EP2861838A1 - Schiebenockensystem einer hubkolbenbrennkraftmaschine mit x- förmig angeordneten schiebenuten und führungselementen - Google Patents

Schiebenockensystem einer hubkolbenbrennkraftmaschine mit x- förmig angeordneten schiebenuten und führungselementen

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EP2861838A1
EP2861838A1 EP13719091.4A EP13719091A EP2861838A1 EP 2861838 A1 EP2861838 A1 EP 2861838A1 EP 13719091 A EP13719091 A EP 13719091A EP 2861838 A1 EP2861838 A1 EP 2861838A1
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EP
European Patent Office
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combustion engine
internal combustion
sliding
switch blades
sliding cam
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13719091.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Nendel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2861838A1 publication Critical patent/EP2861838A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • Reciprocating internal combustion engine with at least one camshaft with at least one sliding cam element with sliding cam and X-shaped intersecting sliding grooves, wherein the sliding cam element with an internal toothing on a toothed shaft rotatably but axially displaceable and wherein between the sliding grooves a guide member is fixed, the elastically movable Having switch points, which are guided on a pivot plate mounted in the pivoting area, and with an actuator device with at least one movable out of a housing actuator pin, wherein the actuator device to a component of a cylinder head or on the cylinder head of the reciprocating internal combustion engine can be fastened and the Aktorit after his move out with at least one sliding groove of the sliding cam element comes into contact.
  • Such a sliding cam system with guide element is known from DE-10 2008 024 91 1 A1.
  • the guide member is formed as a nearly circular ring which is hinged to the ends of the switch blades on a pivot plate.
  • the Guide element has on its side facing away from the pivot plate an inward extension, with which it is inserted in a groove in the cam base.
  • the problem is that it must be widened very far in order to be able to be pushed with the free ends of the switch blades on the groove or the base circle of the sliding grooves, so that a plastic deformation of the guide element is to be feared.
  • the guide element is used only on a small part of the inner circumference in the groove in the sliding groove bottom, so that the free switch blades are designed to be very long, whereby the guiding force is reduced when moving the sliding cam elements. Even if the ends of the switch blades are supported on the flanks of the X-shaped crossing region, there is a risk that they bend unduly on the free stretch before this support.
  • the object of the invention is therefore to design and improve the sliding cam element and the guide element in such a way that the disadvantages described are avoided and a permanent displacement of the sliding cam elements via the slide grooves or the switch tongues is possible without the exact displacement of the sliding elements is at risk and damage the guide element or the switch blades. This should be done with simple inexpensive means.
  • the guide element is designed as a C-shaped executed spring and is fixed at least with its ends to the toothed shaft.
  • the C-shaped spring is not bent at all must be in order to be fixed to the toothed shaft.
  • the C-shaped spring which is also referred to as C-spring, is inserted into a recess in Verschiebenuten ground between the sliding grooves, so that the C-spring after pushing the sliding cam element on the toothed shaft via the attached to the ends of the inner teeth on the C spring is held.
  • the C-spring is therefore fixed independently of the sliding cam element on the toothed shaft.
  • the incision in the displacement groove bottom of the sliding cam element is incorporated substantially up to the axis of the sliding cam element or the center of the toothed shaft, so that the C-spring, which comprises an angle of approximately 180 °, is provided on its entire inner surface with internal teeth.
  • the C-spring has an inner closed arc and an outer arc interrupted to form the switch blades. This gives the C-shaped spring a secure hold in the incision, because the inner arch is located in the incision. Due to the encircling inner arch, it is possible to fix the switch blades anywhere on the inner arch and thus adjust the spring stiffness and the elasticity of the switch blades arbitrarily.
  • the interruption in the outer arc or the distance between the ends of the switch blades can be effected by a radial separating cut, wherein the ends of the switch blades can lean on the outer edges of the sliding grooves in the crossing region.
  • the free ends of the switch blades have lateral chamfers.
  • the incision widens in the direction of the crossing area on both sides thereof.
