DE102008060167A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Nockenwelle, die Nocken zur Betätigung von Gaswechselventilen umfasst, wobei mindestens ein Nocken, der mehrere Nockenbahnen aufweist, auf der Nockenwelle drehfest aber axial verschiebbar geführt ist, wobei dem jeweiligen axial verschiebbar geführten Nocken oder einem axial verschiebbar geführten, mehrere Nocken umfassenden Nockenstück ein Hubprofil (17) zugeordnet ist, das mit einem Betätigungsstift zum axialen Verschieben des Nockens oder Nockenstücks zusammenwirkt, und wobei das Hubprofil (17) des jeweiligen axial verschiebbar geführten Nockens oder Nockenstücks sich kreuzende Hubkurven (18, 19) aufweist. Erfindungsgemäß ist am Ende des Betätigungsstifts, welches in die Hubkurven (18, 19) des Hubprofils (17) des jeweiligen axial verschiebbar geführten Nockens oder Nockenstücks einführbar, ein Führungselement (23) zugeordnet ist, welches am Ende des Betätigungsstifts derart gelagert ist, dass dasselbe um die Achse des Betätigungsstifts drehbar bzw. schwenkbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Die
EP 0 798 451 B1 offenbart einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle, der mehrere Nocken zur Betätigung jeweils eines Gaswechselventils zugeordnet sind. Jeder Nocken ist auf der Nockenwelle drehfest jedoch axial verschiebbar gelagert, wobei jeder Nocken in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen mehrere hintereinander angeordnete Nockenbahnen umfasst. Abhängig von der Axialposition der Nocken auf der Nockenwelle ist eine der Nockenbahnen jedes Nockens aktiv und setzt eine Drehbewegung der Nockenwelle in Hubbewegungen der Gaswechselventile um. Nach derEP 0 798 451 B1 ist an beiden Seiten jedes Nockens jeweils ein Hubprofil ausgebildet, mit welchem ein Betätigungsstift zusammenwirkt, um die axiale Verschiebung des jeweiligen Nockens zu realisieren. Mit Hilfe eines an einer linken Seite eines Nockens ausgebildeten Hubprofils kann der jeweilige Nocken axial nach links und mithilfe eines an einer rechten Seite des jeweiligen Nockens ausgebildeten Hubprofils kann der jeweilige Nocken axial nach rechts verschoben werden. Nach derEP 0 798 451 B1 sind demnach jedem Nocken mehrere Hubprofile sowie Betätigungsstifte zugeordnet, um die axiale Verschiebbarkeit derselben entlang der Nockenwelle zu realisieren. - Aus der
DE 101 48 178 A1 ist ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, bei welchem jeweils zwei Nocken zu einem Nockenstück zusammengefasst sind, die gemeinsam axial verschoben werden können. Gemäß dem Stand der TechnikDE 101 48 178 A1 ist dabei einem Nockenstück ein Hubprofil zugeordnet, welches sich kreuzende Hubkurven umfasst. Mit einem Hubprofil aus zwei sich kreuzenden Hubkurven wirkt dabei ein Betätigungsstift zusammen, wobei abhängig davon, in welche der sich kreu zenden Hubkurven des Hubprofils der Betätigungsstift eingreift, entweder das mehrere Nocken umfassende Nockenstück axial nach links oder axial nach rechts verlagert wird. Durch die Zusammenfassung mehrerer Nocken zu einem Nockenstück kann die Anzahl der Hubprofile reduziert werden. Durch die Verwendung eines Hubprofils mit sich kreuzenden Hubkurven kann die Anzahl der benötigten Betätigungsstifte verringert werden. - Dann, wenn beim Ventiltrieb der
DE 101 48 178 A1 ein Betätigungsstift einen Kreuzungsbereich der sich kreuzenden Hubkurven des Hubprofils durchfährt, kann es zu einer Fehlfunktion des Ventiltriebs kommen, da die Gefahr besteht, dass sich der Betätigungsstift im Kreuzungsbereich verkeilt oder bei Durchfahren des Kreuzungsbereichs in den Bereich einer falschen Hubkurve gelangt. Dies ist von Nachteil. Es besteht daher Bedarf an einem Ventiltrieb, mithilfe dessen eine solche Fehlfunktion sicher vermieden werden kann. - Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde einen neuartigen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist dem Ende des Betätigungsstifts, welches in die Hubkurven des Hubprofils des jeweiligen axial verschiebbar geführten Nockens oder Nockstücks einführbar ist, ein Führungselement zugeordnet, welches am Ende des Betätigungsstifts derart gelagert ist, dass dasselbe um die Achse des Betätigungsstifts drehbar bzw. schwenkbar ist.
- Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dem Ende des Betätigungsstifts, welches in die Hubkurven des Hubprofils einführbar ist, ein Führungselement zuzuordnen, wobei das Führungselement am Ende des Betätigungsstifts drehbar gelagert ist, nämlich derart, dass das Führungselement um die Achse des Betätigungsstifts drehbar bzw. schwenkbar ist. Mit Hilfe eines solchen Führungselements kann vermieden werden, dass der Betätigungsstift beim Durchfahren des Kreuzungsbereichs der sich kreuzenden Hubkurven im Kreuzungsbereich verkeilt. Weiterhin kann vermieden werden, dass dann, wenn der Betätigungsstift den Kreuzungsbereich durchfährt, derselbe eine vorgegebene Hubkurve des Hubprofils verlässt und ungewollt in eine andere Hubkurve des Hubprofils gelangt.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dem Führungselement ein Rückstellelement zugeordnet, welches dann, wenn das Führungselement in das Hubprofil des jeweiligen axial verschiebbar geführten Nockens oder Nockenprofils nicht eingeführt ist, das Führungselement derart ausrichtet, dass eine Längsachse desselben parallel zu einem Einführungsbereich der Hubkurven des Hubprofils für das Führungselement verläuft.
- Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine in perspektivischer Ansicht; -
2 ein Detail der1 in perspektivischer Ansicht; -
3 das Detail der2 in Draufsicht; -
4 ein vergrößertes Detail des Details der3 ; -
5 einen Querschnitt durch das Detail der3 in Schnittrichtung V-V gemäß3 . -
1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine im Bereich eines auf einer Nockenwelle10 drehfest, aber axial verschiebbar geführten Nockenstücks11 , wobei das Nockenstück11 zwei Nocken12 ,13 umfasst. Jeder Nocken12 ,13 des auf der Nockenwelle10 axial verschiebbar geführten Nockenstücks11 verfügt im gezeigten Ausführungsbeispiel über zwei Nockenbahnen14 bzw.15 , die in Axialrichtung der Nockenwelle10 gesehen hintereinander bzw. nebeneinander positioniert sind. - Jeder Nocken
12 ,13 dient der Betätigung eines Gaswechselventils16 , wobei die Nocken12 ,13 eine Drehbewegung der Nockenwelle10 in eine Hubbewegung des jeweiligen Gaswechselventils16 umsetzen. Eine Amplitude und/oder Phasenlage der Hubbewegungen der Gaswechselventile16 ist dabei davon abhängig, welche Axialposition das Nockenstück11 auf der Nockenwelle10 einnimmt und welche Nockenbahn14 oder15 der Nocken12 ,13 der Betätigung des jeweiligen Gaswechselventils16 dient. - Dem Nockenstück
11 ist gemäß1 und2 an einer Seite desselben ein Hubprofil17 zugeordnet, welches von zwei sich kreuzenden Hubkurven18 und19 gebildet wird. Mit dem Hubprofil17 wirkt zum axialen Verschieben des Nockenstücks11 ein Betätigungsstift20 (siehe2 ) zusammen, wobei der Betätigungsstift20 mithilfe eines Aktuators21 in axialer Richtung des Betätigungsstifts20 und damit in radialer Richtung der Nockenwelle10 verschoben werden kann. - Dann, wenn der Betätigungsstift
20 in eine Hubkurve18 bzw.19 des Hubprofils17 eingreift und die Nockenwelle10 gedreht wird, wird das Nockenstück11 in Axialrichtung der Nockenwelle10 verschoben. Die Richtung dieser axialen Verschiebung hängt dabei davon ab, in welche der Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 der Betätigungsstift20 eingreift. - Um zu vermeiden, dass der Betätigungsstift
