WO2014071940A1 - Nockenwelle eines hubvariablen gaswechselventiltriebs - Google Patents

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piece
cams
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Andreas Wedel
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the invention relates to a camshaft of a variable-displacement gas exchange valve drive of an internal combustion engine.
  • the camshaft comprises a carrier shaft and a cam piece which is rotatably and axially displaceably mounted on the carrier shaft and at least a first cam group of at least two immediately adjacent cams with different strokes and a Axialkulisse, in which an actuating element for moving the cam piece on the carrier shaft coupled and a bearing journal running between the first cam group and the axial crank, on which a rolling bearing bearing the cam piece in a camshaft bearing point of the internal combustion engine is received.
  • a gas exchange valve drive with such a camshaft which is also frequently referred to as a sliding cam valve drive
  • the bearing with a central journal between two intake or exhaust valves of an engine cylinder cam pieces comprise two identical groups of cams with three cams and an end axial slide, in which two actuating pins for moving the cam piece in the three axial positions are selectively coupled.
  • the document suggests, in addition to the hydrodynamic sliding bearing, alternatively, a roller bearing for the cam piece.
  • the known valve train builds axially very compact. This is accomplished by allowing the cams adjacent to the trunnions to dip into the camshaft bearing location when they are not currently active.
  • the present invention has the object, a camshaft of the type mentioned in such a way that despite the rolling bearing of the cam piece a radially as compact construction is possible.
  • Figure 1 shows a known variable displacement gas exchange valve drive
  • Figure 2 shows a first embodiment of a cam piece according to the invention in a perspective view
  • FIGS. 2a-e show the first cam piece in different mounting positions of the bearing ring;
  • FIG. 3 shows the geometry of a cam piece according to the invention in a schematic view A according to FIG. 2;
  • Figure 4 shows a second embodiment of a cam piece according to the invention in a perspective view
  • Figures 4a-f the second cam piece of Figure 4 in different mounting positions of the bearing ring
  • Figure 5 shows a third embodiment of a cam piece according to the invention in longitudinal section
  • FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of a cam piece according to the invention in longitudinal section
  • FIG. 7 shows a fifth embodiment of a cam piece according to the invention in longitudinal section. Detailed description of the drawings
  • FIG. 1 shows a three-stage variable displacement gas exchange valve drive of an internal combustion engine.
  • the basic operating principle of this known valve train can be summarized in that a conventionally rigid camshaft by a camshaft with an externally toothed support shaft 1 and - the number of cylinders of the engine accordingly - rotationally fixed and displaceable between three axial positions cam pieces 102 is replaced.
  • Each cam piece has two identical groups of immediately adjacent cams 103 to 105, which have different strokes with the same base circle radius.
  • the Nockenabcken via roller cam follower 6, which selectively transfer the cam strokes on gas exchange valves 7.
  • the operating point-dependent activation of the respective cam 103, 104 or 105 required displacement of the cam piece 102 on the support shaft 1 via a groove-shaped Axialkulisse 108, depending on the instantaneous axial position of the cam piece one of two pin-shaped actuators 9, 10 of an electromagnetic actuator (not shown ) is coupled in order to move the cam piece within the common base circle phase of the cam.
  • a locking device which (not visible here) runs in the interior of the support shaft 1 and engages in the interior of the cam piece.
  • the cam piece 102 is provided between the two groups of cams with a bearing pin 1 1 1, which is rotatably mounted in a stationary and centered in the engine camshaft bearing point 12. It is a split camshaft bearing point with a screwed, not shown bearing cap. Shown is a hydrodynamic sliding bearing of the journal in the camshaft bearing point, the bearing can be known to be designed as a rolling bearing.
  • Figure 2 shows a first embodiment of a cam piece 202 for a two-stage variable stroke gas exchange valve drive, wherein the bearing pin 21 1 of the cam piece is enclosed in accordance with the invention by a rolling bearing 213. In contrast to the known cam piece 102 in FIG.
  • the cam strokes of the first cam group arranged away from the axial cam 208 are oriented such that the stroke h 1 of the cam adjacent to the bearing journal is smaller than the stroke h 2 of the other cam 204.
