DE102011018503A1

DE102011018503A1 - Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit einer Grundnockenwelle und zwischen Drehlagern der Grundnockenwelle in zwei oder mehr diskrete Verschiebestellungen verschiebbaren Nockenträgern

Info

Publication number: DE102011018503A1
Application number: DE201110018503
Authority: DE
Inventors: Michael Gross; Dr. Dengler Stefan
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-04-23
Filing date: 2011-04-23
Publication date: 2012-10-25
Also published as: JP5901742B2; EP2702253B1; EP2702253A1; JP2014512486A; WO2012146361A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb (1) für Gaswechselventile (2) einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Grundnockenwelle (4), mindestens einem auf der Grundnockenwelle (4) axial verschiebbaren Nockenträger (5), der mindestens eine Nockengruppe (6, 7) mit mindestens drei Nocken (13, 14, 15) mit unterschiedlichen Nockenprofilen umfasst, Einrichtungen (21, 22, 23, 24, 25) zum axialen Verschieben des Nockenträgers (5) auf der Grundnockenwelle (4) in eine der Anzahl der Nocken (13, 14, 15) der Nockengruppe (6, 7) entsprechende Anzahl von diskreten Verschiebestellungen, sowie einer Arretiereinrichtung (26) mit einer federbelasteten Kugel (28) zum Arretieren des Nockenträgers (5) in den diskreten Verschiebestellungen. Unter anderem zur Verkleinerung des benötigten Bauraums, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Grundnockenwelle (4) beiderseits des Nockenträgers (5) in einem ortsfesten Drehlager (3) gelagert ist und dass die federbelastete Kugel (28) der Arretiereinrichtung (26) in einer Ausnehmung (27) der Grundnockenwelle (4) angeordnet ist und den Nockenträger (5) in zwei äußeren Verschiebestellungen jeweils gegen einen ortsfesten axialen Anschlag (3, 18) drückt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventiltrieb.
Zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften von Brennkraftmaschinen sind mechanische Vorrichtungen bekannt, die das Arbeitsspiel des Ventiltriebs beeinflussen und beispielsweise eine drehzahlabhängige Veränderung der Öffnungszeiten und/oder des Hubs von Gaswechselventilen von Zylindern der Brennkraftmaschine ermöglichen.
Aus der EP 1 608 849 B1 ist bereits ein Ventiltrieb bekannt, bei dem mehrere Nockenträger drehfest und axial verschiebbar auf einer Grundnockenwelle angeordnet sind. Zur Betätigung von zwei Gaswechselventilen eines Zylinders der Brennkraftmaschine sind auf jedem Nockenträger zwei axial versetzte Nockengruppen vorgesehen, von denen jede zwei Nocken mit unterschiedlichen Nockenprofilen aufweist. Durch axiale Verschiebung des Nockenträgers auf der Grundnockenwelle zwischen zwei diskreten Verschiebestellungen kann jeweils einer der beiden Nocken jeder Nockengruppe mit einem Schlepphebel von einem der beiden Gaswechselventile in Anlagekontakt gebracht werden, wodurch sich der Hub und/oder die Öffnungszeiten der Gaswechselventile verstellen lassen. Die axiale Verschiebung des Nockenträgers auf der Grundnockenwelle erfolgt mit Hilfe von zwei Schneckentrieben, die im axialen Abstand voneinander angeordnet sind. Jeder Schneckentrieb umfasst einen im Zylinderkopfgehäuse der Brennkraftmaschine montierten Aktuator mit einem ausfahrbaren Mitnehmerstift, der sich mit einer gegenüberliegenden Kurven- oder Schaltkulisse auf dem Nockenträger in Eingriff bringen lässt. Die Kurven- oder Schaltkulisse weist bei einem der beiden Schneckentriebe eine linksdrehende schraubenförmige Nut und bei dem anderen der beiden Schneckentriebe eine rechtsdrehende schraubenförmige Nut auf, so dass der Nockenträger durch Betätigung des entsprechenden Aktuators zwischen den beiden diskreten Verschiebestellungen hin und her verschoben werden kann. In jeder der beiden Verschiebestellungen wird der Nockenträger von einer Seite her gegen ein zwischen den Nockengruppen angeordnetes ortsfestes Drehlager angepresst, in dem der Nockenträger drehbar gelagert ist. Der Nockenträger wird in jeder der beiden Verschiebestellungen von einer in eine Bohrung der Grundnockenwelle eingesetzten Kugel einer Arretiereinrichtung festgehalten, die von einer Feder gegen eine schräge Flanke am inneren Umfang des Nockenträgers angepresst wird und dadurch eine der Nockengruppen von einer Seite her gegen das Drehlager drückt.