  • This extension can be done in the circumferential direction from the beginning of the incision ago, but he can also use later.
  • the flanks of the extension are adapted to the Auslenkweg the switch blades, so that the switch blades experienced in the direction of the crossing area a steady support, can absorb high forces and ensure along the way accurate guidance for Aktorit.
  • the fatigue strength increases considerably.
  • the rigidity of the support of Aktorstattes is significantly improved.
  • the guide element and in particular the switch blades can also be made thinner, so that also increases their durability.
  • the switch blades are sufficiently thin, so the lateral phases can be omitted at the free ends of the switch blades.
  • the extensions of the sliding groove base radially to the internal teeth of the sliding cam element obliquely narrowing or perpendicular to the tooth shaft axis incorporated, the inner arc of the C-spring is also elastically guided along the extensions, so that the transition between the inner arc and the switch blades is loaded less and thus the flexural rigidity is improved.
  • the switch blades can be made monostable, so that after passage of the Aktorstattes through the crossing area again set in the middle of the X - shaped intersection of the sliding grooves.
  • the switch tongues can also be made bistable, so that they remain in this pivoted position after passage of Aktorstattes and preferably bear with their ends on the flanks of the sliding grooves.
  • the bistability can be achieved by suitable shaping of the switch blades, for. B. by beads or indentations, by multi-layer materials or by a tangential bias of the switch blades in particular the projections in the direction of the pivot plate done.
  • the projections are supported in the
  • FIG. 1 shows a perspective view of a sliding groove region of a sliding cam element with actuator pin
  • 1 generally designates a sliding groove region, in which two displacement grooves 2 and 2a which intersect in an X-shape are incorporated.
  • the sliding groove portion 1 may be designed as a separate crank disc which is connected to the sliding cam element, but it may also form a unit with the sliding cam element, so that the sliding cam and the sliding groove portion are arranged side by side.
  • an incision 3 is incorporated, which, in particular Figure 3 can be seen, extends to the central axis of the sliding cam member.
  • the sliding cam element has at the inner opening an internal toothing 4, which fits to a toothed shaft 5.
  • a C-shaped spring 6, also called C-spring is used.
  • the C-spring 6 has internal teeth 7, which correspond to the internal teeth 4 on the sliding cam element and also engage in the toothed shaft 5, so that a larger number of internal teeth 7 provide for a radial clamping of the C-spring on the toothed shaft 5.
  • the C-spring 6 has an inner arc 8, which is made closed, and an outer interrupted arc 9, which forms switch blades 10 and 10a, which are attached to the ends of the inner bow 8 and at their free ends chamfers 14, 14a for better contact with the flanks of the sliding grooves 2, 2a in the crossing region.
  • the inner arc 8 projects so far into the incision 3, that it is guided in the recess axially to the axis of the sliding cam member.
  • the switch blades 10 and 10a have in the region of their ends inwardly directed projections 1 1 and 1 1 a, which fit in openings of a pivot plate 12, so that the two switch blades 10 and 10 a are guided over the pivot plate 12 against each other.
  • the pivot plate 12 is, as can be seen in Figures 1 to 3, embedded in a recess in the sliding groove bottom in the crossing region of the sliding grooves 2 and 2 and guided there.
  • an actuator pin 9 moves in one of the sliding grooves 2 or 2 a and approaches the crossing region, one of the switch blades 10 or 10 a is displaced and the other switch blade is pivoted in the other direction via the rotary joint plate 12 that the actuator pin 9 guided by the switch blades 10 and 10a can change from one to the other sliding groove.
  • the gear ratio of the apertures in the pivot plate 12 can be varied to compensate for variations in the movement of the ends of the switch blades 10 and 10a caused by fits in the transmission of movement from one switch tongue to the other switch tongue can.
  • the incision 3 extends in the direction of the intersection region on both sides thereof, whereby the extensions 15 and 15a can start later at the beginning of the incision 3, but also in the circumferential direction.
  • the switch blades 10 and 10a are arranged so that they protrude radially into the extensions 15, 15a so that they undergo successive support in the extensions in accordance with the shape of the flanks of the extensions 15, 15a.
