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Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle, insbesondere eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
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Nockenwellen sind im Stand der Technik bekannt. So sind Nockenwellen mit einer Anzahl von fest verbundenen Nocken bekannt, um eine entsprechende Anzahl von Ventilen mittels der jeweiligen Nocken bei einer sich drehenden Nockenwelle zu steuern. Dies hat den Nachteil, dass die Steuerzeiten der Ventile durch die angeordneten und ausgebildeten Nocken fest vorgegeben sind, so dass eine Anpassung von Steuerzeiten von Ventilen an etwaige unterschiedliche Anforderungen nicht möglich ist.
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Auch sind Nockenwellen bekannt, welche mehrere Schiebestücke aufweisen, die entlang der Nockenwelle axial verschieblich aufgenommen sind. Dabei weist jedes Schiebestück zwei Nockenelemente auf, die insgesamt mit dem Schiebestück verlagerbar sind, um die Ansteuerung des von den jeweiligen Nockenelementen angesteuerten Ventils im Hinblick auf die Steuerzeiten und die Steuercharakteristik verändern zu können.
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Dabei sind je Schiebestück jedoch zwei Aktuatoren notwendig, um das jeweilige Schiebestück mittels des ersten Aktuators in die eine axiale Richtung zu verlagern und um das jeweilige Schiebestück mittels des zweiten Aktuators in die entgegengesetzte axiale Richtung zu verlagern. Sind eine Anzahl N von Schiebestücken vorgesehen, so werden entsprechend 2*N Aktuatoren benötigt. Dies bedeutet einen entsprechenden Kostenaufwand und einen damit verbundenen Bauraumbedarf und auch einen erhöhten Montageaufwand.
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Die
DE 10 2018 217 635 B3 offenbart einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einer Grundnockenwelle mit darauf angeordneten verschiebbaren Nockenträgern, wobei die Nockenträger mittels eines Verbindungselements in axialer Richtung miteinander gekoppelt sind.
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Die
DE 10 2007 052 249 A1 offenbart eine Ventiltriebumschaltvorrichtung für einen Brennkraftmotor, welche mit wenigstens zwei durch zumindest eine Kopplungseinheit gekoppelte Schalteinheiten aufweist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nockenwelle zu schaffen, mittels welcher Ventile veränderlich angesteuert werden können und welche eine einfache und kostengünstige Herstellung erlaubt.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Nockenwelle, insbesondere für einen Verbrennungsmotor, mit einem Grundkörper und mit zumindest einem auf dem Grundkörper angeordneten Paar von Schiebestücken, oder mit mehreren Paaren von Schiebestücken, wobei jedes Paar von Schiebestücken ein erstes Schiebestück und ein zweites Schiebestück aufweist, wobei das jeweils erste Schiebestück und das jeweils zweite Schiebestück unabhängig auf dem Grundkörper axial verlagerbar gelagert sind, so dass keine ständige und unmittelbare Kopplung der beiden Schiebestücke vorgesehen ist, wobei je Paar von Schiebestücken ein erster Aktuator vorgesehen ist zur Verlagerung des ersten Schiebestücks hin zu dem zweiten Schiebestück und wobei je Paar von Schiebestücken ein zweiter Aktuator vorgesehen ist zur Verlagerung des zweiten Schiebestücks hin zu dem ersten Schiebestück, wobei das erste Schiebestück je Paar von Schiebestücken eine erste Anlagefläche zur Anlage und Beaufschlagung des zweiten Schiebestücks aufweist und wobei das zweite Schiebestück je Paar von Schiebestücken eine zweite Anlagefläche zur Anlage und Beaufschlagung des ersten Schiebestücks aufweist, derart, dass aufgrund einer Verlagerung des ersten Schiebestücks mittels des ersten Aktuators ein Anstoßen des ersten Schiebestücks an dem zweiten Schiebestück und eine Verlagerung des zweiten Schiebestücks bewirkbar ist und dass aufgrund einer Verlagerung des zweiten Schiebestücks mittels des zweiten Aktuators