DE102013017477B3

DE102013017477B3 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs

Info

Publication number: DE102013017477B3
Application number: DE201310017477
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Zeidler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2033-10-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Grundnockenwelle (2), auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein wenigstens ein Nockenelement (8) aufweisender Nockenträger (3) vorgesehen ist, wobei der Nockenträger (3) über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle (2) wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement (4) verfügt, auf dem das Nockenelement (8) angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement (4) und dem Nockenelement (8) wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement (12) angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Verbindungselement (12) das Nockenelement (8) bezüglich des Grundelements (4) in axialer Richtung festsetzt, wobei ein Formschlusselement (23) des Nockenelements (8) formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement (24) des Verbindungselements (12) zusammenwirkt und das Verbindungselement (12) mittels einer Rastverbindung (26) rastend an dem Grundelement (4) gehalten ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Grundnockenwelle, auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein wenigstens ein Nockenelement aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei der Nockenträger über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement verfügt, auf dem das Nockenelement angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement und dem Nockenelement wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Ventiltrieb sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs.
Ventiltriebe dieser Art können für Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, bei welchen das Arbeitsspiel von Gaswechselventilen einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften beeinflusst werden kann. Der mindestens eine Nockenträger, welcher auch als Nockenstück bezeichnet werden kann, ist drehfest und axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle angeordnet. Die Verschiebung des Nockenträgers in axialer Richtung erfolgt mit Hilfe einer Stelleinrichtung, die eine Schaltkulisse auf dem Nockenträger und einen ortsfest angeordneten Aktuator umfasst. Der Aktuator verfügt über einen ausfahrbaren Mitnehmer, der sich mit einer schrauben- beziehungsweise spiralförmigen Nut der Schaltkulisse in Eingriff bringen lässt. Dem Nockenträger ist der wenigstens eine Ventilbetätigungsnocken zugeordnet. Dieser weist eine Exzentrizität auf, welche der Betätigung eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine bei einem bestimmten Drehwinkel der Grundnockenwelle dient. Der Ventilbetätigungsnocken läuft demnach gemeinsam mit der Grundnockenwelle um, sodass das Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zumindest einmal pro Umdrehung von dem Ventilbetätigungsnocken beziehungsweise dessen Exzentrizität betätigt wird. Der Ventilbetätigungsnocken wirkt dazu vorzugsweise mit einem Rollenschlepphebel des Gaswechselventils zusammen, indem er mit diesem in Anlagekontakt tritt.
Vorzugsweise sind mehrere Ventilbetätigungsnocken vorgesehen, welche unterschiedlichen Nockengruppen zugeordnet sein können. Die Ventilbetätigungsnocken können sich nun in der Winkellage, der Erstreckung in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung ihrer Exzentrizität unterscheiden. Durch das axiale Verschieben des Nockenträgers kann dieser in wenigstens zwei Stellpositionen, beispielsweise in eine erste und eine zweite Stellposition, gebracht werden. In der ersten Stellposition wird das Gaswechselventil von einem ersten der Ventilbetätigungsnocken und in der zweiten Stellposition von einem zweiten der Ventilbetätigungsnocken betätigt, welche derselben Nockengruppe zugeordnet sind. Durch die Verlagerung des Nockenträgers können somit insbesondere der Öffnungszeitpunkt, die Öffnungsdauer und/oder der Hub des Gaswechselventils, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, ausgewählt werden.
Bekannte Nockenträger sind beispielsweise einstückig ausgebildet und werden aus einem metallischen Vollmaterial gefertigt, das verschiedenen Fertigungsschritten unterzogen wird. Die Fertigungsschritte umfassen beispielsweise ein Räumen einer Innenverzahnung des Nockenträgers, ein Schleifen oder Abdrehen von zylindrischen, zur Drehlagerung dienenden Abschnitten des Nockenträgers, eine Elektronenstrahlhärtung einer Oberfläche der Ventilbetätigungsnocken sowie eine Gasnitrierung von Oberflächen im Bereich der Schaltkulisse. Diese Fertigungsschritte verursachen einen nicht unbeträchtlichen Aufwand und damit Kosten. Außerdem können zur Lagerung des bekannten Nockens im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine geteilte Lager mit zwei Lagerschalen beziehungsweise Lagerschalenhälften erforderlich sein, was einerseits einen zusätzlichen Fertigungs- und Montageaufwand und andererseits erhöhte Reibungsverluste im Falle einer unvollkommenen Paarung der beiden Lagerschalen oder Lagerschalenhälften verursacht.