  • the support force of the switch blades 10, 10a relative to the actuator pin 9 is substantially improved, wherein the flanks of the extensions 15, 15a are designed so that a steady jerk-free support of the switch blades 10, 10a up to their support at the end on the flanks of the slide grooves.
  • a rotary joint insert 13 is used there, which causes a guide of a radially outwardly resting on the rotary joint insert 13 pivot plate 12a.
  • the rotary joint insert 13 can be omitted if the V - slot width of the extensions 15, 15a tapers so much that a sufficient support is possible for the pivot plate.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer Nockenwelle mit zumindest einem Schiebenockenelement mit Schiebenocken und sich X-förmig kreuzenden Verschiebenuten (2 und 2a), wobei das Schiebenockenelement mit einer Innenverzahnung (4) auf einer Zahnwelle (5) drehfest aber axial verschiebbar angeordnet ist und wobei zwischen den Verschiebenuten (2 und 2a) ein Führungselement fixiert ist, das elastisch bewegliche Weichenzungen (10 und 10a) aufweist, die an einer im Kreuzungsbereich gelagerten Drehgelenkplatte (12) geführt sind, und mit einer Aktorvorrichtung mit zumindest einem aus einem Gehäuse heraus bewegbaren Aktorstift (9), wobei die Aktorvorrichtung an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigbar ist und der Aktorstift (9) nach seiner Herausbewegung mit zumindest einer Verschiebenut (2 oder 2a) des Schiebenockenelements in Verbindung tritt und wobeidas Führungselement als C-förmig ausgeführte Feder (6) ausgebildet und zumindest mit seinen Enden an der Zahnwelle (5) fixiert ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
SCHIEBENOCKENSYSTEM EINER HUBKOLBENBRENNKRAFTMASCHINE MIT X- FÖRMIG ANGEORDNETEN SCHIEBENUTEN UND
FÜHRUNGSELEMENTEN
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer Nockenwelle mit zumindest einem Schiebenockenelement mit Schiebenocken und sich X-förmig kreuzenden Verschiebenuten, wobei das Schiebenockenelement mit einer Innenverzahnung auf einer Zahnwelle drehfest aber axial verschiebbar angeordnet ist und wobei zwischen den Verschiebenuten ein Führungselement fixiert ist, das elastisch bewegliche Weichenzungen aufweist, die an einer im Kreuzungsbereich gelagerten Drehgelenkplatte geführt sind, und mit einer Aktorvorrichtung mit zumindest einem aus einem Gehäuse heraus bewegbaren Aktorstift, wobei die Aktorvorrichtung an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigbar ist und der Aktorstift nach seiner Herausbewegung mit zumindest einer Verschiebenut des Schiebenockenelements in Verbindung tritt.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Schiebenockensystem mit Führungselement ist aus der DE- 10 2008 024 91 1 A1 bekannt. Bei diesem Schiebenockenelement ist das Führungselement als nahezu kreisförmiger Ring ausgebildet, der mit den Enden der Weichenzungen an einer Drehgelenkplatte angelenkt ist. Das Führungselement hat auf seiner der Drehgelenkplatte abgewandten Seite eine nach innen gerichtete Erweiterung, mit der es in einer Nut im Verschiebenockengrund eingesetzt ist. Bei diesem Führungselement besteht das Problem, dass es sehr weit aufgeweitet werden muss, um mit den freien Enden der Weichenzungen über die Nut oder den Grundkreis der Verschiebenuten geschoben werden zu können, so dass eine plastische Verformung des Führungselements zu befürchten ist. Des Weiteren ist das Führungselement nur auf einem kleinen Teil des Innenumfangs in der Nut im Schiebenutengrund eingesetzt, so dass die freien Weichenzungen sehr lang ausgeführt sind, wodurch die Führungskraft beim Verschieben der Schiebenockenelemente reduziert ist. Selbst wenn die Enden der Weichenzungen sich an den Flanken des X-förmigen Kreuzungsbereichs abstützen, besteht die Gefahr, dass diese sich auf der freien Strecke vor dieser Abstützung unzulässig verbiegen.
Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Schiebenockenelement und das Führungselement so auszubilden und zu verbessern, dass die beschriebenen Nachteile vermieden werden und eine dauerhafte Verschiebung der Schiebenockenelemente über die Schiebenuten bzw. die Weichenzungen möglich ist, ohne dass die exakte Verschiebung der Schiebeelemente gefährdet ist und das Führungselement oder die Weichenzungen Schaden nehmen. Dies soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln erfolgen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Führungselement als C-förmig ausgeführte Feder ausgebildet und zumindest mit seinen Enden an der Zahnwelle fixiert ist. Durch diese Ausgestaltung des Führungselements wird erreicht, dass die C-förmig ausgeführte Feder überhaupt nicht aufgebogen werden muss, um an der Zahnwelle fixiert zu werden. Die C-förmig ausgeführte Feder, die im Weiteren auch C-Feder genannt wird, wird in einen Einschnitt im Verschiebenutengrund zwischen den Verschiebenuten eingeschoben, so dass die C-Feder nach Aufschieben des Schiebenockenelements auf die Zahnwelle über die an den Enden angebrachten Innenzähne an der C-Feder gehalten wird. Die C-Feder ist daher unabhängig von dem Schiebenockenelement an der Zahnwelle fixiert. Der Einschnitt in den Verschiebenutengrund des Schiebenockenelements ist dabei im Wesentlichen bis zur Achse des Schiebenockenelements beziehungsweise der Mitte der Zahnwelle eingearbeitet, so dass die C-Feder, die etwa einen Winkel von 180° umfasst, an ihrer gesamten Innenfläche mit Innenzähnen versehen ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die C-Feder einen inneren geschlossenen Bogen und einen äußeren zur Bildung der Weichenzungen unterbrochenen Bogen aufweist. Dadurch erhält die C-förmige Feder einen sicheren Halt in dem Einschnitt, weil der innere Bogen im Einschnitt angeordnet ist. Durch den umlaufenden inneren Bogen ist es möglich, die Weichenzungen an einer beliebigen Stelle an dem inneren Bogen festzulegen und so die Federsteifigkeit und die Elastizität der Weichenzungen beliebig einzustellen.
Die Unterbrechung im äußeren Bogen bzw. der Abstand zwischen den Enden der Weichenzungen kann durch einen radialen Trennschnitt erfolgen, wobei sich die Enden der Weichenzungen an den Außenflanken der Verschiebenuten im Kreuzungsbereich anlehnen können. Um dies übergangslos zu gestalten, weisen die freien Enden der Weichenzungen seitliche Fasen auf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Einschnitt in Richtung Kreuzungsbereich beidseits desselben sich erweitert. Diese Erweiterung kann in Umfangsrichtung gesehen vom Anfang des Einschnitts her erfolgen, er kann aber auch später einsetzen. Die Flanken der Erweiterung sind dem Auslenkweg der Weichenzungen angepasst, so dass die Weichenzungen in Richtung zum Kreuzungsbereich eine stetige Abstützung erfahren, hohe Kräfte aufnehmen können und entlang des Weges eine exakte Führung für den Aktorstift sicherstellen. Dadurch erhöht sich die Dauerfestigkeit erheblich. Auch die Steifigkeit der Abstützung des Aktorstiftes wird deutlich verbessert. Schließlich kann das Führungselement und insbesondere die Weichenzungen auch dünner ausgeführt werden, so dass auch dadurch ihre Haltbarkeit steigt. Sind insbesondere die Weichenzungen hinreichend dünn, so können die seitlichen Phasen an den freien Enden der Weichenzungen entfallen.
