DE19638331A1 - Cam arrangement for internal combustion engine - Google Patents

Cam arrangement for internal combustion engine

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Abstract

The cam arrangement has axially spaced cam discs with a sleeve-shaped carrier member (4) which supports them. At least one of the cam discs is arranged relative to carrier element with limited turning. The carrier element is arranged in area of bearing block (8) for cam shaft. The cam discs have identical profiles with their phases being arranged offset to each other on the cam member (2). The cam member has three cam discs which are out of phase with each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a cam arrangement according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE-43 22 246 A1 ist eine gattungsgemäße Nockenanordnung bekannt, wobei zwei axial beabstandet zueinander angeordnete Nocken auf einem in Form einer Hülse ausge­ bildeten Trägerelement an geordnet sind. Diese Hülse ist koaxial zu einer Innenwelle ange­ ordnet und kann bei der Herstellung auf diese aufgeschoben werden.From DE-43 22 246 A1 a generic cam arrangement is known, two axially spaced cams out on a in the form of a sleeve formed carrier element are arranged on. This sleeve is coaxial with an inner shaft organizes and can be pushed onto them during production.

Diese bekannte Anordnung bietet vielerlei Vorteile hin sichtlich der Fertigung einer Nocken­ welle, da einzelne Nocken bzw. das gesamte Nockenelement unabhängig von der Innen­ welle gefertigt werden können.This known arrangement offers many advantages with regard to the production of a cam wave, because individual cams or the entire cam element regardless of the inside shaft can be manufactured.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nockenanordnung für eine Brennkraft­ maschine zu schaffen, mit welcher das Drehmomentverhalten, der Leerlauf, der Kraft­ stoffverbrauch sowie die Abgasemissionen verbessert werden können. Dieses soll unter anderem mittels einer gezielten Ladungsbewegung erreicht werden. Darüber hinaus soll diese Nockenanordnung geräuscharm arbeiten.The invention has for its object a cam arrangement for an internal combustion engine to create a machine with which the torque behavior, the idling, the force material consumption and exhaust emissions can be improved. This is supposed to be under can be achieved by means of a targeted charge movement. Beyond that this cam arrangement work quietly.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen benannt.This object is achieved with the features of patent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Wenn bei einer gattungsgemäßen Nockenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei axial beabstandet zueinander auf einem Trägerelement angeordneten Nockenscheiben mindestens eine dieser Nockenscheiben relativ zu dem Trägerelement begrenzt verschwenkbar auf diesem angeordnet ist, so können die sich aus der perio­ dischen Betätigung einstellenden Ventilerhebungskurven auf ihrer Schließflanke derart beeinflußt werden, daß brennkraftmaschinendrehzahlabhängig mit steigender Drehzahl die Nockenbreite zunimmt und somit der Einlaßschließzeitpunkt in Richtung Spät verstellt wird. If with a generic cam arrangement for an internal combustion engine at least two axially spaced apart on a support member Cam disks at least one of these cam disks relative to the carrier element can be pivoted on this to a limited extent, so that the perio the actuation-setting valve lift curves on their closing flank in such a way are influenced that the engine speed depends on the increasing speed Cam width increases and the intake closing time is thus adjusted towards the late.  

In weiterer Ausgestaltung kann das Trägerelement gleichzeitig der Lagerung der aus Innen­ welle und Trägerelementen gebildeten Nockenwelle in Lagerstühlen dienen. In einer Aus­ führungsform der Erfindung mit starr auf der Nockenwelle angeordnetem Trägerelement können eine, mehrere oder alle Nockenscheiben relativ verschwenkbar zu diesem Träger­ element gehalten sein.In a further embodiment, the carrier element can simultaneously store the from the inside Shaft and support elements are used camshafts in storage chairs. In an out embodiment of the invention with a rigidly arranged on the camshaft carrier element can one, several or all cam discs relatively pivotable to this carrier element.