Um den Fertigungsaufwand zu verringern, kann der Nockenträger modular aufgebaut sein und zu diesem Zweck aus dem Grundelement und dem wenigstens einen Nockenelement bestehen. Das Grundelement ist im Wesentlichen rohrförmig und nimmt die Grundnockenwelle wenigstens bereichsweise auf. Dazu umgreift es die Grundnockenwelle in Umfangsrichtung wenigstens bereichsweise, vorzugsweise vollständig. Das Grundelement weist bevorzugt eine Innenverzahnung auf, welche in eine Außenverzahnung der Grundnockenwelle zum drehfesten Halten des Grundelements an der Grundnockenwelle eingreift. Das Grundelement kann komplett mit Innenverzahnung als Profil gezogen werden und ist so einfach und kostengünstig herstellbar. Auf dem Grundelement wird das wenigstens eine Nockenelement angeordnet. Das Nockenelement ist insbesondere als Nockenscheibe beziehungsweise als Ventilbetätigungsnocken ausgebildet. Das Nockenelement kann alternativ jedoch auch ein anderes Element, beispielsweise die Schaltkulisse, ein Abstandshalter oder ein Arretierelement, sein. Das Nockenelement besteht bevorzugt aus Wälzlagerstahl, welches (fein) gestanzt und geschliffen beziehungsweise auf seiner Innenseite geräumt wird. Gleiche beziehungsweise gleichartige Nockenelemente können gemeinsam geschliffen beziehungsweise geräumt werden, was eine effiziente und kostengünstige Herstellung erlaubt.
Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2009 022 657 A1 eine Nockenwelle für eine Brennkraftmaschine bekannt. Diese besteht aus einer Grundwelle, die mindestens eine Außenverzahnung aufweist, und mindestens einem, wenigstens eine mit der Außenverzahnung zusammenwirkende Innenverzahnung aufweisenden, axial auf der Grundwelle verschieblich gelagerten Nockenträger. Dabei soll die Außenverzahnung beziehungsweise die Innenverzahnung aus Kunststoff gefertigt sein, wobei der Nockenträger aus Kunststoff um die Nockenelemente gespritzt ist. Auch hier wird demnach bereits ansatzweise ein modularer Aufbau des Nockenträgers und der Nockenelemente beschrieben. Allerdings ist der Herstellungsaufwand weiterhin sehr hoch.
Daher wurde von der Anmelderin in der Druckschrift DE 10 2011 109 256 A1 bereits ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei welcher zwischen dem Grundelement und dem Nockenelement wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement angeordnet ist. Zudem ist aus der Druckschrift DE 10 2011 114 299 A1 ein weiterer Ventiltrieb sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Ventiltriebs bekannt.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Ventiltrieb vorzuschlagen, welcher gegenüber dem bekannten Stand der Technik weiter verbessert ist, insbesondere eine einfachere und kostengünstigere Herstellung ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß mit einem Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Verbindungselement das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festsetzt, wobei ein Formschlusselement des Nockenelements formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement des Verbindungselements zusammenwirkt und das Verbindungselement mittels einer Rastverbindung rastend an dem Grundelement gehalten ist.
Wie bereits vorstehend erläutert, ist zwischen dem Grundelement und dem Nockenelement das wenigstens eine drehmomentübertragende Verbindungselement angeordnet. Es ist also nicht vorgesehen, dass der Nockenträger beispielsweise um das Nockenelement gespritzt ist, wodurch eine Befestigung des Nockenelements an diesem erreicht wird. Vielmehr soll zwischen dem Grundelement und dem auf diesem angeordneten Nockenelement das Verbindungselement vorliegen, welches das Nockenelement zumindest in Umfangsrichtung gegenüber dem Grundelement festsetzt und damit eine zuverlässige, insbesondere formschlüssige, Drehmomentübertragung von dem Grundelement auf das Nockenelement gewährleistet. Das Verbindungselement ist dabei bevorzugt ein Sinterelement, welches gehärtet beziehungsweise durchgehärtet ist. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Ventiltrieb modular aufgebaut ist, sodass seine einzelnen Bestandteile, also Grundnockenwelle und Nockenträger beziehungsweise Grundelement sowie Nockenelement aus einem entsprechend der jeweiligen Belastung gewählten Material bestehen können. Bei der Herstellung können zudem materialspezifische Fertigungsverfahren gewählt werden. Für jedes der Elemente des Ventiltriebs kann somit das jeweils vorteilhafteste Material zum Einsatz kommen. Der modulare Charakter des Ventiltriebs kommt insbesondere bei einer Ausführungsform zum Tragen, bei welcher das Nockenelement auf das Grundelement aufsteckbar ist.
Das Verbindungselement ist nicht nur zum Herstellen der drehmomentübertragenden Verbindung zwischen dem Grundelement und den Nockenwellen vorgesehen. Vielmehr soll das Verbindungselement das Nockenelement bezüglich des Grundelements auch in axialer Richtung festsetzen. Die axiale Richtung ist dabei durch eine Drehachse der Grundnockenwelle bestimmt. Um das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festzusetzen, wirkt das Formschlusselement des Nockenelements formschlüssig mit dem Formschlussgegenelement des Verbindungselements zusammen. Das Formschlusselement ist beispielsweise ein Vorsprung beziehungsweise eine Haltenase, während das Formschlussgegenelement eine Vertiefung beziehungsweise eine Aufnahme für das Formschlusselement darstellt. Selbstverständlich ist alternativ jedoch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich.