Zur Verbesserung der Beeinflussung des Arbeitsspiels des Ventiltriebs ist es wünschenswert, die oder jede Nockengruppe um mindestens einen zusätzlichen Nocken zu erweitern. Eine solche Erweiterung der Nockengruppe(n) um einen zusätzlichen Nocken mit einem weiteren Nockenprofil macht es jedoch erforderlich, den Nockenträger zwischen mindestens drei verschiedenen Verschiebestellungen hin und her zu bewegen, um wahlweise sämtliche Nocken mit dem Schlepphebel in Anlagekontakt bringen zu können. Um dies zu ermöglichen, wurde in der DE 10 2007 010 150 A1 bereits ein Ventiltrieb der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem jeder Nockenträger zwei Nockengruppen mit jeweils drei Nocken aufweist und zwischen drei diskreten Verschiebestellungen verschiebbar ist. Der Nockenträger wird in den drei Verschiebestellungen von einer ortsfest im Gehäuse der Brennkraftmaschine montierten Arretiereinrichtung festgehalten, die auf ein zusammen mit dem Nockenträger axial verschiebbares Drehlager einwirkt. Dabei greift die federbelastete Kugel der Arretiereinrichtung in den drei Verschiebestellungen in drei Ausnehmungen einer an der Außenseite des Drehlagers montierten Rastleiste ein, die durch zwei Vorsprünge voneinander getrennt sind. In den beiden äußeren Verschiebestellungen wird die Kugel jeweils gegen eine äußere Flanke von einem der beiden Vorsprünge angepresst, um den Nockenträger gegen einen ortsfesten Anschlag des Zylinderkopfgehäuses anzupressen. In der mittleren Verschiebestellung greift die Kugel in eine komplementär geformte Ausnehmung der Rastleiste zwischen den beiden Vorsprüngen ein. Bei dieser Lösung wird als nachteilig angesehen, dass das Drehlager axial verschiebbar im Zylinderkopfgehäuse geführt werden muss, was die Schmierung des Drehlagers erschwert, dass die Arretiereinrichtung im Zylinderkopfgehäuse in radialer Richtung der Grundnockenwelle verhältnismäßig viel Bauraum benötigt, und dass unterhalb der Grundnockenwelle in der Nähe der Schlepphebel zwei zusätzliche Anschläge für das verschiebbare Drehlager vorgesehen werden müssen, obwohl auch dort nur wenig freier Bauraum zur Verfügung steht.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass ein verschiebbares Drehlager entbehrlich ist und weniger Bauraum benötigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Grundnockenwelle beiderseits des Nockenträgers in einem ortsfesten Drehlager gelagert ist und dass die in einer Bohrung der Grundnockenwelle angeordnete federbelastete Kugel der Arretiereinrichtung den Nockenträger in zwei entgegengesetzten äußeren Verschiebestellungen des Nockenträgers gegen einen ortsfesten axialen Anschlag drückt.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die ortsfesten Drehlager zur drehbaren Lagerung der Nockenwelle und die zur Festlegung der beiden äußeren diskreten Verschiebestellungen dienenden Anschläge nicht im Bereich der Nockenträger, sondern jenseits der Stirnenden der Nockenträger, d. h. zwischen benachbarten Nockenträgern, anzuordnen. Auf diese Weise kann die Kugel der Arretiereinrichtung wie bei dem Ventiltrieb aus der EP 1 608 849 B1 in einer Querbohrung der Grundnockenwelle untergebracht und von der Feder von innen her gegen eine schräge Flanke einer Ausnehmung am inneren Umfang des Nockenträgers angepresst werden, um den Nockenträger in den beiden äußeren Verschiebestellungen gegen einen der ortsfesten axialen Anschläge anzupressen, der vorzugsweise von einem der beiden zum Nockenträger benachbarten Drehlager oder einem Lagerbock dieses Drehlagers gebildet wird. Dadurch kann der erforderliche Bauraum beträchtlich verkleinert werden.
