DE3705128A1

DE3705128A1 - Camshaft intended for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3705128A1
Application number: DE19873705128
Authority: DE
Inventors: Rainer Paul Dipl Ing Gross
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-09-01
Also published as: DE3705128C2

Abstract

Slide blocks (13) are displaceably supported in a camshaft (2), which by means of a control slide (14) running in the camshaft (2) can be moved to a greater or lesser extent out of the camshaft (2) in order to vary the valve timing characteristic of an internal combustion engine. An endless belt (15) is externally guided over each slide block (13) and balances out irregularities in the cam surface. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine für eine Verbren nungskraftmaschine bestimmte Nockenwelle zur Steuerung der Gaswechselventile, welche Kipphebel betätigende, durch Herausfahren von Kulissen aus dem Nockenwellen profil verstellbare Steuernocken hat. Eine solche Nocken welle ist in der DE-AS 26 47 332 beschrieben.The invention relates to a for burning engine to control the camshaft the gas exchange valves, which actuate rocker arms, by moving scenes out of the camshafts has adjustable control cams. Such a cam Wave is described in DE-AS 26 47 332.

Bei der vorbekannten Nockenwelle ist für jeden Kipphebel ein Nockenring verdrehbar auf der Nockenwelle angeord net. Diese Nockenringe werden jeweils beim Herausfahren der Kulissen aus der Nockenwelle relativ zur Nockenwelle dadurch fixiert, daß die jeweilige Kulisse in eine sich von der Nockenwelle weg verengende, innenseitige Aus nehmung des Nockenringes fährt. Die Betätigung der Kulissen erfolgt hydraulisch durch Druckbeaufschlagung von in der Nockenwelle angeordneten Druckkammern.With the known camshaft there is a rocker arm for everybody a cam ring rotatably arranged on the camshaft net. These cam rings are each when moving out the scenes from the camshaft relative to the camshaft fixed in that the respective backdrop in one from the camshaft narrowing, inside out takes the cam ring. The actuation of the Backdrops are made hydraulically by applying pressure of pressure chambers arranged in the camshaft.

Die Nockenwelle nach der genannten DE-AS 26 47 332 ist relativ kompliziert aufgebaut und ermöglicht im Bereich des Nockenanstiegs durch die Verdrehbarkeit des Nocken ringes lediglich eine Parallelverschiebung der Steuer charakteristik.The camshaft according to the DE-AS 26 47 332 mentioned relatively complicated structure and enables in the area of the cam rise due to the rotatability of the cam ringes only a parallel shift of the tax characteristic.

Durch die DE-OS 26 21 363 ist es auch schon bekannt, eine Nockenwelle derart auszubilden, daß bei den einzel nen Steuernocken die Öffnungs- und Schließflanken gegen einander verdrehbar sind. Dadurch kann man die Steuer charakteristik im größeren Maße verändern, jedoch ist die Nockenwelle nach dieser Schrift ebenfalls relativ aufwendig aufgebaut. Weiterhin sind die Ventile so aus gebildet, daß sie in Öffnungsrichtung federbelastet sind. Eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Nocken welle bedingt deshalb eine sehr weitgehende Abwandlung herkömmlicher Brennkraftmaschinen.From DE-OS 26 21 363 it is also known form a camshaft so that the individual control cams against the opening and closing edges are rotatable. This allows you to pay the tax change the characteristic to a greater extent, however the camshaft according to this document also relative complex. Furthermore, the valves are so formed that they are spring-loaded in the opening direction are. An internal combustion engine with such a cam wave therefore requires a very extensive modification conventional internal combustion engines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nocken welle der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß die Steuercharakteristik möglichst weitgehend variabel ist, ohne daß die bisher üblichen Konzepte für Brennkraftmaschinen durchgreifend verändert werden müssen.The invention has for its object a cam to design the wave of the type mentioned at the beginning, that the tax characteristic as much as possible is variable without the usual concepts for Internal combustion engines are changed radically have to.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Kulissen jeweils ein umlaufendes Band vor gesehen ist, welches dort die Nockenwelle und den aus ihr herausragenden Kulissenbereich umschlingt.This object is achieved in that a circumferential band in front of the scenes seen which is there the camshaft and the wraps around its outstanding backdrop area.