Durch das formschlüssige Zusammenwirken des Formschlusselements mit dem Formschlussgegenelement ist also zumindest das Festsetzen in axialer Richtung erreicht. Gleichzeitig kann über das Zusammenwirken der beiden Elemente auch die drehmomentübertragende Verbindung realisiert sein. Um das Verbindungselement sicher an dem Grundelement zu halten, ist die Rastverbindung vorgesehen. Mittels dieser wird das Verbindungselement rastend an dem Grundelement gehalten, wobei die Rastverbindung zu diesem Zweck beispielsweise formschlüssig vorliegt. Mittels der Rastverbindung wird das Verbindungselement zumindest in axialer Richtung bezüglich des Grundelements festgesetzt oder wenigstens abgestützt. Beispielsweise weist das Verbindungselement ein Rastelement und das Grundelement ein Rastgegenelement auf. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht nicht nur eine modulare Ausbildung des Ventiltriebs oder zumindest des Nockenträgers, sondern erleichtert gleichzeitig die Montage, welche schnell und rationell vorgenommen werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungselement wenigstens bereichsweise in eine Halteöffnung des Grundelements eingreift und zumindest in Umfangsrichtung, insbesondere zusätzlich in axialer Richtung, formschlüssig in dieser gehalten ist. Das Grundelement weist demnach die Halteöffnung auf. Diese liegt bevorzugt in einem Mantel beziehungsweise einer Mantelfläche des rohrförmigen Grundelements vor beziehungsweise durchgreift diese. Das Verbindungselement greift wenigstens bereichsweise in die Halteöffnung ein, wobei das Verbindungselement und die Halteöffnung derart formangepasst sind, dass zumindest ein formschlüssiges Halten des Verbindungselements in Umfangsrichtung realisiert ist. Die Halteöffnung ist bevorzugt als sich in axialer Richtung erstreckendes Langloch ausgebildet.
Vorzugsweise ist das Verbindungselement auch in axialer Richtung formschlüssig in der Halteöffnung ortsfest gehalten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Halteöffnung eine Verlagerung des Verbindungselements in axialer Richtung in gewissem Umfang, also mit einem bestimmten Spiel, zulässt. Insbesondere ist es vorgesehen, dass lediglich ein Haltebereich des Verbindungselements in der Halteöffnung angeordnet ist, während ein Stützbereich des Verbindungselements auf einer Wandung des Grundelements, insbesondere dessen Mantel, beziehungsweise Mantelfläche, aufliegt und in radialer Richtung über das Grundelement übersteht. Zumindest der Stützbereich kann dabei im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist die dem Grundelement zugewandte Seite des Stützbereichs an das Grundelement formangepasst, sodass es im Wesentlichen flächig an diesem anliegt. Durch das Zusammenwirken der Halteöffnung und des Verbindungselements ist letzteres bezüglich der Drehachse der Grundnockenwelle drehfest an dem Grundelement festgesetzt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungselement wenigstens bereichsweise in eine Fixieröffnung des Nockenelements eingreift, wodurch dieses in Umfangsrichtung ortsfest gehalten ist. Die Fixieröffnung ist demnach ebenso wie die Halteöffnung des Grundelements derart an das Verbindungselement formangepasst, dass ein formschlüssiges Halten des Nockenelements in Umfangsrichtung realisiert ist. Über das Verbindungselement ist demnach das Nockenelement drehfest mit dem Grundelement verbunden. Wie vorstehend bereits erläutert, besteht das Verbindungselement vorteilhafterweise aus dem Haltebereich und dem Stützbereich. Während der Haltebereich in die Halteöffnung des Grundelements eingreift, soll der Stützbereich wenigstens teilweise in die Fixieröffnung des Nockenelements eingreifen. Das Verbindungselement greift somit in radialer Richtung sowohl in das Grundelement als auch das Nockenelement ein.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein weiteres Nockenelement vorgesehen ist, das durch Berührkontakt mit dem wenigstens einen Nockenelement in axialer Richtung festgesetzt ist. Insgesamt liegen also mehrere Nockenelemente vor, wobei ein erstes der Nockenelemente dem vorstehend beschriebenen Nockenelement entspricht und somit mittels des Verbindungselements bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festgesetzt ist. Wenigstens ein zweites der Nockenelemente liegt als das weitere Nockenelement vor, das durch Berührkontakt mit dem ersten Nockenelement in axialer Richtung festgesetzt sein soll. Es ist also nicht vorgesehen, dass die einzelnen Nockenelemente mittels separater