ein Anstoßen des zweiten Schiebestücks an dem ersten Schiebestück und eine Verlagerung des ersten Schiebestücks bewirkbar ist. Dabei stößt das erste Schiebestück an dem zweiten Schiebestück an und es erfolgt ein im Wesentlichen elastischer Stoß zwischen dem ersten Schiebestück und dem zweiten Schiebestück, so dass das erste Schiebestück stehen bleibt und das zweite Schiebestück fortbewegt wird bzw. es stößt das zweite Schiebestück an dem ersten Schiebestück an und es erfolgt ein im Wesentlichen elastischer Stoß zwischen dem zweiten Schiebestück und dem ersten Schiebestück, so dass das zweite Schiebestück stehen bleibt und das erste Schiebestück fortbewegt wird. Entsprechend kann pro Paar von Schiebestücken mit nur zwei Aktuatoren ausgekommen werden, so dass gegenüber dem Stand der Technik eine Einsparung von zwei Aktuatoren pro Paar von Schiebestücken erreicht werden kann, was Kosten und Bauraum einspart.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch vorteilhaft, dass die Verlagerung des ersten Schiebestücks von einer ersten Axialposition in eine zweite Axialposition mittels des ersten Aktuators erfolgt, wobei in der zweiten Axialposition das Anstoßen des ersten Schiebestücks an dem zweiten Schiebestück erfolgt, so dass das zweite Schiebestück von einer dritten Axialposition in eine vierte Axialposition verschiebbar ist, insbesondere gleitbar ist. Dabei kann das erste Schiebestück mittels Haltemitteln in der ersten Axialposition und/oder in der zweiten Axialposition arretiert werden und es kann das zweite Schiebestück mittels Haltemitteln in der dritten Axialposition und/oder in der vierten Axialposition arretiert werden. Dabei ist die Arretierung jeweils auch aufhebbar, um die Verlagerung zu erlauben. Ist die Verlagerung abgeschlossen, so kann die Arretierung des jeweiligen Schiebestücks wieder erfolgen, um das jeweilige Schiebestück in der beabsichtigten Axialposition zu halten. Die Verlagerung erfolgt pro Schiebestück nur in einer jeweiligen Axialrichtung mittels des jeweiligen Aktuators. Die Verlagerung in der dazu jeweils gegenläufig ausgerichteten Axialrichtung erfolgt durch Anstoß des jeweils anderen Schiebestücks an dem zu verlagernden Schiebestück.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn die Verlagerung des zweiten Schiebestücks von einer vierten Axialposition in eine dritte Axialposition mittels des zweiten Aktuators erfolgt, wobei in der dritten Axialposition das Anstoßen des zweiten Schiebestücks an dem ersten Schiebestück erfolgt, so dass das erste Schiebestück von einer zweiten Axialposition in eine erste Axialposition verschiebbar ist, insbesondere gleitbar ist. Dabei kann entsprechend auch das erste Schiebestück mittels Haltemitteln in der ersten Axialposition und/oder in der zweiten Axialposition arretiert werden und es kann auch das zweite Schiebestück mittels Haltemitteln in der dritten Axialposition und/oder in der vierten Axialposition arretiert werden. Dabei ist die Arretierung jeweils auch aufhebbar, um die Verlagerung zu erlauben. Ist die Verlagerung abgeschlossen, so kann die Arretierung des jeweiligen Schiebestücks wieder erfolgen, um das jeweilige Schiebestück in der beabsichtigten Axialposition zu halten. Die Verlagerung erfolgt pro Schiebestück nur in einer jeweiligen Axialrichtung mittels des jeweiligen Aktuators. Die Verlagerung in der dazu jeweils gegenläufig ausgerichteten Axialrichtung erfolgt durch Anstoß des jeweils anderen Schiebestücks an dem zu verlagernden Schiebestück.
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Dabei kann dem ersten Schiebestück in der ersten Axialposition ein Anschlag, beispielsweise in einem Gehäuse ausgebildet, zugeordnet sein, an welchem es zum Liegen kommt, damit die erste Axialposition sicher erreicht wird. Auch kann dem zweiten Schiebestück in der vierten Axialposition ein Anschlag, beispielsweise in einem Gehäuse ausgebildet, zugeordnet sein, an welchem es zum Liegen kommt, damit die vierte Axialposition sicher erreicht wird.
