EP3510258A1 - Variable nockenwellensteuerung - Google Patents

Variable nockenwellensteuerung

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EP3510258A1
EP3510258A1 EP17768396.8A EP17768396A EP3510258A1 EP 3510258 A1 EP3510258 A1 EP 3510258A1 EP 17768396 A EP17768396 A EP 17768396A EP 3510258 A1 EP3510258 A1 EP 3510258A1
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EP
European Patent Office
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camshaft
lubricant
cam piece
passage
variable
Prior art date
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Application number
EP17768396.8A
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English (en)
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EP3510258B1 (de
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Tonio-Erik Schultze
Christine Landsberg
Robert Hermann
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP3510258A1 publication Critical patent/EP3510258A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3510258B1 publication Critical patent/EP3510258B1/de
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    • 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
    • F01L1/047—Camshafts
    • 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
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M9/00—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F01M9/10—Lubrication of valve gear or auxiliaries
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • 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
    • 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
    • F01L2810/00—Arrangements solving specific problems in relation with valve gears
    • F01L2810/02—Lubrication

Definitions

  • the invention relates to a variable camshaft control according to the preamble of patent claim 1.
  • Four-stroke engines such as Petrol or diesel engines to change during operation.
  • Such a variable camshaft controller has an internally toothed cam piece which is guided over an externally toothed camshaft. In order for a displacement of the cam piece on the camshaft is possible during engine operation, a certain
  • This game provides for a system change of a cam as a result of a change of torque direction in the valve actuation on a roller cam follower for a turnover of the teeth.
  • variable camshaft control o.g. Type according to the invention
  • a lubricant supply means for guiding lubricant provided in a space between the camshaft and the cam piece. There causes the penetrating into the gap lubricant
  • Lubricant damping which reduces in particular the acoustic envelope pulses.
  • a reduction of structure-borne noise pulses by 40% to 50% can be achieved.
  • a much softer sound characteristic can be achieved, and the radiation in the airborne sound is significantly reduced.
  • the wear can be significantly reduced in this way, especially on a ball spring package for axially locking the cam pieces. This further allows the camshaft and cam piece to have a greater backlash, i.e. each produce with larger manufacturing tolerances.
  • a manual assembly with toothing design can be dispensed with, and an automatic production with a corresponding joining system is possible.
  • the gap is located between the camshaft and the cam piece in a region of an external toothing of the camshaft and an internal toothing of the camshaft
  • the lubricant supply means has a passage extending through the cam piece, the passage starting in a lubricant collection area for supporting the cam piece and in the space between the camshaft and the camshaft
  • Cam piece ends. This has the advantage that residual lubricant from a radial bearing for supporting the camshaft directly to the toothing between the camshaft and the
  • Cam piece are guided in the intermediate space.
  • it may also be provided to guide lubricant through a passage in the camshaft in the intermediate space.
  • the passage begins in an undercut of a
  • the undercut is located at an outer edge of the radial bearing surface. Under an undercut according to DIN 509 a "Abtragung on a
  • the undercut is used to create free spaces, which are used as exit zones in the production of tools such as a functional element, the undercut on assemblies / assemblies is required to ensure the flush fitting of counterparts, if no sufficiently large chamfers, radii or curves can be fitted to these counterparts, thus starting the passage immediately the point at which residual lubricant escapes from the radial bearing, so that the escaping residual lubricant can be used particularly effectively in the
  • the passage begins in a radial bearing surface.
  • the passage can be made easier and the residual lubricant from the
  • the passage is at an angle of .mu.m
  • the passage can, on the one hand, be manufactured particularly easily, while on the other hand, the passage can be made, in particular, from an undercut to particularly critical areas in the production line
  • the passage extends in the radial direction through the cam piece.
  • the cam piece may e.g. have a substantially cylinder jacket-shaped or hollow cylindrical basic shape with an outer surface and an inner surface. The passage then begins at the outer surface and ends at the inner surface. With respect to the substantially cylinder jacket-shaped or hollow cylindrical basic shape, the passage extends in the radial direction.
  • radial direction is understood to mean a direction which extends essentially radially inward or outward, but does not necessarily run at right angles to the extension axis (longitudinal axis) of the camshaft not necessarily straight, but may also have bow sections or kinks.