Befestigungsmittel in axialer Richtung an dem Grundelement befestigt sind. Vielmehr sollen sie derart zueinander angeordnet sein, dass sie in axialer Richtung unverlagerbar sind, beispielsweise durch Berührkontakt beziehungsweise durch Anliegen an einem jeweils benachbarten der Nockenelemente. Endseitig des Nockenträgers beziehungsweise des Grundelements angeordnete Nockenelemente sind zu diesem Zweck beispielsweise als Arretierelemente ausgebildet. Die Arretierelemente sind in axialer Richtung bezüglich des Grundelements ortsfest gehalten, womit auch die weiteren Nockenelemente in axialer Richtung festgesetzt sind. Das Arretierelement ist beispielsweise ein gehärtetes Sinterelement.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass – in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung gesehen – das Grundelement nur eine einzige Halteöffnung und/oder das Nockenelement nur eine einzige Fixieröffnung aufweisen/aufweist. In Umfangsrichtung und/oder axialer Richtung sind also nicht mehrere Halteöffnungen beziehungsweise mehrere Fixieröffnungen nebeneinander angeordnet. Liegen mehrere Halteöffnungen beziehungsweise Fixieröffnungen vor, so sind diese entweder in Umfangsrichtung oder in axialer Richtung versetzt und bevorzugt voneinander beabstandet. Besonders bevorzugt liegt an dem Grundelement nur die einzige Halteöffnung sowie an dem Nockenelement nur die einzige Fixieröffnung vor. Alternativ können selbstverständlich auch in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung mehrere Halteöffnungen beziehungsweise Fixieröffnungen – jeweils mit darin angeordnetem Verbindungselement – vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Halteöffnungen und Fixieröffnungen in diesem Fall gleichmäßig über den Umfang des Grundelements beziehungsweise des Nockenelements verteilt. Insbesondere liegen jeweils zwei der Halte- beziehungsweise Fixieröffnungen einander diametral gegenüber.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher vorgesehen ist, dass das Verbindungselement eine Haltevorrichtung zur axialen Festsetzung des Nockenträgers bezüglich der Grundnockenwelle zumindest mit ausbildet, insbesondere indem die Halteöffnung eine Wandung des Grundelements in radialer Richtung vollständig durchgreift. Die Haltevorrichtung dient dem Halten des Nockenträgers in axialer Richtung bezüglich der Grundnockenwelle. Die Axialfestsetzung muss dabei jedoch nicht permanent vorliegen. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung eine axiale Verlagerung zwischen mindestens zwei Axialpositionen zulässt. Dabei kann die Haltevorrichtung insbesondere derart ausgebildet sein, dass zum Verlassen einer der Axialpositionen eine ausreichend große Kraft in axialer Richtung auf den Nockenträger aufgebracht werden muss. Erst bei Aufbringen dieser Kraft wird der Nockenträger aus seiner momentanen Axialposition herausverlagert und nimmt die benachbarte Axialposition ein. Prinzipiell kann eine beliebige Anzahl derartiger Axialpositionen vorgesehen sein. Übliche Ausgestaltungen des Ventiltriebs weisen jedoch lediglich zwei oder drei Axialpositionen auf.
Die Haltevorrichtung kann insbesondere als Rasthaltevorrichtung ausgebildet sein, wobei an der Grundnockenwelle beispielsweise in einer Radialausnehmung der Grundnockenwelle, ein Rastelement vorgesehen ist. Das Rastelement kann beispielsweise elastisch oder von einem Federelement federkraftbeaufschlagt sein, sodass es in Richtung des Verbindungselements gedrängt wird. Das Verbindungselement weist wenigstens eine Rastausnehmung auf, in welche das Rastelement rastend eingreifen kann. Dabei ist eine der Anzahl der gewünschten Axialpositionen des Nockenträgers entsprechende Anzahl Rastausnehmungen vorgesehen, die in axialer Richtung voneinander beabstandet an dem Verbindungselement vorliegen. Somit kann der Nockenträger in axialer Richtung bezüglich der Grundnockenwelle verlagert werden, wobei bei einer solchen Verlagerung jedes Mal die Rastkraft der Rasthaltevorrichtung überwunden werden muss. Wird keine Kraft aufgebracht beziehungsweise ist die aufgebrachte Kraft kleiner als die Rastkraft der Rasthaltevorrichtung, so verbleibt der Nockenträger in seiner momentanen Axialposition und ist in dieser zuverlässig gehalten. Zu diesem Zweck ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Halteöffnung die Wandung des Grundelements in radialer Richtung vollständig durchgreift, sodass das Rastelement durch die Halteöffnung hindurch in Rastverbindung mit dem Verbindungselement treten kann.
