EP2742215B1 - Nockenelement für eine ventiltriebvorrichtung - Google Patents

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EP2742215B1
EP2742215B1 EP12740052.1A EP12740052A EP2742215B1 EP 2742215 B1 EP2742215 B1 EP 2742215B1 EP 12740052 A EP12740052 A EP 12740052A EP 2742215 B1 EP2742215 B1 EP 2742215B1
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EP
European Patent Office
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cam
cams
undercut
axis
cam element
Prior art date
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EP12740052.1A
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English (en)
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EP2742215A1 (de
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Michael KUJAS
Thomas Stolk
Alexander Von Gaisberg-Helfenberg
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
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    • 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
    • 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
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    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08—Shape of cams
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49293—Camshaft making

Definitions

  • the invention relates to a cam element for a valve drive device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is in particular the object of enabling a simple production of the cam member. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention is based on a cam element for a valve drive device of an internal combustion engine, with at least one cam which has at least two partial cams arranged next to one another, which have a common base circle phase in at least one camshaft angle region and for valve lift switching by displacement a cam follower of one of the partial cams are provided on another of the partial cams, the partial cams have an overlapping arrangement.
  • a “cam element” is to be understood in particular a part of a camshaft, which forms a cam for actuating a gas exchange valve.
  • a “cam with juxtaposed partial cam” should be understood in particular a cam having two axially adjacent juxtaposed partial cams, which are intended to actuate the same gas exchange valve differently in different discrete switching positions of the cam member.
  • An operating characteristic of the gas exchange valve is defined by the individual part cam.
  • a "displacement of a cam follower” is to be understood in particular as meaning that a single cam follower, which is provided for picking up a cam contour of the partial cams and for actuating the gas exchange valve, and the partial cams are displaced relative to one another along an axis of rotation of the cam element, wherein the relative Displacement can be done both by an axial movement of the cam member with simultaneous axial fixation of the cam follower or by an axial movement of the cam follower with simultaneous axial fixation of the cam member.
  • By an “overlapping arrangement” is to be understood in particular that the partial cams are only partially superimposed, i. that in any cross sections of a partial cam the other partial cam only partially obscured.
  • “Provided” is to be understood in particular to be specially equipped and / or designed.
  • the cam element has an undercut which is introduced between the two partial cams.
  • Under a "undercut” is in particular a removal of a rotationally symmetrical inner edge with a certain shape and specified dimensions, which gives both the tool used in the production and the adjoining part during assembly the necessary space to be understood, preferably in accordance with DIN 509th Unter "between” should be understood in this context, in particular, that the undercut is arranged along the axis of rotation spatially between the sub-cam.
  • a "production axis” should be understood as meaning, in particular, a virtual axis, with respect to which the undercut has symmetry, in particular rotational symmetry, at least in partial regions.
  • the production axis is displaced with respect to the axis of rotation, preferably in a direction corresponding to a pressure or counter-pressure side of one of the partial cam.
  • the undercut has a truncated cone shape.
  • a "truncated cone” should in particular be understood to mean a shape which corresponds at least substantially to a truncated cone, for example in a longitudinal section through the cam element, wherein the undercut may have a rounded shape relative to a geometrically ideal truncated cone, in particular at edges.
  • a longitudinal section should in particular be understood to mean a section whose section plane extends through the axis of rotation or axis-parallel to the axis of rotation.
  • the undercut at least in the base circle phase merges into the partial cams at a shallow angle.
  • a switchability of the cam follower can be advantageously obtained.
  • a “shallow angle” is to be understood in particular as meaning that an angle which includes a running surface of the cam follower with a surface of the undercut, at least in a transition region between the tread and the undercut is less than 45 °, preferably less than 40 ° and especially is advantageously less than 35 °.
  • valve drive device with a cam element according to the invention and a Ventilhubumschaltü, which is intended to move the cam member along its axis of rotation proposed.
  • a structurally simple valve drive device can be provided with a high efficiency.