Hierbei können in weiterer vorteilhafter Ausgestallung die Nockenscheiben bei z. B. identischem Profil phasenversetzt zueinander angeordnet sein oder mit voneinander verschiedenen Ventilhüben ausgestattet sein. Somit ist eine individuelle Anpassung an bestimmte Brennkraftmaschinentypen bzw. deren Einsatzgebiete möglich. Bei beispiels­ weise drei Einlaßventilen kann somit ein auch vom Querschnitt her gering bemessenes erstes Einlaßventil von einer Nockenscheibe mit vergleichsweise geringem Hub betätigt werden um in einem niedrigen Last- oder Drehzahlbereich wirksam zu sein. Eine mit maximalem Hub ausgestattete Nockenscheibe kann phasenversetzt und relativ ver­ schwenkbar zum Einsatz kommen, wodurch sich ein fülliger Drehmomentverlauf ergibt.Here, in a further advantageous embodiment, the cam disks at z. B. identical profile to be out of phase with each other or with each other different valve strokes. Thus, an individual adjustment is necessary certain types of internal combustion engines or their areas of application are possible. For example wise three inlet valves can thus also have a small cross-section first inlet valve actuated by a cam disk with a comparatively short stroke to be effective in a low load or speed range. One with Maximum stroke equipped cam disc can be out of phase and relatively ver pivotable use, which results in a full torque curve.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zusätzlich das Trägerelement begrenzt verschwenkbar zur Innenwelle angeordnet sein. Hierbei folgen starr auf dem Trägerelement angeordnete Nockenscheiben der Verschwenkbewegung dieses Träger­ elementes relativ zur Innenwelle, während die auf diesem Trägerelement angeordneten Nockenscheiben zusätzlich verschwenkbar sind. Hierdurch kann in Abhängigkeit der Lage von die Verschwenkbarkeit begrenzenden Ausnehmungen und deren relativer Lage zueinander eine individuelle Anpassung erfolgen.In a further embodiment of the invention, the carrier element can additionally limited pivotable to the inner shaft. Here follow rigidly on the Carrier element arranged cam discs of the pivoting movement of this carrier element relative to the inner shaft, while those arranged on this support element Cam discs are also pivotable. This can depend on the location of recesses limiting the pivotability and their relative position to one another an individual adjustment.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem anhand einer Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the drawing explained embodiment of the invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a side view of a first embodiment of the invention,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 is a side view of a second embodiment of the invention and

Fig. 4 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Fig. 4 shows a section through a second embodiment of the invention.

Eine Nockenanordnung für eine Brennkraftmaschine umfaßt eine aus einer Innenwelle 1 und darauf angeordneten Nockenelementen 2 gebildete Nocken welle zur periodischen Betätigung von nicht gezeigten, als Einlaß- oder Auslaßventile ausgebildeten Gaswechsel­ ventilen. Die Nockenelemente 2 weisen axial beabstandet zueinander mehrere Nocken­ scheiben 3 und ein diese tragendes, hülsenförmiges Trägerelement 4 mit einer durch­ gehenden, hohlzylindrischen Aufnahme 5 zur koaxialen Lagerung auf der Innenwelle 1 auf.A cam arrangement for an internal combustion engine comprises a camshaft formed from an inner shaft 1 and cam elements 2 arranged thereon for the periodic actuation of gas exchange valves, not shown, designed as intake or exhaust valves. The cam elements 2 have axially spaced from each other a plurality of cam disks 3 and a sleeve-shaped support element 4 carrying this with a continuous, hollow cylindrical receptacle 5 for coaxial mounting on the inner shaft 1 .

Die Innenwelle 1 ist hohl ausgeführt und weist einen Druckölkanal 6 mit davon abzweigen­ den Querbohrungen 7 auf.The inner shaft 1 is hollow and has a pressure oil channel 6 with the cross bores 7 branching therefrom.

Das Trägerelement 4 ist im Bereich eines Lagerstuhles 8 zur Lagerung der Nockenwelle angeordnet, so daß diese unter Zwischenschaltung des Trägerelementes 4 gelagert ist.The carrier element 4 is arranged in the region of a bearing chair 8 for mounting the camshaft, so that the latter is supported with the intermediary of the carrier element 4 .

