DE102010052173A1

DE102010052173A1 - Arretierung von Schiebenocken eines Schiebenockensystems

Info

Publication number: DE102010052173A1
Application number: DE102010052173A
Authority: DE
Inventors: Arne Manteufel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-05-24

Abstract

Schiebenockensystem mit Schiebenocken (2), die auf einer Grundwelle (1), vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Welle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, drehfest, aber verschiebbar angeordnet sind, mit einer, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren, an einem ortsfesten Gehäuse gelagerten Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines Stifts und Verschiebenuten am Umfang der Schiebenocken, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken (2) in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung (6) zumindest einen mittels einer Feder (9) belasteten Arretierkörper (7), vorzugsweise eine Kugel, aufweist, der mit je einer der axialen Position zugeordneten Ausnehmung am Schiebenocken (2) in Wirkverbindung steht, wobei die Arretiervorrichtung (6) im Gehäuse (3) der Verstellvorrichtung angeordnet ist und wobei die Ausnehmungen als Nutrillen (5) am Außenumfang der Schiebenocken (2) ausgebildet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Schiebenockensystem mit Schiebenocken, die auf einer Grundwelle, vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Welle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, drehfest, aber verschiebbar angeordnet sind, mit einer, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren, an einem ortsfesten Gehäuse gelagerten Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines Stifts und Verschiebenuten am Umfang der Schiebenocken, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung zumindest einen mittels einer Feder belasteten Arretierkörper, vorzugsweise eine Kugel, aufweist, der mit je einer der axialen Position zugeordneten Ausnehmung am Schiebenocken in Wirkverbindung steht.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiges Schiebenockensystem ist durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine 2.8 FSI der Firma Audi, veröffentlicht z. B. unter www.autobild.de, Test Audi A6 Avant 2.8 FSI vom 30. Mai 2007, bekannt. Bei diesem gattungsgemäßen Schiebenockensystem erfolgt die axiale Verschiebung der Schiebenocken auf einer Grundwelle mittels elektromagnetisch betätigbaren Vorrichtungen (Aktoren), die mittels eines Stiftes in Verschiebenuten am Außenumfang der Schiebenocken eingreifen. Da die Stifte nach der Verschiebung aus den Verschiebenuten ausfahren, sind Arretierungen vorgesehen, die die Schiebenocken in der jeweiligen axialen Position halten. Zu diesem Zweck weist das bekannte Schiebenockensystem Arretierungen auf, bei denen in Radialbohrungen in der Grundwelle Federn und als Kugeln ausgebildete Arretierkörper angeordnet sind, die mit Ausnehmungen in den Schiebenocken in Wirkverbindung stehen.
Durch die unterschiedlichen Dehnungen zwischen den Schiebenocken und der Grundwelle infolge der in der Regel deutlich unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten müssen bei der Auslegung hohe Toleranzen berücksichtigt werden, welche zu Bauraumeinschränkungen und damit zu Einschränkungen im Anwendungsbereich oder zur Verwendung von speziellen teuren Alternativwerkstoffen führen.
Zusätzlich erfolgt eine Schwächung der Grundwelle durch die radialen Bohrungen, die über die Länge der Grundwelle verteilt bei jedem Schiebenocken erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schiebenockensystem der beschriebenen Art so zu verbessern, dass die genannten Nachteile behoben werden. Weiterhin soll dies mit einfachen Mitteln, kostengünstig erfolgen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Arretiervorrichtung im Gehäuse der Verstellvorrichtung angeordnet ist und dass die Ausnehmungen als Nutrillen am Außenumfang der Schiebenocken ausgebildet sind. Dabei befinden sich die Nutrillen in welche der Arretierkörper, vorzugsweise eine Kugel, einrastet am Umfang des Verschiebenutbereichs am Schiebenocken. Für jede axiale Position des Schiebenockens befindet sich eine entsprechende Nutrille am Umfang des Schiebenockens. Alternativ kann auch der durch die Breite des Verschiebenutbereichs entstehende Absatz für die Nutrillen genutzt werden oder auch die Verschiebenuten selbst, so weit sie ohne Axialversatz umlaufen.
Durch die Anordnung der Arretiervorrichtung im Gehäuse der Verstellvorrichtung bzw. des Aktors, dessen Gehäuse am Zylinderkopf oder einem Bauteil des Zylinderkopfes befestigt ist, wird das Problem der Toleranzerhöhung durch thermische Expansion eliminiert und keine Bohrungen in die sensible Grundwelle benötigt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Feder und/oder der Arretierkörper eine Ausfahrbegrenzung aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass der Arretierkörper während seiner Arretierfunktion nicht dauerhaft in Gleitverbindung mit der Umfangsfläche der Nutrille steht, was trotz guter Schmierung im Bereich des Zylinderkopfes zu ungewolltem Verschleiß führen kann. Der Arretierkörper muss nämlich nicht dauerhaft mit dem Umfang der Nutrille in Verbindung stehen, da es ausreichend ist, wenn der Arretierkörper über die Flanken der Nutrille die Sicherung der axialen Position übernimmt.
Die Arretierbegrenzung kann beispielsweise als hülsenförmiger Anschlag ausgebildet sein, der in die Bohrung der Arretiervorrichtung, vorzugsweise eingepresst ist, den Arretierkörper führt und einen Anschlag für die Feder bildet. Die Arretierbegrenzung kann auch als Randbördelung am Ende der Bohrung ausgeführt sein, die das Austreten des Arretierkörpers aus der Bohrung begrenzt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
Es zeigt:
1: eine Seitenansicht eines Schiebenockensystems mit Grundwelle, Schiebenocken und Verstellvorrichtung mit Teilschnitt durch deren Gehäuse mit eingebauter Arretiervorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist mit 1 eine Grundwelle bezeichnet, die nicht dargestellt, im Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gelagert ist und von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Grundwelle 1 hat auf ihrem Außenumfang ein Nabenprofil, auf dem ein Schiebenocken 2 drehfest aber verschiebbar angeordnet ist. Der Schiebenocken 2 hat, nicht dargestellt, Nocken mit unterschiedlichen Erhebungen, die alternativ mit Übertragungselementen in Wirkverbindung stehen, wobei die Übertragungselemente letztlich die Gaswechselventile der Hubkolbenbrennkraftmaschine steuern. Die Verschiebung des Schiebenockens 2 erfolgt über eine Verstellvorrichtung, die in einem Gehäuse 3 eingebaut ist, das an dem Zylinderkopf oder einem Bauteil des Zylinderkopfes der Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt ist. Die Verstellvorrichtung, die elektromagnetisch betätigbar und auch als Aktor bezeichnet wird, weist einen oder auch mehrere, nicht dargestellte radial verschiebbaren Stift auf, der mit einer Verschiebenut 4 in Wirkverbindung steht, die am Umfang des Schiebenockens 2 eingearbeitet ist. Je nach Anzahl der Nocken auf dem Schiebenocken 2 können auch mehrere Verschiebenuten 4 auf dem Schiebenocken und/oder auch mehrere Stifte in der Verstellvorrichtung angeordnet sein. Auf dem Umfang des Schiebenockens 2 sind weiterhin Nutrillen 5 eingearbeitet, die mit einer allgemein mit 6 bezeichneten Arretiervorrichtung in Wirkverbindung stehen. Die Arretiervorrichtung 6 weist einen Arretierkörper 7 auf, der als Kugel ausgebildet ist. Der Arretierkörper 7 ist in einer Bohrung 8 im Gehäuse 3 angeordnet und wird von einer Feder 9 in Richtung zu den Nutrillen 5 belastet, so dass der Arretierkörper 7 in die Bohrung hineingedrückt und die Feder 9 zusammengedrückt wird, wenn der Schiebenocken 2 durch den Stift im Gehäuse 3 und die Verschiebenut 4 axial verschoben wird, wodurch der Arretierkörper 7 von einer Nutrille 5 in die benachbarte Nutrille versetzt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Verschiebenut 4 bzw. wenn mehrere vorgesehen sind, die Verschiebenuten zumindest auf ihrem Teilumfang als Nutrillen ausgebildet sein können, wobei der Arretierkörper vorzugsweise entsprechend angepasst wird. Dies führt zu einer weiteren baulichen Konzentration bzw. günstigeren Raumausnutzung.
Bezugszeichenliste