  • FIGS. 1 to 3 schematically show an internal combustion engine valve drive device with a cam member 17 according to the invention.
  • the engine valve drive device is provided for an internal combustion engine having at least two cylinders arranged in series, which have different valve actuation times.
  • the engine valve driving apparatus is also applicable to an internal combustion engine in which three, four or more cylinders are arranged in one row, such as a four-cylinder inline engine or a six-cylinder V-engine.
  • the internal combustion engine valve drive device comprises a camshaft 18 with the cam element 17 and a further cam element, which is designed analogously.
  • the cam member 17 is formed as a cam carrier. On the cam elements 17, a cam 10 is arranged, which has two partial cams 11, 12 with different cam contour. The cam member 17 has still more cams, which are formed analogously. The partial cams 11, 12 of the cam 10 are arranged immediately adjacent.
  • the cam member 17 is axially displaceable. By an axial displacement of the cam member 17 is switched within the cam 10 of the one part cam 11, 12 on the other part cam 11, 12.
  • the cam member 17 thus has two discrete switching positions, in which a different valve lift is connected for the cylinder or cylinders associated with the cam element 17.
  • the camshaft 18 comprises a drive shaft 19.
  • the drive shaft 19 comprises a crankshaft connection for connection to a crankshaft, not shown.
  • the crankshaft connection can be formed by means of a camshaft adjuster which is provided to set a phase position between the camshaft 18 and the crankshaft.
  • the cam member 17 is axially displaceable and non-rotatably mounted on the drive shaft 19.
  • the drive shaft 19 has a straight toothing on its outer periphery.
  • the cam member 17 has on its inner circumference a corresponding spur toothing, which engages in the spur toothing of the drive shaft 19.
  • the internal combustion engine valve drive device comprises a switching unit 21, which has two switching pins for engagement in the slide tracks.
  • the switching unit 21 has a stator housing which is fixedly connected to an engine block of the internal combustion engine.
  • the switching pins are slidably disposed in the stator housing along their main extension direction.
  • the slide tracks are designed as grooves in which the switching pins can be forcibly guided on both sides. In a switching operation in the first switching direction, the first switching pin is brought into engagement with the first slide track. In a switching operation in the second switching direction of the second switching pin is brought into engagement with the second slide track.
  • the slide tracks have at least in some areas an axial inclination.
  • rotation of the cam member 17 about its rotational axis 16 causes the shift pin to exert on the cam member 17 an axially acting force that causes the cam member 17 to move along the rotational axis 16.
  • the operative connection of a cam follower, which is provided for tapping the cam contour, is thereby changed from one part cam 11, 12 to the other part cam 11, 12.
  • the cam follower is axially fixed and the cam member 17 is arranged axially displaceable.
  • the two sub-cams 11, 12 have in a camshaft angle range 13 common base circle phase.
  • the cam follower is shifted from the one part cam 11, 12 on the other part cam 11, 12.
  • the two partial cams 11, 12 with respect to the axis of rotation 16 of the cam member 17 on a substantially same radial extent.
  • the partial cams 11, 12 of the cam 10 have an overlapping arrangement.
  • the first part cam 11 has a radial extent that is greater than a radial extent that the second partial cam 12 has in this camshaft angle range 22.
  • a valve lift provided by the first part cam 11 is greater than a valve lift provided by the second part cam 11.
  • the second part cam 12 has a radial extension that is greater than a radial extent that the first part cam 11 has in this camshaft angle region 23.
  • a valve lift provided by the second part cam 12 is greater than a valve lift provided by the first part cam 11.
  • the second part cam 12 is thus not completely within a radial envelope, which is spanned by the first part cam 11.
  • the first part cam 11 is not in a radial envelope, which is spanned by the second part cam 12.
  • the cam member 17 has an undercut 14 which is introduced between the two partial cams 11, 12.
  • the undercut 14 is introduced into the cam element 17 by a machining process, in particular a milling and / or twisting method.
  • the undercut 14 extends over an entire outer circumference of the cam element 17. It is introduced into the outer circumference of the cam element 17 as an outer free groove.
