DE3720947A1 - Nockenwellenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Nockenwellenanordnung, wie sie aus der US-PS 31 44 009 bekannt ist, bietet beim Einsatz zur Steuerung der Gaswechselventile einer Brennkraft­ maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, die vorteilhafte Möglichkeit, die Ventilsteuerzeiten in Abhängigkeit von einem Parameter der Brennkraftma­ schine, beispielsweise der Drehzahl oder der Last, so zu verändern, daß der Betrieb der Maschine optimiert wird.

Die aus der zitierten Patentschrift bekannte Nockenwellenanordnung enthält in spiegelbildlicher Anordnung zwei Druckbolzen, die von einer den eigent­ lichen, mit der Nockenwelle einteiligen Nocken umschlingenden Feder mit ihren inneren Enden gegen einen konisch profilierten Oberflächenbereich der Steu­ erstange niedergedrückt werden. Bei axialen Bewegungen der Steuerstange drückt diese die Druckstücke mehr oder weniger weit nach außen, so daß ihre äußeren Endbereiche entweder innerhalb der Kontur des eigentlichen Nockens verlaufen oder unter Beeinflussung der Ventilsteuerzeiten mit den Ventilstößeln zusam­ menwirken.

Diese Nockenwellenanordnung ist kompliziert aufgebaut, da sie eine zusätzliche bogenförmige Feder zum Niederhalten der Druckstücke sowie Aufnahmenuten für diese Feder erfordert. Auch gewährleisten die Druckstücke, die selber einen Bestandteil der Nockengleitfläche bilden, keine stoßfreie Bewegung der Ventil­ stößel. Schließlich gestattet die bekannte Konstruktion lediglich örtliche Veränderungen des Nockens im Bereich seiner Flanken, nicht aber Änderungen des Nockenhubs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine stoßfreie Bewegungsübertragung auf die Ventilstößel sicherstellt, ohne daß die vorteilhaften Möglichkeiten einer Anpassung der Ventilsteuerzeiten an die jeweils vorliegenden Verhältnisse, beispielsweise gegeben durch Dreh­ zahl und/oder Last der Maschine, beeinträchtigt werden. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptan­ spruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprü­ che.

In vorteilhafter Weise wird bei der Erfindung also die beim Stand der Technik zusätzlich vorhandene Feder integriert in Bereiche des ein gegenüber der Nocken­ welle selbständiges Bauteil darstellenden Nockens. Durch den Druckbolzen, der der Teilungsstelle des eigentlichen Nockens bezüglich der Achse der Nocken­ welle gegenüberliegt, wird einerseits der Scheitel des Nockens in Abhängig­ keit von der axialen Stellung der Steuerstange verändert; andererseits werden die durch die Teilung gewonnenen federnden Zungen, die sich mit ihren Innen­ seiten an der Nockenwelle abstützen, ebenfalls in Abhängigkeit von der Stellung der Steuerstange weiter nach außen bzw. nach innen bewegt, so daß bei allen Änderungen der axialen Stellung der Steuerstange sowohl eine Änderung der Nockenbreite als auch des Nockenhubs eintritt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Axialschnitt und Fig. 2 in der in Fig. 1 mit II-II bezeichneten Querschnittsansicht ein erstes Ausführungs­ beispiel,

Fig. 3 eine Einzelheit gemäß Pfeil III Fig. 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel.

Betrachtet man zunächst die Fig. 1 bis 3, so ist die hohl ausgeführte ei­ gentliche Nockenwelle mit 1, der Nocken mit 2, die axial verschiebbar von der Nockenwelle 1 aufgenommene Steuerstange mit 3 und der Druckbolzen allge­ mein mit 4 bezeichnet. Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, besitzt die Steuerstan­ ge 3 den in diesem Ausführungsbeispiel in axialer Richtung konischen, in Um­ fangsrichtung konkaven profilierten Bereich 5, auf dem das ballige innere Ende 6 des Druckbolzens 4 aufliegt. Eine Verschiebung der Steuerstange 3 in Fig. 1 nach links bewirkt also eine Verschiebung des in der Bohrung 7 der Nockenwelle 1 geführten Druckbolzens 4 in Richtung nach außen, während eine axiale Verstellung der Steuerstange 3 in Fig. 1 in Richtung nach rechts ein weiteres Eintauchen des Druckbolzens 4 in die Nockenwelle 1 unter der noch zu erläuternden elastischen Wirkung des Nockens 2 zur Folge hat.

