EP0829620B1 - Verstell-Nockenwelle für eine ventilgesteuerte Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine - Google Patents

Verstell-Nockenwelle für eine ventilgesteuerte Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0829620B1
EP0829620B1 EP97114533A EP97114533A EP0829620B1 EP 0829620 B1 EP0829620 B1 EP 0829620B1 EP 97114533 A EP97114533 A EP 97114533A EP 97114533 A EP97114533 A EP 97114533A EP 0829620 B1 EP0829620 B1 EP 0829620B1
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EP
European Patent Office
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camshaft
cams
bearing
valves
axially
Prior art date
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EP97114533A
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English (en)
French (fr)
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EP0829620A3 (de
EP0829620A2 (de
Inventor
Adolf Fischer
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication of EP0829620A3 publication Critical patent/EP0829620A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34413—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using composite camshafts, e.g. with cams being able to move relative to the camshaft

Definitions

  • the invention is based on the Japanese Patent publication Jp-Pat.-OS 59-183009.
  • This known adjusting camshaft is relative to one another on the camshaft cams with adjustable angles, on the one hand on the end faces on bearing blocks of the machine housing and on the other hand against each other are supported.
  • the angular adjustment of the two cams is relative to each other via projections engaging in grooves in the bearing bores of the cams on the Camshaft achieved, which is axially displaceable by means of a device.
  • the invention is based, for the generic adjusting camshaft the task to show an improved arrangement by means of which the production-related Deviations without an adverse influence on the axial positioning the cams are between the bearing arrangements or bearing blocks.
  • the advantage of this invention is that with a camshaft with between groups of angle adjustable Cams arranged bearing the light Distance of the bearing arrangements can no longer affect the axial play, the Influence of thermal expansion when the reciprocating machine is warm the axial play is minimized. This is not achieved with the variable camshaft according to FR-A-2 644 543.
  • each shaft-side guide element as a section a three-dimensional flat or trapezoidal thread is designed, and advantageously simplified arrangement on the camshaft of each thread section is in one piece with a respective bolt.
  • each guide element with a Bolt results in connection with one in the center in the longitudinal direction in the camshaft arranged lubricant-carrying channel
  • the guide elements fixing bolts penetrate the camshaft transversely are arranged, one emerging at one end of each bolt Distribution channel with a communicating with the longitudinal channel of the camshaft Inlet is connected.
  • the advantage of this embodiment according to the invention is a reliable lubrication of the angularly movable bearings on the camshaft Cam, with an over by the relatively close cams the lubricant film that builds up the shaft circumference and the lubrication of the Guiding elements in the grooves.
  • the bearing bushes with the front Grooves of the cam-covering flanges are formed.
  • Camshaft is further achieved in that between two adjacent bearing bushes arranged two axially spaced cams for first similar valves are, and between these a cam for second similar valves that are common are operated via a fork lever.
  • Another advantageous adjustment option furthermore results from the fact that the valves associated with the first identical valves Cams are designed differently and possibly grooves with different Have pitch angles. This arrangement allows between Cams for similar valves an additional spread change, too Phasing called, also different valve opening times as well Different valve strokes to advantageously influence the gas dynamics Internal combustion engine on the intake side.
  • An additional adjustment option opens up in a further embodiment of the Invention in that a further adjustment device for changing the relative Rotational position of the camshaft relative to a crankshaft of the internal combustion engine is provided, with this adjusting device in combination with the change in spread the angle-adjustable cams the opening and closing times of the different valves can also be changed.
  • the one adjusting device for angular adjustment of the cams relative to each other one camshaft end is provided and that the other adjusting device to change the relative camshaft rotational position at the other end of the camshaft is arranged with the thrust bearing, this shaft end section via straight teeth and the thrust bearing via helical or screw teeth each axially adjustable with a corresponding toothing controlled / regulated sliding sleeve cooperates.