  • the undercut 14 has a production axis 15, which is arranged offset from the axis of rotation 16 of the cam member 17.
  • the undercut 14 has a symmetry with respect to the production axis 15.
  • the undercut 14 is rotationally symmetrical with respect to the production axis 15, ie.
  • the cam member 17 is rotated about the production axis 15.
  • the production axis 15 is displaced axially parallel to the axis of rotation 16.
  • the undercut 14 has a truncated cone shape.
  • a surface of the cam member 17 extends parallel to the production axis 15.
  • the free groove 14 at least in the base circle phase at a shallow angle in the partial cams 11, 12, ie an angle, the one provided for the cam follower Running surface of the part cam 11, 12 includes with the surface in the region of the undercut 14 is always less than 45 °.
  • the angle is between 10 ° and 30 °.
  • the undercut 14 is first introduced between the two partial cams 11, 12.
  • the undercut 14 is introduced in a machining process.
  • the two partial cams 11, 12 are formed individually.
  • the partial cams 11, 12 are ground individually after introduction of the undercut 14 with grinding tools whose width is only slightly larger than a width of the individual partial cams 11, 12.
  • An order in which the partial cams 11, 12 are ground is arbitrary.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Nockenelement für eine Ventiltriebvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der gattungsbildenden DE 10 2007 022 145 A1 ist bereits ein Nockenelement für eine Ventiltriebvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nocken, der zumindest zwei nebeneinander angeordnete Teilnocken aufweist, die in zumindest einem Nockenwellenwinkelbereich eine gemeinsame Grundkreisphase aufweisen und für eine Ventilhubumschaltung von einem der Teilnocken auf einen anderen der Teilnocken vorgesehen sind und die Teilnocken eine überlappende Anordnung aufweisen, bekannt.
  • Ebenso ist aus der DE 10 2008 050 776 A1 bereits ein Nockenelement für eine Ventiltriebvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nocken, der zumindest zwei nebeneinander angeordnete Teilnocken aufweist, die in zumindest einem Nockenwellenwinkelbereich eine gemeinsame Grundkreisphase aufweisen und für eine Ventilhubumschaltung durch Verschieben eines Nockenfolgers von einem der Teilnocken auf einen anderen der Teilnocken vorgesehen sind, bekannt.
  • Auch die Dokumente US2008/0236526 A1 und DE19519048 A1 offenbaren Nockenelemente mit unterschiedlichen Teilnocken.
  • Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine einfache Fertigung des Nockenelements zu ermöglichen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung geht aus von einem Nockenelement für eine Ventiltriebvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nocken, der zumindest zwei nebeneinander angeordnete Teilnocken aufweist, die in zumindest einem Nockenwellenwinkelbereich eine gemeinsame Grundkreisphase aufweisen und für eine Ventilhubumschaltung durch Verschieben eines Nockenfolgers von einem der Teilnocken auf einen anderen der Teilnocken vorgesehen sind, dabei weisen die Teilnocken eine überlappende Anordnung auf.
