DE4416505A1 - Nockenwelle mit verdrehbaren Nocken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle einer Brennkraft­ maschine mit auf einem Rohr verdrehbar angeordneten Nocken, mit einer innerhalb des Rohres beweglich angeord­ neten Stange, sowie mit Mitnahmeelementen zwischen den Nocken und der Stange, wobei die Nocken mit einer Rela­ tivbewegung zwischen Rohr und Stange durch die durch Aus­ sparungen im Rohr geführten Mitnahmeelemente gegenüber dem Rohr verdreht werden.

Bekannt ist eine derartige Nockenwelle aus der WO 91/10047. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform für eine derartige Nockenwelle aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß zum Verdre­ hen der Nocken die Stange zumindest teilweise in Rohr­ längsrichtung bewegbar ist, und daß entweder die Nocken oder alternativ die Stange gegenüber den Aussparungen ge­ neigte Kulissenbahnen zur Aufnahme der Mitnahmeelemente aufweisen/aufweist, die entweder an der Stange oder al­ ternativ an den Nocken befestigt sind. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand zweier bevor­ zugter Ausführungsbeispiele. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Nockenwelle,

Fig. 2 die Teilansicht X für eine erste Ausführungs­ form der Erfindung, sowie

Fig. 3 die Teilansicht X für eine zweite Ausführungs­ form.

Mit der Bezugsziffer 1 sind diejenigen Nocken der in Fig. 1 gezeigten Brennkraftmaschinen-Nockenwelle bezeichnet, die auf dem die Nockenwelle bildenden Rohr 6 verdrehbar gelagert sind. Diese somit um die Rohr-Längsachse 9 ver­ drehbaren Nocken 1 dienen bevorzugt zur Betätigung der Einlaßventile der nicht gezeigten, in Reihe angeordneten Zylinder einer Brennkraftmaschine, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Neben den Einlaß-Nocken 1 sind auf dem Rohr 6 noch Auslaß-Nocken 3 starr, d. h. unbewegbar, gelagert, ferner sind auf das Rohr 6 Distanzhülsen 2, 4 sowie La­ gerkörper 5 aufgesteckt.

Im Inneren des Rohres 6 ist eine Stange 7 beweglich ange­ ordnet. Im Bereich jedes Nockens 1 ist die Stange 7 mit einem Mitnahmeelement 8 versehen, das die Wand des Rohres 6 in Aussparungen 10 durchdringt und in Kulissenbahnen 11, die im Nocken vorgesehen sind, eingreift.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 weiter dargestellt. Hierbei ist die Kulissenbahn 11 im Nocken 1 als eine geneigt zur Rohr-Längsachse verlaufende Führungsnut ausgebildet, die aus der Wand der Durchgangs­ bohrung im Nocken 1, mit der dieser auf das Rohr 6 aufge­ steckt ist, herausgearbeitet ist. Dargestellt ist ferner die Aussparung 10 in der Wand des Rohres 6, die ebenfalls als Führungsnut für das als Stift ausgebildete Mitnahme­ element 8 gestaltet ist, wobei diese Führungsnut bzw. Aussparung 10 in Richtung der Rohr-Längsachse 9 orien­ tiert ist.

Wird nun die Stange 7, in der das stiftartige Mitnahme­ element 8 befestigt ist, gemäß Pfeilrichtung 12 in Rich­ tung der Rohrlängsachse 9 relativ zum Rohr 6 bewegt, so wird auch das Mitnahmeelement 8 in der Aussparung 10 ver­ schoben. Da jedoch dieses Mitnahmeelement 8 gleichzeitig in der Kulissenbahn 11 des Nockens 1 geführt ist, wird hierdurch der Nocken 1 um die Rohr-Längsachse 9 verdreht. Hierbei findet somit nicht nur eine Relativbewegung zwi­ schen dem Mitnahmeelement 8 sowie dem Rohr 6 statt, son­ dern ebenso auch eine Relativbewegung zwischen dem Mit­ nahmeelement 8 und dem Nocken 1. Die Verdrehbewegung des Nockens 1 wird dabei dadurch initiiert, daß das Mitnahme­ element 8 durch zwei zueinander geneigt angeordnete Füh­ rungsnuten, nämlich die Aussparung 10 und die Kulissen­ bahn 11 geführt ist.