Eine besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jedem Nockenträger nur ein einziges Verbindungselement zugeordnet ist, das in axialer Richtung eine Erstreckung von mindestens 75%, mindestens 80%, mindestens 85%, mindestens 90% oder mindestens 95% der axialen Erstreckung des Grundelements aufweist. Auf diese Art und Weise kann das Verbindungselement dazu dienen, alle dem Nockenträger zugeordneten Nockenelemente drehfest bezüglich des Grundelements zu halten und insoweit eine Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Grundelement und den Nockenelementen herzustellen.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Nockenelement als Schaltkulisse, insbesondere als mehrteilige Schaltkulisse, vorliegt. Wie bereits eingangs erläutert, dient die Schaltkulisse dem Verlagern des Nockenträgers in axialer Richtung. Besonders bevorzugt ist die Schaltkulisse derart ausgestaltet, dass sie das Verlagern in axialer Richtung in gegenüberliegende Richtungen ermöglicht, sodass mit einer einzigen Schaltkulisse und besonders bevorzugt einem einzigen Mitnehmer des Aktuators wenigstens zwei Stellpositionen des Nockenträgers eingestellt werden können. Beispielsweise liegt die Schaltkulisse mehrteilig vor, setzt sich also aus wenigstens zwei, besonders bevorzugt wenigstens drei unabhängig voneinander hergestellten Elementen zusammen. Beispielsweise besteht die Schaltkulisse aus einem Trägerelement und wenigstens einem an dem Trägerelement befestigten Anbauteil, insbesondere gemäß den Ausführungen in der Druckschrift DE 10 2011 114 299 A1 .
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit wenigsten einem Ventiltrieb, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Ventiltrieb über wenigstens eine Grundnockenwelle verfügt, auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein, wenigstens ein Nockenelement aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei der Nockenträger über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement verfügt, auf dem das Nockenelement angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement und dem Nockenelement wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Verbindungselement das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festsetzt, wobei ein Formschlusselement des Nockenelements formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement des Verbindungselements zusammenwirkt und das Verbindungselement mittels einer Rastverbindung rastend an dem Grundelement gehalten ist. Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Ventiltriebs wurde bereits eingegangen. Der Ventiltrieb und die Brennkraftmaschine können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein.
Grundsätzlich sei noch einmal hervorgehoben, dass der Ventiltrieb über eine beliebige Anzahl von Nockenträgern verfügen kann, welche axial verschiebbar auf der Grundnockenwelle angeordnet sind. Jeder Nockenträger verfügt dabei vorzugsweise über eine Vielzahl an Nockenelementen, wobei beispielsweise zwei der Nockenelemente als Arretierelemente und/oder ein weiteres der Nockenelemente als Schaltkulisse vorliegen können. Die übrigen Nockenelemente sind insbesondere als Ventilbetätigungsnocken ausgebildet.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs, gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei folgende Schritte durchgeführt werden: Bereitstellen eines Grundelements; Herstellen wenigstens einer Halteöffnung in dem Grundelement; Einlegen eines drehmomentübertragenden Verbindungselements in die Halteöffnung in einer ersten Stellung; Aufschieben wenigstens eines Nockenelements über das Verbindungselement in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse einer Grundnockenwelle; und Verlagern des Verbindungselements in eine von der ersten Stellung verschiedene zweite Stellung, um das Nockenelement bezüglich des Grundelements in axialer Richtung festzusetzen, wobei das Verbindungselement in der zweiten Stellung mittels einer Rastverbindung rastend an dem Grundelement gehalten wird. Auch hier kann der Ventiltrieb beziehungsweise das Verfahren zu dessen Herstellung gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird. Die Halteöffnung wird bevorzugt derart ausgebildet, dass sie eine Wandung beziehungsweise einen Mantel des Grundelements, welches im Wesentlichen rohrförmig ist, vollständig durchgreift.
Besonders bevorzugt wird nach dem Festsetzen des Nockenelements wenigstens ein weiteres Nockenelement auf das Grundelement aufgebracht beziehungsweise aufgeschoben. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das weitere Nockenelement durch Berührkontakt mit dem Nockenelement in axialer Richtung festgesetzt wird. Das weitere Nockenelement beziehungsweise zumindest eines der weiteren Nockenelemente kann als Arretierelement ausgebildet sein, welches derart ausgebildet ist, dass es in axialer Richtung an dem Grundelement festgesetzt werden kann, insbesondere auch ohne Berührkontakt mit dem Nockenelement. Insbesondere ist eine derartige Ausgestaltung für ein randseitiges Arretierelement vorgesehen, wobei zwischen diesem und dem Nockenelement wenigstens ein weiteres Nockenelement angeordnet ist. Weil das Nockenelement sowie das Arretierelement in axialer Richtung gehalten sind, ist auch das dazwischenliegende weitere Nockenelemente bezüglich diesen ortsfest gehalten. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das weitere Nockenelement beziehungsweise die mehreren weiteren Nockenelemente einseitig an dem Nockenelement und anderseitig an dem Arretierelement anliegen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen:
1 eine Darstellung eines Bereichs eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, wobei ein Nockenträger gezeigt ist, welcher aus einem Grundelement besteht, auf dem zumindest ein Nockenelement des Nockenträgers angeordnet ist,
2 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Bereichs des Ventiltriebs,
3 der Nockenträger während eines ersten Montageschritts,
4 der Nockenträger während eines zweiten Montageschritts,
5 der Nockenträger während eines dritten Montageschritts,
6 eine Detailansicht eines Bereichs des Nockenträgers während des zweiten Montageschritts,
7 eine Detailansicht des Bereichs des Nockenträgers während des dritten Montageschritts und
8 eine weitere Ansicht des Nockenträgers während des dritten Montageschritts.
