DE102017115462A1

DE102017115462A1 - Nockenstück eines Ventiltriebs

Info

Publication number: DE102017115462A1
Application number: DE102017115462.0A
Authority: DE
Inventors: Arne Manteufel; Fabian Schistowski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2019-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nockenstück (2) eines Ventiltriebs (1) mit einem Kulissenabschnitt (11), der einen zylinderförmigen Körper (12) umfasst, an dessen Außenumfang zwei gewindeartig verlaufende Verschiebenuten (13, 14) ausgestaltet sind, die jeweils dem Einfassen zumindest eines Aktuatorstifts eines dem Nockenstück zugeordneten Stellaktuators zur entsprechenden Axialverschiebung des Nockenstücks zu einer Grundwelle dienen, wobei die Verschiebenuten gegensinnig zueinander verlaufen und in einem gemeinsamen Auslaufbereich (15) zusammengeführt sind. Der gemeinsame Auslaufbereich soll einen mit dem Kulissenabschnitt gefügten Auswurfkörper (18) umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nockenstück eines Ventiltriebs mit einem Kulissenabschnitt, für, umfassend einen zylinderförmigen Körper, an dessen Außenumfang zwei gewindeartig verlaufende Verschiebenuten ausgestaltet sind, welche jeweils dem Einfassen zumindest eines Aktuatorstifts eines dem Nockenstück zugeordneten Stellaktuators zur entsprechenden Axialverschiebung des Nockenstücks zu einer Grundwelle dienen, wobei die Verschiebenuten gegensinnig zueinander verlaufen und in einem gemeinsamen Auslaufbereich zusammengeführt sind.
Ein derartiger Kulissenabschnitt für ein Nockenstück eines Schiebenockenventiltriebs ist aus der DE 10 2015 220 602 A1 bekannt. Der Auslaufbereich dieser sogenannten Y-Nut hat eine konstante Nuttiefe, die kostengünstig durch einen umlaufenden Einstich hergestellt ist. Der verringerte wegmäßige Anteil der Fräsoperation senkt zwar die Herstellkosten, bietet aber keine zwangsgesteuerte Aktorpinbewegung in radialer Richtung mehr, wie sie bei einigen Aktorbauweisen und für bestimmte elektrische Rückmeldefunktionen notwendig ist.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kulissenabschnitt für ein Nockenstück eines Ventiltriebs der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Auslaufbereich radial ansteigt, wie es in der DE 10 2007 010 149 A1 der Fall ist.
Erfindungsgemäß erfolgt dies durch Montage eines preisgünstigen Zusatzbauteils (Auswurfkörper) in einem Nutabschnitt mit der Funktion, das zwangsgesteuerte Ausschieben des Aktorpins zu gewährleisten.
Der Auswurfkörper hat in Umfangsrichtung die Form des radial ein- bzw. auslaufenden Nutgrundbereiches und kann schmäler als die Nutbreite ausgeführt sein. Die Fixierung am Nutgrund erfolgt über Einpressen, Einclipsen, etc. in zus. Ausnehmungen z.B. Nuten oder Bohrungen, die durch eine zusätzliche aber im Vergleich zur Fräsoperation dtl. günstigere Bearbeitung hergestellt werden.
Da die Kräfte beim Ausschieben des Aktors vergleichsweise gering sind, bieten sich kostengünstige Bauteile aus Blech, MIM, Kunststoff, CFK, GFK etc... an.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

1 zwei Ansichten eines Nockenstücks, das aus der DE 10 2015 220 602 A1 bekannt ist;
2 drei Ansichten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nockenstücks;
3 drei Ansichten einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nockenstücks.