Insofern unterscheidet sich die vorliegende Erfindung we­ sentlich von dem aus der oben zitierten WO 91/10047 be­ kannten Stand der Technik. Dort ist das Mitnahmeelement nämlich sowohl an der Stange, als auch am Nocken befe­ stigt. Beim bekannten Stand der Technik findet somit le­ diglich eine Relativbewegung zwischen dem Mitnahmeelement und dem Rohr statt, nicht jedoch zwischen dem Mitnahme­ element und dem Nocken. Mit der vorliegenden Ausbildung ist es gegenüber dem bekannten Stand der Technik möglich, verschiedene Nocken 1 um jeweils verschiedene Winkelbe­ träge bei einer definierten Längsverschiebung der Stange 7 zu verdrehen. Darüber hinaus sind weitere Freiheiten gegenüber dem bekannten Stand der Technik erzielbar.

Wie Fig. 1 zeigt, durchdringt das Mitnahmeelement 8 die Stange 7 vollständig und ragt an diametral einander ge­ genüberliegenden Seiten aus der Stange heraus. Dies macht es erforderlich, auch an diesen beiden einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Rohres 6 jeweils eine Aus­ sparung 10 vorzusehen. Gleichzeitig wird es hierdurch je­ doch möglich, auch im Nocken 1 einander diametral gegen­ überliegend zwei Kulissenbahnen 11 vorzusehen, wodurch die Führung des Nockens 1 im Rahmen einer gewünschten Verdrehbewegung verbessert wird. Abweichend von dieser Darstellung ist es jedoch auch möglich, das bevorzugt stiftförmige Mitnahmeelement 8 lediglich einseitig aus der Stange 7 herausragen zu lassen, wodurch im Bereich jedes Nockens 1 auch lediglich eine einzige Aussparung 10 in der Wand des Rohres 6 sowie eine einzige Kulissenbahn 11 in der Innenwand des Nockens 1 vorzusehen ist.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei abermals die Ansicht X aus Fig. 1 dargestellt ist. Hier verläuft die Kulissenbahn 11, die ebenfalls wieder als Führungsnut für das stiftförmige Mitnahmeelement 8 wirkt, in Richtung der Rohr-Längsachse 9. Ein Nocken 1 mit einer derartigen Kulissenbahn 11 ist einfacher her­ stellbar, als der in der Fig. 2 gezeigte Nocken 1 mit einer geneigt verlaufenden Kulissenbahn 11. Um jedoch auch mit einer in Richtung der Rohr-Längsachse 9 verlau­ fenden Kulissenbahn 11 eine Verdrehung des Nockens 1 zu bewirken, wenn die Stange 7 zumindest teilweise gemäß Pfeilrichtung 12 bewegt, d. h. in Richtung der Rohr­ längsachse 9 verfahren wird, verläuft die Aussparung 10 in der Wand des Rohres 6 geneigt zur Kulissenbahn 11 und somit auch geneigt zur Rohr-Längsachse 9. Diese geneigte Anordnung der abermals als Führungsnut für das stiftför­ mige Mitnahmeelement 8 ausgebildeten Aussparung 10 hat jedoch zur Folge, daß mit einer Längsbewegung des Rohres 6 gemäß Pfeilrichtung 12 dieses gleichzeitig um seine Längsachse 9 verdreht wird. Mit dieser Verdrehbewegung geht gleichzeitig eine Verdrehung des Nockens 1 um die Längsachse 9 einher, wobei abermals sowohl zwischen dem Mitnahmeelement 8 und dem Rohr 6 als auch zwischen dem Mitnahmeelement 8 und dem Nocken 1 eine Relativbewegung stattfindet.

Auch hier können verschiedene Nocken 1 bei einer defi­ nierten Verschiebebewegung der Stange 6 entsprechend der jeweiligen Neigung der jeweiligen Aussparungen 10 um ver­ schiedene Winkelbeträge um die Längsachse 9 verdreht wer­ den. Selbstverständlich können auch bei der Ausführungs­ form nach Fig. 3 die stiftförmigen Mitnahmeelemente 8 in zwei einander diametral gegenüberliegende Kulissenbahnen 11 der jeweiligen Nocken 1 eingreifen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, daneben können selbstverständlich auch - wie bereits in Verbindung mit Fig. 2 erläutert - die stift­ förmigen Mitnahmeelemente 8 jeweils nur einseitig aus der Stange 7 herausragen. Dann ist - wie bereits erläutert - im Bereich jedes Nockens 1 selbstverständlich auch nur eine Aussparung 10 in der Rohrwand sowie eine Kulissen­ bahn 11 erforderlich.