20 dann, wenn derselbe in das Hubprofil17 eingreift und einen Kreuzungsbereich22 (siehe4 ) der Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 durchfährt, sich eine Fehlfunktion des Ventiltriebs ausbilden kann, ist dem Ende des Betätigungsstifts20 , mit welchem derselben in die Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 einführbar ist, ein Führungselement23 zugeordnet. Das Führungselement23 ist dabei an dem Ende des Betätigungsstifts20 , mit welchem derselbe in die Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 einführbar ist, derart drehbar gelagert, dass das Führungselement23 um die Achse des Betätigungsstifts20 drehbar bzw. schwenkbar ist. - Mithilfe des Führungselements
23 kann vermieden werden, dass der Betätigungsstift20 bei Durchfahren des Kreuzungsbereichs22 der Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 im Kreuzungsbereich22 verkeilt. Weiterhin kann mithilfe des Führungselements23 vermieden werden, dass dann, wenn der mit dem Führungselement23 in das Hubprofil17 , nämlich eine der Hubkurven18 ,19 desselben, eingeführte Betätigungsstift20 den Kreuzungsbereich22 der Hubkurven18 ,19 durchfährt, der Betätigungsstift20 eine vorgegebene Hubkurve18 bzw.19 verlässt und ungewollt in den Bereich der jeweiligen anderen Hubkurve19 bzw.18 gelangt. Hiermit kann die Funktionssicherheit von Ventiltrieben gesteigert werden. - Wie am besten
4 entnommen werden kann, ist das Führungselement23 derart konturiert, dass dasselbe in einem mittleren Bereich24 , durch den sich die Drehachse25 desselben erstreckt, eine Dicke aufweist, die an die Bereite der Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 angepasst ist. In seitlichen Bereichen26 , die sich in Längsrichtung27 des Führungselements23 gesehen an den mittleren Bereich24 desselben anschließen, weist das Führungselement23 eine geringere Dicke auf, die sich mit zunehmendem Abstand von der Drehachse25 desselben verringert. Hierdurch werden konvex konturierte Seitenwände28 des Führungselements23 ausgebildet. - Das Führungselement
23 weist eine Länge auf, die derart bemessen ist, dass dann, wenn sich der mittlere Bereich24 und damit die Drehachse25 desselben in etwa der Mitte des Kreuzungsbereichs22 der Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 befindet, die sich in Längsrichtung des Führungselements23 erstreckenden Seitenwände28 desselben sowohl an in Bewegungsrichtung des Führungselements23 gesehen vor dem Kreuzungsbereich22 liegenden äußeren Begrenzungswänden als auch an in Bewegungsrichtung des Führungselements23 gesehen nach dem Kreuzungsbereich22 liegenden äußeren Begrenzungswänden einer vorgegebenen Hubkurve18 bzw.19 des Hubprofils17 anliegen. - In
4 soll der Betätigungsstift20 mit dem demselben zugeordneten Führungselement23 bei Durchfahren des Kreuzungsbereichs22 der Hubkurven18 ,19 innerhalb der Hubkurve18 verbleiben, wobei dann die Seitenwände28 des Führungselements23 an den äußeren Begrenzungswänden29 der Hubkurve18 anliegen. Dann hingegen, wenn das Führungselement23 bzw. der Betätigungsstift20 die Hubkurve19 durchfahren würde, würden die Seitenwände28 desselben an äußeren Begrenzungswänden30 der Hubkurve19 anliegen. - Ferner ist die Länge des Führungselements