Die 1 zeigt einen Bereich eines Ventiltriebs 1 einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb 1 weist eine hier lediglich angedeutete Grundnockenwelle 2 und einen axial auf dieser verschiebbaren Nockenträger 3 auf. Bevorzugt sind auf jeder Grundnockenwelle 2 mehrere dieser Nockenträger 3 angeordnet. Der Nockenträger 3 besteht aus einem Grundelement 4, welches im Wesentlichen rohrförmig ist und die Grundnockenwelle 2 wenigstens bereichsweise aufnimmt. Dabei verfügt das Grundelement 4 über eine Innenverzahnung 5, welche mit einer Außenverzahnung der Grundnockenwelle 2 zusammenwirkt, um den Nockenträger 3 drehfest, jedoch axial verschiebbar, auf der Grundnockenwelle 2 zu halten. Neben dem Grundelement 4 weist der Nockenträger 3 mehrere Nockenelemente 6, 7, 8, 9 und 10 auf. Die Nockenelemente 6, 7 sowie 9 und 10 liegen als Ventilbetätigungsnocken 6, 7, 9 und 10 vor. Die endseitig des Nockenträgers 3 angeordneten Nockenelemente 6 und 10 können gleichzeitig als Arretierelemente 6 und 10 ausgebildet sein, welche das jeweils benachbarte Nockenelement 7 beziehungsweise 9 in axialer Richtung auf dem Nockenträger 3 halten. Das Nockenelement 8 liegt in Form einer Schaltkulisse 8 vor, mittels welcher der Nockenträger 3 in axialer Richtung auf der Grundnockenwelle 2 verlagerbar ist.
Die Schaltkulisse 8 ist Bestandteil einer hier nicht näher dargestellten Stelleinrichtung, mit welcher die axiale Verlagerung des Nockenträgers 3 realisierbar ist. Zu diesem Zweck weist die Schaltkulisse 8 eine Nut 11 auf, welche wenigstens bereichsweise schraubenförmig ausgebildet ist und mit welcher ein Aktuator mit der Stelleinrichtung zusammenwirken kann. Der Aktuator verfügt zu diesem Zweck beispielsweise über einen ausfahrbaren Mitnehmer, der sich mit der Nut 11 der Schaltkulisse 8 in Eingriff bringen lässt. Durch dieses Ineingriffbringen wird in Abhängigkeit von einer momentan vorliegenden Axialposition des Nockenträgers 3 bezüglich der Grundnockenwelle 2 eine Verlagerung des Nockenträgers 3 in die eine oder die andere Richtung in axialer Richtung bewirkt. Beispielsweise kann die Schaltkulisse 8 derart ausgestaltet sein, dass sich mit ihr lediglich eine Verlagerung in eine Richtung bewerkstelligen lässt. Besonders bevorzugt ist sie jedoch derart ausgestaltet, dass mit Hilfe eines einzigen Mitnehmers eine Verlagerung in beide Richtungen bewerkstelligt werden kann, wobei die Richtung der Verlagerung von der momentanen axialen Position des Nockenträgers 3 abhängig ist.
Die Ventilbetätigungsnocken 6, 7, 9 und 10 dienen der Betätigung von nicht dargestellten Gaswechselventilen. Zu diesem Zweck wirken sie beispielsweise mit einem Rollenschlepphebel des jeweiligen Gaswechselventils durch Anlagekontakt zusammen. Es ist erkennbar, dass die hier dargestellten Ventilbetätigungsnocken 6, 7, 9 und 10 exzentrisch sind, wobei die Exzentrizitäten an unterschiedlichen Winkelpositionen vorliegen beziehungsweise unterschiedliche Erstreckungen in Radialrichtung und/oder Umfangsrichtung aufweisen. Je nachdem, mit welchem der Ventilbetätigungsnockens 6 oder 7 beziehungsweise 9 oder 10 das jeweilige Gaswechselventil betätigt wird, stellt sich somit ein entsprechender Hub, Öffnungszeitpunkt und/oder Öffnungsdauer des Gaswechselventils ein. Durch axiale Verlagerung des Nockenträgers 3 kann das Gaswechselventil von unterschiedlichen Ventilbetätigungsnocken 6, 7, 9 und 10 betätigbar sein. Beispielsweise wird der Nockenträger 3 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine verlagert, sodass stets derjenige Ventilbetätigungsnocken 6 oder 7 beziehungsweise 9 oder 10 mit dem Gaswechselventil zu dessen Betätigung zusammenwirkt, mit welchem beispielsweise ein optimaler Wirkungsgrad beziehungsweise eine optimale Leistung der Brennkraftmaschine erzielbar ist.
