Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SLIDING CAM VALVE TRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/110283
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sliding cam valve train (1), comprising a cam shaft (2), on which merely that cam group (3) which is directly adjacent to an end (4) of the camshaft (2) proceeds in a rotationally fixed and axially movable manner, wherein the cam group (3) is associated with a cam follower (5) and can be acted upon in an axial direction by means of an actuator (7), which is arranged before the outer end (6) of the cam group in alignment. The sliding cam valve train (1) is suitable especially for a multi-valve DOHC one-cylinder engine, which can be found in motorcycles, mopeds, and small devices.

Inventors:
ELENDT HARALD (DE)
ZIELINSKI CLAUDIA (DE)
NENDEL ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2015/200530
Publication Date:
July 14, 2016
Filing Date:
December 09, 2015
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F01L13/00; F01L1/047; F01L1/26
Foreign References:
US20040134454A12004-07-15
GB2190140A1987-11-11
JPH0216311A1990-01-19
US2969051A1961-01-24
US3633554A1972-01-11
Other References:
AUTO MOTOR UND SPORT, 2008
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Schiebenockenventiltrieb (1 ) für eine Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine, mit einer Nockenwelle (2), auf welcher Nockenwelle (2) lediglich diejenige Nockengruppe (3) drehfest und axial beweglich verläuft, welche Nockengruppe (3) an zumindest eine Stirnseite (4) der Nockenwelle (2) unmittelbar angrenzt, wobei die Nockengruppe (3) wenigstens einem Nockenfolger (5) zugeordnet und durch einen ihrer Außenstirn (6) fluchtend vorgelagerten Aktor (7) in zumindest eine Axialrichtung beaufschlagbar ist.

2. Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 1 , wobei die Außenstirn (6) der Nockengruppe (3) durch einen Boden (8) verschlossen ist, so dass der Nockengruppe (3) eine topfartige Ausbildung immanent ist, wobei die Nockengruppe (3) in ihrer axial eingefahrenen Verschiebeposition über eine Innenseite (9) deren Bodens (8) an der Stirnseite (4) der Nockenwelle (2) anliegt und wobei die Nockengruppe (3) in ihrer axial ausgefahrenen Verschiebeposition die Stirnseite (4) der Nockenwelle (2) abschnittsweise überragt und über den Aktor (7) wegbegrenzt ist.

3. Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 2, wobei die axial eingefahrene Verschiebeposition der Nockengruppe (3) über den Aktor (7) und deren axial ausgefahrene Position über die Kraft einer Druckfeder (10) bewerkstelligt ist, welche Druckfeder (10) zumindest mittelbar einenends gegen den Boden (8) der Nockengruppe (3) und anderenends gegen die Stirnseite (4) der Nockenwelle (2) agiert.

4. Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 2, wobei der Boden (8) der Nockengruppe (3) ein separates Bauteil ist.

5. Schiebenockenventiltneb nach Anspruch 3, wobei die Druckfeder (10) als Schraubendruckfeder oder Schraubendruckfederpaket vorliegt, welche(s) in einer Tasche (19) der Stirnseite (4) der Nockenwelle (2) sitzt.

6. Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 1 , wobei zwischen einer Bohrung (1 1 ) der Nockengruppe (3) und einem Außenmantel (12) der Nockenwelle (2) miteinander kommunizierende Schlüsselflächen (13, 14) oder eine Feder-Nut- Verbindung zur Darstellung der verdrehfesten Verbindung appliziert sind.

7. Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 1 , wobei als Aktor (7) eine elektromagnetische Stellvorrichtung vorgesehen ist, welche über einen koaxial zur Nockenwelle (2) ausfahrenden Stift (15) auf die Nockengruppe (3) einwirkt.

8. Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 1 , wobei der Schiebenockenventiltrieb (1 ) der Brennkraftmaschine (des Motors) aus genau nur einer stirnseitigen Nockengruppe (3) besteht, welche an einer oder beiden der Nockenwellen (2, -) eines Mehrventil-DOHC-Einzylinder-Motors sitzt.

9. Schiebenockenventiltrieb nach Anspruch 1 , wobei der Nockenfolger (5) ein Schwinghebel ist.

Description:
Schiebenockenventiltrieb

Die Erfindung betrifft einen Schiebenockenventiltrieb für eine Viertakt-Hubkolben- Brennkraftmaschine, mit einer Nockenwelle, auf der drehfest und axial beweglich eine Nockengruppe verläuft, welche wenigstens einem Nockenfolger zugeordnet und durch einen Aktor in zumindest eine Axialrichtung beaufschlagbar ist.