  • Unter einem "Nockenelement" soll insbesondere ein Teil einer Nockenwelle verstanden werden, das einen Nocken zur Betätigung eines Gaswechselventils ausbildet. Unter einem "Nocken mit nebeneinander angeordneten Teilnocken" soll insbesondere ein Nocken verstanden werden, der zwei in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Teilnocken aufweist, die dazu vorgesehen sind, in unterschiedlichen diskreten Schaltstellungen des Nockenelements das gleiche Gaswechselventil unterschiedlich zu betätigen. Eine Betätigungscharakteristik des Gaswechselventils ist dabei durch die einzelnen Teilnocken definiert. Unter einem "Verschieben eines Nockenfolgers" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein einzelner Nockenfolger, der zum Abgriff einer Nockenkontur der Teilnocken und für die Betätigung des Gaswechselventils vorgesehen ist, und der Teilnocken relativ zueinander entlang einer Rotationsachse des Nockenelements verschoben werden, wobei die relative Verschiebung sowohl durch eine axiale Bewegung des Nockenelements bei gleichzeitiger axialer Fixierung des Nockenfolgers oder durch eine axiale Bewegung des Nockenfolgers bei gleichzeitig axialer Fixierung des Nockenelements erfolgen kann. Unter einer "überlappenden Anordnung" soll insbesondere verstanden werden, dass die Teilnocken jeweils lediglich teilweise übereinanderliegen, d.h. dass in beliebigen Querschnitten der eine Teilnocken den anderen Teilnocken lediglich teilweise verdeckt. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
  • Erfindungsgemäßwird vorgeschlagen, dass das Nockenelement einen Freistich aufweist, der zwischen die beiden Teilnocken eingebracht ist. Dadurch ist eine einfache Fertigung des Nockenelements möglich. Unter einem "Freistich" soll insbesondere eine Abtragung an einer rotationssymmetrischen Innenkante mit einer bestimmten Form und festgelegten Maßen, die sowohl dem eingesetzten Werkzeug bei der Fertigung als auch dem anliegenden Teil beim Zusammenbau den erforderlichen Freiraum gibt, verstanden werden, vorzugsweise gemäß DIN 509. Unter "zwischen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Freistich entlang der Rotationsachse räumlich zwischen den Teilnocken angeordnet ist.
  • Dabei weist der Freistich eine Fertigungsachse auf, die desachsiert zu einer Rotationsachse angeordnet ist. Unter einer "Fertigungsachse" soll dabei insbesondere eine virtuelle Achse verstanden werden, in Bezug auf die der Freistich zumindest in Teilbereichen eine Symmetrie, insbesondere eine Rotationssymmetrie, aufweist. Unter "desachsiert" soll insbesondere verstanden werden, dass die Fertigungsachse gegenüber der Rotationsachse verlagert ist, vorzugsweise in eine Richtung, die einer Druck- oder Gegendruckseite von einem der Teilnocken entspricht.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der Freistich eine Kegelstumpfform aufweist. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Übergang zwischen den Teilnocken erreicht werden. Unter einer "Kegelstumpfform" soll insbesondere eine Form verstanden werden, die zumindest im Wesentlichen beispielsweise in einem Längsschnitt durch das Nockenelement einem Kegelstumpf entspricht, wobei der Freistich gegenüber einem geometrisch idealen Kegelstumpf, insbesondere an Kanten, eine abgerundete Form aufweisen kann. Unter einem Längsschnitt soll insbesondere ein Schnitt verstanden werden, dessen Schnittebene durch die Rotationsachse oder achsparallel zur Rotationsachse verläuft.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass der Freistich zumindest in der Grundkreisphase in einem flachen Winkel in die Teilnocken übergeht. Dadurch kann eine Schaltbarkeit des Nockenfolgers vorteilhaft erhalten werden. Unter einem "flachen Winkel" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein Winkel, den eine Lauffläche des Nockenfolgers mit einer Oberfläche des Freistichs einschließt, zumindest in einem Übergangsbereich zwischen der Lauffläche und dem Freistich kleiner als 45°, vorzugsweise kleiner als 40° und besonders vorteilhaft kleiner als 35° ist.
  • Ferner wird eine Ventiltriebvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Nockenelement und einer Ventilhubumschalteinheit, die dazu vorgesehen ist, das Nockenelement entlang seiner Rotationsachse zu verschieben, vorgeschlagen. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ventiltriebvorrichtung mit einer hohen Effizienz bereitgestellt werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung einer Ventiltriebvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Nockenelement,
    Fig. 2
    das Nockenelement in einem Querschnitt und
    Fig. 3
    das Nockenelement in einem Längsschnitt.