1: Grundwelle
2: Schiebenocken
3: Gehäuse
4: Verschiebenut
5: Nutrille
6: Arretiervorrichtung
7: Arretierkörper
8: Bohrung
9: Feder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

www.autobild.de, Test Audi A6 Avant 2.8 FSI vom 30. Mai 2007 [0002]

Claims

Schiebenockensystem mit Schiebenocken (2), die auf einer Grundwelle (1), vorzugsweise einer als Nockenwelle dienenden Welle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, drehfest, aber verschiebbar angeordnet sind, mit einer, vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren, an einem ortsfesten Gehäuse gelagerten Vorrichtung zur Verstellung der Schiebenocken in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines Stifts und Verschiebenuten am Umfang der Schiebenocken, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken (2) in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung (6) zumindest einen mittels einer Feder (9) belasteten Arretierkörper (7), vorzugsweise eine Kugel, aufweist, der mit je einer der axialen Position zugeordneten Ausnehmung am Schiebenocken (2) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung (6) im Gehäuse (3) der Verstellvorrichtung angeordnet ist und dass die Ausnehmungen als Nutrillen (5) am Außenumfang der Schiebenocken (2) ausgebildet sind.
Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung (6) mit Bohrung (8), Feder (9) und Arretierkörper (7) neben der Verstellvorrichtung, vorzugsweise in einer Erweiterung des Gehäuses (3), angeordnet ist.
Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutrillen (5) im Bereich des/der Verschiebenuten (4) angeordnet sind.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutrillen (5) auf einem Absatz neben dem Verschiebenutbereich angeordnet sind.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebenut(en) (4) zumindest mit einem Teil ihres Umfangs als Nutrille (5) dienen.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) und/oder der Arretierkörper (7) eine Ausfahrbegrenzung aufweisen.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfahrbegrenzung als Hülsenanschlag ausgebildet ist, der in die Bohrung (8) eingefügt, vorzugsweise eingepresst ist.
Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfahrbegrenzung als Randbördelung am Ende der Bohrung (8) vorgesehen ist.