Werden, wie weiterhin vorgeschlagen, die Erweiterungen vom Verschiebenutengrund radial bis zur Innenverzahnung des Schiebenockenelements schräg sich verengend oder rechtwinklig zur Zahnwellenachse eingearbeitet, so ist der innere Bogen der C-Feder ebenfalls entlang der Erweiterungen elastisch geführt, so dass der Übergang zwischen dem inneren Bogen und den Weichenzungen geringer belastet ist und damit die Biegewechselsteifigkeit verbessert wird. Die Weichenzungen können monostabil ausgeführt sein, sodass sie sich nach Passage des Aktorstiftes durch den Kreuzungsbereich wieder in die Mitte der X - förmigen Kreuzung der Verschiebenuten einstellen.
Die Weichenzungen können aber auch bistabil ausgeführt sein, sodass sie nach Passage des Aktorstiftes in dieser verschwenkten Lage verbleiben und vorzugsweise mit ihren Enden an den Flanken der Verschiebenuten anliegen.
Die Bistabilität kann durch geeignete Formgebung der Weichenzungen, z. B. durch Sicken oder Einprägungen, durch mehrlagige Werkstoffe oder durch eine tangentiale Vorspannung der Weichenzungen insbesondere der Vorsprünge in Richtung zur Drehgelenkplatte erfolgen. Die Vorsprünge stützen sich in den
Öffnungen der Drehgelenkplatte ab, sodass die Druckkraft auf die Öffnungen ein
Verdrehen der Drehgelenkplatte und damit eine Auslenkung der Weichenzungen aus der monostabilen in bistabile Lagen bewirkt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen: eine perspektivische Ansicht eines Schiebenutenbereichs eines Schiebenockenelements mit Aktorstift,
einen Schnitt durch eine C-förmige Feder und eine Drehgelenkplatte,
einen Schnitt entsprechend Figur 2, bei der die C-Feder in einen
Einschnitt eines Schiebenockenelements eingesetzt ist, eine skizzierte Draufsicht auf die Enden der Weichenzungen mit
Drehgelenkplatte und modifizierter Übersetzung,
eine Seitenansicht eines Schiebenutenbereichs mit Erweiterungen am Einschnitt,
einen Schnitt durch den Schiebenockenbereich eines
Schiebenockenelements entsprechend Figur 5,
eine Seitenansicht ähnlich Figur 5 in einer anderen Drehstellung, einen Schnitt durch den Schiebenockenbereich nach Figur 7, eine Seitenansicht eines Schiebenockenbereichs eines
Schiebenockenelements mit Erweiterungen im Einschnitt, eine Ansicht eines Drehgelenkeinsatzes,
eine Draufsicht auf den Kreuzungsbereich eines Schiebenockenelements und
eine Draufsicht auf die Drehgelenköffnung gemäß Figur 1 1 mit Drehgelenkplatte.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren 1 und 12 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein ein Verschiebenutenbereich bezeichnet, in der zwei sich X-förmig kreuzende Verschiebenuten 2 und 2a eingearbeitet sind. Der Verschiebenutenbereich 1 kann als getrennte Kulissenscheibe ausgeführt sein, der mit dem Schiebenockenelement verbunden ist, er kann aber auch mit dem Schiebenockenelement eine Einheit bilden, so dass die Schiebenocken und der Schiebenutenbereich nebeneinander angeordnet sind. In dem Verschiebenutenbereich 1 , und zwar in dem Verschiebenutengrund der Verschiebenuten 2 und 2a, ist ein Einschnitt 3 eingearbeitet, der, wie insbesondere Figur 3 zu entnehmen ist, bis zur Mittelachse des Schiebenockenelements reicht. Das Schiebenockenelement weist an der inneren Öffnung eine Innenverzahnung 4 auf, die zu einer Zahnwelle 5 passt. In dem Einschnitt 3 gemäß Figur 3 ist eine C-förmige Feder 6, auch C-Feder genannt, eingesetzt. Die C-Feder 6 hat Innenzähne 7, die der Innenverzahnung 4 an dem Schiebenockenelement entsprechen und ebenfalls in die Zahnwelle 5 eingreifen, sodass eine größere Anzahl von Innenzähnen 7 für eine radiale Verklammerung der C-Feder an der Zahnwelle 5 sorgen. Die C-Feder 6 weist einen inneren Bogen 8 auf, der geschlossen ausgeführt ist, und einen äußeren unterbrochenen Bogen 9, der Weichenzungen 10 und 10a bildet, die an den Enden des inneren Bogens 8 angebracht sind und an ihren freien Enden Fasen 14, 14a zur besseren Anlage an die Flanken der Verschiebenuten 2, 2a im Kreuzungsbereich aufweisen.