Den Aufbau des Nockens 2 erkennt man am besten aus Fig. 2. Auf der seinem Scheitelbereich 8 gegenüberliegenden Seite ist der ein bezüglich der Nocken­ welle 1 selbständiges Bauteil darstellende Nocken 2 geteilt oder unterbrochen, so daß er gleichsam in zwei Zungen 9 und 10 ausläuft. Diese besitzen einen solchen, gegenüber dem übrigen Teil des Nockens verringerten Querschnitt, daß sie als Federzungen wirken, die die Nockenwelle 1 auf der dem Scheitel 8 des Nockens und damit dem Druckbolzen 4 gegenüberliegenden Seite federnd hintergreifen. Dadurch ist - zumindest während der Wirksamkeit des profilier­ ten Bereichs 5 der Steuerstange 3 - stets eine Auflage der äußeren Fläche 11 des Druckbolzens 4 auf der dieser gegenüberstehenden Druckfläche 12 des Nockens 2 gewährleistet.

Zur Verbesserung der federnden Eigenschaften der Zungen 9 und 10 können diese, wie insbesondere aus Fig. 3 bezüglich der Zunge 9 ersichtlich, mit Schlitzen, Einschnitten oder Verringerungen ihrer Materialstärke versehen sein, die mit 13 bezeichnet sind.

Bei 14 erkennt man eine Rinne in der Steuerstange 3, die mit einer entsprechen­ den vorstehenden Leiste oder einer örtlichen Erhebung der Nockenwelle 1 zusam­ menwirkend eine Drehsicherung für die Steuerstange 3 bildet. Außerdem kann diese Rinne zugleich als Schmierölkanal dienen, dem über den Kanal 15 in der Nockenwelle 1 Öl zugeführt wird, das über den Kanal 16 die Steuerstange 3 diametral durchsetzt und über den Längskanal 17 im Druckbolzen 4 mit dem Schmierölkanal 18 kommuniziert, der zur Gleitfläche des Nockens 2 führt.

In Fig. 4 ist bei 40 die Nockenwelle, die bei 40′ abgeflacht ist, und bei 41 eine der federnden Zungen des allgemein mit 42 bezeichneten Nockens ge­ zeichnet. Mit ausgezogenen Linien dargestellt ist die Lage des Nockens nach einer Axialverschiebung der Steuerstange in Fig. 1 nach links. Man erkennt, daß die federnde Zunge 41 gegenüber ihrer Ursprungslage 41′ längs des Umfangs der Nockenwelle 40 sowohl nach oben als auch um das Maß 43 nach innen gewan­ dert ist. Das Maß dieser Wanderung läßt sich durch entsprechende Gestaltung der Innenfläche der federnden Zunge - eine andere Ausführung ist durch unter­ brochene Linien bei 44 angedeutet - von vornherein wählen. Bei rundem Quer­ schnitt der Nockenwelle, also Fehlen der Abflachung 40′, ist dagegen eine Vergrößerung des Nockenhubs verbunden mit einer Vergrößerung der Nockenbreite.

Wie auch die Beschreibung der Ausführungsbeispiele zeigt, ermöglicht die Er­ findung mit geringem konstruktiven Aufwand eine gleichzeitige Anpassung von Nockenhub und Nockenbreite an die jeweils vorliegenden Verhältnisse der mit der Nockenwelle ausgerüsteten Maschine.

Claims (6)

1. Nockenwellenanordnung mit zumindest einem formveränderbaren Nocken, enthal- tend eine zur verschiebbaren Aufnahme einer Steuerstange, die einen in Achsrichtung profilierten Oberflächenbereich besitzt, hohle Nockenwelle, die zumindest eine radiale Ausnehmung zur Führung eines sich einendig auf dem profilierten Bereich abstützenden Druckbolzens am Ort des formverän­ derbaren Nockens aufweist, der über einen Teil seines Umfangs zur Abstüt­ zung auf dem anderen Ende des Druckbolzens elastisch ausgeführt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Nocken (2) als separates Bauteil und eintei­ lig, aber mit Teilung im Grundkreis unter Bildung von federnden Zungen (9, 10) ausgebildet ist, die die Nockenwelle (1) bezüglich der vom Druck­ bolzen (4) ausgeübten Kraft hintergreifen.

2. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (9, 10) mit Einschnitten (13) oder dergleichen versehen sind.

3. Nockenwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Steuerstange (3) und Druckbolzen (4) mit Schmierölkanälen (16, 17) versehen sind, die mit einem Schmierölkanal (18) im Nocken (2) zur Gleitfläche desselben kommunizieren.

4. Nockenwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der in Achsrichtung profilierte Oberflächenbereich (5) der Steuerstange (3) in Umfangsrichtung mit einem Profil versehen ist, das mit einem Gegenprofil an einem Ende (6) des Druckbolzens (4) in Eingriff steht.

5. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (5) konkav und das eine Ende (6) des Druckbolzens (4) ballig ist.

6. Nockenwellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nockenwelle (40) unter den Zungen (41) abgeflacht ist.