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Erfindungsgemäß sind die Schiebestücke je Paar von Schiebestücken in jeweils einer ihrer Axialrichtungen aktuatorbetätigt verlagerbar und in der jeweils entgegengesetzten Axialrichtung durch Anstoßen und Impulsübertrag gleitend verlagerbar. So wird insgesamt ermöglicht, dass alleine durch einen Aktuator die beiden Schiebestücke in einer der Axialrichtungen verlagert werden, obgleich der eine Aktuator nur an einem Schiebestück angreift und wirkt. Weiterhin wirkt alleine der andere Aktuator, um die beiden Schiebestücke in der anderen Axialrichtungen zu verlagern, obgleich auch der andere Aktuator nur an einem Schiebestück angreift und wirkt.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Verlagerung des jeweiligen Schiebestücks in der jeweils entgegengesetzten Axialrichtung ohne unmittelbare Aktuatorbetätigung nur durch das Anstoßen von dem jeweils anderen Schiebestück und dem damit einhergehenden Impulsübertrag gleitend. Damit wird eine komplizierte Mechanik vermieden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die erste Anlagefläche des ersten Schiebestücks an einem axialen Endbereich des ersten Schiebestücks vorgesehen ist, welcher hin zu dem zweiten Schiebestück weist und dass die zweite Anlagefläche des zweiten Schiebestücks an einem axialen Endbereich des zweiten Schiebestücks vorgesehen ist, welcher hin zu dem ersten Schiebestück weist. Dadurch können sich die erste Anlagefläche und die zweite Anlagefläche gegenüberstehen und zum Anstoßen der beiden Schiebestücke eingesetzt werden, um einen möglichst elastischen Stoß zu bewirken, damit das jeweils gestoßene Schiebestück weitergleitet wird und seine Axialposition wechselt.
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Erfindungsgemäß sind die Schiebestücke auf dem Grundkörper axial verlagerbar aber drehfest geführt. Dabei kann der Grundkörper als ein Art Stange ausgeführt sein, auf welchem mittels axial verlaufender Rippen und/oder Nuten die Schiebestücke axial verlagerbar gelagert werden können, die dennoch drehfest mit dem Grundkörper verbunden sind.
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Auch ist es erfindungsgemäß, dass die Schiebestücke jeweils zumindest ein Nockenelement oder mehrere Nockenelemente zur Ansteuerung zumindest eines Ventils aufweisen. Dadurch kann eine Veränderung der Ansteuerung eines Ventils erfolgen, indem das Schiebestück axial verlagert wird.
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Weiterhin kann es auch vorteilhaft sein, wenn das erste Schiebestück eine modulierte erste Kontur aufweist, welche mit dem ersten Aktuator zur Verlagerung des ersten Schiebestücks zusammenwirkt und dass das zweite Schiebestück eine modulierte zweite Kontur aufweist, welche mit dem zweiten Aktuator zur Verlagerung des zweiten Schiebestücks zusammenwirkt. Dadurch kann durch Angreifen des jeweiligen Aktuators an der modulierten Kontur des jeweiligen Schiebestücks eine definierte Verlagerung des jeweiligen Schiebestücks vorgenommen werden. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das jeweilige Schiebestück sich um die Achse des Grundkörpers dreht und sich durch Angreifen des Akturtors an der modulierten Kontur axial verschiebt. Die modulierte Kontur kann so etwas wie eine Kurvenscheibe ausbilden, die mit dem Aktuator bei Rotation des Schiebestücks zur axialen Verlagerung des Schiebestücks zusammenwirkt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn der erste Aktuator ein ausfahrbares erstes Element aufweist, welches mit der ersten modulierten Kontur des ersten Schiebestücks zusammenwirkbar ist und dass der zweite Aktuator ein ausfahrbares zweites Element aufweist, welches mit der zweiten modulierten Kontur des zweiten Schiebestücks zusammenwirkbar ist. Das ausfahrbare Element kann ein Stift oder eine Rolle etc. sein, um die modulierte Kontur zu beaufschlagen, um das Schiebestück axial zu verlagern.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Nockenwelle mit zwei verlagerbaren Schiebestücken.
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1, die in einem Gehäuse 2 drehbar angeordnet ist. Die Nockenwelle 1 ist im Gehäuse 2 drehbar gelagert, wobei die Nockenwelle 1 an einem axialen Ende 3 über einen Zahnradantrieb 4 drehantreibbar ist.