  • Die Figuren 1 bis 3 zeigen schematisiert eine Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Nockenelement 17. Die Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung ist für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die zumindest zwei in Reihe angeordnete Zylinder aufweist, die unterschiedliche Ventilbetätigungszeiten aufweisen. Die Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung ist aber auch für eine Brennkraftmaschine verwendbar, bei der in einer Reihe drei, vier oder mehr Zylinder angeordnet sind, wie beispielsweise bei einem Reihenmotor mit vier Zylindern oder einen V-Motor mit sechs Zylindern.
  • Die Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung umfasst eine Nockenwelle 18 mit dem Nockenelement 17 sowie einem weiteren Nockenelement, das analog ausgestaltet ist. Das Nockenelement 17 ist als ein Nockenträger ausgebildet. Auf dem Nockenelemente 17 ist ein Nocken 10 angeordnet, der zwei Teilnocken 11, 12 mit unterschiedlicher Nockenkontur aufweist. Das Nockenelement 17 weist noch weitere Nocken auf, die analog ausgebildet sind. Die Teilnocken 11, 12 des Nockens 10 sind unmittelbar benachbart angeordnet. Das Nockenelement 17 ist axial verschiebbar. Durch ein axiales Verschieben des Nockenelements 17 wird innerhalb des Nockens 10 von dem einen Teilnocken 11, 12 auf den anderen Teilnocken 11, 12 umgeschaltet. Das Nockenelement 17 weist damit zwei diskrete Schaltstellungen auf, in denen für den oder die Zylinder, die dem Nockenelement 17 zugeordnet sind, ein unterschiedlicher Ventilhub geschaltet ist.
  • Zur Anordnung des Nockenelements 17 umfasst die Nockenwelle 18 eine Triebwelle 19. Die Triebwelle 19 umfasst eine Kurbelwellenanbindung zur Anbindung an eine nicht näher dargestellte Kurbelwelle. Die Kurbelwellenanbindung kann mittels eines Nockenwellenverstellers, der dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage zwischen der Nockenwelle 18 und der Kurbelwelle einzustellen, ausgebildet sein.
  • Das Nockenelement 17 ist axial verschiebbar und drehfest auf der Triebwelle 19 angeordnet. Die Triebwelle 19 weist an ihrem Außenumfang eine Geradverzahnung auf. Das Nockenelement 17 weist an seinem Innenumfang eine korrespondierende Geradverzahnung auf, die in die Geradverzahnung der Triebwelle 19 eingreift.
  • Weiter umfasst die Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung eine Schaltkulisse 20. Die Schaltkulisse 20 ist dazu vorgesehen, das Nockenelement 17 und das weitere Nockenelement in einem Schaltvorgang sequentiell nacheinander zu verschieben. Zum Verschieben des Nockenelements 17 umfasst die Schaltkulisse 20 zwei Kulissenbahnen. Die erste Kulissenbahn ist dazu vorgesehen, das Nockenelement 17 und das zweite Nockenelemnt entlang einer ersten Schaltrichtung von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung zu verschieben. Die zweite Kulissenbahn ist dazu vorgesehen, das Nockenelement 17 und das zweite Nockenelement entlang einer zweiten Schaltrichtung von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zu verschieben (vgl. Figur 1).
  • Weiter umfasst die Brennkraftmaschinenventiltriebvorrichtung eine Schalteinheit 21, die zwei Schaltpins zum Eingriff in die Kulissenbahnen aufweist. Die Schalteinheit 21 weist ein Statorgehäuse auf, das fest mit einem Motorblock der Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Schaltpins sind entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung verschiebbar in dem Statorgehäuse angeordnet. Die Kulissenbahnen sind als Nuten ausgeführt, in denen die Schaltpins beidseitig zwangsgeführt werden können. Bei einem Schaltvorgang in die erste Schaltrichtung wird der erste Schaltpin in Eingriff mit der ersten Kulissenbahn gebracht. Bei einem Schaltvorgang in die zweite Schaltrichtung wird der zweite Schaltpin in Eingriff mit der zweiten Kulissenbahn gebracht.
