DE102013218181A1 - Schiebenockensystem mit einem Kulissenstein - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen ist ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken (16), der auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle (9) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer Aktorvorrichtung (1) zur Verstellung des Schiebenockens (16) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut (14) am Umfang des Schiebenockens (16) in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes (4), wobei die Aktorvorrichtung (1) ein maschinenfestes Gehäuse (3) aufweist und die Verschiebenut (14) in einem Umfangsabschnitt des Schiebenockens (16) angeordnet sind, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung der Schiebenocken (16) in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung zumindest einen mittels eines Federelements (21) belasteten Arretierkörper (20) aufweist, der mit je einer den axialen Positionen zugeordneten Arretierkerbe (19) in Wirkverbindung steht, wobei an dem dem Schiebenocken (16) zugewandten Bereich des Gehäuses (3) ein Kulissenstein (10) parallel zur Drehachse der Grundwelle (9) verschiebbar gelagert ist, wobei am Kulissenstein (10) ein Führungsstift (12) befestigt ist, der in der Verschiebenut (14) angeordnet ist, wobei die Verschiebenut (14) umlaufend ohne Unterbrechung ausgeführt ist und wobei am Kulissenstein (10) dem Aktorstift (4) zugewandt zumindest eine zum Aktorstift (4) passende Öffnung (17) eingearbeitet ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken, der auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer Aktorvorrichtung zur Verstellung des Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes, wobei die Aktorvorrichtung ein maschinenfestes Gehäuse aufweist und die Verschiebenut in einem Umfangsabschnitt des Schiebenockens angeordnet ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung des Schiebenockens in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung zumindest einen mittels eines Federelements belasteten Arretierkörper aufweist, der mit je einer den axialen Positionen zugeordneten Arretierkerbe in Wirkverbindung steht.
- Ein gattungsgemäßes Schiebenockensystem ist aus der
EP 0 798 451 A1 bekannt. Das System weist eine Arretiervorrichtung auf, die einen in der Grundwelle angeordneten federbelasteten Arretierkörper beinhaltet, der mit Arretierkerben an dem Schiebenocken in Verbindung steht. Dies führt zu einer zumeist mehrfachen Schwächung der Grundwelle, weil üblicherweise die Hubkolbenbrennkraftmaschine mehrzylindrisch ausgebildet ist und deshalb auch mehrere Arretierkörper mit Bohrungen in der Grundwelle vorgesehen sind. Weiterhin ist die Herstellung der Arretierkerben teuer, da diese in den Innenmantel des Schiebenockens eingearbeitet werden müssen. Zur Verschiebung des Schiebenockens in drei axiale Positionen, passend zu drei unterschiedlichen Nockenscheiben auf dem Schiebenocken, sind vier Aktorstifte vorgesehen, die mit zwei Verschiebenuten in Wirkverbindung stehen, wobei die Verschiebenuten nur auf einem Teilumfang des Schiebenockens angeordnet sind, und eine Einlaufstrecke und eine Auswurframpe aufweisen. Die Herstellung derartiger Verschiebenuten ist aufwändig und teuer. Auch die Ansteuerung von vier Aktorstiften, vorzugsweise mittels elektromagnetischer Betätigungseinrichtungen ist sehr umfangreich und bedarf eines großen Bauraumes, der bei kleineren Motoren nicht zur Verfügung steht, sowie entsprechend aufwändige Ansteuerungen. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schiebenockensystem zur Verfügung zu stellen, das trotz Eignung zum Verschieben eines Verschiebenockens in mehrere axiale Positionen passend zu unterschiedlichen Nockenscheiben, in der Lage ist, mit nur einem Aktorstift und einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung auszukommen. Darüber hinaus soll die Problematik des Ein- und Ausfahrens mehrerer Aktorstifte vermieden werden. Das System soll auch einfach in der Herstellung und kostengünstig sein.
- Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass an dem dem Schiebenocken zugewandten Bereich des Gehäuses ein Kulissenstein parallel zur Drehachse der Grundwelle verschiebbar gelagert ist, dass am Kulissenstein ein Führungsstift befestigt ist, der in der Verschiebenut angeordnet ist, dass die Verschiebenut umlaufend ohne Unterbrechung ausgeführt ist und dass am Kulissenstein dem Aktorstift zugewandt zumindest eine zum Aktorstift passende Öffnung eingearbeitet ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Verschiebenut vorzugsweise als Doppel-S-Nut ausgeführt, die umlaufend ohne Einlaufstrecke und ohne Auswurframpe ausgebildet ist und einen solchen Verschiebeweg aufweist, dass der axiale Versatz um den Abstand von einem zu einem nächsten Nocken gegeben ist. Der Führungsstift ist dauerhaft in der Verschiebenut angeordnet, also dort eingefahren, so dass der Führungsstift und der Kulissenstein auch in Achsrichtung der Grundwelle der Verschiebenut folgen. Dies ist möglich, weil der Kulissenstein frei verschiebbar am Gehäuse gelagert ist. Da der Kulissenstein dem Aktorstift zugewandt zumindest eine Öffnung aufweist, kann der Aktorstift in diese Öffnung eingeschoben werden. Dann sind der Kulissenstein und der Führungsstift gegenüber dem Gehäuse festgelegt, so dass der Führungsstift eine Verschiebung des Schiebenockens bewirkt.
- Ist die Verschiebung erfolgt, gibt die elektromagnetische Betätigungseinrichtung den Aktorstift frei, so dass eine Federeinheit den Aktorstift aus der Öffnung heraus bewegt und der Kulissenstein sich wieder im Gehäuse frei bewegen kann. Um die Reibung des Führungsstiftes in der Verschiebenut zu verringern, kann der Führungsstift drehbar gelagert sein, wobei dies vorzugsweise mittels einer Buchse erfolgt, die im Kulissenstein festgelegt ist.
- Da der Kulissenstein dauerhaft der Verschiebenut in dem Schiebenocken folgt, und der Axialversatz der Verschiebenut dem Abstand zweier benachbarter Nocken entspricht, wird vorgeschlagen, dass in dem Kulissenstein mit entsprechendem Abstand eine weitere Öffnung für den Aktorstift vorgesehen, so dass der Aktorstift zu einem passenden Zeitpunkt in diese zweite Öffnung eingreifen kann und damit den Schiebenocken in eine dritte Position verschieben kann. Durch diese erfinderische Ausgestaltung ist es möglich, mit einem Aktorstift mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung, einem Kulissenstein und einem Führungsstift mittels zwei Öffnungen, den Schiebenocken in drei Positionen zu verschieben. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Öffnungen im Kulissenstein angeordnet sein, um mehr als drei Positionen und mehr als drei Nockenscheiben anzusteuern.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Verschiebenut in einem radial vorstehendem Nutabschnitt angeordnet ist, dass in einer parallel zu Drehachse der Grundwelle ausgerichteten Längsführung am Gehäuse ein Bügel gelagert ist, der den Nutabschnitt umgreift und dass der Kulissenstein am Bügel gelagert ist. Der Bügel übernimmt dabei die Führung des Kulissensteins mitsamt dem Führungsstift, der einen Längsschlitz in dem Bügel durchdringt und eine solche Länge aufweist, dass er nach der Durchdringung hinreichend tief in die Verschiebenut eingreift. Dadurch können sowohl der Bügel als auch der Kulissenstein sich unabhängig voneinander am Gehäuse bewegen. Der Bügel übernimmt dabei die Arretierung des Schiebenockens in den unterschiedlichen Positionen. Dazu hat der Bügel in Längsführungslaschen, die ihn am Gehäuse gleitend führen, Arretierkerben, die mit einem Arretierkörper und einem Federelement die Arretierung bilden. Der Arretierkörper und das Federelement sind im Gehäuse angeordnet. In vorteilhafter Weise weist der Bügel zwei Längsführungslaschen auf, die beide mit Arretierkerben und federbelasteten Arretierkörpern ausgerüstet sind.
- Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
-
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer direkt oder indirekt am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigten Aktorvorrichtung; -
2 zeigt einen Schnitt durch den in1 dargestellten Teil der Aktorvorrichtung mit Schnitt durch einen Kulissenstein und einen Bügel; -
3 zeigt einen Schnitt, um 90° verdreht zu dem Schnitt von2 , durch die Aktorvorrichtung und eine Arretiervorrichtung; -
4 zeigt einen Schnitt durch die Aktorvorrichtung ähnlich2 mit einem in eine Öffnung ausgefahrenen Aktorstift und -
5 zeigt einen Schnitt ähnlich4 , bei dem der Aktorstift in eine zweite Öffnung eingefahren ist. - In den
1 bis5 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, nur der die Erfindung betreffende Teil einer mit1 bezeichneten Aktorvorrichtung dargestellt, die Laschen2 aufweist, mit denen sie an einem Zylinderkopf oder einem Bauteil eines Zylinderkopfes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt ist. Die Aktorvorrichtung1 weist ein Gehäuse3 auf, in dem ein Aktorstift4 verschiebbar geführt ist. Der Aktorstift4 ist von einer nicht dargestellten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung beherrscht und durch diese aus dem Gehäuse heraus bewegbar. Andererseits ist der Aktorstift4 von einer Federeinheit5 belastet, die ihn gegen die Verschiebebewegung der Betätigungseinrichtung in das Gehäuse3 hinein zurückbewegt. Am äußeren Ende des Gehäuses3 ist ein mit6 bezeichneter Bügel angebaut, der mittels Längsführungslaschen7 und8 am Gehäuse3 gleitend geführt ist, so dass sich der Bügel6 nach korrektem Einbau der Aktorvorrichtung1 in den Zylinderkopf parallel zu einer Grundwelle9 bewegen kann, die axial fest aber drehbar an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Der Bügel6 hat eine U-förmige Aussparung, in der ein Kulissenstein10 eingebaut ist, so dass sich der Kulissenstein10 in gleicher Richtung wie der Bügel6 an diesem und gegenüber dem Gehäuse3 frei bewegen kann. Der Bügel6 weist einen Längsschlitz11 auf, durch den ein Führungsstift12 ragt, der mittels einer Buchse13 drehbar am Kulissenstein10 befestigt ist. Der Führungsstift12 weist eine solche Länge auf, dass er, wie in den4 und5 dargestellt, in eine Verschiebenut14 eingreift. Die Verschiebenut14 ist in einem Nutabschnitt15 eingearbeitet, der entweder einstückig mit einem Schiebenocken16 ausgebildet ist oder mit dem Schiebenocken16 fest verbunden ist. Der Bügel6 umgreift den Nutabschnitt15 , so dass er mit dem Nutabschnitt15 und dem Schiebenocken16 in die verschiedenen Positionen des Schiebenockens16 hin und her bewegt wird. Der Führungsstift12 und der Kulissenstein10 werden entlang des Weges der Verschiebenut14 unabhängig von dem Bügel6 hin und her bewegt. In Verlängerung der Buchse13 für den Führungsstift12 ist in dem Kulissenstein10 eine Öffnung17 vorgesehen, die als Sacklochbohrung ausgeführt ist. Greift, wie in4 dargestellt, der Aktorstift4 in diese Öffnung17 ein, so wird der Kulissenstein10 über den Aktorstift4 am maschinenfesten Gehäuse3 abgestützt, so dass der Schiebenocken16 sich entsprechend des Verschiebeweges der Verschiebenut14 so lange bewegt, bis der Aktorstift4 wieder aus der Öffnung17 durch die Federeinheit5 heraus bewegt wird, nachdem die elektromagnetische Betätigungseinrichtung deaktiviert ist. Neben der Öffnung17 ist in dem Kulissenstein10 eine weitere Öffnung18 , die ebenfalls als Sacklochbohrung ausgeführt ist, eingearbeitet, die einen solchen Abstand zu der Öffnung17 aufweist, wie der Verschiebeweg der Verschiebenut14 beträgt. Dadurch ist es möglich, dass, wie in5 dargestellt, der Aktorstift4 in die Öffnung18 eingreift und dabei den Schiebenocken16 in eine weitere Position auf der Grundwelle verschiebt. - Wie in
3 dargestellt, weisen die Längsführungslaschen7 und8 am Bügel6 , die sich an dem Gehäuse3 abstützen, Arretierkerben19 auf, die mit Arretierkörpern20 , die als Kugeln ausgebildet sind, in Wirkverbindung stehen. Die Arretierkörper20 sind durch je ein Federelement21 am Gehäuse3 abgestützt, so dass der Schiebenocken16 über den Nutabschnitt15 , die Wangen des Bügels6 und die Arretiervorrichtung in der jeweiligen Position passend zu den Nockenscheiben fixiert ist. Die Arretiervorrichtung ist dabei so ausgebildet, dass sie auch die Reibung des Bügels6 in dem Gehäuse3 und des Kulissensteins10 im Bügel6 übernehmen kann. - Parallel zu dem Aktorstift