Schiebenockenventiltriebe sind im Serieneinsatz und bspw. in der Zeitschrift„auto mo- tor und sport", Heft 19, 2008, Rubrik„technik profi" beschrieben. Jede Einlaßnockenwelle trägt hierbei drei Doppelnockengruppen, welche von insgesamt 6 elektromagnetischen Aktoren durch Stifteingriff beaufschlagbar sind.

Der konstruktive Aufwand sowie die Kosten pro Zylinder des vorgenannten variablen Ventiltriebs, sind, trotz der unbestrittenen verbrennungsmotorischen Vorteile, vergleichsweise hoch. Eine Übertragung dieser Technik, bspw. auf Einzylinder-Low-Cost- Motorrad- oder Kleingerätemotoren, kommt nicht infrage.

Aufgabe ist es daher, einen einfach aufgebauten, äußerst preiswerten Schiebenockenventiltrieb zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass auf der Nockenwelle nur diejenige Nockengruppe drehfest und axial beweglich verläuft, welche Nockengruppe an zumindest eine Stirnseite der Nockenwelle unmittelbar angrenzt, wobei diese äußere Nockengruppe durch einen ihrer Außenstirn fluchtend vorgelagerten Aktor in zumindest eine Axialrichtung beaufschlagbar ist.

Besonders bevorzugt, jedoch nicht ausschließlich, ist der neuartige Schiebenockenventiltrieb für einen Mehrventil-DOHC-Einzylinder-Motor vorgesehen, wobei lediglich nur eine stirnseitige Nockengruppe an vorzugsweise einer der beiden Nockenwellen (Einlassnockenwelle bspw.) vorgesehen ist. Der weitere Einlassnocken ist als Standardnocken dargestellt, so dass dessen zugeordnetes Gaswechselventil keine Hubvariabilität erfährt. Somit ist dem Fachmann eine Lösung an die Hand gegeben, mittels welcher er bei den eingangs zitierten Low-Cost-Brennkraftmaschinen mit geringem Aufwand, wenig Kosten und ohne die Umgebungskonstruktion aufwändig ändern zu müssen, eine gewisse Variabilität im Ventiltrieb zur teilweisen Entdrosselung erzielen kann.

Der Schutzbereich der Erfindung bezieht sich selbstverständlich auch auf SOHC- Motoren oder solche mit mehr als einem Zylinder, bspw. auch 3- oder 4- Zylindermotoren.

Als Nockenfolger kommen insbesondere hebelartige Bauteile wie Schwing-, Schleppoder Kipphebel infrage. Jedoch ist auch an Tassen-, Rollen- oder Pilzstößel gedacht; entsprechenden Bauraum vorausgesetzt.

Der stirnseitig fluchtend zur Nockenwelle vorgelagerte Aktor kann bspw. elektromagnetischer Bauart sein und im bestromten Zustand über dessen Pin die lediglich eine Nockengruppe in Nockenwellenrichtung verlagern und dort entgegen Druckfederkraft halten. Hierbei kann die Nockengruppe über ihren Niedrighubnocken in Kontakt zum Gegenläufer sein. Eine Rückstellung der über den Aktor verlagerten Nockengruppe von der Nockenwelle weg ist über die o. g. Druckfeder wie eine Schraubendruckfeder vorgeschlagen. Anstelle des o. g. elektromagnetischen Aktors sind auch hydraulische Aktoren etc. denkbar und vorgesehen.

Die Verstell kräfte in einer Nockengrundkreisphase sind in beide Richtungen vergleichsweise gering, da ein mechanischer Spielausgleich vorgesehen ist, bei welchem ein Spiel der Nockengruppe bei deren Grundkreisdurchlauf zum Nockenfolger vorliegt. Eine ungewollte Verlagerung der Nockengruppe während eines Kontakts deren Hubflanken ist nahezu ausgeschlossen, könnte jedoch durch eine entsprechende Rastierung (Kugelraste usw.) definitiv verhindert werden.

