Richtung der Drehachse der Grundwelle (1) gesehen nebeneinander angeordnet sind.
Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenabstand der Öffnungen (14 bis 16) gleich ist.
Schiebenockensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenabstand dem Verschiebeweg der Verschiebenut (4) von einer Nockenscheibe zur anderen entspricht.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebenut (4) in einem radial vorstehenden Nutabschnitt (3) eingearbeitet ist, dass in einer parallel zur Drehachse der Grundwelle (1) ausgerichteten Längsführung am Gehäuse (5) ein Bügel (7) gelagert ist, der den Nutabschnitt (3) umgreift und dass der Kulissenstein (12) am Bügel (7) geführt ist.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiervorrichtung mit einem federbelasteten Arretierkörper (11) vorgesehen ist, der mit Führungslaschen (8) der Längsführung des Bügels (7) und dem Gehäuse (5) in Wirkverbindung steht und dass der Arretierkörper (11) mit vier nebeneinander angeordneten Arretiersenken (9) in der/den Führungslasche(n) (8) korrespondiert.