Die endseitig des Nockenträgers 3 vorgesehenen Nockenelemente 6 und 10 liegen als Arretierelemente 6 und 10 vor und sind mithin derart an dem Nockenträger 3 befestigt, dass sie in axialer Richtung an diesem gehalten sind. Entsprechend können die benachbarten Nockenelemente 7 und 9 lediglich auf das Grundelement 4 aufgesteckt sein. Sie werden mittels der Arretierelemente 6 und 10 in axialer Richtung auf dem Nockenträger 3 gehalten.
Um die Nockenelemente 6, 7, 8, 9 und 10 auch in Umfangsrichtung bezüglich des Grundelements 4 beziehungsweise der Grundnockenwelle 2 zu halten, also drehfest mit diesem oder dieser zu verbinden, ist zwischen dem Grundelement 4 und den Nockenelementen 6, 7, 8, 9 und 10 mindestens ein Verbindungselement 12 angeordnet. Dieses ist drehmomentübertragend ausgebildet, ist also sowohl drehfest mit dem Grundelement 4 als auch mit wenigstens einem der Nockenelemente 6, 7, 8, 9 und 10 verbunden. Bevorzugt liegt das Verbindungselement 12 zumindest zwischen dem Nockenelement 8, also der Schaltkulisse 8, und dem Grundelement 4 vor. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich das Verbindungselement 12 jedoch in axialer Richtung über einen Großteil des Grundelements 4. Beispielsweise weist es eine Erstreckung in axialer Richtung von mindestens 75%, mindestens 80%, mindestens 85%, mindestens 90% oder mindestens 95% der axialen Erstreckung des Grundelements 4 auf.
Die 2 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Bereichs des Ventiltriebs 1. Hier ist nun angedeutet, dass auf dem Nockenträger 3 zwei Nockengruppen 13 und 14 vorgesehen sind. Zu der ersten Nockengruppe 13 gehören die Nockenelemente 6 und 7, welche als Ventilbetätigungsnocken 6 und 7 vorliegen. Der zweiten Nockengruppe 14 gehören die Nockenelemente 9 und 10 an, die ebenfalls als Ventilbetätigungsnocken 9 und 10 ausgestaltet sind. Deutlich ist hier nun das Verbindungselement 12 zu erkennen. Anstelle des nur einen Verbindungselements 12 können selbstverständlich auch mehrere Verbindungselemente 12 an dem Grundelement 4 angeordnet werden. Das Verbindungselement 12 greift in eine Halteöffnung 15 des Grundelements 4 ein. Die Halteöffnung 15 durchgreift dabei einen Mantel 16 des Grundelements 4 in radialer Richtung vollständig.
Die Halteöffnungen 15 sind derart an das jeweilige Verbindungselement 12 formangepasst, dass dieses zumindest in Umfangsrichtung formschlüssig in der Halteöffnung 15 gehalten ist. Zusätzlich ist auch ein formschlüssiges Halten in axialer Richtung vorgesehen. Die Halteöffnung 15 umgibt also wenigstens einen Bereich des Verbindungselements 12 derart, dass dieses in Umfangsrichtung und in axialer Richtung festgesetzt ist. Auf der der Halteöffnung 15 gegenüberliegenden Seite des Verbindungselements 12 sind Fixieröffnungen 17 (nur angedeutet) der Nockenelemente 6, 7, 8, 9 und 10 vorgesehen. Das Verbindungselement 12 greift auch in diese jeweils ein. Das Verbindungselement erstreckt sich somit in radialer Richtung (bezüglich einer Drehachse 18 der Grundnockenwelle 2) ausgehend von der Halteöffnung 15 bis in die Fixieröffnungen 17.