Um den Nockenträger in einer oder mehreren inneren Verschiebestellungen festzuhalten, greift die federbelastete Kugel in diesen Verschiebestellungen zweckmäßig in eine gegenüberliegende Ausnehmung am inneren Umfang des Nockenträgers ein, die zwischen den beiden Ausnehmungen mit den schrägen Flanken angeordnet ist. Mit anderen Worten weist der Nockenträger an seinem inneren Umfang mindestens drei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Ausnehmungen auf, von denen zumindest die beiden äußeren jeweils von einer schrägen Flanke begrenzt werden und durch Vorsprünge von mindestens einer dazwischen angeordneten Ausnehmung getrennt sind. Wenn der Nockenträger aus einer äußeren Verschiebestellung in die andere äußere Verschiebestellung verschoben wird, bewegt sich die federbelastete Kugel nacheinander über die Vorsprünge hinweg und durch die innere(n) Ausnehmung(en) hindurch. Aus fertigungstechnischen Gründen sind sämtliche Ausnehmungen vorzugsweise als Nuten ausgebildet, die um den inneren Umfang des Nockenträgers umlaufen, wobei der axiale Mittenabstand der Ausnehmungen dem axialen Mittenabstand der zugehörigen Nocken oder Nockenprofile entspricht.
Wie beim Stand der Technik gemäß EP 1 608 849 B1 oder DE 10 2007 010 150 A1 umfassen die Einrichtungen zum axialen Verschieben des Nockenträgers vorzugsweise einen Schneckentrieb mit mindestens einem ortsfesten Aktuator, aus dem sich mindestens ein Mitnehmer ausfahren und in eine gegenüberliegende schraubenförmige Nut einer Kurven- oder Schaltkulisse des Nockenträgers einspuren lässt. Je nachdem, ob der Mitnehmer in eine rechts- oder linksgängige Nut eingespurt wird, wird der Nockenträger entsprechend auf der Grundnockenwelle nach links oder nach rechts verschoben.
Um bei Brennkraftmaschinen mit zwei Einlass- bzw. Auslassventilen pro Zylinder den Hub und/oder die Öffnungszeiten beider Ventile gleichzeitig verändern zu können, weist der oder jeder Nockenträger zweckmäßig zwei Nockengruppen auf, die in einem dem Abstand der Ventile entsprechenden axialen Abstand voneinander angeordnet sind. Da aufgrund der Lagerung der Grundnockenwelle zwischen benachbarten Nockenträgern in dem Bereich zwischen den beiden Nockengruppen jedes Nockenträgers nicht wie beim Stand der Technik gemäß EP 1 608 849 B1 oder DE 10 2007 010 150 A1 ein Drehlager vorgesehen werden muss, lässt sich die Kurven- oder Schaltkulisse des Schneckentriebs gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zwischen den beiden Nockengruppen jedes Nockenträgers anordnen, was eine erhebliche Verkürzung der Baulänge jedes Nockenträgers gestattet. Außerdem ist anders als bei diesem Stand der Technik ein einziger Schneckentrieb mit einer durchgängigen Kurven- oder Schaltkulisse zur Verschiebung des Nockenträgers ausreichend.