  • the lubricant supply means at least one bore extending through the camshaft, wherein preferably the
  • Camshaft is a hollow shaft and the at least one bore extends in the radial direction through the camshaft.
  • the lubrication can therefore also be done by a hole in the external gear camshaft.
  • the lubricant supply device can be designed for pressureless guidance of lubricant in the intermediate space. Thus, no work is done by a lubricant pump to remove lubricant, e.g. to promote through the passage. Therefore, the
  • Lubricant supply means be adapted to effect an active lubrication of the toothing between the camshaft and the cam piece, that is, lubricant, such as oil, conveyed under pressure into the intermediate space. Furthermore, an internal combustion engine with such a variable camshaft control belongs to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of another embodiment of the invention. Reference is first made to Fig. 1 reference.
  • variable camshaft controller 10 for an internal combustion engine, such as an engine.
  • a four-stroke engine such as a gasoline or diesel engine.
  • variable camshaft control 10 has an externally toothed camshaft 12 and an internally toothed cam piece 14.
  • gearing of the cam piece 14 and the toothing of the camshaft 12 given or required.
  • the backlash is in a range of e.g. 0.65 mm to 0.7 mm.
  • a radial bearing for rotatably supporting the cam piece 14 has a supply line through which lubricant, e.g. Oil is supplied to a circumferential annular gap of the radial bearing to cause lubrication of the bearing point of the cam piece 14.
  • lubricant e.g. Oil
  • a lubricant supply device 20 is provided, with a
  • Lubricant damping can be achieved, in particular the acoustic
  • the lubricant supply device 20 has four in the present embodiment
  • Passages 16a, 16b, 16c, 16d each extending through the cam piece 14 in a substantially radial direction. Furthermore, the cam piece 14 in the present
  • Embodiment a substantially cylinder jacket-shaped or hollow cylindrical basic shape with an outer surface and an inner surface. The four connect
  • the passages 16a and 16c shown in Fig. 1 on one side and 16b and 16d on the other side are arranged in the circumferential direction of the cam piece 14 equally spaced from each other. It can be distributed over the circumference also provided more than two passes. Furthermore, the two left-hand passages 16a and 16c in FIG. 1 are arranged in the direction of extension of the camshaft 12 at a distance from the two right-hand passages 16b and 16d in FIG. In addition, the passages 16a, 16b and 16c, 16d can also be arranged offset from each other in the circumferential direction.
  • the four passages 16a, 16b, 16c, 16d begin in a lubricant collecting area 18 and terminate in an approximately cylindrical space 22 between the camshaft 12 and the cam piece 14.
  • the four passages 16a, 16b, 16c, 16d begin in a lubricant collecting area 18 and terminate in an approximately cylindrical space 22 between the camshaft 12 and the cam piece 14.
  • the undercuts define a radial bearing surface 26 in the axial direction.
  • the gap 22 is bounded on the one hand by the inner surface of the cam piece 14.
  • lubricant collecting area 18 lubricant leaking from the radial bearing (not shown) collects. This can be achieved by the four passages 16a, 16b, 16c, 16d of the
  • Grease collection area 18 enter the gap 22.
  • the clearance 22 is limited by the outer surface of the camshaft 12.
  • the camshaft control 10 shown in FIG. 2 differs from the camshaft control 10 illustrated in FIG. 1 in that the lubricant supply device 20 has two passages 16a, 16b which respectively start in the radial bearing surface 26 and at an angle of substantially 90 ° to the extension axis the camshaft 12 extend.
  • the two passages 16a, 16b start outside the undercuts 24a, 24b and have a radial orientation without an axial component.
  • the two passages 16a, 16b are arranged in the axial direction of the extension axis of the camshaft 12 at a distance of approximately 10 mm to approximately 25 mm, preferably with a spacing of 12 mm or 18 mm.
  • the radial bearing surface 26 thereby provides a contact region between the radial bearing, not shown, and the
  • the radial bearing surface 26 extends in the present embodiment, the width of the radial bearing in the direction of extension of the camshaft 12th
  • lubricant is delivered from the lubricant pump through the supply line to the annular gap. Lubricant then exits from the radial bearing and passes without pressure through the four passages 16a, 16b, 16c, 16d or two passages 16a, 16b in the
  • FIG. 3 partially illustrates a longitudinal section through a camshaft control.