  • both adjustment devices each have a worm gear comprise, each worm with one arranged transversely to the camshaft Servomotor in drive connection, and being the worm wheels each by means of a non-rotating axial sliding sleeve, each with a roller bearing on the axially displaceable camshaft or the axially adjustable rotational position sliding sleeve act.
  • the adjacent cams 3, 3 'and 4 between end faces 6 of on the camshaft 1 separately provided and divided into recesses 7 bearing blocks 5 axially protruding bearing bushes 8 axially positioned.
  • the bearing bushes 8 are made of a material with a material of the cylinder head 2 or the bearing blocks 5 have the same or similar thermal expansion value educated.
  • some bearing bushes 8 arranged with a sliding fit in the recesses 7 of the bearing blocks 5 be and one or the other bearing bush 8 in the recess 7 of the respective Bearing block 5 to be kept jammed.
  • this is for angular adjustment the cams 3, 3 'and 4 to change the cam spread by means of an adjusting device 9 arranged axially displaceably in the bearing bushes 8, wherein a bearing bush 8 in a final bearing arrangement forms a track bearing 10, on the one hand with a drive flange 11 for a drive wheel 12 of a camshaft rotary drive 13 and, on the other hand, can be moved by means of a profile with the Camshaft 1 is in a rotationally fixed connection.
  • each Combustion chamber cap 14 in the cylinder head 2 are on the camshaft 1 between two adjacent bearing bushes 8 on both sides of an exhaust cam 4 intake cams 3, 3 'arranged, the axially with each other, for example, over Teflon Metal discs slidably connected cams 3, 3 'and 4 in their Bores 15 arranged with differently directed pitch angles Have grooves 16, in the separately arranged on the outer circumference of the camshaft 1 Intervene guide elements 17.
  • each shaft side Guide element 17 as a section of a three-dimensional flat or trapezoidal thread designed with each thread section as a guide element 17 is in one piece with a respective bolt 18.
  • the lubrication system the internal combustion engine or the cylinder head 2 introduced into the longitudinal channel 19 Lubricant via the pin 18 between the camshaft 1 and Bores 15 of the cams 3, 3 'and 4 introduced. Due to the relatively close together Cam 3, 3 'and 4 is installed in their bearing holes 15 closed lubricating film, the lubrication of the guide elements 17 in the grooves 16 takes over. To prevent an inadmissible lubricant drain To avoid the guide grooves 16, the bearing bushes 8 are with the front Grooves 16 of the cams 3, 3 'covering flanges 22 are formed.
  • a further adjustment device 24 is provided to expand the adjustment options to change the relative rotational position of the adjusting camshaft 1 compared to one Crankshaft of the internal combustion engine, not shown, is provided.
  • the an adjusting device 9 for angular adjustment of the cams 3, 3 'and 4 relative to each other is provided at one camshaft end 25 and that the other Adjustment device 24 for changing the relative camshaft rotational position on the other Camshaft end is arranged with the thrust bearing 10, this shaft end portion 26 via a spur gear 27 and the thrust bearing 10 via a Helical or helical teeth 28 each with a corresponding toothing cooperates on a controllably adjustable sliding sleeve 29.
  • both adjustment devices 9 and 24 each comprise a self-locking worm gear 30 or 31, each worm 32 or 33 with a transverse to the variable camshaft 1 arranged servomotor 34 or 35 is in drive connection.
  • the worm wheels 36 and 37 each act by means of a non-rotating Axialschiebehülse 38 or 39 via a roller bearing 40 or 41 on the axial slidable camshaft 1 or the axially adjustable rotary position sliding sleeve 29 a.

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Description

Die Erfindung geht von der japanischen Patentoffenlegungsschrift Jp-Pat.-OS 59-183009 aus.