  • the relationship applies: a) h- ⁇ ⁇ h 2 (see also Figure 3)
  • the cut and greatly simplified illustrated rolling bearing 213 is a needle bearing with cage-held needles 214, the inner race 215 is formed by the journal 21 1 and the outer race 216 by a mounted on the cam piece 202 one-piece bearing ring 217.
  • the plastic needle cage 218, in conjunction with the needles retained therein, is hereinafter referred to as the needle ring 19, i. denoted by 219 in the figures 2.
  • the width of the bearing ring 217 is about twice the length of the needles 214, which roll depending on the axial position of the cam piece either in one axial raceway half or in the other axial raceway half of the bearing ring mounted in the engine.
  • FIG. 3 illustrates the geometrical radii or diameter ratios on the cam piece 202 (cam pieces 402 to 702 correspondingly), which are projected into the sheet plane according to the view A in FIG.
  • the two cams 203 and 204 have a common enveloping circle with radius r H K, which covers the identical base circle radius r G K and the two different strokes h, and h 2 of these cams.
  • the smaller stroke h- with respect to its angular position, does not run completely within the larger stroke h 2 , and the orbit radius r GK + hi of the cam 203 rotating about the camshaft axis 20 is greater than the common enveloping circle radius r H K-.
  • FIG. 2a the needle rim 219 which is open at the circumference is radially elastically expanded and snapped onto the bearing journal 21 1 from the lateral direction.
  • the width of the needle cage 218 and the width of the journal are substantially equal, so that the needle cage is directly axially supported axially from the facing end faces 221 and 222 of the inner cam 204 of the second cam group and the cam 203 of the first cam group adjacent to the journal is.
  • the bearing ring 217 is threaded eccentrically to the camshaft axis 20 on the outer cam 204.
  • the smaller stroke h-, with respect to its angular position extends completely within the larger stroke h 2
  • the drawn radius r A K denotes the outer radius of rotation of the axial slide 208 and is also greater than the outer race radius r L : c) r L ⁇ r AK
  • FIG. 2c the bearing ring 217 is pushed in the eccentric position on the outer cam 203, 204, until the outer cam 204 is free.
  • FIG. 2 d the bearing ring 217 is centered on the camshaft axis 20.
  • Figure 2e the bearing ring 217 is pushed over the needles 214.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a cam piece 402 according to the invention. This differs from the previously described cam piece 202 essentially by the axial support of the needle cage 418.
  • the mounting of the bearing ring 417 on the cam piece will be explained with reference to FIGS. 4a to 4f.
  • Figure 4a the bearing ring 417 is eccentrically threaded to the camshaft axis 20 on the outer cam 404 and pushed over the outer cam 403 and 404 until the outer cam 404 is free.
  • the needle ring 419 is displaced toward the inner cam group to provide axial clearance for the bearing ring 417.
  • FIG. 4b the needle ring 419 and the bearing ring 417 centered on the camshaft axis 20 are pushed into one another.
  • Figure 4c an open at the circumference spacer ring 423 plastic is radially elastically expanded and snapped from the side to the bearing pin 41 1.
  • FIG. 4 d the spacer ring 423 is inserted in an annular groove 424 between the inner race 415 and the inner cam 404 of the second cam group.
  • the bearing ring 417 is displaced towards the inner cam 404 until a further annular groove 425 between the inner race 415 and the outer cam 403 is freely accessible.
  • FIG. 4f shows a third exemplary embodiment of a cam piece 502 according to the invention.
  • the bearing journal 51 1 is radially stepped with a raised inner race 515, wherein both end faces 526 and 527 of the radial stage axially support the needle cage 518 embracing them.
  • FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of a cam piece 602 according to the invention.
  • the axial support of the needle cage 618 is formed from a combination of the support in the second exemplary embodiment and in the third exemplary embodiment: the axial support takes place on the one hand on the cam end face 621 by means of the spacer ring 623 and on the other hand directly on the end face 626 of the radial stage.
  • FIG. 7 shows a fifth exemplary embodiment of a cam piece 702 according to the invention.