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Die Nockenwelle 1 weist einen Grundkörper 5 auf, wobei auf dem Grundkörper 5 zumindest ein angeordnetes Paar von Schiebestücken 6, 7 vorgesehen ist. In 1 ist dazu nur ein Paar von Schiebestücken 6, 7 vorgesehen. Es können bei anderen Ausführungsbeispielen auch mehrere Paare von Schiebestücken 6, 7 auf einem Grundkörper 5 einer Nockenwelle 1 vorgesehen sein.
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Dabei hat jedes Paar von Schiebestücken 6, 7 ein erstes Schiebestück 6 und ein zweites Schiebestück 7, welche in axialer Richtung R benachbart zueinander angeordnet sind und auf dem Grundkörper 5 axial verlagerbar aber drehfest mit dem Grundkörper 5 gelagert sind. Das jeweils erste Schiebestück 6 und das jeweils zweite Schiebestück 7 sind im Grunde unabhängig auf dem Grundkörper 5 axial verlagerbar gelagert, so dass keine ständige und unmittelbare Kopplung der beiden Schiebestücke 6, 7 vorgesehen ist.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 ist je Paar von Schiebestücken 6, 7 ein erster Aktuator 8 vorgesehen zur Verlagerung des ersten Schiebestücks 6 in eine axiale Richtung R hin zu dem zweiten Schiebestück 7.
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Weiterhin ist je Paar von Schiebestücken 6, 7 ein zweiter Aktuator 9 vorgesehen zur Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7 in einer axialen Richtung R hin zu dem ersten Schiebestück 6.
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Das Ausführungsbeispiel der 1 zeigt auch, dass das erste Schiebestück 6 eines Paares von Schiebestücken 6, 7 eine erste Anlagefläche 10 zur Anlage und Beaufschlagung des zweiten Schiebestücks 7 aufweist und das zweite Schiebestück 7 eines Paares von Schiebestücken 6, 7 eine zweite Anlagefläche 11 zur Anlage und Beaufschlagung des ersten Schiebestücks 6 aufweist. Die Anlageflächen 10, 11 sind an den jeweiligen Schiebestücken 6, 7 an einem ihrer axialen Endbereiche ausgebildet, so dass die Anlageflächen 10, 11 sich im Wesentlichen gegenüberliegen. Die erste Anlagefläche 10 des ersten Schiebestücks 6 ist an einem axialen Endbereich des ersten Schiebestücks 6 vorgesehen, welcher hin zu dem zweiten Schiebestück 7 weist und die zweite Anlagefläche 11 des zweiten Schiebestücks 7 ist an einem axialen Endbereich des zweiten Schiebestücks 7 vorgesehen, welcher hin zu dem ersten Schiebestück 6 weist.
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Die Anlageflächen 10, 11 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass aufgrund einer Verlagerung des ersten Schiebestücks 6 mittels des ersten Aktuators 8 ein Anstoßen des ersten Schiebestücks 6 an dem zweiten Schiebestück 7 und eine Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7 aufgrund des Stoßes des ersten Schiebestückes 6 bewirkbar ist und dass aufgrund einer Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7 mittels des zweiten Aktuators 9 ein Anstoßen des zweiten Schiebestücks 7 an dem ersten Schiebestück 6 und eine Verlagerung des ersten Schiebestücks 6 aufgrund des Stoßes des zweiten Schiebestückes 7 bewirkbar ist. Dabei erfolgt die Verlagerung des ersten Schiebestücks 6 mittels des Aktuators 8 und die Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7 nach dem Stoß in einer ersten axialen Richtung, wobei die Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7 mittels des Aktuators 9 und die Verlagerung des ersten Schiebestücks 6 nach dem Stoß in einer zur ersten axialen Richtung entgegengesetzten zweiten axialen Richtung erfolgt.
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Dabei kann das erste Schiebestück 6 aufgrund der Betätigung des ersten Aktuators 8 vor dem Stoß mit dem zweiten Schiebestück 7 einen definierten Weg durchfahren, bevor es mit dem zweiten Schiebestück 7 zum Stoß kommt. Auch kann das zweite Schiebestück 7 aufgrund der Betätigung des zweiten Aktuators 9 vor dem Stoß mit dem ersten Schiebestück 6 einen definierten Weg durchfahren, bevor es mit dem ersten Schiebestück 6 zum Stoß kommt.