Diese bekannte Verstell-Nockenwelle ist mit auf der Nockenwelle relativ zueinander winkelverstellbar gelagerten Nocken ausgerüstet, die einerseits stimseitig an Lagerböcken des Maschinengehäuses anschlagen und andererseits gegeneinander abgestützt sind. Die Winkelverstellung der beiden Nocken relativ zueinander ist über in Nuten der Lagerbohrungen der Nocken eingreifende Vorsprünge an der Nockenwelle erzielt, die mittels einer Vorrichtung axial verschiebbar ist. Für die vorbeschriebene axiale Positionierung der Nocken zwischen den Lagerböcken sind relativ kleine Axialspiele wünschenswert, um zum einen mit Geräuschen verbundene Axialbewegungen der Nocken zu vermeiden und zum anderen die Ventilsteuerzeiten nicht wesentlich nachteilig zu beeinflussen. Von erheblichem Einfluß auf dieses Axialspiel ist zum einen die genaue Einhaltung des lichten Abstandes der Lagerböcke sowie die Axialabmessungen der Nocken.
Die Einhaltung eng tolerierter lichter Abstände der Lagerböcke kann im Hinblick auf die Wärmedehnungen sowohl der bearbeiteten Lageranordnungen bzw. Lagerböcke als auch der Hochgeschwindigkeitswerkzeuge eine kostenaufwendige Fertigung zur Folge haben, der beispielsweise mit einer weiteren teuren Maßnahme bezüglich der axialen Abmessungen klassifizierter Nocken begegnet werden könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die gattungsgemäße Verstell-Nockenwelle eine verbesserte Anordnung aufzuzeigen, mittels der die fertigungsbedingten Abweichungen ohne nachteiligen Einfluß auf die Axial-Positionierung der Nocken zwischen den Lageranordnungen bzw. Lagerböcken sind.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst.
Der Vorteil dieser Erfindung ist, daß bei einer Nockenwelle mit zwischen Gruppen von winkelverstellbaren Nocken angeordneten Lagerbuchsen der lichte Abstand der Lageranordnungen sich nicht mehr auf das Axialspiel auswirken kann, wobei der Einfluß der Wärmedehnung bei betriebswarmer Hubkolbenmaschine auf das Axialspiel minimier ist. Dies ist mit der Verstell-Nockenwelle gemäß der FR-A-2 644 543 nicht erzielt.
Weiter ist zur vereinfachten Ausgestaltung einer Verstell-Anordnung der erfindungsgemäßen Nockenwelle gegenüber dem bekannten Stand der Technik in weiterer Ausgestaltung die Nockenwelle zur Winkelverstellung der Nocken zwecks Spreizungsänderung mittels einer Verstellvorrichtung in den Lagerbuchsen axial verschiebbar angeordnet, wobei eine Lagerbuchse in einer End-Lageranordnung ein Spurlager bildet, das einerseits mit einem Antriebsflansch eines Nockenwellen-Drehantriebes und andererseits über ein Profil schiebebeweglich mit der Nockenwelle in drehfester Verbindung steht. Dieser Aufbau ermöglicht in vorteilhafter Weise eine genaue Lage-Positionierung eines Antriebsrades des Nockenwellen-Drehantriebes.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwischen zwei benachbarten Lagerbuchsen zumindest ein Einlaßnocken und ein Auslaßnocken auf der Nockenwelle winkelverstellbar gelagert angeordnet sind, wobei die miteinander axial gleitbeweglich in Verbindung stehenden Nocken in ihren Lagerbohrungen mit verschieden gerichteten Steigungswinkeln angeordnete Nuten aufweisen, in die am Außenumfang der Nockenwelle gesondert angeordnete Führungselemente eingreifen. Die auf der gemeinsamen Nockenwelle zur vorteilhaften Spreizungsänderung relativ zueinander winkelverstellbar angeordneten Ein- und Auslaßnocken sind durch die beschriebene Antriebs- und Verstell-Verbindung vorteilhaft kostengünstig in einem Sinterverfahren herzustellen. Weiter sind zur axialen Abstützung der Nocken untereinander sowie gegen die jeweilige Lagerbuchse beispielsweise teflonbeschichte Metallscheiben vorteilhaft.