  • This fifth exemplary embodiment is a variant of the fourth exemplary embodiment in such a way that the spacer ring 723 is integrally formed on the needle cage 718.

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Abstract

Vorgeschlagen ist eine Nockenwelle eines Schiebenocken-Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors. Ein auf einer Trägerwelle (1) verschiebbares Nockenstück (2) mit unterschiedlich großen Nockenhüben ist in einer Nockenwellenlagerstelle (12) des Verbrennungsmotors wälzgelagert. Dabei ist die Außenlaufbahn (16) des Wälzlagers (13) durch einen das Nockenstück umschließenden, einteiligen Lagerring (17) gebildet und kleiner als der Umlaufradius des größeren Hubs h2.

Description

Nockenwelle eines hubvariablen Gaswechselventiltriebs
Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle eines hubvariablen Gaswechselventiltriebs eines Verbrennungsmotors. Die Nockenwelle umfasst eine Trägerwelle und ein Nockenstück, das drehfest und axialverschiebbar auf der Trägerwelle gelagert ist und zumindest eine erste Nockengruppe von zumindest zwei unmittelbar benachbarten Nocken mit unterschiedlichen Hüben und eine Axialkulisse, in die ein Betätigungselement zum Verschieben des Nockenstücks auf der Trägerwelle ein- koppelbar ist, sowie einen zwischen der ersten Nockengruppe und der Axialkulis- se verlaufenden Lagerzapfen aufweist, auf dem ein das Nockenstück in einer No- ckenwellenlagerstelle des Verbrennungsmotors drehend lagerndes Wälzlager aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein häufig auch als Schiebenocken-Ventiltrieb bezeichneter Gaswechselventiltrieb mit einer derartigen Nockenwelle ist aus der DE 10 2009 030 373 A1 bekannt. Die mit einem zentralen Lagerzapfen zwischen zwei Einlass- oder Auslassventilen eines Motorzylinders gelagerten Nockenstücke umfassen zwei identische Nockengruppen mit je drei Nocken und eine endseitige Axialkulisse, in die zwei Betätigungsstifte zum Verschieben des Nockenstücks in die drei Axialpositionen selektiv einkoppelbar sind. Die Druckschrift schlägt neben der hydrodynamischen Gleitlagerung alternativ eine Wälzlagerung für das Nockenstück vor. Trotz der dreistufigen Hubvariabilität baut der bekannte Ventiltrieb axial sehr kompakt. Dies wird dadurch erreicht, dass die an den Lagerzapfen angrenzenden Nocken in die Nockenwellenlagerstelle eintauchen können, wenn sie momentan nicht aktiv sind. Geometrische Voraussetzung hierfür ist eine entsprechende Dimensionierung des Drehlagers, dessen Durchmesser größer sein muss als der Umlaufkreis der darin eintauchenden Nocken. Im Falle der Wälzlagerung des Nockenstücks würde diese Dimensionierung jedoch zu einer radial unerwünscht groß bauenden Nockenwellenlagerstelle führen. Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwelle der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass trotz der Wälzlagerung des Nockenstücks eine radial möglichst kompakte Bauweise möglich ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass die Innenlaufbahn des Wälz- lagers durch den Lagerzapfen gebildet ist, dass die Außenlaufbahn des Wälzlagers durch einen einteiligen Lagerring gebildet ist und dass das Nockenstück und der Lagerring folgende geometrische Merkmale aufweisen: a) h-ι < h2
b) max {rHK ; rGK +hi} < rL < rGK+h2
c) rL < rAK
Dabei sind:
h1 = Hub des an den Lagerzapfen angrenzenden einen Nockens der ersten No- ckengruppe
h2 = Hub des anderen Nockens der ersten Nockengruppe
rHK = gemeinsamer Hüllkreisradius der Nocken der ersten Nockengruppe rGK = Grundkreisradius der Nocken der ersten Nockengruppe