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Die Verlagerung des ersten Schiebestücks 6 von einer ersten Axialposition 12 in eine zweite Axialposition 13 erfolgt mittels des ersten Aktuators 8. In der zweiten Axialposition 13 erfolgt das Anstoßen des ersten Schiebestücks 6 an dem zweiten Schiebestück 7, so dass das zweite Schiebestück 7 von einer dritten Axialposition 14 in eine vierte Axialposition 15 verschiebbar ist, insbesondere gleitbar ist.
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Die Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7 von einer vierten Axialposition 15 in eine dritte Axialposition 14 erfolgt mittels des zweiten Aktuators 9. In der dritten Axialposition 14 erfolgt das Anstoßen des zweiten Schiebestücks 7 an dem ersten Schiebestück 6, so dass das erste Schiebestück 6 von einer zweiten Axialposition 13 in eine erste Axialposition 12 verschiebbar ist, insbesondere gleitbar ist.
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Die Schiebestücke 6, 7 eines Paares von Schiebestücken 6, 7 sind in jeweils einer ihrer Axialrichtungen aktuatorbetätigt verlagerbar und sie sind in der jeweils entgegengesetzten Axialrichtung durch Anstoßen und Impulsübertrag gleitend verlagerbar.
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Dabei erfolgt die Verlagerung des jeweiligen Schiebestücks 6, 7 in der jeweils entgegengesetzten Axialrichtung ohne unmittelbare Aktuatorbetätigung eines Aktuators 8, 9 nur durch das Anstoßen von dem jeweils anderen Schiebestück 7, 6 und dem damit einhergehenden Impulsübertrag, wobei die dadurch verursachte Verlagerung gleitend erfolgt.
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Die Schiebestücke 6, 7 sind jeweils zumindest derart ausgebildet, dass sie zumindest ein Nockenelement oder mehrere Nockenelemente zur Ansteuerung zumindest eines jeweiligen Ventils aufweisen. Durch Verlagerung des Schiebestücks 6, 7 kann die Ansteuerung des entsprechenden Ventils beeinflusst werden.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass das erste Schiebestück 6 eine modulierte erste Kontur 16 aufweist, welche mit dem ersten Aktuator 8 zur Verlagerung des ersten Schiebestücks 6 zusammenwirkt. Auch kann das zweite Schiebestück 7 eine modulierte zweite Kontur 17 aufweisen, welche mit dem zweiten Aktuator 9 zur Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7 zusammenwirken kann.
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Dazu weist der erste Aktuator 8 vorzugsweise ein ausfahrbares erstes Element 18 auf, welches mit der ersten modulierten Kontur 16 des ersten Schiebestücks 6 zusammenwirkbar ist. Dadurch kann sich die modulierte Kontur 16 an dem ersten Element 18 abstützen und bei Verdrehung des ersten Schiebestücks 6 erfolgt dadurch eine induzierte axiale Verlagerung des ersten Schiebestücks 6.
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Vorteilhaft kann auch der zweite Aktuator 9 vorzugsweise ein ausfahrbares zweites Element 19 aufweisen, welches mit der zweiten modulierten Kontur 17 des zweiten Schiebestücks 7 zusammenwirkt. Dadurch kann sich die zweite modulierte Kontur 17 an dem zweiten Element 19 abstützen und bei Verdrehung des zweiten Schiebestücks 7 erfolgt dadurch eine induzierte axiale Verlagerung des zweiten Schiebestücks 7.
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Das erste Element 18 und das zweite Element 19 können als Stift oder als Rollenelement ausgebildet sein, um eine reibungs- und verschleißarme Anlage des jeweiligen Elements 18, 19 an der jeweiligen modulierten Kontur 17, 18 zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwelle
- 2
- Gehäuse
- 3
- axiales Ende
- 4
- Zahnradantrieb
- 5
- Grundkörper
- 6
- Schiebestück
- 7
- Schiebestück
- 8
- erster Aktuator
- 9
- zweiter Aktuator
- 10
- erste Anlagefläche
- 11
- zweite Anlagefläche
- 12
- erste Axialposition
- 13
- zweite Axialposition
- 14
- dritte Axialposition
- 15
- vierte Axialposition
- 16
- erste Kontur
- 17
- zweite Kontur
- 18
- erstes Element
- 19
- zweites Element