Der innere Bogen 8 ragt so weit in den Einschnitt 3 hinein, dass er im Einschnitt axial zur Achse des Schiebenockenelements geführt ist. Die Weichenzungen 10 und 10a haben im Bereich ihrer Enden nach innen gerichtete Vorsprünge 1 1 und 1 1 a, die in Öffnungen einer Drehgelenkplatte 12 passen, so dass die beiden Weichenzungen 10 und 10a über die Drehgelenkplatte 12 gegeneinander geführt sind. Die Drehgelenkplatte 12 ist, wie den Figuren 1 bis 3 zu entnehmen ist, in einer Ausnehmung im Verschiebenutengrund im Kreuzungsbereich der Verschiebenuten 2 und 2 eingelassen und dort geführt.
Bewegt sich nun, wie in Figur 1 dargestellt, ein Aktorstift 9 in einer der Verschiebenuten 2 oder 2a und nähert sich dem Kreuzungsbereich, so wird eine der Weichenzungen 10 oder 10a verschoben und die andere Weichenzunge über die Drehgelenkplatte 12 in die andere Richtung verschwenkt, so dass der Aktorstift 9 geführt durch die Weichenzungen 10 und 10a von der einen in die andere Verschiebenut wechseln kann. Wie insbesondere Figur 4 zu entnehmen ist, kann das Übersetzungsverhältnis der Öffnungen in der Drehgelenkplatte 12 variiert werden, um Abweichungen in der Bewegung der Enden der Weichenzungen 10 und 10a auszugleichen, die durch Passungen in der Übertragung der Bewegung von einer Weichenzunge auf die andere Weichenzunge entstehen können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Einschnitt 3 in Richtung Kreuzungsbereich beidseits desselben sich erweitert, wobei die Erweiterungen 15 und 15a am Beginn des Einschnitts 3, aber auch in Umfangsrichtung gesehen, später beginnen können. Die Weichenzungen 10 und 10a sind so angeordnet, dass sie in die Erweiterungen 15, 15a radial hineinragen, so dass sie entsprechend der Form der Flanken der Erweiterungen 15, 15a eine sukzessive Abstützung in den Erweiterungen erfahren. Dadurch wird die Stützkraft der Weichenzungen 10, 10a gegenüber dem Aktorstift 9 wesentlich verbessert, wobei die Flanken der Erweiterungen 15, 15a so ausgeführt sind, dass eine stetige ruckfreie Abstützung der Weichenzungen 10, 10a bis zu ihrer Abstützung am Ende an den Flanken der Schiebenuten 2, 2a erfolgt. Es würde ausreichen, die Erweiterungen nur radial außen im Bereich der Weichenzungen anzubringen, da es auf die Abstützung der Weichenzungen 10, 10a ankommt. Die Erweiterungen können aber auch so von außen nach radial innen angebracht sein, dass sie rechtwinklig zur Achse des Schiebenockenelements ausgeführt sind. Sie können aber auch, wie in den Figuren 6 und 8 dargestellt, schräg nach innen sich verengend ausgeführt sein, so dass sich keilförmig ausgeführte Flanken an den Erweiterungen 15, 15a ergeben. Dadurch entsteht auch im Bereich des inneren Bogens 8 seitliches Spiel in dem Einschnitt 3, so dass ein Biegeweg am inneren Bogen 8 entsteht und damit die Elastizität der Weichenzungen 10 und 10a erhöht wird.
