DE102005058548A1 - Ventiltrieb und Nockenbaugruppe für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Nockenbaugruppe und einen Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Nockenwelle (10), die für mindestens einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, mit wenigstens einer Nockenbaugruppe (11, 12), die auf der Nockenwelle (10) angeordnet ist. Gemäß der Erfindung weist die Nockenbaugruppe (11) einen Nullhubnocken (13) auf, der mit seiner axialen Ausdehnung (17) in einem ersten Betriebszustand zeitgleich mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, das zwischen dem Nullhubnocken (10) und einem zugeordneten Gaswechselventil angeordnet ist, und mit einer Lagerstelle (16) und in einem zweiten Betriebszustand nur mit der Lagerstelle (16) in Kontakt bringbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Nockenbaugruppe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
- Bei Nockenbaugruppen mit nebeneinander angeordneten Nockenstücken bauen die kompletten Nockenbaugruppen um ein Mehrfaches der normalen Nockenbreite größer. Dies führt mit der notwendigen Lagerung der Nockenwelle zu Bauraumproblemen. Die gattungsbildende
DE 102 41 920 A1 beschreibt einen Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Nockenwelle, wobei je Zylinder der Verbrennungskraftmaschine entweder einlassseitig oder auslassseitig angeordnet zwei Gaswechselventile vorgesehen sind, die jeweils von einem ersten oder einem zweiten Ventilbetätigungselement einer Nockenbaugruppe umschaltbar betätigbar sind und wenigstens eines der Ventilbetätigungselemente axial auf der Nockenwelle verschiebbar ist. Dieses Ventilbetätigungselement weist eine zylindrische Außenkontur auf und ist mit dem zweiten Ventilbetätigungselement einstückig ausgebildet. Die derart gebildete verschiebbare Nockenbaugruppe weist zum einen Steuerbahn entsprechend eines konventionellen, polygonförmigen Nockens auf, sowie zur Ventilabschaltung einen Nullhubnocken mit einer sog. Nullhubkurve, bei der das Gaswechselventil in seiner Schließstellung gehalten wird. Die Nockenwelle ist auf mehreren Lagerbereichen gelagert, wobei in jedem Lagerbereich ein Lagerring vorgesehen ist, wobei das Ventilbetätigungselement zwischen zwei Lagerringen angeordnet ist. Die kreisrunden Lagerringe stützen die Nockenwelle gegen die auftretenden Radialkräfte ab. Das Ventilbetätigungselement ist über eine Verstelleinheit entlang der Nockenwelle verschiebbar. Je nach Stellung des Ventilbetätigungselements ist ein bestimmter Nocken der Nockenbaugruppe mit seiner Steuerkurve mit dem Gaswechselventil in Wechselwirkung. Bei Volllast wird das Ventilbetätigungselement so verschoben, dass ein Nullhubnocken der Nockenbaugruppe als zusätzliches Radiallager wirkt und die Lagerringe entlastet. - Nachteilig bei dieser bekannten Konstruktion ist, dass das Ventilbetätigungselement verschiebbar sein muss und Lagerringe vorgesehen sein müssen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ventiltrieb und eine Nockenbaugruppe zu schaffen, bei denen der Herstellungs- und Montageaufwand wesentlich verringert ist.
- Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des Hauptanspruchs und des Anspruchs 6, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
- Der erfindungsgemäße Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine weist eine Nockenbaugruppe mit einem Nullhubnocken auf, der mit seiner axialen Ausdehnung in einem ersten Betriebszustand zeitgleich mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, das zwischen dem Nullhubnocken und einem zugeordneten Gaswechselventil angeordnet ist, und mit einer Lagerstelle und in einem zweiten Betriebszustand nur mit der Lagerstelle in Kontakt bringbar ist. Damit kann ein zusätzlicher Lagerring für ein Radiallager entfallen, die Lagerung erfolgt durch den verbreiterten Nullhubnocken, ggfs. durch mehrere derartige Nullhubnocken in weiteren Nockenbaugruppen auf der Nockenwelle. Durch die gemeinsame Verwendung des Nullhubnockens im eigentlichen Sinn als Nocken und als Radiallager wird der zusätzlich benötigte Bauraum für das Radiallager deutlich vermindert. Durch eine geeignete Gestaltung des Radiallagerdurchmessers kann der Nullhubnocken gleichermaßen als Radiallager dienen. Der Nullhubnocken weist vorzugsweise denselben Durchmesser auf wie das Radiallager. Der zur Verfügung stehende Bauraum kann somit optimal genutzt und die Konstruktion durch Einsparung eines zusätzlichen Lagerrings kostengünstig verwirklicht werden. Die Herstellung und der Einbau der Nockenwelle wird vereinfacht und die Bauweise wird kompakter. Besonders vorteilhaft, aber nicht ausschließlich, ist die Nockenbaugruppe in Verbindung mit einem schaltbaren Schlepphebel einzusetzen. In einem ersten Betriebszustand ist der Nullhubnocken sowohl mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement, insbesondere einem schaltbaren Schlepphebel, als auch mit dem Radiallager in Kontakt. In einem anderen Betriebszustand ist der mittlere Vollhubnocken der Nockenbaugruppe mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt, wobei der Nullhubnocken lediglich mit dem Radiallager, aber nicht mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt ist.
- In einer günstigen Ausgestaltung umfasst die Nockenbaugruppe einen zweiten Nullhubnocken. Es kann z.B. eine passive Zylinderabschaltung vorgenommen werden.