4 ist im Gehäuse3 ein Hallsensor22 eingebaut, dessen Sensorkopf die Position des Kulissensteines10 ermittelt und an das Steuersystem zur Registrierung weiterleitet. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Aktorvorrichtung
- 2
- Laschen
- 3
- Gehäuse
- 4
- Aktorstift
- 5
- Federeinheit
- 6
- Bügel
- 7
- Längsführungslasche
- 8
- Längsführungslasche
- 9
- Grundwelle
- 10
- Kulissenstein
- 11
- Längsschlitz
- 12
- Führungsstift
- 13
- Buchse
- 14
- Verschiebenut
- 15
- Nutabschnitt
- 16
- Schiebenocken
- 17
- Öffnung
- 18
- Öffnung
- 19
- Arretierkerben
- 20
- Arretierkörper
- 21
- Federelemente
- 22
- Hallsensor
- 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 0798451 A1 [0002]
Claims (8)
- Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken (
16 ), der auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle (9 ) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer Aktorvorrichtung (1 ) zur Verstellung des Schiebenockens (16 ) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut (14 ) am Umfang des Schiebenockens (16 ) in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes (4 ), wobei die Aktorvorrichtung (1 ) ein maschinenfestes Gehäuse (3 ) aufweist und die Verschiebenut (14 ) in einem Umfangsabschnitt des Schiebenockens (16 ) angeordnet ist, und mit einer Vorrichtung zur Arretierung des Schiebenockens (16 ) in den unterschiedlichen axialen Positionen, wobei die Arretiervorrichtung zumindest einen mittels eines Federelements (21 ) belasteten Arretierkörper (20 ) aufweist, der mit je einer den axialen Positionen zugeordneten Arretierkerbe (19 ) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Schiebenocken (16 ) zugewandten Bereich des Gehäuses (3 ) ein Kulissenstein (10 ) parallel zur Drehachse der Grundwelle (9 ) verschiebbar gelagert ist, dass am Kulissenstein (10 ) ein Führungsstift (12 ) befestigt ist, der in der Verschiebenut (14 ) angeordnet ist, dass die Verschiebenut (14 ) umlaufend ohne Unterbrechung ausgeführt ist und dass am Kulissenstein (10 ) dem Aktorstift (4 ) zugewandt zumindest eine zum Aktorstift (4 ) passende Öffnung (17 ) eingearbeitet ist. - Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Kulissenstein (
10 ), dem Aktorstift (4 ) zugewandt, zumindest zwei zum Aktorstift (4 ) passende Öffnungen (17 ,18 ) eingearbeitet sind, deren Abstand in Verschieberichtung des Kulissensteins (10 ) dem Schiebeweg der Verschiebenut (14 ) entspricht. - Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorstift (
4 ) in Richtung zum Kulissenstein (10 ) mittels einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung und in Gegenrichtung mittels einer Federeinheit (5 ) verschiebbar ist. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift (
12 ) unter Zwischenschaltung einer Buchse (13 ) oder direkt im Kulissenstein (10 ) drehbar gelagert ist. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebenut (
14 ) in einem radial vorstehenden Nutabschnitt (15 ) eingearbeitet ist, dass in einer parallel zur Drehachse der Grundwelle (9 ) ausgerichteten Längsführung am Gehäuse (4 ) ein Bügel (6 ) gelagert ist, der den Nutabschnitt (15 ) umgreift, und dass der Kulissenstein (10 ) am Bügel (6 ) gelagert ist. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (
6 ) einen Längsschlitz (11 ) aufweist, den der Führungsstift (12 ) durchdringt. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung im Gehäuse (
3 ) der Aktorvorrichtung (1 ) angeordnet ist und dass die Arretierkerben (19 ) in Längsführungslaschen (7 ,8 ) des Bügels (6 ) eingearbeitet sind. - Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass etwa parallel zum Aktorstift (
4 ) ein Hallsensor (22 ) angebaut ist, dessen Sensorkopf dem Kulissenstein (10 ) benachbart ausgerichtet ist.
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Publications (1)
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---|---|
DE102013218181A1 true DE102013218181A1 (de) | 2015-03-12 |
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DE201310218181 Ceased DE102013218181A1 (de) | 2013-09-11 | 2013-09-11 | Schiebenockensystem mit einem Kulissenstein |
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---|---|
DE (1) | DE102013218181A1 (de) |
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-
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- 2013-09-11 DE DE201310218181 patent/DE102013218181A1/de not_active Ceased
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