DE19646934A1 - Verstell-Nockenwelle, insbesondere für ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen - Google Patents
Verstell-Nockenwelle, insbesondere für ventilgesteuerte BrennkraftmaschinenInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/34413—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using composite camshafts, e.g. with cams being able to move relative to the camshaft
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Description
In der deutschen Patentanmeldung P 196 37 416 ist eine Verstell-Nockenwelle
dargestellt, die benachbart angeordnete und zwischen maschinenseitigen An
schlägen axial positionierte Nocken umfaßt, die über die axialgesteuert verlagerbare
Nockenwelle winkelverstellbar sind. Die Axialbewegung der Nockenwelle wird über
am Außenumfang angeordnete, in zur Nockenwellenachse schräg bzw. schrau
bengangartig in den Nocken angeordnete Nuten eingreifende Führungselemente in
Winkelbewegungen der Nocken umgesetzt.
Die Führungselemente und die mit diesen formschlüssig zusammenwirkenden Füh
rungsflächen der Nuten in den Nocken unterliegen entsprechend der Häufigkeit der
Nockenwellenverstellungen über den gesamten Drehzahlbereich einer Brennkraft
maschine einem das ursprüngliche Gleitspiel zwischen Führungselement und Nut
vergrößerndem Verschleiß. Dieser Verschleiß führt zu relativen Drehwinkelbewe
gungen jedes Nockens zum jeweiligen Führungselement, wobei das verschleiß
bedingte Spiel beim Anlauf des Nockens gegen eine Ventil-Hubführung schlagartig
überwunden ist mit nachteilig akustischen Geräuschen. Weiter bedeutet ein ver
größertes Führungsspiel bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine eine Be
einflussung der Ventil-Steuerdiagramme mit insbesondere nachteiliger Auswirkung
auf die Abgaszusammensetzung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Verstell-Nockenwelle so zu verbessern,
daß ein unabhängig vom jeweiligen Verschleiß spielfreies Zusammenwirken des
jeweiligen Führungselementes mit der Nut des jeweiligen Nockens erzielt ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst mit den weiteren Mitteln, daß
die Führungselemente und Nuten jeweils über miteinander derart korrespondie
rende Führungsflächen in formschlüssigem Eingriff stehen, daß jeder Eingriff mittels
einer zusätzlichen Druck-Einrichtung (Feder und/oder Schmiermitteldruck)
kraftschlüssig spielfrei gehalten ist.
Der Vorteil der Erfindung ist, daß bei einem Verschleiß das Führungselement in der
Nut des Nockens druckgesteuert nachführbar ist und somit Spielfreiheit erreicht ist.
Bezüglich eines vorteilhaft einfachen Aufbaues sieht eine Ausgestaltung der Erfin
dung vor, daß die Nuten in den Nocken im Querschnitt trapezförmig mit zueinander
geneigten Führungsflächen gestaltet sind und die eingreifenden Führungselemente
mit entsprechend korrespondierenden Querschnitten jeweils mittels der auf eine
schmierkanalseitige Stirnfläche des Führungs-Bolzens einwirkenden Druck-Ein
richtung kraftschlüssig spielfrei gehalten sind.
Eine besonders einfache Ausgestaltung dieser Weiterbildung ist dadurch erreicht,
daß als auf die Stirnfläche des Bolzens einwirkende Druck-Einrichtung eine in der
Nockenwelle mit dem Bolzen fluchtend und mit Vorspannung angeordnete Druck
feder vorgesehen ist. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann diese Druckfeder
über den Schmiermitteldruck im Schmierkanal der Nockenwelle unterstützt sein.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann der Führungselement-
Bolzen ausschließlich über seine schmierkanalseitige Stirnfläche vom Schmier
mitteldruck im Schmierkanal beaufschlagt sein.
Schließlich können die Nuten im Querschnitt auch schwalbenschwanzartig mit zu
einander geneigten Führungsflächen gestaltet sein, wobei an dem eine relativ große
nutseitige Begrenzung aufweisenden Führungselement ein in der stirnseitig
geschlossenen Nut herrschender Schmiermitteldruck einwirkt.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine abschnittsweise dargestellte Nockenwelle
mit zwei zwischen maschinenseitigen Anschlägen angeordneten
Nocken, wobei ein Nocken teilweise geschnitten die Nut aufzeigt,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den vorgenannten Nocken gemäß der Linie
II-II mit einem federbeaufschlagten Führungselement,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen weiteren Nocken mit einem aus
schließlich hydraulisch beaufschlagten Führungselement und
Fig. 4 einen Nocken mit einer schwalbenschwanzartigen Nut mit entspre
chend angepaßtem, hydraulisch beaufschlagtem Führungselement.