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 und 2 weist das Nocken­ element 2 insgesamt drei Nockenscheiben 3 auf, welche in nicht gezeigter Weise unter Zwischenschaltung von Koppelelementen auf Gaswechselventile wirken. Während die in Fig. 1 links vom Lagerstuhl 8 angeordneten Nockenscheiben 3 starr auf dem Träger­ element 4 angeordnet sind, ist die dritte Nockenscheibe 3 relativ zum Trägerelement 4 begrenzt verschwenkbar auf diesem gehalten.In a first embodiment of the invention according to FIGS. 1 and 2, the cam element 2 has a total of three cam disks 3 , which act on gas exchange valves in a manner not shown with the interposition of coupling elements. While in Fig. 1 arranged on the left from the bearing block 8 cam disks 3 element rigidly on the support 4 are arranged, the third cam plate 3 is to the support element 4 kept relatively limited extent thereon.

Diese sich über einen maximalen Schwenkwinkel α1 erstreckende, relative Verschwenk­ barkeit wird durch eine sich im wesentlichen über diesen Schwenkwinkel α1 erstreckende, in dem Trägerelement 4 angeordnete Ausnehmung 9 erzielt, in welche ein starr an der Innenwelle 1 an geordnetes Anschlagelement 10 ragt.This extends over a maximum swivel angle α1, relative pivotability is achieved by a substantially over this swivel angle α1 extending in the support element 4 arranged recess 9 , in which a rigidly projects from the inner shaft 1 to ordered stop element 10 .

In diese Ausnehmung 9 mündet die sich im Trägerelement 4 fortsetzende Querbohrung 7 für die Zufuhr von einer Dämpfung der relativen Drehbewegung dienendem Drucköl.The transverse bore 7 , which continues in the carrier element 4 , opens into this recess 9 for the supply of pressure oil which serves to damp the relative rotary movement.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 zeigt zusätzlich ein relativ zur Innenwelle 1 begrenzt verschwenkbares Nockenelement 2.A second embodiment of the invention shown in FIG. 3 also shows a shaft 1 to the inner limited pivotable relative cam element 2.

Zu diesem Zwecke ist ein weiteres Anschlagelement 100 an der Innenwelle 1 festgelegt und ragt in eine weitere Ausnehmung 90 des Trägerelementes 4 hinein. Die Umfangser- Streckung der Ausnehmung 90 definiert einen weiteren Schwenkwinkel α2, welcher gemäß Fig. 4 bei der eingezeichneten Drehrichtung R an α1 anschließen kann oder mit diesem überlappend ausgebildet sein kann. Die Querbohrungen 7 versorgen mittels weiterer, im Trägerelement 4 angeordneter Querbohrungen 70 und einer Nut 11 der Innenwelle 1 die Ausnehmung 9.For this purpose, a further stop element 100 is fixed on the inner shaft 1 and projects into a further recess 90 of the carrier element 4 . The circumferential extension of the recess 90 defines a further swivel angle α2, which according to FIG. 4 can connect to α1 in the direction of rotation R shown or can be designed to overlap it. The transverse bores 7 supply the recess 9 by means of further transverse bores 70 arranged in the carrier element 4 and a groove 11 in the inner shaft 1 .

In beiden Ausführungen der Erfindung können die einzelnen Nockenscheiben 3 voneinan­ der abweichende Profile bzw. Phasenlagen zueinander aufweisen. So zeigt Fig. 3 bei­ spielsweise eine Hubdifferenz D zwischen den Maximalhüben der beiden Nockenscheiben 3. In both embodiments of the invention, the individual cam disks 3 can have different profiles or phase positions from one another. Thus, FIG. 3 at play, a lift difference D between the maximum strokes of the two cam disks 3.

Eine phasenversetzte Anordnung der starren Nockenscheiben 3 gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 erkennbar.A phase-shifted arrangement of the rigid cam disks 3 according to FIG. 1 can be seen in FIG. 2.

Ebenso können jeweils mehrere Ausnehmungen 9 bzw. 90 in den Nockenscheiben 3 bzw. dem Trägerelement 4 angeordnet sein.Likewise, several recesses 9 and 90 can be arranged in the cam disks 3 and the carrier element 4 , respectively.