Darüber hinaus können die Kurven- oder Schaltkulisse und der mindestens eine Aktuator der Einrichtungen zum axialen Verschieben des Nockenträgers in ihrer Ausführung beliebig an den axialen Abstand der Ventile bzw. an die vorhandenen Platzverhältnisse angepasst werden. Vorzugsweise wird der Nockenträger in den beiden äußeren Verschiebestellungen unterhalb der Grundnockenwelle gegen das Drehlager bzw. gegen einen Lagerstuhl des Drehlagers angepresst, wodurch oberhalb der Nockenwelle ausreichend Bauraum für den mindestens einen Aktuator geschaffen wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die mittlere Nocke jeder Nockengruppe etwas breiter als die beiden äußeren Nocken jeder Nockengruppe ist, da die durch eine Wärmedehnung des Zylinderkopfs und der Grundnockenwelle verursachten Toleranzen des Verschiebewegs dort größer als im Bereich der äußeren Nocken sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt eine Seitenansicht eines Teils eines Ventiltriebs für Paare von Einlassventilen von Zylindern einer Brennkraftmaschine, die einen Abschnitt einer in Drehlagern gelagerten Grundnockenwelle mit einem axial verschiebbaren Nockenträger;
2 zeigt eine Längsschnittansicht eines etwas längeren Abschnitts der Grundnockenwelle mit drei Nockenträgern und Arretiereinrichtungen zum Arretieren der Nockenträger;
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts III in 2.
Mit dem in der Zeichnung nur teilweise dargestellten Ventiltrieb 1 für Paare von Einlassventilen 2 von Zylindern (nicht dargestellt) einer Brennkraftmaschine mit einer oben liegenden, in Drehlagern 3 eines Zylinderkopfgehäuses (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Grundnockenwelle 4, sowie mehreren, auf der Grundnockenwelle 4 axial verschiebbaren Nockenträgern 5 lassen sich der Hub und/oder die Öffnungszeiten der Einlassventile 2 jedes Zylinders unabhängig vom Hub und/oder den Öffnungszeiten der Einlassventile 2 der übrigen Zylinder verstellen.
Zu diesem Zweck umfasst der Ventiltrieb 1 für jedes Paar von Einlassventilen 2 einen der verschiebbaren Nockenträger 5, der drehfest mit der Grundnockenwelle 4 verbunden ist und zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Nockengruppen 6, 7 aufweist. Jede der beiden Nockengruppen 6, 7 wirkt mit einer Rolle 8 eines schwenkbar gelagerten Rollenschlepphebels 9 von einem der Ventile 2 zusammen. Über die Rolle 8 wird ein in 1 dargestelltes, am unteren Ende mit einem Ventilteller 10' versehenes Ventilglied 10 betätigt, das sich zum Öffnen des jeweiligen Ventils 2 entgegen der Kraft einer Ventilfeder 11 (2) im Zylinderkopf nach unten drücken lässt. Der Ventiltrieb 1 umfasst darüber hinaus für jedes der Ventile 2 ein ebenfalls in 1 dargestelltes hydraulisches Ventilspielausgleichselement 12.