rL = Radius der Außenlaufbahn
rAK = Umlaufradius der Axialkulisse
Diese geometrischen Beziehungen ermöglichen es, dass der Radius rL der Außenlaufbahn kleiner als der Umlaufradius rGK+h2 des großen Hubs h2 ist und der einteilige Lagerring dennoch über die Nocken hinweg auf den Lagerzapfen mon- tiert werden kann. Die Montage erfolgt derart, dass der Lagerring zunächst in einer zur Drehachse des Nockenstücks exzentrierten Position auf die Nocken aufgefädelt und anschließend im Bereich des Lagerzapfens auf den Wälzkörpern zentriert wird. Die Wälzkörper sind vorzugsweise in einem Wälzlagerkäfig gehal- tert, der am Umfang geöffnet ist und vor der Montage des Lagerrings im elastisch aufgeweiteten Zustand auf den Lagerzapfen montiert wird. Alternativ kann auch ein mehrteiliger Käfig eingesetzt sein. Die Erfindung kann auch bei nicht-variablen wälzgelagerten Standard- Nockenwellen zum Einsatz kommen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich auf der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen die vorstehend genannten Geometriebeziehungen illustriert und an Ausführungsbeispielen näher erläutert sind. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Die Hunderterstelle dreistelliger Bezugszahlen bezieht sich auf die Nummer der Figur. Es zeigen:
Figur 1 einen bekannten hubvariablen Gaswechselventiltrieb;
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nocken- Stücks in perspektivischer Ansicht;
Figuren 2a-e das erste Nockenstück in verschiedenen Montagepositionen des Lagerrings; Figur 3 die Geometrie eines erfindungsgemäßen Nockenstücks in schemati- scher Ansicht A gemäß Figur 2;
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nockenstücks in perspektivischer Ansicht;
Figuren 4a-f das zweite Nockenstück aus Figur 4 in verschiedenen Montagepositionen des Lagerrings; Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nockenstücks im Längsschnitt;
Figur 6 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nocken- Stücks im Längsschnitt;
Figur 7 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nockenstücks im Längsschnitt. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung sei ausgehend von Figur 1 erläutert, die einen dreistufig hubvariablen Gaswechselventiltrieb eines Verbrennungsmotors zeigt. Das grundlegende Funktionsprinzip dieses an sich bekannten Ventiltriebs lässt sich dahingehend zusammenfassen, dass eine konventionell starr ausgebildete Nockenwelle durch eine Nockenwelle mit einer außenverzahnten Trägerwelle 1 und - der Zylinderzahl des Verbrennungsmotors entsprechend - darauf drehfest und zwischen drei Axialpositionen verschiebbar angeordneten Nockenstücken 102 ersetzt ist. Jedes Nockenstück weist zwei identische Gruppen von unmittelbar benachbarten Nocken 103 bis 105 auf, die bei identischem Grundkreisradius unterschiedliche Hübe haben. Der Nockenabgriff erfolgt über Rollenschlepphebel 6, die die Nockenhübe selektiv auf Gaswechselventile 7 übertragen.
Die zur betriebspunktabhängigen Aktivierung des jeweiligen Nockens 103, 104 oder 105 erforderliche Verschiebung des Nockenstücks 102 auf der Trägerwelle 1 erfolgt über eine nutförmige Axialkulisse 108, in die je nach momentaner Axialposition des Nockenstücks ein von zwei stiftförmigen Betätigungselementen 9, 10 eines elektromagnetischen Aktuators (nicht dargestellt) eingekoppelt wird, um das Nockenstück innerhalb der gemeinsamen Grundkreisphase der Nocken zu ver- schieben. Zur Stabilisierung des Nockenstücks in den Axialpositionen dient eine Rastiervorrichtung, die (hier nicht erkennbar) im Inneren der