  • Die Kulissenbahnen weisen zumindest in Teilbereichen eine axiale Schrägstellung auf. Wenn einer der Schaltpins in die entsprechende Kulissenbahn eingespurt ist, bewirkt eine Drehung des Nockenelements 17 um seine Rotationsachse 16, dass der Schaltpin auf das Nockenelement 17 eine axial wirkende Kraft ausübt, die zur Verschiebung des Nockenelements 17 entlang der Rotationsachse 16 führt. Die Wirkverbindung eines Nockenfolgers, der zum Abgriff der Nockenkontur vorgesehen ist, wird dadurch von dem einen Teilnocken 11, 12 auf den anderen Teilnocken 11, 12 geändert.
  • Bei einer solchen Ausgestaltung ist der Nockenfolger axial fest und das Nockenelement 17 axial verschiebbar angeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, das Nockenelement 17 axial fest und den Nockenfolger axial verschiebbar auszuführen.
  • Die beiden Teilnocken 11, 12 weisen in einem Nockenwellenwinkelbereich 13 gemeinsame Grundkreisphase auf. In der gemeinsamen Grundkreisphase, die für die Ventilhubumschaltung vorgesehen ist, wird der Nockenfolger von dem einen Teilnocken 11, 12 auf den anderen Teilnocken 11, 12 verschoben. In der gemeinsamen Grundkreisphase weisen die beiden Teilnocken 11, 12 in Bezug auf die Rotationsachse 16 des Nockenelements 17 eine im Wesentlichen gleiche radiale Erstreckung auf.
  • Die Teilnocken 11, 12 des Nockens 10 weise eine überlappende Anordnung auf. In zumindest einem Nockenwellenwinkelbereich 22 der Nockenwelle 18 weist der erste Teilnocken 11 eine radiale Erstreckung auf, die größer ist als eine radiale Erstreckung, die der zweite Teilnocken 12 in diesem Nockenwellenwinkelbereich 22 aufweist. In diesem Nockenwellenwinkelbereich 22 ist ein durch den ersten Teilnocken 11 bereitgestellter Ventilhub größer als ein durch den zweiten Teilnocken 11 bereitgestellter Ventilhub. In einem an den ersten Nockenwellenwinkelbereich 22 angrenzenden Nockenwellenwinkelbereich 23 der Nockenwelle 18 weist der zweite Teilnocken 12 eine radiale Erstreckung auf, die größer ist als eine radiale Erstreckung, die der erste Teilnocken 11 in diesem Nockenwellenwinkelbereich 23 aufweist. In diesem Nockenwellenwinkelbereich 23 ist ein durch den zweiten Teilnocken 12 bereitgestellter Ventilhub größer als ein durch den ersten Teilnocken 11 bereitgestellter Ventilhub. Der zweite Teilnocken 12 liegt somit nicht vollständig innerhalb einer radialen Hüllkurve, die durch den ersten Teilnocken 11 aufgespannt wird. Umgekehrt liegt auch der erste Teilnocken 11 nicht in einer radialen Hüllkurve, die durch den zweiten Teilnocken 12 aufgespannt wird.
  • Fertigungsbedingt weist das Nockenelement 17 einen Freistich 14 auf, der zwischen die beiden Teilnocken 11, 12 eingebracht ist. Der Freistich 14 ist durch ein spanabhebendes Verfahren, insbesondere ein Fräs- und/oder Abdrehverfahren, in das Nockenelement 17 eingebracht. Der Freistich 14 erstreckt sich über einen gesamten Außenumfang des Nockenelements 17. Er ist als ein Außenfreistich in den Außenumfang des Nockenelements 17 eingebracht.
  • Der Freistich 14 weist eine Fertigungsachse 15 auf, die desachsiert zur Rotationsachse 16 des Nockenelements 17 angeordnet ist. Der Freistich 14 weist in Bezug auf die Fertigungsachse 15 eine Symmetrie auf. Zumindest im Nockenwellenwinkelbereich 13 der Grundkreisphase ist der Freistich 14 in Bezug auf die Fertigungsachse 15 rotationssymmetrisch, d.h..er weist im Nockenwellenwinkelbereich 23 der Grundkreisphase einen Grundkreis auf, dessen Mittelpunkt auf der Fertigungsachse 15 liegt. Bei einer Fertigung des Nockenelements 17 wird das Nockenelement 17 um die Fertigungsachse 15 gedreht. Die Fertigungsachse 15 ist dabei gegenüber der Rotationsachse 16 achsparallel verschoben.