  • the one section, here longitudinal section, characteristic hatching are omitted in this case for the sake of clarity.
  • the lubricant supply device 20 has at least one bore 28 extending through the camshaft 12.
  • the camshaft 12 is at least in this embodiment, a hollow shaft, wherein the at least one bore 28 extends in the radial direction through the camshaft 12.
  • the bore 28 extends diametrically through the bore 28
  • the bore 28 thus extends from an opening provided in the camshaft 12 inner bore 30 in the radial direction of the camshaft to the gap 22 between the camshaft 12 and the cam piece 14, as indicated in Fig. 3

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine variable Nockenwellensteuerung (10) mit einer außenverzahnten Nockenwelle (12), einem innenverzahnten Nockenstück (14), wobei das Nockenstück (14) axial verschieblich auf der Nockenwelle (12) gelagert ist, einem Zwischenraum (22), welcher zwischen der Nockenwelle (12) und dem Nockenstück (14) in einem Bereich einer Außenverzahnung der Nockenwelle (12) und einer Innenverzahnung des Nockenstücks (14) angeordnet ist, und einer Schmierstoffzuführeinrichtung (20) zum Führen von Schmierstoff in den Zwischenraum (22). Dabei weist die Schmierstoffzuführeinrichtung (20) einen sich durch das Nockenstück (14) erstreckenden Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) auf, wobei der Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) in einem Schmiermittelsammelbereich (18) zur Lagerung des Nockenstücks (14) beginnt und in dem Zwischenraum (22) endet.

Description

Beschreibung
Variable Nockenwellensteuerung
Die Erfindung betrifft eine variable Nockenwellensteuerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Eine variable Nockenwellensteuerung (oder auch variable Ventilsteuerung) bezeichnet eine Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung, um Steuerzeiten der Ventilsteuerung von
Viertaktmotoren, wie z.B. Otto- oder Dieselmotoren, im Betrieb zu verändern.
Eine derartige variable Nockenwellensteuerung weist ein innenverzahntes Nockenstück auf, das über eine außenverzahnte Nockenwelle geführt ist. Damit während des Motorbetriebs ein Verschieben des Nockenstücks auf der Nockenwelle möglich ist, muss ein bestimmtes
Mindestmaß an Spiel, das sogenannte Verdrehflankenspiel, zwischen den Verzahnungen dieser beiden Bauteile gegeben sein. Dieses Spiel sorgt bei einem Anlagewechsel eines Nockens in Folge eines Drehmomentrichtungswechsels bei der Ventilbetätigung an einem Rollenschlepphebel für ein Umschlagen der Verzahnung. Ein Umschlagimpuls beim
Umschlagen steigt exponentiell zum Verdrehflankenspiel an und wird von Kraftfahrzeugführern als„Tackergeräusch" wahrgenommen. Aufgrund technischer Grenzen von Fertigungsprozessen lässt sich das Verdrehflankenspiel nicht in ausreichendem Maße verringern.
Bei großen durch die Fertigung bedingten Verdrehflankenspielen wird üblicherweise eine Verzahnungsauslegung mit einer Übergangspaarung gewählt, wofür eine Handmontage oder ein aufwändiges Klassieren erforderlich ist. Hier gibt es immer wieder Teile, die sich nicht fügen lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellensteuerung zu schaffen, bei der die Geräuschentwicklung beim Umschlagen der Verzahnung vermindert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine variable Nockenwellensteuerung der o.g. Art mit den in Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen beschrieben.
Dazu ist bei einer variablen Nockenwellensteuerung der o.g. Art erfindungsgemäß eine
Schmierstoffzuführeinrichtung zum Führen von Schmierstoff in einen Zwischenraum zwischen der Nockenwelle und dem Nockenstück vorgesehen. Dort bewirkt das in den Zwischenraum eindringende Schmiermittel eine
Schmiermitteldämpfung, die insbesondere die akustischen Umschlagimpulse reduziert. So kann eine Reduzierung von Körperschallimpulsen um 40% bis 50% erreicht werden. Zugleich kann damit eine deutlich weichere Klangcharakteristik erreicht werden, und die Abstrahlung im Luftschall wird deutlich verringert. Außerdem kann auf diese Weise der Verschleiß speziell an einem Kugelfederpaket zur axialen Arretierung der Nockenstücke deutlich reduziert werden. Dies erlaubt es ferner, die Nockenwelle und das Nockenstück ein größeres Verdrehflankenspiel aufweisend d.h. jeweils mit größeren Fertigungstoleranzen herzustellen. So kann auf eine Handmontage mit Verzahnungsauslegung verzichtet werden, und eine automatische Fertigung mit einer entsprechenden Fügeanlage wird möglich.