Eine lediglich abschnittsweise dargestellte Verstell-Nockenwelle 1 für eine nicht
näher dargestellte, ventilgesteuerte Brennkraftmaschine 2 ist in maschinenseitigen
Lagerböcken 3, 3' gesteuert axial verlagerbar gemäß den Pfeilen A-A' angeordnet.
Auf der gesteuert axial verlagerbaren Nockenwelle 1 sind schiebebeweglich und
drehwinkelverstellbar benachbarte Nocken 4 und 5 für unterschiedliche
Gaswechselventile zwischen dem Lagerbock 3 und einer im Lagerbock 3' fixierten
Lagerbuchse 6 als maschinenseitige Anschläge axial positioniert vorgesehen. Zur
Umsetzung der Axialbewegung der Nockenwelle 1 in Winkelbewegungen der
Nocken 4 und 5 umfaßt jeder der Nocken 4, 5 in seiner Lagerbohrung 7 eine zur
Nockenwellenachse 8 schräg gerichtete bzw. schraubengangartig gestaltete Nut 9
zum formschlüssigen Eingriff eines an der Nockenwelle 1 gesondert angeordneten
Führungselementes 10. Das Führungselement 10 ist mit einem in der einen
koaxialen Schmierkanal 11 aufweisenden Nockenwelle 1 mit Passungsspiel dreh-
und hubbeweglich angeordneten Bolzen 12 fest verbunden. Wie insbesondere aus
den Fig. 2 mit 4 ersichtlich, steht ein den Bolzen 12 und das Führungselement
10 durchsetzend angeordneter Drosselkanal 13 mit dem Schmierkanal 11 in Verbin
dung zwecks Zuführung von Schmiermittel in die Nut 9.
Um das aus dem Verschleiß der häufigen Axialverstellungen der Nockenwelle 1
resultierende Spiel zwischen dem Führungselement 10 und der Nut 9 zu vermeiden,
steht das jeweilige Führungselement 10 und die Nut 9 des jeweiligen Nockens 4, 5
jeweils über miteinander derart korrespondieren Führungsflächen 14, 15 in
formschlüssigem Eingriff, daß jeder Eingriff mittels einer zusätzlichen Druckeinrich
tung (Feder und/oder Schmiermitteldruck) kraftschlüssig spielfrei gehalten ist.
In ersten Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Fig. 2 und 3 sind die Nuten
9 in den Nocken 4, 5 und 4' im Querschnitt trapezförmig mit zueinander geneigten
Führungsflächen 14 und 15 gestaltet und die eingreifenden Führungselemente 10
mit entsprechend korrespondierenden Querschnitten jeweils mittels der auf eine
schmierkanalseitige Stirnfläche 16 des Führungselement-Bolzens 12 einwirkenden
Druck-Einrichtung (Feder und/oder Schmiermitteldruck) kraftschlüssig spielfrei
gehalten.
Gemäß Fig. 2 ist als auf die Stirnfläche 16 des Bolzens 12 einwirkende Druckein
richtung eine in der Nockenwelle 1 mit dem Bolzen 12 fluchtend und mit Vorspan
nung angeordnete Druckfeder 17 vorgesehen. Diese Druckfeder 17 kann über den
Schmiermitteldruck im Schmierkanal 11 der Nockenwelle 1 unterstützt sein.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Führungselement-Bolzen 12
über seine schmierkanalseitige Stirnfläche 16 ausschließlich vom Schmiermittel
druck im Schmierkanal 11 beaufschlagt ist.
Fig. 4 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem die jeweilige Nut 9' in den
Nocken 4', 5' im Querschnitt schwalbenschwanzartig gestaltet ist, wobei die Nuten
9' stirnseitig mittels benachbarter Bauteile - Lagerbock 3, Nocken 4', 5, und
Lagerbuchse 6 - im wesentlichen geschlossen sind. Die jeweils eingreifenden Füh
rungselemente 10' mit entsprechend korrespondierenden Querschnitten sind jeweils
kraftschlüssig spielfrei gehalten mittels eines Schmiermitteldruckes, der im
wesentlichen aus der Flächendifferenz der nutenseitigen Begrenzung 18 des Füh
rungselementes 10' und der nockenseitigen Stirnfläche 16' des Bolzens 12 resul
tiert.