Die oben erwähnten, an sich bekannten Sintemocken erlauben in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung, daß die Nuten in den Nocken schraubengangartig ausgebildet sind, wobei jedes wellenseitige Führungselement als Abschnitt eines dreidimensionalen Flach- oder Trapezgewindeganges gestaltet ist, und zur vorteilhaft vereinfachten Anordnung an der Nockenwelle jeder Gewindegang-Abschnitt mit einem jeweiligen Bolzen in einstückiger Verbindung steht.
Die vorbeschriebene einstückige Verbindung jedes Führungselementes mit einem Bolzen ergibt in Verbindung mit einem mittig in Längsrichtung in der Nockenwelle angeordneten schmiermittelführenden Kanal die weitere vorteilhafte Ausgestaltung, daß die Führungselemente fixierende Bolzen die Nockenwelle quer durchsetzend angeordnet sind, wobei ein an einem Ende jedes Bolzens frei austretender Verteilkanal mit einem mit dem Längskanal der Nockenwelle kommunizierenden Zulauf in Verbindung steht. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine zuverlässige Schmierung der auf der Nockenwelle winkelbeweglich gelagerten Nocken, wobei durch die relativ dicht aneinanderliegenden Nocken ein über den Wellenumfang sich aufbauender Schmierfilm zugleich der Schmierung der Führungselemente in den Nuten dient. Zur sicheren Aufrechterhaltung dieser Schmierung ist weiter vorgeschlagen, daß die Lagerbuchsen stirnseitig mit die Nuten der Nocken überdeckenden Flanschen ausgebildet sind.
Eine vorteilhafte Erweiterung der Verstellmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Nockenwelle ist weiter dadurch erreicht, daß zwischen zwei benachbarten Lagerbuchsen für erste gleichartige Ventile zwei axial beabstandete Nocken angeordnet sind, und zwischen diesen ein Nocken für zweite gleichartige Ventile, die gemeinsam über einen Gabelhebel betätigt sind. Eine weitere vorteilhafte Verstellmöglichkeit ergibt sich ferner dadurch, daß die den ersten gleichartigen Ventilen zugeordneten Nocken unterschiedlich gestaltet sind und gegebenenfalls Nuten mit unterschiedlichen Steigungswinkeln aufweisen. Diese Anordnung ermöglicht zwischen Nocken für gleichartige Ventile eine zusätzliche Spreizungsänderung, auch Phasing genannt, ferner unterschiedliche Ventilöffnungszeiten sowie unterschiedliche Ventilhübe zur vorteilhaften Beeinflussung der Gasdynamik einer Brennkraftmaschine auf der Ansaugseite.
Eine zusätzliche Verstellmöglichkeit eröffnet sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß eine weitere Verstellvorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage der Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei mit dieser Verstellvorrichtung in Kombination mit der Spreizungsänderung der winkelverstellbaren Nocken die Öffnungs- und Schließzeiten der unterschiedlichen Ventile zusätzlich veränderbar sind.
Um die erfindungsgemäß einfache, vorbeschriebene Gestaltung der Verstell-Nockenwelle in Kombination mit unterschiedlichen Verstellvorrichtungen beibehalten zu können, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die eine Verstellvorrichtung zur Winkelverstellung der Nocken relativ zueinander an einem Nockenwellenende vorgesehen ist und daß die andere Verstellvorrichtung zur Änderung der relativen Nockenwellen-Drehlage am anderen Nockenwellenende mit dem Spurlager angeordnet ist, wobei dieser Wellenendabschnitt über eine Geradverzahnung und das Spurlager über eine Schräg- oder Schraubverzahnung jeweils mit einer korrespondieren Verzahnung an einer axial verstellbar gesteuert/geregelten Schiebehülse zusammenwirkt.