Dieses Band überbrückt die beim Herausfahren der Kulisse entstehenden Unregelmäßigkeiten in der Nockenoberfläche. Dadurch werden unerwünscht hohe Differenzbeschleunigun gen auf der ansteigenden und abfallenden Flanke des Nockens vermieden. Weiterhin hält das Band die von ihm umschlungenen Teile fest zusammen, so daß es nicht zu Schwingungen und dadurch Klappererscheinungen kommen kann. Durch die Erfindung wird ein variabler Ventiltrieb geschaffen, ohne daß wesentliche Änderungen in der Brenn kraftmaschine vorgenommen werden müssen. In Sonderfällen ist sogar ein nachträgliches Nachrüsten bei vorhandenen Brennkraftmaschinen möglich. Dank der Erfindung werden die Arbeits- und Reibverluste des Ventiltriebs sowohl im Leerlauf als auch im Teillastbereich reduziert. Weiter hin kann die Drosselklappe stark vereinfacht werden oder im Extremfall sogar entfallen.This band bridges the gap when the backdrop is pulled out resulting irregularities in the cam surface. This results in undesirably high differential accelerations on the rising and falling flanks of the Avoided cam. Furthermore, the tape holds those of him wrapped parts tightly together so that it is not too Vibrations and thereby rattling appear can. The invention provides a variable valve train created without significant changes in the focal engine must be made. In special cases is even a retrofit to existing ones Internal combustion engines possible. Thanks to the invention the work and friction losses of the valve train both in Idle as well as reduced in the partial load range. Next the throttle valve can be greatly simplified or in extreme cases, they are even eliminated.

Normalerweise wird man ein Band aus Stahl vorsehen, da mit es den auftretenden Temperaturen widersteht und ausreichend verschleißfest ist. Durch Trapeze, Kegel oder schräge Flächen ist dafür zu sorgen, daß das Band stets gespannt ist. Usually a steel band will be provided there with it resists the occurring temperatures and is sufficiently wear-resistant. Through trapezoids, cones or sloping surfaces must be ensured that the tape is always excited.

Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Kulisse in einer Kulis senführung geradlinig verschiebbar angeordnet ist und zur Verschiebung der Kulissen in der Nockenwelle ein axial verschieblicher Steuerschieber vorgesehen ist, welcher jeweils mit einer Schrägfläche gegen eine ent sprechende Schrägfläche der Kulisse anliegt.A particularly simple embodiment of the Invention is that the scenery in a coolie sen guide is arranged in a straight line and to shift the scenes in the camshaft axially displaceable control slide is provided, which each with an inclined surface against an ent speaking sloping surface of the backdrop.

Zur weiteren Vereinfachung der Nockenwelle trägt es bei, wenn das Band jeweils auf der der Kulisse gegenüberlie genden Seite gegen den Steuerschieber anliegt und diesen in Anlage gegen die Kulisse hält.To further simplify the camshaft, if the tape was on the opposite side of the backdrop opposite side against the spool and this holds against the backdrop.

Beim Heraus- oder Hineinfahren der Kulisse verändert sich die Umschlingungslänge für das Band nicht, wenn gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Band auf der der Kulisse abgewandten Seite gegen eine Schrägfläche des Steuerschiebers anliegt, die entsprechend der gegen die Kulisse anliegenden Schräg fläche schräg verläuft. Bei einer solchen Ausführungs form brauchen keine Einrichtungen vorgesehen zu werden, die das Band in unterschiedlichen Kulissenstellungen stramm halten.Changed when moving the backdrop in or out the wrap length for the tape does not change if according to a particularly advantageous embodiment of the Invention the tape on the side facing away from the backdrop bears against an inclined surface of the control spool according to the incline against the backdrop surface runs diagonally. With such an execution form no facilities need to be provided, the band in different settings keep tight.