Jede der beiden Nockengruppen 6, 7 jedes Nockenträgers 5 weist drei Nocken 13, 14, 15 auf, die an einer Seite über den äußeren Umfang des Nockenträgers 5 überstehen und unterschiedliche Nockenprofile oder Nockenkonturen besitzen. Auf der zu den Nocken 13, 14, 15 diametral entgegengesetzten Seite des Nockenträgers 5 weisen die Nockengruppen 6, 7 einen Grundkreisabschnitt 16 auf, der sich mit einem konstanten Außendurchmesser über die gesamte axiale Länge der Nockengruppen 6, 7 und über einen Umfangswinkel von etwa 180 Grad erstreckt. Das Maß des Überstandes der Nocken 13, 14, 15 über den Grundkreisabschnitt 16 variiert entsprechend der gewünschten Hubhöhe des Ventilglieds 10, während die Winkelposition eines Scheitels der Nocken 13, 14, 15 in Drehrichtung der Grundnockenwelle 4 entsprechend dem gewünschten Zeitpunkt der maximalen Öffnung des Ventils 2 variiert. Die Nockenprofile oder Nockenkonturen der Nocken 13, 14, 15 der beiden Nockengruppen 6, 7 können jeweils unterschiedlich geformt und/oder bemessen sein. Bei beiden Nockengruppen 6, 7 ist der mittlere Nocken 14 geringfügig breiter als die beiden äußeren Nocken 13 und 15, wie später erläutert werden wird.
Die drei Nocken 13, 14, 15 beider Nockengruppen 6, 7 lassen sich durch axiale Verschiebung des Nockenträgers 5 auf der Grundnockenwelle 4 zwischen drei diskreten Verschiebestellungen wahlweise mit der Rolle 8 des Schlepphebels 9 des zur Nockengruppe 6 bzw. 7 zugehörigen Ventils 2 in Anlagekontakt bringen.
Die drei Verschiebestellungen sind in 2 am Beispiel von drei Nockenträgern 5 dargestellt. Der linke Nockenträger 5 befindet sich dort in seiner rechten äußeren Verschiebestellung, in der er mit seinem rechten Stirnende 17 von links her gegen einen Lagerstuhl 18 des benachbarten Drehlagers 3 anliegt, das zwischen dem linken und dem mittleren Nockenträger 5 angeordnet ist, und in der die Rollen 8 der Schlepphebel 9 der beiden Ventile 2 jeweils mit dem linken äußeren Nocken 13 der Nockengruppen 6, 7 in Anlagekontakt treten. Der in der Mitte dargestellte Nockenträger 5 befindet sich in seiner mittleren Verschiebestellung, in der seine beiden Stirnenden 17 jeweils einen axialen Abstand von den Lagerstühlen 18 der beiden benachbarten, beiderseits des Nockenträgers 5 angeordneten Drehlager 3 aufweisen und in der die Rollen 8 der Schlepphebel 9 der beiden Ventile 2 mit dem mittleren Nocken 14 der beiden Nockengruppen 6, 7 in Anlagekontakt treten. Der rechte Nockenträger 5 befindet sich in seiner linken äußeren Verschiebestellung, in der er mit seinem linken Stirnende 16 von rechts her gegen den Lagerstuhl 18 des benachbarten Drehlagers 3 zwischen dem mittleren und dem rechten Nockenträger 5 anliegt und in der die Rollen 8 der Schlepphebel 9 der beiden Ventile 2 jeweils mit dem rechten äußeren Nocken 15 der Nockengruppen 6, 7 in Anlagekontakt treten. Demgegenüber zeigt 1 nur einen Nockenträger 5, der sich in seiner mittleren Verschiebestellung befindet.
Um die Nockenträger 5 drehfest mit der Grundnockenwelle 4 zu verbinden, jedoch ihre axiale Verschiebung entlang der Grundnockenwelle 4 zu ermöglichen, weisen die hohlzylindrischen Nockenträger 5 entlang eines Teils ihres inneren Umfangs eine Innenlängsverzahnung 19 (2) auf, die mit einer komplementären Außenlängsverzahnung 20 (1) auf einem Teil der Grundnockenwelle 4 kämmt.
Die axiale Verschiebung der Nockenträger 5 auf der Grundnockenwelle 4 zur Verstellung des Hubs oder der Öffnungszeiten der Einlassventile 2 erfolgt bei Bedarf und wird immer dann vorgenommen, wenn der Grundkreisabschnitt 16 der Nockengruppen 6, 7 während eines Drehwinkels der Grundnockenwelle 4 von etwa 180 Grad den Rollen 8 der Schlepphebel 9 gegenüberliegt. Das Maß der axialen Verschiebung eines Nockenträgers 5 zwischen zwei benachbarten Verschiebestellungen entspricht dem Mittenabstand benachbarter Nocken 13, 14 bzw. 14, 15 der Nockengruppen 6, 7.