Eine bezüglich geringem Bauraumbedarf und voneinander unabhängiger Betätigung der jeweiligen Verstellvorrichtung wird schließlich in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß beide Verstellvorrichtungen jeweils ein Schneckengetriebe umfassen, wobei jede Schnecke mit einem quer zur Nockenwelle angeordneten Stellmotor in Antriebsverbindung steht, und wobei die Schneckenräder jeweils mittels einer drehgesicherten Axialschiebehülse über jeweils ein Wälzlager auf die axial verschiebbare Nockenwelle oder die axial verstellbare Drehlagen-Schiebehülse einwirken.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt
Figur 1
eine Verstell-Nockenwelle in einem abschnittsweise dargestellten Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
Figur 2
einen Schnitt durch einen Nocken und die Nockenwelle gemäß der Linie II-II.
Eine Verstell-Nockenwelle 1 in einem lediglich abschnittsweise gezeigten Zylinderkopf 2 einer ventilgesteuerten, nicht dargestellten Brennkraftmaschine ist mit auf der Nockenwelle 1 relativ zueinander winkelverstellbar gelagert angeordneten Nocken 3, 3', 4 ausgerüstet, wobei die axial gegeneinander abgestützten Nocken 3, 3' und 4 zwischen maschinenseitigen Lageranordnungen bzw. Lagerböcken 5 positioniert sind.
Zur axialen Positionierung der Gruppen von Nocken 3, 3' und 4 zwischen den Lagerböcken 5 ohne Anlage an den Stirnseiten der Lagerböcke 5 sind die benachbarten Nocken 3, 3' und 4 zwischen Stirnseiten 6 von auf der Nockenwelle 1 gesondert vorgesehener und in Ausnehmungen 7 geteilter Lagerböcke 5 axial überstehend angeordneter Lagerbuchsen 8 axial positioniert. Um die Beeinflussung des Axialspiels zwischen den Nocken 3, 3' und 4 sowie zu den Stirnseiten 6 der Lagerböcke 5 bei Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine gering zu halten, sind die Lagerbuchsen 8 aus einem Werkstoff mit einem dem Material des Zylinderkopfes 2 bzw. der Lagerböcke 5 gleichen oder ähnlichen Wärmedehnungswert gebildet. Zusätzlich können zur Verringerung des Wärmedehnungseinflusses bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine einige Lagerbuchsen 8 mit Schiebesitz in den Ausnehmungen 7 der Lagerböcke 5 angeordnet sein und die eine oder andere Lagerbuchse 8 in der Ausnehmung 7 des jeweiligen Lagerbockes 5 klemmgehalten sein.
Zur Erzielung einer baulich einfachen Verstell-Nockenwelle 1 ist diese zur Winkelverstellung der Nocken 3, 3' und 4 zur Änderung der Nocken-Spreizung mittels einer Verstellvorrichtung 9 in den Lagerbuchsen 8 axial verschiebbar angeordnet, wobei eine Lagerbuchse 8 in einer End-Lageranordnung ein Spurlager 10 bildet, das einerseits mit einem Antriebsflansch 11 für ein Antriebsrad 12 eines Nockenwellen-Drehantriebes 13 und andererseits über ein Profil schiebebeweglich mit der Nockenwelle 1 in drehfester Verbindung steht.
Für eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen je Brennraumkalotte 14 im Zylinderkopf 2 sind auf der Nockenwelle 1 zwischen zwei benachbarten Lagerbuchsen 8 beiderseits eines Auslaßnockens 4 Einlaßnocken 3, 3' angeordnet, wobei die miteinander axial beispielsweise über teflonbeschichtete Metallscheiben gleitbeweglich in Verbindung stehenden Nocken 3, 3' und 4 in ihren Lagerbohrungen 15 mit verschieden gerichteten Steigungswinkeln angeordnete Nuten 16 aufweisen, in die am Außenumfang der Nockenwelle 1 gesondert angeordnete Führungselemente 17 eingreifen. Im Hinblick auf eine bezüglich Reibung und mechanischem Wirkungsgrad günstige Flächenberührung sind die Nuten 16 in den Nocken 3, 3' und 4 schraubengangartig ausgebildet und jedes wellenseitige Führungselement 17 als Abschnitt eines dreidimensionalen Flach- oder Trapezgewindeganges gestaltet, wobei jeder Gewindegang-Abschnitt als Führungselement 17 mit einem jeweiligen Bolzen 18 in einstückiger Verbindung steht.