Statt der geradlinig verschiebbaren Kulisse kann man als Kulisse ein Kreissegment vorsehen, welches nahe des Schnittpunktes zwischen seiner Peripherie und Sekante schwenkbar auf der Nockenwelle gelagert ist. Ein solches Kreissegment kann zur Veränderung der Nockenausladung ähnlich einer Irisblende beim Fotoapparat aus der Kontur der Nockenwelle heraus oder in sie hineinschwenken.Instead of the linearly movable backdrop you can as Provide a circle segment that is close to the Intersection between its periphery and secant is pivotally mounted on the camshaft. Such one Circle segment can change the cam projection similar to an iris from the contour of the camera out of the camshaft or swing into it.

Eine symmetrische Veränderung der Außenkontur der Nocken welle läßt sich erreichen, wenn die Kulisse durch insge samt zwei hintereinander angeordnete, an gegenüberliegen den Seiten schwenkbar gelagerte Kreissegmente gebildet ist. A symmetrical change in the outer contour of the cams wave can be reached if the backdrop by in total together with two arranged one behind the other the sides pivoted circular segments is.

Besonders einfach ist die Verstellung einer solchen durch ein Kreissegment oder durch zwei Kreissegmente gebildeten Kulisse, wenn sie durch eine in der Nocken welle verlaufende, mit einem Exzenter gegen die Sekante bzw. den Sekanten anliegende Exzenterwelle erfolgt.Adjusting one is particularly easy by a segment of a circle or by two segments of a circle educated backdrop when passed through one in the cam wave-running, with an eccentric against the secant or the eccentric shaft adjacent to the secants.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sind in der Zeichnung dargestellt und werden nach folgend beschrieben. In ihr zeigen die Fig. 1 einen Querschnitt durch einen die Erfindung betreffenden Bereich einer Brennkraftma schine mit der erfindungsgemäßen Nocken welle,The invention allows numerous embodiments. Two of them are shown in the drawing and are described according to the following. In it, FIGS. 1 a cross section through a region of a concerned, the invention Brennkraftma machine with the inventive cam shaft,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Nockenwelle nach Fig. 1, Fig. 2 is a schematic cross-section through the camshaft of Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch einen Teilbereich der Nockenwelle nach Fig. 1, Fig. 3 shows a schematic longitudinal section through a section of the camshaft of FIG. 1,

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Nockenwelle nach der Erfindung. Fig. 4 is a schematic cross section through a second embodiment of a camshaft according to the invention.

In Fig. 1 ist teilweise ein Zylinderkopf 1 gezeigt, auf dem in nicht näher dargestellter Weise eine Nockenwelle 2 und eine Kipphebelwelle 3 gelagert sind. Auf der Kipp hebelwelle 3 ist ein Kipphebel 4 zu erkennen, der mit einem Hebelarmende gegen einen Steuernocken 5 der Nocken welle 2 und mit seinem anderen Hebelarmende von oben her auf einen Ventilstößel 6 eines Gaswechselventils 7 der Brennkraftmaschine aufliegt. Dieses Gaswechselventil 7 ist mittels einer Druckfeder 8 in Schließrichtung vorge spannt. Drückt der Kipphebel 4 auf den Ventilstößel 6, so wird das Gaswechselventil 7 in der Zeichnung gesehen nach unten verschoben, so daß sein Ventilteller 9 in die dargestellte Offenposition gelangt. Wenn sich der Kipp hebel 4 aus der dargestellten Position entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verdreht, dann drückt die Druckfeder 8 das Gaswechselventil 7 in Schließstellung, in der der Ventilteller 9 gegen einen Ventilsitz 10 anliegt.In Fig. 1, a cylinder head 1 is partially shown, a cam shaft 2 and a rocker shaft 3 are mounted on the manner not shown in detail. On the rocker arm shaft 3 , a rocker arm 4 can be seen, which rests with a lever arm end against a control cam 5 of the cam shaft 2 and with its other lever arm end from above on a valve lifter 6 of a gas exchange valve 7 of the internal combustion engine. This gas exchange valve 7 is biased by a compression spring 8 in the closing direction. Pushes the rocker arm 4 on the valve tappet 6, the gas exchange valve 7 is seen in the drawing displaced downward so that its valve disc 9 comes into the illustrated open position. When the rocker arm 4 rotates counterclockwise from the position shown, the compression spring 8 presses the gas exchange valve 7 into the closed position, in which the valve plate 9 bears against a valve seat 10 .