Damit sich die Nockenträger 5 bei Bedarf in eine beliebige der drei Verschiebestellungen verschieben lassen, ist für jeden Nockenträger 5 ein einziger Schneckentrieb 21 vorgesehen. Der Schneckentrieb 21 umfasst eine einzige Kurven- oder Schaltkulisse 22, die etwa in der axialen Mitte des Nockenträgers 5 zwischen den beiden Nockengruppen 6, 7 bzw. zwischen den beiden Ventilen 2 angeordnet ist, sowie einen ortsfest im Zylinderkopfgehäuse montierten Aktuator 23, der in 1 nur schematisch dargestellt ist. Je nach Ausführung kann der Aktuator 23 einen oder mehrere Mitnehmerstifte 24 aufweisen, die sich wahlweise aus dem Aktuator 23 ausfahren und mit ihrem freien Ende mit einer gegenüberliegenden Nut 25 der Kurven- oder Schaltkulisse 22 in Eingriff bringen lassen, um den Nockenträger 5 jeweils um den Mittenabstand zweier benachbarter Nocken 13, 14 bzw. 14, 15 in eine der drei diskreten Verschiebestellungen zu verschieben.
Der Außendurchmesser der Kurven- oder Schaltkulisse 22 ist so bemessen, dass sich die Kurven- oder Schaltkulisse 22 bei einer Verschiebung des Nockenträgers 5 aus der mittleren Verschiebestellung in eine der beiden äußeren Verschiebestellungen in axialer Richtung mit einer von zwei Halterungen 37 (2) überlappt, von denen die Rolle 8 des Rollenschlepphebels 9 drehbar gehalten wird.
Um jeden Nockenträger 5 in der jeweils gewünschten Verschiebestellung festzuhalten, ist für jeden Nockenträger 5 eine Arretiervorrichtung 26 vorgesehen. Wie am besten in 2 dargestellt, umfasst jede Arretiervorrichtung 26 eine in eine radiale Sacklochbohrung 27 der Grundnockenwelle 4 eingesetzte Kugel 28, die von einer zwischen dem Boden der Sacklochbohrung 27 und der Kugel 28 angeordneten vorgespannten Schraubendruckfeder 29 radial gegen einen gegenüberliegenden inneren Umfang des Nockenträgers 5 angepresst wird. Innerhalb des Bereichs des Nockenträgers 5, welcher der Kugel 28 beim Verschieben zwischen den drei Verschiebestellungen gegenüberliegt, ist der innere Umfang des Nockenträgers 5 nicht mit der Innenlängsverzahnung 19, sondern mit drei umlaufenden Nuten 30, 31, 32 versehen, die in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.
Die mittlere Nut 31 weist einen an die Form der Kugel angepassten konkav gerundeten Nutquerschnitt auf und ist an beiden Seiten durch einen im Querschnitt konvex gerundeten Vorsprung 33, 34 von den benachbarten äußeren Nuten 30, 32 getrennt. Wie in 2 für den mittleren Nockenträger 5 dargestellt, wird die Kugel 28 in der mittleren Verschiebestellung des Nockenträgers 5 von der Feder 29 in die mittlere Nut 31 gedrückt, so dass der Nockenträger 5 allein durch den Rasteingriff der Kugel 29 in die als Rastausnehmung wirkende Nut 31 in dieser mittleren Verschiebestellung festgehalten wird. Wenn in dieser Verschiebestellung von dem Schneckentrieb 21 eine axiale Verschiebekraft auf den Nockenträger 5 ausgeübt wird, wird die Kugel 28 nach links oder rechts gegen einen der beiden Vorsprünge 33, 34 gepresst und von diesem Vorsprung 33, 34 entgegen der Kraft der Feder 29 in die Sacklochbohrung 27 zurück gedrückt, so dass sich die Kugel 28 über den Vorsprung 33, 34 hinweg in die benachbarte Nut 30, 32 bewegen kann. Die Bewegung der Kugel 28 endet, wenn der Nockenträger 5 mit seinem in Bewegungsrichtung vorderen Stirnende 16 gegen den Lagerbock 18 des benachbarten Drehlagers 3 anschlägt, wie in 2 für den linken bzw. rechten Nockenträger 5 dargestellt.