Aus der Figur 1 ist weiter ein schmiermittelführender Kanal 19 mittig in Längsrichtung in der Nockenwelle 1 erkennbar und aus Figur 2, daß die Führungselemente 17 fixierende Bolzen 18 die Nockenwelle 1 quer durchsetzend angeordnet sind. Diese Anordnung der mit dem Bolzen 18 einstückig verbundenen Führungselemente 17 hat zum einen den Vorteil, daß bei entsprechendem Paßsitz der Bolzen in der Nockenwelle 1 drehbeweglich dem Verlauf der Nuten 16 sich anpassen können, und zum anderen den erfindungswesentlichen Vorteil, daß die Bolzen 18 jeweils zumindest an einem Ende einen frei austretenden Verteilkanal 20 aufweisen, der mit einem mit dem Längskanal 19 der Nockenwelle 1 kommunizierenden Zulauf 21 in Verbindung steht. Mit dieser Anordnung wird aus dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfes 2 in den Längskanal 19 eingebrachtes Schmiermittel über die Bolzen 18 zwischen die Nockenwelle 1 und den Lagerbohrungen 15 der Nocken 3, 3' und 4 eingeführt. Durch die relativ dicht aneinanderliegenden Nocken 3, 3' und 4 baut sich in deren Lagerbohrungen 15 ein geschlossener Schmierfilm auf, der femer die Schmierung der Führungselemente 17 in den Nuten 16 übernimmt. Um einen unzulässigen Schmiermittelabfluß über die Führungsnuten 16 zu vermeiden, sind die Lagerbuchsen 8 stirnseitig mit die Nuten 16 der Nocken 3, 3' überdeckenden Flanschen 22 ausgebildet.
Mit den erfindungsgemäß angeordneten Lagerbuchsen 8 kann bei Kaltmontage der Verstell-Nockenwelle 1 in den Lagerböcken 5 des Zylinderkopfes 2 das Axialspiel zwischen den Nocken 3, 4, 3' und den jeweils stirnseitig anliegenden Lagerbuchsen 8 bis gegen den Wert = 0 minimiert werden. Um bei betriebswarmer Brennkraftmaschine aufgrund der mit den unterschiedlichen Werkstoffen von Nockenwelle 1 und Nocken 3, 3', 4 einerseits und des Zylinderkopfes 2 (Alu-Legierung) andererseits ebenfalls ein minimales Axialspiel zu erreichen, ist die aus einem Werkstoff von geringerem Wärmedehnwert gebildete Nockenwelle 1 in vorteilhafter Weise mit dem Längskanal 19 zur Schmierung der Lagerstellen der Nocken 3, 3', 4 auf der Nockenwelle 1 ausgerüstet, um über das dem Längskanal 19 zugeführte heiße Schmiermittel eine starke Erwärmung und damit verbunden eine erhebliche Wärmedehnung der Nockenwelle 1 zur Aufrechterhaltung eines minimalen Axialspiels zu erzielen.
Wie bereits weiter vome erwähnt, sind zwischen zwei benachbarten Lagerbuchsen 8 zwei axial beabstandete Einlaßnocken 3 und 3' für über Einzelhebel betätigte Einlaßventile 23 angeordnet, wogegen der zwischen diesen Einlaßnocken 3 und 3' angeordnete Auslaßnocken 4 über einen nicht dargestellten Gabelhebel zwei nicht gezeigte Auslaßventile steuert. Hierbei können die den beiden Einlaßventilen 23 zugeordneten Nocken 3 und 3' unterschiedlich gestaltet sein und femer Nuten 16 mit unterschiedlichen Steigungswinkeln aufweisen. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine als "Phasing" bezeichnete Spreizungsänderung zwischen den gleichartigen Nocken 3, 3', die beispielsweise einer Drallausbildung im jeweiligen Brennraum der Brennkraftmaschine vorteilhaft genutzt werden kann. Weiter kann die unterschiedliche Gestaltung der Einlaßnocken 3, 3' zumindest unterschiedliche Ventilhübe umfassen, wodurch die Drallbildung zusätzlich unterstützt sein kann.