23 derart bemessen, dass dann, wenn sich der mittlere Bereich24 und damit die Drehachse25 desselben in etwa in der Mitte des Kreuzungsbereichs22 der Hubkurven18 ,19 befindet, in Bewegungsrichtung des Führungselements23 gesehen vor dem Kreuzungspunkt22 liegende als auch in Bewegungsrichtung gesehen nach dem Kreuzungsbereich22 liegende innere Begrenzungswände der vorgegebenen zu durchfahrenden Hubkurve18 bzw.19 die Drehbarkeit des Führungselements23 einschränken. - Dann, wenn wie
4 zeigt, das Führungselement23 die Hubkurve18 durchfährt, beschränken die inneren Begrenzungswände31 der Hubkurve18 die Drehbarkeit bzw. Schwenkbarkeit des Führungselements23 um die Drehachse25 . Würde hingegen das Führungselement23 die Hubkurve19 durchlaufen, so würden innere Begrenzungswände32 der Hubkurve19 die Drehbarkeit bzw. Schwenkbarkeit des Führungselements23 beschränken. - Die inneren Begrenzungswände
31 und32 der beiden Hubkurven18 ,19 begrenzen gemäß4 einen Steg33 , durch den die beiden Hubkurven18 ,19 außerhalb des Kreuzungsbereichs22 voneinander getrennt sind. - Nach eine vorteilhaften Weiterbildung der hier vorliegenden Erfindung ist dem Führungselement
23 ein nicht gezeigtes Rückstellelement zugeordnet. Dann, wenn das Führungselement23 nicht in das Hubprofil17 und damit nicht in eine der Hubkurven18 ,19 eingeführt ist, richtet das Rückstellelement das Führungselement23 derart aus, dass die Längsachse17 desselben senkrecht zur Drehachse der Nockenwelle10 verläuft, und dass damit die Längsachse17 des Führungselements23 parallel zu einem Einführungsbereich der Hubkurven18 ,19 für das Führungselement23 verläuft. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Betätigungsstift20 mit dem Führungselement23 stets problemlos in eine der Hubkurven18 ,19 des Hubprofils17 eingeführt werden kann. -
- 10
- Nockenwelle
- 11
- Nockenstück
- 12
- Nocke
- 13
- Nocke
- 14
- Nockenbahn
- 15
- Nockenbahn
- 16
- Gaswechselventil
- 17
- Hubprofil
- 18
- Hubkurve
- 19
- Hubkurve
- 20
- Betätigungsstift
- 21
- Aktuator
- 22
- Kreuzungsbereich
- 23
- Führungselement
- 24
- mittlerer Bereich
- 25
- Drehachse
- 26
- seitlicher Bereich
- 27
- Längsrichtung
- 28
- Seitenwand
- 29
- äußere Begrenzungswand
- 30
- äußere Begrenzungswand
- 31
- innere Begrenzungswand
- 32
- innere Begrenzungswand
- 33
- Steg
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
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- - DE 10148178 A1 [0003, 0003, 0004]
Claims (10)
- Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Nockenwelle, die Nocken zur Betätigung von Gaswechselventilen umfasst, wobei mindestens ein Nocken, der mehrere Nockenbahnen aufweist, auf der Nockenwelle drehfest aber axial verschiebbar geführt ist, wobei dem jeweiligem axial verschiebbar geführten Nocken oder einem axial verschiebbar geführten, mehrere Nocken umfassenden Nockenstück ein Hubprofil zugeordnet ist, das mit einem Betätigungsstift zum axialen Verschieben des Nockens oder Nockenstücks zusammenwirkt, und wobei das Hubprofil des jeweiligen axial verschiebbar geführten Nockens oder Nockenstücks mindestens eine Hubkurve aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ende des Betätigungsstifts (
20 ), welches in die Hubkurve (18 ,19 ) des Hubprofils (17 ) des jeweiligen axial verschiebbar geführten Nockens oder Nockenstücks einführbar ist, ein Führungselement (23 ) zugeordnet ist, welches am Ende des Betätigungsstifts (20 ) derart gelagert ist, dass dasselbe um die Achse des Betätigungsstifts (20 ) drehbar bzw. schwenkbar ist. - Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubprofil (
17 ) mehrere Hubkurven (18 ,19 ) aufweist, die derart ausgebildet sind, dass diese in einander übergehen und/oder sich kreuzen. - Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Führungselement (
23 ) ein Rückstellelement zugeordnet ist, welches dann, wenn das Führungselement (23 ) in das Hubprofil (17 ) nicht eingeführt ist, das Führungselement (23 ) derart ausrichtet, dass eine Längsachse desselben senkrecht zur einer Drehachse der Nockenwelle (10 ) verläuft. - Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Führungselement (
23 ) ein Rückstellelement zugeordnet ist, welches dann, wenn das Führungselement (23 ) in das Hubprofil (17 ) nicht eingeführt ist, das Führungselement (23 ) derart ausrichtet, dass eine Längsachse desselben parallel zu einem Einführungsbereich der Hubkurven (18 ,19 ) für das Führungselement verläuft. - Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
23 ) derart konturiert ist, dass dasselbe in einem mittleren Bereich (24 ), durch den sich die Drehachse (25 ) desselben erstreckt, eine Dicke aufweist, die an die Breite der Hubkurven (18 ,18 ) des Hubprofils angepasst ist. - Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
23 ) derart konturiert ist, dass dasselbe in seitlichen Bereichen (26 ), die sich in Längsrichtung desselben gesehen an einen mittleren Bereich (24 ) anschließen, eine Dicke aufweist, die sich mit zunehmendem Abstand von der Drehachse desselben verringert. - Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
23 ) derart ausgeführt ist, dass der Betätigungsstift (20 ) im Kreuzungsbereich (22 ) der Hubkurven (18 ,19 ) des Hubprofils verkeilungsfrei führbar ist. - Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
23 ) derart ausgeführt ist, dass der Betätigungsstift (20 ) auch bei Durchfahren des Kreuzungsbereichs (22 ) der Hubkurven (18 ,19 ) des Hubprofils stets in einer vorgegebenen Hubkurve des Hubprofils (17 ) verbleibt. - Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
23 ) eine Länge aufweist, die derart bemessen ist, dass dann, wenn sich die Drehachse desselben in etwa in der Mitte des Kreuzungsbereichs (22 ) der Hubkurven (18 ,18 ) befindet, sich in Längsrichtung des Führungselements (23 ) erstreckende Seitenwände (28 ) desselben sowohl an in Bewegungsrichtung des Führungselements (23 ) gesehen vor dem Kreuzungsbereich liegenden als auch an in Bewegungsrichtung des Führungselements gesehen nach dem Kreuzungsbereich (22 ) liegenden äußeren Begrenzungswänden (28 ,29 ) einer vorgegebenen Hubkurve des Hubprofils (17 ) anliegen. - Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (
23 ) eine Länge aufweist, die derart bemessen ist, dass dann, wenn sich die Drehachse desselben in etwa in der Mitte des Kreuzungsbereichs (22 ) der Hubkurven (18 ,19 ) befindet, in Bewegungsrichtung des Führungselements (23 ) gesehen vor dem Kreuzungsbereich liegende als auch an in Bewegungsrichtung des Führungselements gesehen nach dem Kreuzungsbereich (22 ) liegende innere Begrenzungswände (31 ,32 ) einer vorgegebenen Hubkurve des Hubprofils (17 ) die Drehbarkeit des Führungselements einschränken.
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