Die beiden äußeren Nuten 30, 32 werden an ihrer der mittleren Nut 31 zugewandten Seite jeweils von einer schrägen Flanke 35, 36 begrenzt. Gegen diese Flanke 35 oder 36 wird die Kugel 28 von der Schraubendruckfeder 29 angepresst, wenn der Nockenträger 5 mit einem in Bewegungsrichtung vorderen Stirnende 16 gegen den Lagerstuhl 18 des benachbarten Drehlagers 3 anschlägt, das den axialen Verschiebeweg der Nockenträger 5 in der jeweiligen äußeren Verschiebestellung begrenzt. Durch die Anpressung der Kugel 28 gegen die schräge Flanke 35, 36 wird von der Kugel 28 eine axiale Kraftkomponente auf den Nockenträger 5 ausgeübt, wie in 2 durch Pfeile dargestellt. Diese axiale Kraftkomponente sorgt dafür, dass der Nockenträger 5 in den beiden äußeren Verschiebestellungen jeweils mit einem seiner Stirnenden 16 gegen den Lagerstuhl 18 des in Bewegungsrichtung benachbarten Drehlagers 3 gedrückt und dadurch in einer definierten Position festgehalten wird, in der das Nockenprofil von einem der beiden äußeren Nocken 13, 15 der Rolle 8 des Rollenschlepphebels 9 genau gegenüberliegt. Aus diesem Grund kann die Breite der beiden äußeren Nocken 13, 15 jeweils etwas schmaler als die Breite des mittleren Nockens 14 gemacht werden.
Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, braucht die mittlere Nut 31 nicht notwendigerweise einen an die Form der Kugel 28 angepassten konkav gerundeten Nutquerschnitt aufweisen, sondern kann zum Beispiel auch einen von zwei ebenen schrägen Flanken begrenzten dreieckigen Nutquerschnitt besitzen, wobei in diesem Fall die in der mittleren Nut 31 befindliche Kugel 28 von der Feder 29 an zwei Punkten gegen die beiden Flanken angepresst wird.
Bezugszeichenliste

1: Ventiltrieb
2: Einlassventile
3: Drehlager
4: Grundnockenwelle
5: Nockenträger
6: Nockengruppe
7: Nockengruppe
8: Rolle
9: Rollenschlepphebel
10: Ventilglied
10': Ventilteller
11: Ventilfeder
12: Ventilspielausgleichselement
13: Nocken
14: Nocken
15: Nocken
16: Grundkreisabschnitt
17: Stirnende Nockenträger
18: Lagerstuhl Drehlager
19: Innenlängsverzahnung Nockenträger
20: Außenlängsverzahnung Grundnockenwelle
21: Schneckentrieb
22: Kurvenkulisse
23: Aktuator
24: Mitnehmerstift
25: Nut
26: Arretiereinrichtung
27: Sacklochbohrung
28: Kugel
29: Schraubendruckfeder
30: Nut
31: Nut
32: Nut
33: Vorsprung
34: Vorsprung
35: Flanke
36: Flanke
37: Halterung Rolle

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 Patentliteratur

EP 1608849 B1 [0003, 0007, 0009, 0010]
DE 102007010150 A1 [0004, 0009, 0010]

Claims

Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Grundnockenwelle, mindestens einem auf der Grundnockenwelle axial verschiebbaren Nockenträger, der mindestens eine Nockengruppe mit mindestens drei Nocken mit unterschiedlichen Nockenprofilen umfasst, Einrichtungen zum axialen Verschieben des Nockenträgers auf der Grundnockenwelle in eine der Anzahl der Nocken der Nockengruppe entsprechende Anzahl von diskreten Verschiebestellungen, sowie einer Arretiereinrichtung mit einer federbelasteten Kugel zum Arretieren des Nockenträgers in den diskreten Verschiebestellungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundnockenwelle (4) beiderseits des Nockenträgers (5) in ortsfesten Drehlagern (3) gelagert ist und dass die federbelastete Kugel (28) der Arretiereinrichtung (26) in einer Ausnehmung (27) der Grundnockenwelle (4) angeordnet ist und den Nockenträger (5) in zwei äußeren Verschiebestellungen jeweils gegen einen ortsfesten axialen Anschlag (3, 18) drückt.