Der Zwischenraum befindet sich zwischen der Nockenwelle und dem Nockenstück in einem Bereich einer Außenverzahnung der Nockenwelle und einer Innenverzahnung des
Nockenstücks.
Die Schmierstoffzuführeinrichtung weist einen sich durch das Nockenstück erstreckenden Durchgang auf, wobei der Durchgang in einem Schmiermittelsammelbereich zur Lagerung des Nockenstücks beginnt und in dem Zwischenraum zwischen der Nockenwelle und dem
Nockenstück endet. Dies hat den Vorteil, dass Restschmiermittel aus einem Radiallager zur Lagerung der Nockenwelle direkt zur Verzahnung zwischen der Nockenwelle und dem
Nockenstück in den Zwischenraum geführt werden. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, Schmiermittel durch einen Durchgang in der Nockenwelle in den Zwischenraum zu führen.
Gemäß einer Ausführungsform beginnt der Durchgang in einem Freistich einer
Radiallagerfläche. Der Freistich befindet sich an einem äußeren Rand der Radiallagerfläche. Dabei wird unter einem Freistich gemäß DIN 509 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. Somit dient der Freistich zum Schaffen von Freiräumen, welche als Auslaufzonen bei der Fertigung für Werkzeuge wie Drehmeißel und vor allem Schleifscheiben benötigt werden. Als Funktionselement ist der Freistich bei Zusammenbauten/Baugruppen erforderlich, um das bündige Aufstecken von Gegenstücken zu gewährleisten, wenn an diesen Gegenstücken keine ausreichend großen Fasen, Radien oder Rundungen angebracht werden können. Somit beginnt der Durchgang unmittelbar an der Stelle, an der Restschmiermittel aus dem Radiallager austritt. Auf diese Weise kann das austretende Restschmiermittel besonders effektiv in den
Verzahnungszwischenraum geführt werden, ohne zusätzliches Drucköl aus dem Ölkreislauf des Motors entnehmen zu müssen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform beginnt der Durchgang in einer Radiallagerfläche. So kann der Durchgang einfacher gefertigt werden und das Restschmiermittel von der
Radiallagerfläche leichter in den Zwischenraum leiten.
Gemäß einer anderen Ausführungsform verläuft der Durchgang in einem Winkel von im
Wesentlichen 30° bis 90° zur Erstreckungsachse (Längsachse) der Nockenwelle. Dabei wird unter„im Wesentlichen" innerhalb üblicher Fertigungstoleranzen liegend verstanden. So kann der Durchgang einerseits besonders einfach gefertigt werden. Andererseits kann sich der Durchgang insbesondere von einem Freistich zu besonders kritischen Bereichen im
Zwischenraum erstrecken und dort direkt eine Schmiermitteldämpfung bewirken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Durchgang in radialer Richtung durch das Nockenstück. Das Nockenstück kann z.B. eine im Wesentlichen zylindermantelförmige bzw. hohlzylinderförmige Grundform mit einer Außenfläche und einer Innenfläche aufweisen. Der Durchgang beginnt dann an der Außenfläche und endet an der Innenfläche. Mit Bezug auf die im Wesentlichen zylindermantelförmige bzw. hohlzylinderförmige Grundform erstreckt sich der Durchgang in radialer Richtung. Dabei wird unter„radialer Richtung" eine Richtung verstanden, die sich im Wesentlichen radial einwärts bzw. auswärts erstreckt, jedoch nicht zwingend im rechten Winkel zur Erstreckungsachse (Längsachse) der Nockenwelle verläuft. Des Weiteren wird unter„radialer Richtung" eine Richtung verstanden, die nicht zwingend geradlinig verläuft, sondern auch Bogenabschnitte oder Knicke aufweisen kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Schmierstoffzuführeinrichtung wenigstens eine sich durch die Nockenwelle erstreckende Bohrung auf, wobei vorzugsweise die
Nockenwelle eine Hohlwelle ist und sich die wenigstens eine Bohrung in radialer Richtung durch die Nockenwelle erstreckt. Die Beölung kann also auch durch eine Bohrung in der außenverzahnten Nockenwelle erfolgen.