1a zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Ventiltriebs 1 für eine Brennkraftmaschine, wobei der Ventiltrieb 1 dabei prinzipiell nach Art eines dem Fachmann bekannten Schiebenockenventiltriebs gestaltet ist. Vorliegend ist dabei ein Nockenstück 2 des Ventiltriebs 1 gezeigt, welches innerhalb des Ventiltriebs 1 drehfest und axial verschiebbar auf einer - vorliegend nicht gezeigten - Grundwelle angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist das Nockenstück 2 an einer Durchgangsbohrung 3 mit einem Innenprofil 4 versehen, über das die drehfeste und axial verschiebbare Koppelung mit der Grundwelle hergestellt ist, wobei die Grundwelle zu diesem Zweck mit einem hierzu korrespondierend gestalteten Außenprofil ausgestattet ist.
Das Nockenstück 2 besteht im Wesentlichen aus zwei axial beabstandet zueinander angeordneten Nockenabschnitten 5 und 6, die sich aus je zwei Einzelnocken 7 und 8 bzw. 9 und 10 zusammensetzen, und einem Kulissenabschnitt 11. Die Nockenabschnitte 5 und 6 stehen mit je einem ihrer Einzelnocken 7 oder 8 bzw. 9 oder 10 mit je einem zugehörigen - vorliegend nicht weiter dargestellten - Übertragungselement in Kontakt, welches eine jeweilige Nockenerhebung des jeweils ablaufenden Einzelnockens 7 oder 8 bzw. 9 oder 10 in entsprechende Öffnungs- und Schließbewegungen zumindest eines zugehörigen Gaswechselventils des Ventiltriebs 1 umsetzt.
Welcher der Einzelnocken 7 oder 8 bzw. 9 oder 10 der Nockenabschnitte 5 und 6 mit dem jeweiligen Übertragungselement in Kontakt steht wird durch die aktuelle Position des Nockenstücks 2 auf der Grundwelle definiert, wobei diese Position mit Hilfe des Kulissenabschnitts 11 im Zusammenspiel mit einem - vorliegend ebenfalls nicht dargestellten - Stellaktuator des Ventiltriebs 1 eingestellt wird. Hierzu ist der Kulissenabschnitt 11 mit einem einstückigen, zylinderförmigen Körper 12 ausgestattet, an dessen Außenumfang zwei Verschiebenuten 13 und 14 ausgestaltet sind. Diese Verschiebenuten 13 und 14 weisen dabei einen gewindeartigen Verlauf auf und verlaufen gegensinnig zueinander hin zu einer axialen Mitte des Körpers 12, wo sie in einem gemeinsamen Auslaufbereich 15 zusammengeführt sind. Zudem weist jede Verschiebenut 13 und 14 je einen Einlaufbereich 16 bzw. 17 auf, über welchen jeweils ein Übergang von einem Außendurchmesser des Körpers 12 auf die eigentliche Nuttiefe der jeweiligen Verschiebenut 13 bzw. 14 verwirklicht wird, wie insbesondere aus der weiteren Ansicht in 1b ersichtlich ist.
Als Besonderheit ist der gemeinsame Auslaufbereich 15 der Verschiebenuten 13 und 14 mit konstanter Nuttiefe ausgeführt, wobei diese Nuttiefe im Wesentlichen der im Anschluss an die Einlaufbereiche 16 und 17 folgenden Nuttiefen der Verschiebenuten 13 und 14 entspricht. Konkret ist der Auslaufbereich 15 dabei als umlaufender Einstich am Körper 12 gestaltet, welcher im Rahmen einer Drehoperation gefertigt wurde. Die übrigen Teile der Verschiebenuten 13 und 14 sind hingegen fräsend hergestellt, um insbesondere auch die Einlaufbereiche 16 und 17 entsprechend gestalten zu können. Der einstückige Körper 12 des Kulissenabschnitts 11 liegt zudem als Blechumformteil vor, nämlich als gebördelter Blechzylinder.
Der dem Nockenstück 2 zugeordnete Stellaktuator ist im vorliegenden Fall dazu in der Lage, selbsttägig einen Rückhub seines Aktuatorstifts durchzuführen, da der gemeinsame Auslaufbereich 15 der Verschiebenuten 13 und 14 nicht mit einer ansteigenden Flanke ausgestattet ist, die ansonsten für ein Zurückschieben des Aktuatorstifts sorgen würde.
Die erste Ausführung der Erfindung gemäß den 2a bis 2c umfasst einen Auswurfkörper 18 mit drehrichtungsunabhängigen Auswurframpen 19 und 20, die alternativ drehrichtungsabhängig sein können. Der Auswurfkörper 18 ist ein separat zum Kulissenabschnitt 11 hergestelltes Blechteil, das mit einem bekannten Fügeverfahren am Kulissenabschnitt 11 befestigt und vorliegend in eine Umlaufnut 21 des Nockenstücks 2 eingepresst ist.
Die zweite Ausführung der Erfindung gemäß den 3a bis 3c umfasst einen Auswurfkörper 18 mit drehrichtungsunabhängigen Auswurframpen 19 und 20, die alternativ drehrichtungsabhängig sein können Der Auswurfkörper 18 ist ein separat zum Kulissenabschnitt 11 hergestelltes MIM-Teil (Metal-Injection-Molding), das mit einem bekannten Fügeverfahren am Kulissenabschnitt 11 befestigt ist und vorliegend einen Fixierzapfen 22 hat, der in einer Fixierbohrung 23 des Nockenstücks 2 eingepresst ist.
Grundsätzlich sind alle Komponenten von Schiebenocken-Ventiltrieben auch mittels additiver Verfahren (3D-Druck) herstellbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015220602 A1 [0002, 0007]
DE 102007010149 A1 [0003]

Claims

Nockenstück (2) eines Ventiltriebs (1) mit einem Kulissenabschnitt (11), der einen zylinderförmigen Körper (12) umfasst, an dessen Außenumfang zwei gewindeartig verlaufende Verschiebenuten (13, 14) ausgestaltet sind, die jeweils dem Einfassen zumindest eines Aktuatorstifts eines dem Nockenstück (2) zugeordneten Stellaktuators zur entsprechenden Axialverschiebung des Nockenstücks (2) zu einer Grundwelle dienen, wobei die Verschiebenuten (13, 14) gegensinnig zueinander verlaufen und in einem gemeinsamen Auslaufbereich (15) zusammengeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Auslaufbereich (15) einen mit dem Kulissenabschnitt (11) gefügten Auswurfkörper (18) umfasst.
Nockenstück (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswurfkörper (18) ein Blechteil ist.
Nockenstück (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswurfkörper (18) ein MIM-Teil ist.
Nockenstück (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswurfkörper (18) drehrichtungsunabhängige Auswurframpen (19, 20) hat.