Wichtig für die Erfindung ist die Gestaltung der Nocken welle im Bereich der Steuernocken 5. Eine erste Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Gestaltung des Steuer nockens 5 ergibt sich aus den Fig. 2 und 3. Die Fig. 2 zeigt von der Nockenwelle 2 einen Nockengrundkreis 11, welcher eine radial nach außen gerichtete Kulissenfüh rung 12 hat, in der eine Kulisse 13 verschieblich ange ordnet ist. Im Inneren des Nockengrundkreises 11 liegt ein Steuerschieber 14 gegen diese Kulisse 13 an. Ein endloses Band 15 verläuft außenseitig um die Kulisse 13 und den Steuerschieber 14 herum. Dieses Band 15 bildet auf dem vorspringenden Teil der Kulisse 13 den Steuer nocken 5.The design of the cam shaft in the area of the control cam 5 is important for the invention. A first embodiment of an inventive design of the control cam 5 results from FIGS . 2 and 3. FIG. 2 shows the camshaft 2 a cam base circle 11 , which has a radially outwardly directed link guide 12 , in which a link 13th is slidably arranged. In the interior of the cam base circle 11 , a control slide 14 bears against this link 13 . An endless belt 15 runs around the outside of the link 13 and the control slide 14 . This band 15 forms the control cam 5 on the projecting part of the backdrop 13 .

Die Funktionsweise der Verstellung des Steuernockens 5 ergibt sich aus der Fig. 3. Dort ist zu sehen, daß die Kulisse 13 mit einer Schrägfläche 16 gegen eine entspre chende Schrägfläche 17 des Steuerschiebers 14 anliegt. Verschiebt man den Steuerschieber 14 in Fig. 3 gesehen nach rechts, so wandert infolge der Schrägflächen 16, 17 die Kulisse 13 radial nach außen, was durch jeweils einen Doppelpfeil 18 und eine strichpunktierte Darstel lung der Kontur der Kulisse in ihrer äußeren Stellung in den Fig. 2 und 3 verdeutlicht ist.The operation of the adjustment of the control cam 5 results from FIG. 3. It can be seen that the link 13 bears with an inclined surface 16 against a corresponding inclined surface 17 of the control slide 14 . Moving the spool 14 seen in Fig. 3 to the right, as a result of the inclined surfaces 16 , 17, the backdrop 13 moves radially outwards, which by a double arrow 18 and a dash-dotted representation of the contour of the backdrop in its outer position in Figs . 2 and 3 is illustrated.