Die Schmierstoffzuführeinrichtung kann zur drucklosen Führung von Schmiermittel in den Zwischenraum ausgebildet sein. Somit wird von einer Schmiermittelpumpe keine Arbeit verrichtet, um Schmiermittel z.B. durch den Durchgang zu fördern. Daher wird der
Energieverbrauch der Schmiermittelpumpe nicht erhöht. Alternativ kann z.B. die
Schmierstoffzuführeinrichtung dazu ausgebildet sein, eine aktive Beölung der Verzahnung zwischen der Nockenwelle und dem Nockenstück zu bewirken, d.h. es wird Schmiermittel, wie z.B. Öl, unter Druck in den Zwischenraum gefördert. Ferner gehört eine Brennkraftmaschine mit einer derartigen variablen Nockenwellensteuerung zur Erfindung.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in
Fig. 1 in schematischer Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 in schematischer Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 3 in schematischer Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen.
Dargestellt ist eine variable Nockenwellensteuerung 10 für eine Brennkraftmaschine, wie z.B. einen Viertaktmotor, wie z.B. einen Otto- oder Dieselmotor. Die variable
Nockenwellensteuerung 10 erlaubt es, Steuerzeiten einer Ventilsteuerung der
Brennkraftmaschine im Betrieb zu verändern.
Die variable Nockenwellensteuerung 10 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine außenverzahnte Nockenwelle 12 und ein innenverzahntes Nockenstück 14 auf. Das
Nockenstück 14 ist axial in Richtung der Erstreckungsachse (Längsachse) der Nockenwelle 12 verschiebbar auf der Nockenwelle 12 gelagert.
Um ein Verschieben des Nockenstücks 14 auf der Nockenwelle 12 zu ermöglichen, ist ein bestimmtes Mindestmaß an Spiel, das sogenannte Verdrehflankenspiel, zwischen der
Verzahnung des Nockenstücks 14 und der Verzahnung der Nockenwelle 12 vorgegeben bzw. erforderlich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt das Verdrehflankenspiel in einem Bereich von z.B. 0,65 mm bis 0,7 mm.
Ein Radiallager zur drehbaren Lagerung des Nockenstücks 14 weist eine Zuführleitung auf, durch die Schmiermittel, z.B. Öl, einem umlaufenden Ringspalt des Radiallagers zugeführt wird, um eine Schmierung der Lagerstelle des Nockenstücks 14 zu bewirken.
Ferner ist eine Schmierstoffzuführeinrichtung 20 vorgesehen, mit der eine
Schmiermitteldämpfung erreicht werden kann, die insbesondere die akustischen
Umschlagimpulse reduziert, wie dies später noch detailliert erläutert wird. Die Schmierstoffzuführeinrichtung 20 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier
Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d auf, die sich jeweils im Wesentlichen in radialer Richtung durch das Nockenstück 14 erstrecken. Ferner weist das Nockenstück 14 im vorliegenden
Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen zylindermantelförmige bzw. hohlzylinderförmige Grundform mit einer Außenfläche und einer Innenfläche auf. Dabei verbinden die vier
Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d die Außenfläche des Nockenstücks 14 mit der Innenfläche des Nockenstücks 14. Mit Bezug auf die im Wesentlichen zylindermantelförmige bzw.
hohlzylinderförmige Grundform des Nockenstücks 14 erstrecken sich die Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d zumindest mit einer Richtungskomponente in radialer Richtung. Somit geben die vier Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d eine Strömungsrichtung mit einer Richtungskomponente in radialer Richtung und einer Richtungskomponente in axialer Richtung der Erstreckungsachse der Nockenwelle 14 vor.