Trägerwelle 1 verläuft und in das Innere des Nockenstücks einrastet. Zur radialen Lagerung der Nockenwelle im Verbrennungsmotor ist das Nockenstück 102 zwischen den beiden Nockengruppen mit einem Lagerzapfen 1 1 1 versehen, der in einer ortsfest und zylindermittig in Verbrennungsmotor angeordneten Nockenwel- lenlagerstelle 12 drehend gelagert ist. Es handelt sich um eine geteilte Nockenwellen- lagerstelle mit einem aufgeschraubten, hier nicht dargestellten Lagerdeckel. Dargestellt ist eine hydrodynamische Gleitlagerung des Lagerzapfens in der Nockenwellen- lagerstelle, wobei die Lagerung bekanntermaßen auch als Wälzlagerung ausgebildet sein kann. Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Nockenstücks 202 für einen zweistufig hubvariablen Gaswechselventiltrieb, wobei der Lagerzapfen 21 1 des Nockenstücks in erfindungsgemäßer Weise von einem Wälzlager 213 umschlossen ist. Anders als bei dem bekannten Nockenstück 102 in Figur 1 sind die Nockenhübe der zur Axialkulisse 208 entfernt angeordneten ersten Nockengruppe so orientiert, dass der Hub h-ι des an den Lagerzapfen angrenzenden einen Nockens 203 kleiner ist als der Hub h2 des anderen Nockens 204. Für diese erste Nockengruppe gilt dann die Beziehung: a) h-ι < h2 (siehe auch Figur 3)
Das aufgeschnitten und stark vereinfacht dargestellte Wälzlager 213 ist ein Nadellager mit käfiggehalterten Nadeln 214, deren Innenlaufbahn 215 durch den Lagerzapfen 21 1 und deren Außenlaufbahn 216 durch einen auf das Nockenstück 202 aufgezogenen einteiligen Lagerring 217 gebildet ist. Der Kunststoff-Nadelkäfig 218 ist in Verbindung mit den darin gehalterten Nadeln nachfolgend als Nadelkranz 19, d.h. in den Figuren 2 mit 219 bezeichnet. Die Breite des Lagerrings 217 ist etwa doppelt so groß wie die Länge der Nadeln 214, die je nach Axialposition des Nockenstücks entweder in der einen axialen Laufbahnhälfte oder in der anderen axialen Laufbahnhälfte des im Verbrennungsmotor befestigten Lagerrings abwälzen.
Figur 3 illustriert die geometrischen Radien- bzw. Durchmesserverhältnisse am Nockenstück 202 (Nockenstücke 402 bis 702 dementsprechend), die gemäß der Ansicht A in Figur 2 in die Blattebene projiziert sind. Die beiden Nocken 203 und 204 haben einen gemeinsamen Hüllkreis mit Radius rHK, der den identischen Grundkreisradius rGK und die beiden unterschiedlichen Hübe h-, und h2 dieser Nocken umhüllt. Im dargestellten Fall verläuft jedoch der kleinere Hub h-, bezüglich seiner Winkellage nicht vollständig innerhalb des größeren Hubs h2, und der Um- laufradius rGK+h-i des um die Nockenwellenachse 20 drehenden Nockens 203 ist größer als der gemeinsame Hüllkreisradius rHK- Der für die Montage des Lagerrings 217 kleinstmögliche Radius rL der Außenlaufbahn 216 ist nun allgemein der größere Wert dieser beiden Radien rGK+h-i und rHK, so dass weiterhin die folgende Beziehung gilt: b1 ) max {rHK ; rGK +hi} < rL
Um andererseits den radialen Bauraum des Nockenstücks 202 mit dem Nadellager 213 möglichst klein zu halten, gilt weiterhin die Beziehung, wonach der Au- ßenlaufbahnradius rL kleiner als der Umlaufradius des größeren Nockens 204 um die Nockenwellenachse 20 ist: b2) rL < rGK+h2 Beispielrechnung für den Außenlaufbahnradius rL bei der Nockengeometrie gemäß Figur 3:
aus
rGK: 15,0 mm
h-,: 6,4 mm
h2: 11 ,3 mm
ergibt sich
ΓΗΚ: 20,6 mm
Figure imgf000008_0001
max {rHK ; rGK+ i} = 21 ,4 mm
rGK+h2 : 26,3 mm
und folglich gilt für den Außenlaufbahnradius die Größenbeziehung:
21 ,4 mm < rL < 26,3 mm Das Aufziehen des Lagerrings 217 auf das Nockenstück 202 sei anhand der Figuren 2a bis 2e erläutert.