Während bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Brenn­ kraftmaschinen-Nockenwelle jedes Mitnahmeelement 8 an der Stange 7 befestigt ist und im Nocken 1 in zumindest einer Kulissenbahn 11 beweglich geführt ist, ist es abweichend hiervon auch möglich, das Mitnahmeelement 8 im bzw. am Nocken 1 zu befestigen und in einer Kulissenbahn 11, die in der Stange 7 vorgesehen ist, beweglich zu führen. Ab­ weichend von den bisherigen Erläuterungen erfolgt dann bei einer Verschiebebewegung der Stange 7 gemäß Pfeil­ richtung 12 keine Relativbewegung zwischen den Mitnahme­ elementen 8 sowie den Nocken 1, sondern zwischen den Mitnahmeelementen 8 und der Stange 7. Jedoch bewirkt auch diese eben geschilderte Ausführungsform, daß bei einer zumindest anteiligen Verschiebebewegung der Stange 7 in Richtung der Rohr-Längsachse 9 aufgrund der dann auftre­ tenden Relativbewegung sowohl zwischen jedem Mitnahmeele­ ment 8 und der Stange 7, als auch zwischen jedem Mitnah­ meelement 8 und dem Rohr 6 jeder Nocken 1 um einen gewis­ sen Winkelbetrag gedreht wird. Selbstverständlich müssen auch hierbei die jeweils als Führungsnuten ausgebildeten Kulissenbahnen 11 und Aussparungen 10 zueinander geneigt verlaufen.

Wie Fig. 1 zeigt, können dabei stets die Nocken 1 nur um die Rohr-Längsachse gedreht werden, wenn die Stange 7 ge­ genüber dem Rohr 6 zumindest teilweise gemäß Pfeilrich­ tung 12 verschoben wird. Die Betätigung der Stange 7 kann hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch erfolgen. Zur Vermeidung von Geräuschen, Verschleiß und Spiel sollte dabei der Spalt zwischen dem Rohr 6 und der Stange 7 so­ wie insbesondere auch jede Aussparung 10 sowie Kulissen­ bahn 11 ausreichend mit Drucköl versorgt und durchspült werden. Die Mitnahmeelemente 8 können an deren Berührflä­ chen mit den Führungsnuten, d. h. mit den Aussparungen 10 und Kulissenbahnen 11 abgeflacht ausgeführt sein, um die auftretenden Flächenpressungen so gering als möglich zu halten. Bei nicht relativ bewegter Stange 7 sind die Nocken 1 durch die Mitnahmeelemente 8 in radialer Rich­ tung gesichert, während sie stets unter allen Umständen auf dem Rohr 6 durch die Distanzhülsen 2, 4 axial geführt bzw. räumlich gesichert sind. Dabei sind jedoch nicht nur hinsichtlich dieser Gestaltung, sondern auch hinsichtlich weiterer Details insbesondere konstruktiver Art eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die unter den Inhalt der Patentansprüche fallen.

Claims (4)

1. Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit auf einem Rohr (6) verdrehbar angeordneten Nocken (1), mit einer innerhalb des Rohres (6) beweglich angeordne­ ten Stange (7), sowie mit Mitnahmeelementen (8) zwi­ schen den Nocken (1) und der Stange (7), wobei die Nocken (1) mit einer Relativbewegung zwischen Rohr (6) und Stange (7) durch die durch Aussparungen (10) im Rohr (6) geführten Mitnahmeelemente (8) gegenüber dem Rohr (6) verdreht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verdrehen der Nocken (1) die Stange (7) zumindest teilweise in Rohr­ längsrichtung (12) bewegbar ist, und daß entweder die Nocken (1) oder alternativ die Stange (7) gegen­ über den Aussparungen (10) geneigte Kulissenbahnen (11) zur Aufnahme der Mitnahmeelemente (8) aufwei­ sen, die entweder an der Stange (7) oder alternativ an den Nocken (1) befestigt sind.

2. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeelemente (8) als Stifte und die Kulissenbahnen (11) und Ausspa­ rungen (10) als Führungsnuten ausgebildet sind.

3. Nockenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeelemente im Bereich deren Berührflächen mit den Aussparungen (10) und/oder Kulissenbahnen (11) abgeflacht ausge­ bildet sind.

4. Nockenwelle nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (1) auf dem Rohr (6) durch Distanzhülsen (2, 4) axial geführt sind.