Die in Fig. 1 dargestellten Durchgänge 16a und 16c auf der einen Seite sowie 16b und 16d auf der anderen Seite sind in Umfangsrichtung des Nockenstücks 14 jeweils gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Es können über den Umfang verteilt auch mehr als zwei Durchgänge vorgesehen sein. Ferner sind die beiden in Fig. 1 linken Durchgänge 16a und 16c in Erstreckungsrichtung der Nockenwelle 12 von den beiden in Fig. 1 rechten Durchgängen 16b und 16d beabstandet angeordnet. Außerdem können die Durchgänge 16a, 16b bzw. 16c, 16d auch in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein.
Die vier Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d beginnen in einem Schmiermittelsammelbereich 18 und enden in einem etwa zylindrischen Zwischenraum 22 zwischen der Nockenwelle 12 und dem Nockenstück 14. Dabei weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der
Schmiermittelsammelbereich 18 in Erstreckungsrichtung (Längsachse) der Nockenwelle 12 in Reihe hintereinander angeordnet einen umlaufenden, ersten, in Fig. 1 linken Freistich 24a und einen umlaufenden, zweiten, in Fig. 1 rechten Freistich 24b auf. Die Freistiche begrenzen in axialer Richtung eine Radiallagerfläche 26.
Der Zwischenraum 22 wird einerseits von der Innenfläche des Nockenstücks 14 begrenzt. Im Schmiermittelsammelbereich 18 sammelt sich aus dem Radiallager (nicht gezeigt) austretendes Schmiermittel. Dieses kann durch die vier Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d von dem
Schmiermittelsammelbereich 18 in den Zwischenraum 22 gelangen. Andererseits wird der Zwischenraum 22 von der Außenfläche der Nockenwelle 12 begrenzt.
Der Schmiermittelsammelbereich 18 kann sich zwischen der Radiallagerfläche 26 und dem Radiallager befinden. Dabei ist vorgesehen, dass die Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d zur drucklosen Führung von aus dem Radiallager austretendem Schmiermittel in den Zwischenraum 22 ausgebildet sind, so dass von einer Schmiermittelpumpe (nicht dargestellt) keine zusätzliche Arbeit verrichtet werden muss, um Schmiermittel durch die Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d zu fördern.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beginnen die Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d jeweils in den Freistichen 24a, 24b und verlaufen dann unter einem Winkel von etwa 45° zur Erstreckungsachse der Nockenwelle 12 geradlinig bis zum Zwischenraum 22. Die Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d beginnen also jeweils unmittelbar an der Stelle, an der Schmiermittel aus dem Radiallager austritt.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen.
Die in Fig. 2 dargestellte Nockenwellensteuerung 10 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Nockenwellensteuerung 10 dadurch, dass die Schmierstoffzuführeinrichtung 20 zwei Durchgänge 16a, 16b aufweist, die jeweils in der Radiallagerfläche 26 beginnen und in einem Winkel von im Wesentlichen 90° zur Erstreckungsachse der Nockenwelle 12 verlaufen. Mit anderen Worten, die beiden Durchgänge 16a, 16b beginnen außerhalb der Freistiche 24a, 24b und weisen eine radiale Ausrichtung ohne axiale Komponente auf.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Durchgänge 16a, 16b in axialer Richtung der Erstreckungsachse der Nockenwelle 12 mit einem Abstand von etwa 10 mm bis etwa 25 mm, vorzugsweise mit einem Abstand von 12 mm oder 18 mm, angeordnet.
Die Anordnung und der Verlauf der Durchgänge 16a, 16b erlaubt es im Vergleich zum ersten, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, diese einfacher zu fertigen. Die Radiallagerfläche 26 stellt dabei einen Kontaktbereich zwischen dem nicht gezeigten Radiallager und der
Außenfläche des Nockenstücks 14 dar. Die Radiallagerfläche 26 erstreckt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel über die Breite des Radiallagers in Erstreckungsrichtung der Nockenwelle 12.
Im Betrieb wird Schmiermittel von der Schmiermittelpumpe durch die Zuführleitung zu dem Ringspalt gefördert. Schmiermittel tritt dann aus dem Radiallager aus und gelangt drucklos durch die vier Durchgänge 16a, 16b, 16c, 16d bzw. zwei Durchgänge 16a, 16b in den
Zwischenraum 22.