Figur 2a: der am Umfang offene Nadelkranz 219 wird radial elastisch aufgedehnt und aus seitlicher Richtung auf den Lagerzapfen 21 1 aufgeschnappt. Die Breite des Nadelkäfigs 218 und die Breite des Lagerzapfens sind im wesentlichen gleich groß, so dass der Nadelkäfig von den einander zugewandten Stirnseiten 221 und 222 des an den Lagerzapfen angrenzenden inneren Nockens 204 der zweiten Nockengruppe bzw. des Nockens 203 der ersten Nockengruppe unmittelbar axial abgestützt ist.
Figur 2b: der Lagerring 217 wird exzentriert zur Nockenwellenachse 20 auf den äußeren Nocken 204 aufgefädelt. In diesem Fall erstreckt sich der kleinere Hub h-, bezüglich seiner Winkellage vollständig innerhalb des größeren Hubs h2, und der Radius rL der Außenlaufbahn 216 ist geringfügig größer als der gemeinsame Hüllkreisradius rHK der Nocken 203, 204 mit rHK = 2 (2 rGK+h2). Der eingezeichnete Radius rAK bezeichnet den äußeren Umlaufradius der Axialkulisse 208 und ist ebenfalls größer als der Außenlaufbahnradius rL: c) rL < rAK
Figur 2c: der Lagerring 217 wird in der exzentrierten Position über die äußeren Nocken 203, 204 geschoben, bis der äußere Nocken 204 frei steht. Figur 2d: der Lagerring 217 wird auf der Nockenwellenachse 20 zentriert.
Figur 2e: der Lagerring 217 wird über die Nadeln 214 geschoben.
Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nocken- Stücks 402. Dieses unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten Nockenstück 202 im wesentlichen durch die axiale Abstützung des Nadelkäfigs 418. Das Aufziehen des Lagerrings 417 auf das Nockenstück sei anhand der Figuren 4a bis 4f erläutert. Figur 4a: der Lagerring 417 wird exzentriert zur Nockenwellenachse 20 auf den äußeren Nocken 404 aufgefädelt und über die äußeren Nocken 403 und 404 geschoben, bis der äußere Nocken 404 frei steht. Der Nadelkranz 419 ist zur inneren Nockengruppe hin verschoben, um axialen Freigang für den Lagerring 417 zu schaffen.
Figur 4b: der Nadelkranz 419 und der zur Nockenwellenachse 20 zentrierte Lagerring 417 werden ineinander geschoben. Figur 4c: ein am Umfang offener Distanzring 423 aus Kunststoff wird radial elastisch aufgedehnt und aus seitlicher Richtung auf den Lagerzapfen 41 1 aufgeschnappt.
Figur 4d: der Distanzring 423 ist in einer Ringnut 424 zwischen der Innenlaufbahn 415 und dem inneren Nocken 404 der zweiten Nockengruppe eingesetzt.
Figur 4e: der Lagerring 417 wird zum inneren Nocken 404 hin verlagert, bis eine weitere Ringnut 425 zwischen der Innenlaufbahn 415 und dem äußeren Nocken 403 frei zugänglich ist.
Figur 4f: wie in Figur 4c wird ein weiterer Distanzring 423 in die weitere Ringnut 425 eingesetzt, so dass die einander zugewandten Nockenstirnseiten 421 und 422 den Nadelkäfig 418 mittels der Distanzringe 423 axial abstützen. Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nockenstücks 502. In diesem Fall ist der Lagerzapfen 51 1 mit einer erhabenen Innenlaufbahn 515 radial stark gestuft ausgebildet, wobei beide Stirnseiten 526 und 527 der Radialstufe den diese umgreifenden Nadelkäfig 518 axial abstützen. Figur 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nockenstücks 602. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist die axiale Abstützung des Nadelkäfigs 618 aus einer Kombination der Abstützung beim zweiten Ausführungsbeispiel und beim dritten Ausführungsbeispiel gebildet: die axiale Abstützung erfolgt einerseits an der Nockenstirnseite 621 mittels des Distanzrings 623 und andererseits unmittelbar an der Stirnseite 626 der Radialstufe.