Da durch die Erweiterungen 15, 15a des Einschnitts 3 im Kreuzungsbereich eine tiefere Aussparung entsteht, wird dort ein Drehgelenkeinsatz 13 eingesetzt, der eine Führung einer radial nach außen auf dem Drehgelenkeinsatz 13 aufliegenden Drehgelenkplatte 12a bewirkt. Der Drehgelenkeinsatz 13 kann entfallen, wenn die V - Schlitzbreite der Erweiterungen 15, 15a sich so sehr verjüngt, dass für die Drehgelenkplatte eine hinreichende Abstützung möglich ist. Bezugszeichenliste
Schiebenutenbereich
a Verschiebenuten
Einschnitt
Innenverzahnung
Zahnwelle
C-Feder
Innenzähne
innerer Bogen
Aktorstift
, 10a Weichenzungen
, 1 1 a Vorsprünge
, 12a Drehgelenkplatten
Drehgelenkeinsatz
, 14a Fasen
, 15a Erweiterungen

Claims

Patentansprüche
1 . Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zumindest einer Nockenwelle mit zumindest einem Schiebenockenelement mit Schiebenocken und sich X-förmig kreuzenden Verschiebenuten (2 und 2a), wobei das Schiebenockenelement mit einer Innenverzahnung (4) auf einer Zahnwelle (5) drehfest aber axial verschiebbar angeordnet ist und wobei zwischen den Verschiebenuten (2 und 2a) ein Führungselement fixiert ist, das elastisch bewegliche Weichenzungen (10 und 10a) aufweist, die an einer im Kreuzungsbereich gelagerten Drehgelenkplatte (12) geführt sind, und mit einer Aktorvorrichtung mit zumindest einem aus einem Gehäuse heraus bewegbaren Aktorstift (9), wobei die Aktorvorrichtung an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigbar ist und der Aktorstift (9) nach seiner Herausbewegung mit zumindest einer Verschiebenut (2 oder 2a) des Schiebenockenelements in Verbindung tritt, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement als C-förmig ausgeführte Feder (6) ausgebildet und zumindest mit seinen Enden an der Zahnwelle (5) fixiert ist.
2. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Verschiebenutengrund zwischen den Verschiebenuten (2 und 2a) ein Einschnitt (3) eingearbeitet ist, der im Wesentlichen bis zur Mitte des Schiebenockenelements oder der Zahnwelle (5) reicht.
3. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die C-förmige Feder (6) zumindest an ihren Enden Innenzähne (7) aufweist, die in die Zähne der Zahnwelle (5) eingreifen.
4. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die C-Feder (6) einen inneren geschlossenen Bogen (8) und einen äußeren zur Bildung der Weichenzungen (10 und 10a) unterbrochenen Bogen (9) aufweist.
5. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Bogen (8) in den Einschnitt (3) hineinragt und dort in Achsrichtung des Schiebenockenelements geführt ist.
6. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt (3) in Richtung zum Kreuzungsbereich beidseits desselben sich erweitert und dass die Weichenzungen (10 und 10a) zumindest teilweise in die Erweiterungen (15 und 15a) radial hineinragen.
7. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken der Erweiterungen (15 und 15a) entlang des Auslenkweg der Weichenzungen (10 und 10a) so ausgeführt sind, dass eine ruckfreie Abstützung der Weichenzungen (10 und 10a) am Ak- torstift (9) gewährleistet ist.
8. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichenzungen (10 und 10a) mittels Ihrer Formgebung oder Werkstoffwahl oder ihrer Abstützung, insbesondere an der Drehgelenkplatte (12 oder 12a), bistabil ausgeführt sind und in ihren Ruhelagen an den Flanken der Verschiebenuten (2 und 2a) im Kreuzungsbereich vorzugsweise anliegen.
9. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis der Weichenzungen (10 und 10a) an der Drehgelenkplatte (12 oder 12a) unterschiedlich ausgeführt ist.
EP13719091.4A 2012-06-18 2013-04-26 Schiebenockensystem einer hubkolbenbrennkraftmaschine mit x- förmig angeordneten schiebenuten und führungselementen Withdrawn EP2861838A1 (de)

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