Die vorbeschriebene Nockenanordnung ist aufgrund unterschiedlicher Öffnungszeiten und/oder Hüben dazu geeignet, eine gezielte Ladungsbewegung in Brennräumen einer Brennkraftmaschine zu erzeugen. Darüber hinaus arbeitet sie aufgrund der hydraulischen Dämpfung äußerst geräuscharm und ermöglicht eine Reduzierung der Fertigungskosten.The cam arrangement described above is due to different opening times and / or strokes suitable for a targeted charge movement in a combustion chamber Generate internal combustion engine. In addition, it works on the hydraulic Damping extremely quiet and enables a reduction in manufacturing costs.

Claims (8)

1. Nockenanordnung für eine Brennkraftmaschine, mit einer aus einer Innenwelle (1) und darauf angeordneten Nockenelementen (2) gebildeten Nockenwelle zur periodischen Betätigung von Gaswechselventilen, wobei jedes Nockenelement (2) mindestens zwei axial beabstandet zueinander angeordnete Nockenscheiben (3) und ein diese tragendes hülsenförmiges Trägerelement (4) mit einer durchgehenden, hohlzylin­ drischen Aufnahme (5) zur koaxialen Lagerung auf der Innenwelle (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Nockenscheiben (3) relativ zu dem Trägerelement (4) begrenzt verschwenkbar auf diesem angeordnet ist.1. Cam arrangement for an internal combustion engine, with a camshaft formed from an inner shaft ( 1 ) and cam elements ( 2 ) arranged thereon for the periodic actuation of gas exchange valves, wherein each cam element ( 2 ) has at least two axially spaced cam disks ( 3 ) and a supporting one Has sleeve-shaped carrier element ( 4 ) with a continuous, hollow cylindrical dryness receptacle ( 5 ) for coaxial mounting on the inner shaft ( 1 ), characterized in that at least one of the cam disks ( 3 ) is arranged on the carrier element ( 4 ) so that it can pivot to a limited extent . 2. Nockenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (4) im Bereich eines Lagerstuhles (8) für die Nockenwelle angeordnet ist.2. Cam arrangement according to claim 1, characterized in that the carrier element ( 4 ) is arranged in the region of a bearing chair ( 8 ) for the camshaft. 3. Nockenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken­ scheiben (3) ein identisches Profil aufweisen, welches phasenversetzt zueinander am Nockenelement (2) angeordnet ist.3. Cam arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the cam discs ( 3 ) have an identical profile, which is arranged out of phase with one another on the cam element ( 2 ). 4. Nockenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenelement (2) drei Nockenscheiben (3) trägt, welche phasenversetzt zueinander angeordnet sind.4. Cam arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the cam element ( 2 ) carries three cam disks ( 3 ) which are arranged out of phase with one another. 5. Nockenanordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheiben (3) voneinander verschiedene Maximalhübe (H) aufweisen und/oder die zugehörigen Profile phasenversetzt zueinander am Nockenelement (2) angeordnet sind.5. Cam arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the cam disks ( 3 ) have different maximum strokes (H) from each other and / or the associated profiles are arranged out of phase with one another on the cam element ( 2 ). 6. Nockenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (4) drehfest mit der Innenwelle (1) verbunden ist. 6. Cam arrangement according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the carrier element ( 4 ) is rotatably connected to the inner shaft ( 1 ). 7. Nockenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (4) relativ zu der Innenwelle (1) begrenzt verschwenkbar auf dieser angeordnet ist.7. Cam arrangement according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the carrier element ( 4 ) relative to the inner shaft ( 1 ) is arranged limited pivotable thereon. 8. Nockenanordnung nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die relative Verschwenkbarkeit zwischen Nockenscheibe (3) und Trägerelement (4) und/oder dem Trägerelement (4) und der Innenwelle (V mindestens eine sich im wesentlichen über den maximalen Schwenkwinkel (α1, α2) erstreckende Ausnehmung (9, 90) angeordnet ist, in welcher ein Anschlagelement (10, 100) den Schwenkwinkel (α1, α2) begrenzt.8. Cam arrangement according to claim 6 and / or 7, characterized in that for the relative pivotability between the cam disc ( 3 ) and carrier element ( 4 ) and / or the carrier element ( 4 ) and the inner shaft (V at least one substantially above the maximum Swing angle (α1, α2) extending recess ( 9 , 90 ) is arranged, in which a stop element ( 10 , 100 ) limits the swivel angle (α1, α2).
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