  • Der Freistich 14 weist eine Kegelstumpfform auf. Im Bereich des Grundkreises des Freistichs 14 verläuft eine Oberfläche des Nockenelements 17 parallel zu der Fertigungsachse 15. Seitlich geht der Freistich 14 zumindest in der Grundkreisphase in einem flachen Winkel in die Teilnocken 11, 12 über, d.h. ein Winkel, den eine für den Nockenfolger vorgesehene Lauffläche der Teilnocken 11, 12 mit der Oberfläche im Bereich des Freistichs 14 einschließt, ist stets kleiner als 45°. Vorzugsweise liegt der Winkel zwischen 10° und 30°.
  • Bei der Fertigung des Nockenelements 17 aus einem Rohling wird zunächst der Freistich 14 zwischen die beiden Teilnocken 11, 12 eingebracht. Der Freistich 14 wird dabei in einem spanabhebenden Verfahren eingebracht. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, den Freistich 14 durch ein Umform- oder Urformverfahren einzubringen, beispielsweise direkt bei einem Herstellungsverfahren des Rohlings.
  • Nach dem Einbringen des Freistichs 14 werden die beiden Teilnocken 11, 12 einzeln geformt. Auf eine zeitgleiche Formung beider Teilnocken 11, 12, beispielsweise ein gleichzeitiges Schleifen der Laufflächen der beiden Teilnocken 11, 12 im Bereich der Grundkreisphase, wird verzichtet. Die Teilnocken 11, 12 werden nach dem Einbringen des Freistichs 14 einzeln mit Schleifwerkzeugen geschliffen, deren Breite nur geringfügig größer ist als eine Breite der einzelnen Teilnocken 11, 12. Eine Reihenfolge, in der die Teilnocken 11, 12 geschliffen werden, ist dabei beliebig.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Nocken
    11
    Teilnocken
    12
    Teilnocken
    13
    Nockenwellenwinkelbereich
    14
    Freistich
    15
    Fertigungsachse
    16
    Rotationsachse
    17
    Nockenelement
    18
    Nockenwelle
    19
    Triebwelle
    20
    Schaltkulisse
    21
    Schalteinheit
    22
    Nockenwellenwinkelbereich
    23
    Nockenwellenwinkelbereich

Claims (4)

  1. Nockenelement für eine Ventiltriebvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nocken (10), der zumindest zwei nebeneinander angeordnete Teilnocken (11, 12) aufweist, die in zumindest einem Nockenwellenwinkelbereich (13) eine gemeinsame Grundkreisphase aufweisen und für eine Ventilhubumschaltung durch Verschieben eines Nockenfolgers oder des Nockens (10), so dass der Nockenfolger mit dem einen der Teilnocken (11, 12) oder einem anderen der Teilnocken (11, 12) in Kontakt ist, vorgesehen sind, wobei die Teilnocken (11, 12) eine überlappende Anordnung aufweisen, und wobei zwischen die beiden Teilnocken (11, 12) ein Freistich (14) eingebracht ist, der eine Fertigungsachse (15) aufweist, die desachsiert zu einer Rotationsachse (16) angeordnet ist.
  2. Nockenelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Freistich (14) eine Kegelstumpfform aufweist.
  3. Nockenelement zumindest nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Freistich (14) zumindest in der Grundkreisphase in einem flachen Winkel in die Teilnocken (11, 12) übergeht.
  4. Ventiltriebvorrichtung mit einem Nockenelement (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Ventilhubumschalteinheit, die dazu vorgesehen ist, das Nockenelement (17) entlang seiner Rotationsachse (16) zu verschieben.
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