Der Vorteil der Erfindung ist, daß ein verschleißbedingtes Führungsspiel zwischen
jeweiligem Führungselement 10, 10' und jeweiliger Nut 9, 9' mittels mechanisch
und/oder hydraulisch bewirkter Verlagerung des jeweiligen Führungselementes 10,
10' in die jeweilige Nut 9, 9' vermieden ist,wobei die korrespondierenden
Führungsflächen 14, 15 und 14', 15' so zueinander geneigt angeordnet sind, daß
eine Klemmwirkung nicht gegeben ist.
Claims (6)
1. Verstell-Nockenwelle, insbesondere für ventilgesteuerte Brennkraftmaschi
nen,
- - mit auf einer gesteuert axial verlagerbaren Nockenwelle (1) relativ zueinander zwischen maschinenseitigen Anschlägen (3, 6) winkel verstellbar gelagert angeordneten Nocken (4, 5; 4', 5'; 4'', 5''), die
- - in ihren Lagerbohrungen (7) zur Nockenwellenachse (8) schräg ge richtet angeordnete Nuten (9, 9') aufweisen zum jeweils formschlüs sigen Eingriff eines gesonderten Führungselementes (10, 10'), das
- - mit einem in der einen koaxialen Schmierkanal (11) aufweisenden Nockenwelle (1) mit Passungsspiel beweglich angeordneten Bolzen (12) fest verbunden ist, und
- - ein den Bolzen (12) und das Führungselement (10, 10') durch setzend angeordneter Drosselkanal (13) mit dem Schmierkanal (11) in Verbindung steht, wobei
- - die Führungselemente (10, 10') und die Nuten (9, 9') jeweils über miteinander derart korrespondierende Führungsflächen (14, 15; 14', 15') in formschlüssigem Eingriff stehen,
- - daß jeder Eingriff mittels einer zusätzlichen Druck-Einrichtung (Feder 17 und/oder Schmiermitteldruck) kraftschlüssig spielfrei gehalten ist.
2. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Nuten (9) in den Nocken (4, 5; 4', 5') im Querschnitt tra pezförmig mit zueinander geneigten Führungsflächen (14, 15) ge staltet sind, und
- - die eingreifenden Führungselemente (10) mit entsprechend kor respondierenden Querschnitten jeweils mittels der auf eine schmier kanalseitige Stirnfläche (16) des Führungselement-Bolzens (12) einwirkenden Einrichtung (Feder 17 und/oder Schmiermitteldruck) kraftschlüssig spielfrei gehalten sind.
3. Nockenwelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als auf
die Stirnfläche (16) des Bolzens (12) einwirkende Druck-Einrichtung eine in
der Nockenwelle (1) mit dem Bolzen (12) fluchtend und mit Vorspannung
angeordnete Druckfeder (17) vorgesehen ist.
4. Nockenwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den
Bolzen (12) einwirkende Druckfeder (17) über den Schmiermitteldruck im
Schmierkanal (11) der Nockenwelle (1) unterstützt ist.
5. Nockenwelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Führungselement-Bolzen (12) über seine schmierkanalseitige Stirnfläche
(16) ausschließlich vom Schmiermitteldruck im Schmierkanal (11) beauf
schlagt ist.
6. Nockenwelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet
- - daß die Nuten (9') in den Nocken (4'', 5'') im Querschnitt schwalben schwanzartig mit zueinander geneigten Führungsflächen (14', 15') gestaltet sind, wobei
- - die Nuten (9') stirnseitig mittels benachbarter Bauteile (Nocken 5'' oder 4'', Lagerbock 3, Lagerbuchse 6) im wesentlichen geschlossen sind, und
- - die eingreifenden Führungselemente (10') mit entsprechend kor respondierenden Querschnitten jeweils kraftschlüssig spielfrei gehal ten sind mittels eines Schmiermitteldruckes, der
- - im wesentlichen aus der Flächendifferenz der nutenseitigen Begren zung (18) des Führungselementes (10') und der nockenseitigen Stirnfläche (16') des Bolzens (12) resultiert.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19646934A DE19646934A1 (de) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | Verstell-Nockenwelle, insbesondere für ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen |
DE59705965T DE59705965D1 (de) | 1996-11-13 | 1997-10-09 | Verstell-Nockenwelle, insbesondere für ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE (2) | DE19646934A1 (de) |
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Also Published As
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