Figur 7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nocken- Stücks 702. Dieses fünfte Ausführungsbeispiel ist eine Variante des vierten Ausführungsbeispiels in der Weise, dass der Distanzring 723 einteilig am Nadelkäfig 718 angeformt ist.
Liste der Bezugszahlen
(ohne die sich auf die Figurennummer beziehende Hunderterstelle)
1 Trägerwelle
2 Nockenstück
3 Nocken
4 Nocken
5 Nocken
6 Rollenschlepphebel
7 Gaswechselventil
8 Axialkulisse
9 Betätigungselement
10 Betätigungselement
1 1 Lagerzapfen
12 Nockenwellenlagerstelle
13 Wälzlager / Nadellager
14 Wälzkörper / Nadel
15 Innenlaufbahn
16 Außenlaufbahn
17 Lagerring
18 Wälzlagerkäfig / Nadelkäfig
19 Nadelkranz
20 Nockenwellenachse
21 Nockenstirnseite
22 Nockenstirnseite Distanzring
Ringnut
weitere Ringnut
Stirnseite der Radialstufe Stirnseite der Radialstufe

Claims

Patentansprüche
Nockenwelle eines hubvariablen Gaswechselventilthebs eines Verbrennungsmotors, umfassend eine Trägerwelle (1 ) und ein Nockenstück (2), das drehfest und axialverschiebbar auf der Trägerwelle (1 ) gelagert ist und zumindest eine erste Nockengruppe von zumindest zwei unmittelbar benachbarten Nocken (3, 4) mit unterschiedlichen Hüben (h-ι, h2) und eine Axialkulisse (8), in die ein Betätigungselement (9, 10) zum Verschieben des Nockenstücks (2) auf der Trägerwelle (1 ) einkoppelbar ist, sowie einen zwischen der ersten Nockengruppe und der Axialkulisse (8) verlaufenden Lagerzapfen (1 1 ) aufweist, auf dem ein das Nockenstück (2) in einer Nockenwellenlagerstelle (12) des Verbrennungsmotors drehend lagerndes Wälzlager (13) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlaufbahn (15) des Wälzlagers (13) durch den Lagerzapfen (1 1 ) gebildet ist, dass die Außenlaufbahn (16) des Wälzlagers (13) durch einen einteiligen Lagerring (17) gebildet ist und dass das Nockenstück (2) und der Lagerring (17) folgende geometrische Merkmale aufweisen: a) h-ι < h2
b) max {rHK ; rGK +hi} < rL < rGK +h2
c) rL < rAK h-ι = Hub des an den Lagerzapfen (1 1 ) angrenzenden einen Nockens (3) der ersten Nockengruppe
h2 = Hub des anderen Nockens (4) der ersten Nockengruppe
rHK = gemeinsamer Hüllkreisradius der Nocken (3, 4) der ersten Nockengruppe
rGK = Grundkreisradius der Nocken (3, 4) der ersten Nockengruppe
rL = Radius der Außenlaufbahn (16)
rAK = Umlaufradius der Axialkulisse (8)
Nockenwelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (14) des Wälzlagers (13) in einem am Umfang offenen Wälzlagerkäfig (18) gehaltert sind.
Nockenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (1 1 ) mit einer erhabenen Innenlaufbahn (15) radial gestuft ist, wobei zumindest eine der Stirnseiten (26, 27) der Radialstufe den Wälzlagerkäfig (18) axial abstützt.
Nockenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenstück (2) eine zweite Nockengruppe von zumindest zwei unmittelbar benachbarten Nocken (3, 4) mit unterschiedlichen Hüben (h-ι, h2) aufweist, wobei zumindest eine der einander zugewandten Stirnseiten (21 , 22) der an den Lagerzapfen (1 1 ) angrenzenden Nocken (3, 4) der Nockengruppen den Wälzlagerkäfig (18) axial abstützt.
Nockenwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenstirnseiten (21 , 22) den Wälzlagerkäfig (18) unmittelbar axial abstützen.
Nockenwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Nockenstirnseiten (21 , 22) den Wälzlagerkäfig (18) mittels eines am Umfang offenen Distanzrings (23) axial abstützt.
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