Zur Erweiterung der Verstellmöglichkeiten ist eine weitere Verstellvorrichtung 24 zur Änderung der relativen Drehlage der Verstell-Nockenwelle 1 gegenüber einer Kurbelwelle der nicht gezeigten Brennkraftmaschine vorgesehen. Um den erfindungsgemäß einfachen Aufbau der Verstell-Nockenwelle 1 auch bei zwei unterschiedlichen Verstellvorrichtungen 9, 24 beizubehalten, ist vorgesehen, daß die eine Verstellvorrichtung 9 zur Winkelverstellung der Nocken 3, 3' und 4 relativ zueinander an einem Nockenwellenende 25 vorgesehen ist, und daß die andere Verstellvorrichtung 24 zur Änderung der relativen Nockenwellen-Drehlage am anderen Nockenwellenende mit dem Spurlager 10 angeordnet ist, wobei dieser Wellenendabschnitt 26 über eine Geradverzahnung 27 und das Spurlager 10 über eine Schräg- oder Schraubverzahnung 28 jeweils mit einer korrespondierenden Verzahnung an einer gesteuert/geregelt verstellbaren Schiebehülse 29 zusammenwirkt. Zur Erzielung eines relativ geringen Einbauraumes für beide Verstellvorrichtungen 9 und 24 umfassen diese jeweils ein selbsthemmendes Schneckengetriebe 30 bzw. 31, wobei jede Schnecke 32 bzw. 33 mit einem quer zur Verstell-Nockenwelle 1 angeordneten Stellmotor 34 bzw. 35 in Antriebsverbindung steht. Um weiter beide Verstellvorrichtungen 9 und 24 voneinander unabhängig betätigen zu können, wirken die Schneckenräder 36 bzw. 37 jeweils mittels einer drehgesicherten Axialschiebehülse 38 bzw. 39 über jeweils ein Wälzlager 40 bzw. 41 auf die axial verschiebbare Nockenwelle 1 oder die axial verstellbare Drehlagen-Schiebehülse 29 ein. Mit der kombinierten Betätigung beider Verstellvorrichtungen 9 und 24 sind in vorteilhafter Weise dem jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine angepaßte Ventilöffnungszeiten erreicht.

Claims (11)

  1. Verstell-Nockenwelle für eine ventilgesteuerte Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine,
    bei der auf einer axial verschiebbaren, zylindrischen Nockenwelle (1) Nocken (3, 3', 4) relativ zueinander über gleitbewegliche, formschlüssige Verbindungen (16, 17) winkelverstellbar angeordnet sind, und
    benachbarte, axial gegeneinander abgestützte Nocken (3, 3', 4) über maschinenseitige geteilte Lageranordnungen (5) der Nockenwelle (1) auf dieser gegenüber der axial verschiebbaren Nockenwelle (1) axial positioniert gehalten sind,
    wobei benachbarte Nocken (3, 3', 4) über Stirnseiten (6) von in Ausnehmungen (7) der maschinenseitigen geteilten Lageranordnungen (5) angeordneten, über die Lageranordnungen (5) axial vorstehend ausgebildeten Lagerbuchsen (8) positioniert gehalten sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die die Nockenwelle (1) dreh- und verschiebebeweglich aufnehmenden Lagerbuchsen (8) aus einem Werkstoff mit einem dem Material der maschinenseitigen geteilten Lageranordnungen (5) gleichen oder ähnlichen Wärmedehnungswert gebildet sind.
  2. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nockenwelle (1) zur Winkelverstellung der Nocken (3, 3', 4) mittels einer Verstellvorrichtung (9) in den Lagerbuchsen (8) axial verschiebbar angeordnet ist, und
    eine Lagerbuchse (8) in einer End-Lageranordnung ein Spurlager (10) bildet, das
    einerseits mit einem Antriebsflansch (11) eines Nockenwellen-Drehantriebes (13) und andererseits über ein Profil schiebebeweglich mit der Nockenwelle (1) in drehfester Verbindung steht.