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die federbelastete Kugel (28) der Arretiereinrichtung (26) in mindestens einer zwischen den äußeren Verschiebestellungen gelegenen inneren Verschiebestellung in eine gegenüberliegende Ausnehmung (31) am inneren Umfang des Nockenträgers (5) eingreift.
Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die federbelastete Kugel (28) der Arretiereinrichtung (26) in der inneren Verschiebestellung mit der gegenüberliegenden Ausnehmung (31) im Rasteingriff steht.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenträger (5) an seinem inneren Umfang mindestens drei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Ausnehmungen (30, 31, 32) aufweist, von denen die beiden äußeren Ausnehmungen (30, 32) jeweils durch Vorsprünge (33, 34) von mindestens einer dazwischen angeordneten Ausnehmung (31) getrennt sind.
Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Mittenabstand der Ausnehmungen (30, 31, 32) dem axialen Mittenabstand benachbarter Nocken (13, 14, 15) der Nockengruppen (6, 7) entspricht.
Ventiltrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die beiden äußeren Ausnehmungen (30, 32) jeweils von einer schrägen Flanke (35, 36) begrenzt werden.
Ventiltrieb nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen umlaufende Nuten (30, 31, 32) im inneren Umfang des Nockenträgers (5) sind.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenträger (5) zwei Nockengruppen (6, 7) aufweist, die im axialen Abstand voneinander angeordnet sind, und dass die Einrichtungen (21, 22, 23, 24, 25) zum axialen Verschieben des Nockenträgers (5) einen Schneckentrieb (21) mit einer einzigen zwischen den beiden Nockengruppen (6, 7) angeordneten Kurven- oder Schaltkulisse (22) umfassen.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckentrieb (21) mindestens einen ortsfesten Aktuator (23) mit mindestens einem ausfahrbaren Mitnehmer (24) umfasst, der sich in eine schraubenförmige Nut (25) der Kurven- oder Schaltkulisse (22) einspuren lässt.
Ventiltrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kurven- oder Schaltkulisse (22) des Schneckentriebs (21) in den beiden äußeren Verschiebestellungen mit einer Halterung (37) einer Rolle (8) eines Schlepphebels (9) von einem der Gaswechselventile (2) überlappt.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Nocken (14) jeder Nockengruppe (6, 7) etwas breiter als die äußeren Nocken (13, 15) jeder Nockengruppe (6, 7) ist.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die federbelastete Kugel (28) der Arretiereinrichtung (26) in den beiden äußeren Verschiebestellungen jeweils ein Stirnende (16) des Nockenträgers (5) gegen den axialen Anschlag (3, 18) drückt.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Anschlag (3, 18) von einem der ortsfesten Drehlager (3) oder von einem Lagerbock (18) eines der ortsfesten Drehlager (3) gebildet wird.
Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch mindestens einen Ventiltrieb (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.