Um die topfartige Nockengruppe, welche bspw. aus einem 2-er oder 3-er Nockenpaket besteht, einfach herstellen zu können, ist es vorgeschlagen, deren Boden aus ei- nem separaten Bauteil wie einer Scheibe darzustellen, welche nachträglich bspw. über einen Pressverband oder ein Gewinde mit einer Bohrung der Nockengruppe oder deren Stirnseite verbunden ist.

Eine simple Verdrehsicherung der Nockengruppe auf der Nockenwelle ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach sollen die Bohrung der Nockengruppe und ein Außenmantel der Nockenwelle bspw. über miteinander in Eingriff befindliche Flachs verfügen. Denkbar und vorgesehen ist jedoch auch eine Passverzahnung auf der Nockenwelle, welche mit einem entsprechenden Gegenprofil der Nockengruppe in Eingriff ist.

Zur Zeichnung:

• Figur 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Schiebenockenventiltriebs und

• Figur 2 zeigt eine Teilansicht der Nockenwelle des Schiebenockenventiltriebs mit Nockengruppe im Längsschnitt.

Dargestellt ist in Fig. 1 ein Schiebenockenventiltrieb 1 für einen Mehrventil-DOHC- Einzylinder-Motor (zwei gleichwirkende Einlass- und Auslassventile (20, -)).

Der Schiebenockenventiltrieb 1 umfasst eine kurzbauende Nockenwelle 2 (hier Einlassnockenwelle), auf welcher links gezeichnet eine drehfeste und axial bewegliche Nockengruppe 3 mit einem Kleinhubnocken 16 und einem daran einstückig angeschlossenen Großhubnocken 17 verläuft. Rechts der Nockengruppe 3 ist ein Standardnocken 18 dargestellt, dem sich in weiterer Folge ein nicht gezeichnetes Nockenwellenlager anschließt.

Die Nockengruppe 3 grenzt an eine hier links dargestellte Stirnseite 4 der Nockenwelle 2 unmittelbar an und wirkt in dieser Position über Ihren Großhubnocken 17 auf einen Nockenfolger 5 ein, welcher ein Schwinghebel ist (s. a. Fig. 2). Der Nockenfolger 5 beaufschlagt das diesem einenendig zugeordnete Gaswechselventil (Einlaßventil) 20.

Die Nockengruppe 3 ist an ihrer Außenstirn 6 durch einen separaten Boden 8 verschlossen, auf weichen ein zur Nockenwelle 2 koaxialer Stift 15 eines elektromagnetischen Aktors 7 in Nockenwellenrichtung einwirkt. Beide Figuren offenbaren eine axial ausgefahrene Stellung der Nockengruppe 3, in welcher diese mit ihrem Boden 8 von der Stirnseite 4 der Nockenwelle 2 beabstandet ist und somit die Nockenwelle 2 abschnittsweise überragt.

Die genannte Ausfahrstellung ist über die Kraft einer Druckfeder 10 (Schraubendruckfeder) im unbestromten Zustand des Aktors 7 bei Nockengrundkreisdurchlauf bewerkstelligt. Die Druckfeder 10 agiert einenends gegen eine Innenseite 9 des Bodens 8 der Nockengruppe 3 und anderenends gegen die Stirnseite 4 der Nockenwelle 2, genauer gesagt sitzt sie hierfür in einer Tasche 19 der Stirnseite 4. Die Ausfahrstellung ist durch den Aktor 7 begrenzt.

In ihrer axial eingefahrenen, nicht dargestellten Position liegt die Nockengruppe 3 über eine Innenseite 9 deren Bodens 8 an der Stirnseite 4 der Nockenwelle 2 an (s. Figur 2).

Zwischen einer Bohrung 1 1 der Nockengruppe 3 und einem Außenmantel 12 der Nockenwelle 2 sind Schlüsselflächen 13, 14 miteinander in Kontakt. Hierüber ist die verdrehfeste Verbindung der Nockengruppe 3 auf der Nockenwelle 2 realisiert.

Liste der Bezugszahlen ) Schiebenockenventiltneb

) Nockenwelle

) Nockengruppe

) Stirnseite

) Nockenfolger

) Außenstirn

) Aktor

) Boden

) Innenseite

0) Druckfeder

1 ) Bohrung

2) Außenmantel

3) Schlüsselfläche

4) Schlüsselfläche

5) Stift

6) Kleinhubnocken

7) Großhubnocken

8) Standardnocken

9) Tasche

0) Gaswechselventil, Einlassventil