  3. Nockenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen zwei benachbarten Lagerbuchsen (8) zumindest ein Einlaßnocken (3, 3') und ein Auslaßnocken (4) auf der Nockenwelle (1) winkelverstellbar gelagert angeordnet sind, wobei
    die miteinander axial gleitbeweglich in Verbindung stehenden Nocken (3, 3', 4) in ihren Lagerbohrungen (15) mit verschieden gerichteten Steigungswinkeln angeordnete Nuten (16) aufweisen, in die
    am Außenumfang der Nockenwelle (1) gesondert angeordnete Führungselemente (17) eingreifen.
  4. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nuten (16) in den Nocken (3, 3', 4) schraubengangartig ausgebildet sind, und
    daß jedes wellenseitige Führungselement (17) als Abschnitt eines dreidimensionalen Flach- oder Trapezgewindeganges gestaltet ist, wobei
    jeder Gewindegang-Abschnitt als Führungselement (17) mit einem jeweiligen Bolzen (18) in einstückiger Verbindung steht.
  5. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß ein schmiermittelführender Kanal (19) mittig in Längsrichtung in der Nockenwelle (1) angeordnet ist, und
    daß die Führungselemente (17) fixierende Bolzen (18) die Nockenwelle (1) quer durchsetzend angeordnet sind, wobei
    ein an einem Ende jedes Bolzens (18) frei austretender Verteilkanal (20) mit einem mit dem Längs-Kanal (19) der Nockenwelle (1) kommunizierenden Zulauf (21) in Verbindung steht.
  6. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen (8) stirnseitig mit die Nuten (16) der Nocken (3, 3', 4) überdeckenden Flanschen (22) ausgebildet sind.
  7. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen zwei benachbarten Lagerbuchsen (8) für erste gleichartige Ventile (Einlaßventile 23) zwei axial beabstandete Nocken (Einlaßnocken 3, 3') angeordnet sind, und
    zwischen diesen ein Nocken (4) für zweite gleichartige Ventile (Auslaßventile), die
    gemeinsam über einen Gabelhebel betätigt sind.
  8. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß die den ersten gleichartigen Ventilen (Einlaßventile 23) zugeordneten Nocken (Einlaßnocken 3, 3') unterschiedlich gestaltet sind und
    gegebenenfalls Nuten (16) mit unterschiedlichen Steigungswinkeln aufweisen.
  9. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Verstellvorrichtung (24) zur Änderung der relativen Drehlage der Nockenwelle (1) gegenüber einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
  10. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß die eine Verstellvorrichtung (9) zur Winkelverstellung der Nocken (3, 3', 4) relativ zueinander an einem Wellenende (25) vorgesehen ist, und
    daß die andere Verstellvorrichtung (24) zur Änderung der relativen Nockenwellen-Drehlage am anderen Nockenwellenende mit dem Spurlager (10) angeordnet ist, wobei
    dieser Wellenendabschnitt (26) über eine Geradverzahnung (27) und das Spurlager (10) über eine Schräg- oder Schraubverzahnung (28) jeweils mit einer korrespondierenden Verzahnung an einer gesteuert/geregelt verstellbaren Schiebehülse (29) zusammenwirkt.
  11. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Verstellvorrichtungen (9, 24) jeweils ein selbsthemmendes Schneckengetriebe (30, 31) umfassen, wobei
    jede Schnecke (32, 33) mit einem quer zur Nockenwelle (1) angeordneten Stellmotor (34, 35) in Antriebsverbindung steht und
    wobei die Schneckenräder (36, 37) jeweils mittels einer drehgesicherten Axialschiebehülse (38, 39) über jeweils ein Wälzlager (40, 41) auf die axial verschiebbare Nockenwelle (1) oder die axial verstellbare Drehlagen-Schiebehülse (29) einwirken.
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