- In einer weiteren günstigen Ausgestaltung weist der zweite Nullhubnocken eine geringere axiale Ausdehnung auf als der erste Nullhubnocken. Damit kann der Bauraum weiter optimiert werden.
- Bevorzugt sind die Nullhubnocken an den Enden der Nockenbaugruppe angeordnet und schließen wenigstens eine Hubnocke ein.
- Es kann eine zweite Nockenbaugruppe vorgesehen sein, die keine Nullhubnocken aufweist.
- Die erfindungsgemäße Nockenbaugruppe weist zwei Nullhubnocken mit unterschiedlicher axialer Ausdehnung auf.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, wobei die Figuren zeigen:
-
1 schematisch eine Anordnung mit Nullhubnocken, und -
2a , b a: eine Ausführungsvariante einer Nockenwelle mit zwei verschiedenen Nockenbaugruppen und b: eine Draufsicht auf die Nockenwelle im eingebauten Zustand. -
1 zeigt schematisch eine Nockenwelle10 für einen Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Nockenwelle10 umfasst mehrere Nockenbaugruppen11 , die jeweils drei Nockenstücke umfassen. Die endseitigen Nockenstücke der Nockenbaugruppen11 sind als Nullhubnocken13 ,14 mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet. Das von den Nullhubnocken13 ,14 eingeschlossene Nockenstück ist ein üblicher Hubnocken15 mit polygonförmigem Querschnitt. Der Nullhubnocken13 weist eine axiale Ausdehnung17 auf, die größer ist als die Ausdehnung18 des anderen Nullhubnockens14 . Der breitere Nullhubnocken13 ist zeitgleich mit einem nicht dargestellten Ventil und mit einer Lagerstelle16 , einem Radiallager, in Kontakt bringbar. Die Ausdehnung ist so, dass die zusätzliche Breite im vergleich zum Nullhubnocken14 gerade der notwendigen Lagerfläche an der Lagerstelle16 entspricht. -
2a zeigt eine Ausführungsvariante einer Nockenwelle10 mit zwei verschiedenen Arten von Nockenbaugruppen11 ,12 , von denen die erste Art zwei randseitige Nullhubnocken13 ,14 aufweist, die einen Hubnocken15 einschließen.2b zeigt die Nockenwelle10 in eingebautem Zustand in einem Zylinderkopf20 mit einer Nockenwelle21 sowie Lagerbefestigungen20 an den Lagerstellen16 der Nockenwelle10 . - Zumindest die erste Nockenbaugruppe
11 ist axial nicht bewegbar. Der zweite Nullhubnocken14 weist eine geringere axiale Ausdehnung18 auf als der erste Nullhubnocken13 , der gleichzeitig als Nocken im üblichen Sinn mit Nullhub und als Lager im Radiallager dient. Die zweite Nockenbaugruppe12 weist keine zwei Nullhubnocken13 ,14 auf und ist zwischen den Lagerstellen16 angeordnet - In einem ersten Betriebszustand ist der Nullhubnocken
13 sowohl mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, insbesondere einem schaltbaren Schlepphebel, als auch mit dem Lagerstelle16 in Kontakt. In einem anderen Betriebszustand ist der mittlere Hubnocken15 (Vollhubnocken) der Nockenbaugruppe11 mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt, wobei der Nullhubnocken13 lediglich mit dem Radiallager, aber nicht mit dem Gaswechselventil-Betätigungselement in Kontakt ist. Das Gaswechselventil-Betätigungselement ist in der Figur weitgehend durch die Nockenwelle10 bzw. die Nockenbaugruppe11 abgedeckt. -
- 10
- Nockenwelle
- 11
- Nockenbaugruppe
- 12
- Nockenbaugruppe
- 13
- Nullhubnocke
- 14
- Nullhubnocke
- 15
- Hubnocke
- 16
- Lagerbereich
- 17
- Ausdehnung
- 18
- Ausdehnung
- 19
- Lagebefestigung
- 20
- Zylinderkopf
- 21
- Nockenwelle
Claims (7)
- Ventiltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Nockenwelle (
10 ), die für mindestens einen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, mit wenigstens einer Nockenbaugruppe (11 ,12 ), die auf der Nockenwelle (10 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbaugruppe (11 ) einen Nullhubnocken (13 ) aufweist, der mit seiner axialen Ausdehnung (17 ) in einem ersten Betriebszustand zeitgleich mit einem Gaswechselventil-Betätigungselement, das zwischen dem Nullhubnocken (10 ) und einem zugeordneten Gaswechselventil angeordnet ist, und mit einer Lagerstelle (16 ) und in einem zweiten Betriebszustand nur mit der Lagerstelle (16 ) in Kontakt bringbar ist. - Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbaugruppe (
11 ) einen zweiten Nullhubnocken (14 ) umfasst. - Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Nullhubnocken (
14 ) eine geringere axiale Ausdehnung (18 ) aufweist als der erste Nullhubnocken (13 ) - Ventiltrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullhubnocken (
13 ,14 ) an den Enden der Nockenbaugruppe (11 ) angeordnet sind und wenigstens eine Hubnocke (15 ) einschließen. - Ventiltrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Nockenbaugruppe (
12 ) vorgesehen ist, - Nockenbaugruppe für einen Ventiltrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Nullhubnocken (
13 ,14 ) mit unterschiedlicher axialer Ausdehnung (17 ,18 ) vorgesehen sind - Nockenbaugruppe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullhubnocken (
13 ,14 ) wenigstens einen Hubnocken (15 ) einschließen.
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