Dort bewirkt das in den Zwischenraum 22 eingedrungene Schmiermittel eine
Schmiermitteldämpfung, die die Umschlagimpulse deutlich reduziert. Dies erlaubt es ferner, die Nockenwelle 12 und das Nockenstück 14 ein größeres Verdrehflankenspiel aufweisend zu fertigen, d.h. diese Teile in Bezug auf ihre ineinander greifenden Verzahnungen jeweils mit größeren Fertigungstoleranzen herzustellen. So kann auf eine Handmontage mit
Verzahnungsauslegung verzichtet werden, und es wird eine automatische Fertigung mit einer entsprechenden Fügeanlage ermöglicht.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, welche teilweise einen Längsschnitt durch eine Nockenwellensteuerung darstellt. Die einen Schnitt, hier Längsschnitt, kennzeichnenden Schraffuren sind in diesem Fall der besseren Übersicht halber weg gelassen.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist die Schmierstoffzuführeinrichtung 20 wenigstens eine sich durch die Nockenwelle 12 erstreckende Bohrung 28 auf. Die Nockenwelle 12 ist zumindest bei diesem Ausführungsbeispiel eine Hohlwelle, wobei sich die wenigstens eine Bohrung 28 in radialer Richtung durch die Nockenwelle 12 erstreckt. Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Bohrung 28 diametral durch die
Nockenwelle 12. Die Bohrung 28 erstreckt sich damit von einer in der Nockenwelle 12 vorgesehenen Innenbohrung 30 in radialer Richtung der Nockenwelle bis zum Zwischenraum 22 zwischen der Nockenwelle 12 und dem Nockenstück 14, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist
Schließlich ist die Erfindung auch auf eine Brennkraftmaschine mit einer variablen
Nockenwellensteuerung gerichtet, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist.
Damit ist eine Nockenwellensteuerung geschaffen, bei der die Geräuschentwicklung beim Umschlagen der Verzahnung deutlich vermindert ist.
Bezugszeichen liste
variable Nockenwellensteuerung
Nockenwelle
Nockenstück
a Durchgang
b Durchgang
c Durchgang
d Durchgang
Schmiermittelsammelbereich
Schmierstoffzuführeinrichtung
Zwischenraum
a Freistich
b Freistich
Radiallagerfläche
Bohrung
Innenbohrung

Claims

Patenta nsp rüche
1. Variable Nockenwellensteuerung (10) mit
einer außenverzahnten Nockenwelle (12),
einem innenverzahnten Nockenstück (14), wobei das Nockenstück (14) axial
verschieblich auf der Nockenwelle (12) gelagert ist,
einem Zwischenraum (22), welcher zwischen der Nockenwelle (12) und dem Nockenstück (14) in einem Bereich einer Außenverzahnung der Nockenwelle (12) und einer
Innenverzahnung des Nockenstücks (14) angeordnet ist, und
einer Schmierstoffzuführeinrichtung (20) zum Führen von Schmierstoff in den
Zwischenraum (22),
dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzuführeinrichtung (20) einen sich durch das Nockenstück (14) erstreckenden Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) aufweist, wobei der Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) in einem Schmiermittelsammelbereich (18) zur Lagerung des Nockenstücks (14) beginnt und in dem Zwischenraum (22) endet.
2. Variable Nockenwellensteuerung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) in einem Freistich (24a, 24b) einer Radiallagerfläche (26) beginnt, wobei sich der Freistich (24a, 24b) an einem äußeren Rand der
Radiallagerfläche (26) befindet.
3. Variable Nockenwellensteuerung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) in einer Radiallagerfläche (26) beginnt.
4. Variable Nockenwellensteuerung (10) nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) in einem Winkel von im Wesentlichen 30° bis 90° zur Erstreckungsachse der Nockenwelle (12) verläuft.
5. Variable Nockenwellensteuerung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Durchgang (16a, 16b, 16c, 16d) sich in radialer Richtung durch das Nockenstück (14) erstreckt.
6. Variable Nockenwellensteuerung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzuführeinrichtung (20) wenigstens eine sich durch die Nockenwelle (12) erstreckende Bohrung (28) aufweist. Variable Nockenwellensteuerung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (12) eine Hohlwelle ist und sich die wenigstens eine Bohrung (28) in radialer Richtung durch die Nockenwelle (12) erstreckt.
Brennkraftmaschine mit einer variablen Nockenwellensteuerung (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7.
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