DE19638331A1 - Nockenanordnung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 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.

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.

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.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen benannt.

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.

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.

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.

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.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem anhand einer Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

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.

Die Innenwelle 1 ist hohl ausgeführt und weist einen Druckölkanal 6 mit davon abzweigen­ den Querbohrungen 7 auf.

Das Trägerelement 4 ist im Bereich eines Lagerstuhles 8 zur Lagerung der Nockenwelle angeordnet, so daß diese unter Zwischenschaltung des Trägerelementes 4 gelagert ist.

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.

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.

In diese Ausnehmung 9 mündet die sich im Trägerelement 4 fortsetzende Querbohrung 7 für die Zufuhr von einer Dämpfung der relativen Drehbewegung dienendem Drucköl.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 zeigt zusätzlich ein relativ zur Innenwelle 1 begrenzt verschwenkbares Nockenelement 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.

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.

Eine phasenversetzte Anordnung der starren Nockenscheiben 3 gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 erkennbar.

Ebenso können jeweils mehrere Ausnehmungen 9 bzw. 90 in den Nockenscheiben 3 bzw. dem Trägerelement 4 angeordnet sein.

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.

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.

2. Nockenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (4) im Bereich eines Lagerstuhles (8) für die Nockenwelle angeordnet ist.

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.

4. Nockenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenelement (2) drei Nockenscheiben (3) trägt, welche phasenversetzt zueinander angeordnet sind.

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.

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.

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.

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.