Die Fig. 3 läßt auch erkennen, daß parallel zur gegen die Kulisse 13 anliegenden Schrägfläche 16 des Steuer schiebers 14 auf der gegenüberliegenden Steuerschieber seite eine weitere Schrägfläche 19 verläuft. Das Band 15 liegt gegen diese äußere Schrägfläche 19 und gegen die Außenseite der Kulisse 13 an. Durch die äußere Schräg fläche 19 des Steuerschiebers 14 wird erreicht, daß dieser unabhängig von der Stellung der Kulisse 13 stets fest auf ihr und dem Steuerschieber 14 anliegt. Fig. 3 also reveals that parallel to the slanted surface against the backdrop 13 16 of the control slide 14 on the opposite spool side another inclined surface 19 extends. The band 15 lies against this outer inclined surface 19 and against the outside of the backdrop 13 . By the outer inclined surface 19 of the spool 14 is achieved that these 13 always rests on it, and the spool valve 14 regardless of the position of the slide determined.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 4 sind als Kulisse zwei Kreissegmente 19, 20 vorgesehen, welche jeweils nahe der Peripherie der Nockenwelle 2 um eine Achse 21, 22 schwenkbar gelagert sind. Diese Achsen 21, 22 führen mithin nahe des Schnittpunktes der jeweiligen Kreissegmentsekante mit der Kreissegmentperipherie durch die Kreissegmente 19, 20. Zur Verstellung der Kreisseg mente 19, 20 dient ein Exzenter 23, der gegen die beiden Sekanten der Kreissegmente 19, 20 anliegt und Teil einer nicht gezeigten, durch die Nockenwelle 2 führenden Exzen terwelle ist. Genau wie bei der zuvor beschriebenen Aus führungsform ein Band 15 über die Kulisse 13 geführt ist, verläuft gemäß Fig. 4 ein Band 15 außen über die Kreissegmente 19, 20.In the embodiment according to FIG. 4, two circular segments 19 , 20 are provided as the backdrop, which are each pivotably mounted about an axis 21 , 22 near the periphery of the camshaft 2 . These axes 21 , 22 therefore lead through the circle segments 19 , 20 near the intersection of the respective circle segment edge with the circle segment periphery. To adjust the Kreisseg elements 19 , 20 is an eccentric 23 , which bears against the two secants of the circular segments 19 , 20 and is part of a camshaft, not shown, leading through the camshaft 2 eccentric. Exactly as in the embodiment described above, a band 15 is guided over the link 13 , according to FIG. 4, a band 15 extends outside over the circular segments 19 , 20 .

Claims

1. For an internal combustion engine certain cam shaft for controlling the gas exchange valves, which tilt lever-operated, has moving out of scenes of the camshaft profile adjustable control cam, characterized in that in the region of the links (13; 19, 20) each comprise a circulating belt (15 ) is provided, which wraps around the camshaft ( 2 ) and the link area protruding from it.

2. Camshaft according to claim 1, characterized in that the scenes ( 13 ) are each arranged in a straight line in a sliding guide ( 12 ) and for moving the scenes ( 13 ) in the camshaft ( 2 ) an axially displaceable control slide ( 14 ) is provided , each of which rests with an inclined surface ( 17 ) against a corresponding inclined surface ( 16 ) of the link ( 13 ).

3. Camshaft according to claims 1 or 2, characterized in that the band ( 15 ) is in each case on the opposite side of the link ( 13 ) against the control slide ( 14 ) and holds it in contact against the link ( 13 ).

4. Camshaft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the band ( 15 ) on the side facing away from the link ( 13 ) bears against an inclined surface ( 19 ) of the control slide ( 14 ) which corresponds to that against the link ( 13 ) adjacent inclined surface ( 16 ) runs obliquely.

5. Camshaft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the backdrop is formed by a circle segment ( 19 , 20 ) which is pivotally mounted on the camshaft ( 2 ) near the intersection between its periphery and secant.

6. Camshaft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the backdrop is formed by a total of two successively arranged, on opposite sides pivotally mounted circular segments ( 19 , 20 ).

7. Camshaft according to one or more of the preceding claims, characterized in that the adjustment of the circular segment ( 19 , 20 ) or the circular segments ( 19 , 20 ) by one in the camshaft ( 2 ), with an eccentric against the secant or the eccentric shaft adjacent to the secants.