Die Fixieröffnungen 17 durchgreifen die Nockenelemente 6, 7 sowie 9 und 10 in axialer Richtung vorzugsweise vollständig. Dies kann ebenfalls für das Nockenelement 8 der Fall sein. Für die Nockenelemente 6, 7 sowie 9 und 10 ist somit trotz des Verbindungselements 12 ein Aufschieben auf das Grundelement 4 möglich. Das Verbindungselement 12 sorgt für die Nockenelemente 6, 7, 9 und 10 lediglich für ein Festsetzen bezüglich des Grundelements 4 in Umfangsrichtung. Beispielsweise besteht das Verbindungselement 12 aus einem Haltebereich 19 sowie einem Stützbereich 20. Der Haltebereich 19 liegt dabei – in axialer Richtung gesehen – im Bereich der Halteöffnung 15, während der Stützbereich 20 beispielsweise wenigstens bereichsweise auf den Mantel 16 beziehungsweise der Mantelfläche aufliegt und wenigstens bereichsweise in die Fixieröffnung 17 des entsprechenden Nockenelements 6, 7, 8, 9 oder 10 eingreift. Somit sind die Verbindungselemente 12 zur Drehmomentübertragung zwischen dem Grundelement 4 und den Nockenelementen 6, 7, 8, 9 und 10 ausgebildet. Im Falle des Nockenelements 8 durchgreift die entsprechende Fixieröffnung 17 dieses nur bereichsweise.
Das Verbindungselement 12 bildet überdies eine Haltevorrichtung 21 zur Axialfestsetzung des Nockenträgers 3 bezüglich der Grundnockenwelle 2 mit aus. Die Haltevorrichtung 21 ist in dem hier vorliegenden Fall als Rasthaltevorrichtung ausgebildet, wobei in einer Radialausnehmung der Grundnockenwelle 2 ein Rastelement – welches beispielsweise kugelförmig ist – vorgesehen ist. Das Rastelement wird von einem Federelement in Richtung des Verbindungselements 12 gedrängt. Das Verbindungselement 12 weist in der hier dargestellten Ausführungsform zwei Rastausnehmungen 22 auf, in welche das Rastelement rastend eingreifen kann. Der hier dargestellte Ventiltrieb 1 ist zweifach verstellbar, der Nockenträger 3 ist demnach in zwei verschiedene Axialpositionen bezüglich der Grundnockenwelle 2 bringbar. Auf diese Weise kann der Nockenträger 3 in axialer Richtung bezüglich der Grundnockenwelle 2 verlagert werden, wobei bei jeder Verlagerung die Rastkraft der Haltevorrichtung 21 überwunden werden muss.
Bei der vorliegenden Ausführungsform des Ventiltriebs 1 ist zudem vorgesehen, dass das Verbindungselement 12 dazu ausgebildet ist, das Nockenelement 8 bezüglich des Grundelements 4 in axialer Richtung festzusetzen. Zu diesem Zweck wirkt ein Formschlusselement 23 formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement 24 des Verbindungselements 12 zusammen. Das Formschlusselement 23 liegt dabei in Form eines Vorsprungs, insbesondere eines in radialer Richtung nach innen weisenden Vorsprungs, und das Formschlussgegenelement 24 als Aufnahme für das Formschlusselement 23 vor. Das Formschlussgegenelement 24 beziehungsweise die Aufnahme wird in axialer Richtung gesehen in jeder Richtung von einer Stufe 25 begrenzt, welche als Anschlag für das Formschlusselement 23 dient. Beim montierten Ventiltrieb 1 ist das Formschlusselement 23 des Nockenelements 8 derart angeordnet, dass es vorzugsweise gleichzeitig an beiden Stufen 25 anliegt, sodass das Nockenelement 8 bezüglich des Verbindungselements 12 in axialer Richtung spielfrei oder allenfalls mit geringem Spiel gehalten ist.
Zusätzlich ist das Verbindungselement 12 mittels einer Rastverbindung 26 (hier nicht dargestellt) rastend an dem Grundelement 4 gehalten. Mit Hilfe der Rastverbindung 26 wird verhindert, dass das Verbindungselement 12 aus der Halteöffnung 15 herausgelangen kann. Die Rastverbindung 26 sorgt insoweit dafür, dass das Verbindungselement 12 bezüglich des Grundelements 4 in axialer Richtung sicher gehalten ist. Beispielsweise hält die Rastverbindung 26 das Verbindungselement 12 derart, dass es auf der der Rastverbindung 26 abgewandten Seite der Halteöffnung 15 an einem Rand dieser Halteöffnung 15 anliegt.
Die 3 zeigt einen Bereich des Ventiltriebs 1, nämlich den Nockenträger 3, während eines ersten Montageschritts. Es wird deutlich, dass der Haltebereich 19 des Verbindungselements 12 in axialer Richtung bezüglich der Drehachse 18 vorzugsweise eine geringere Erstreckung hat als die Halteöffnung 15 des Grundelements 4, in welcher er angeordnet ist. Es ist auch erkennbar, dass das Nockenelement 8, also die Schaltkulisse 8, mehrteilig ausgebildet ist und sich aus einem Mittelteil 27 und zwei Außenteilen 28 und 29 zusammensetzt. Selbstverständlich kann grundsätzlich die Anzahl der Teile, aus welchen sich die Schaltkulisse 8 zusammensetzt, beliebig gewählt sein.
Während des ersten Montageschritts wird das Verbindungselement 12 in die Halteöffnung 15 eingebracht und in einer ersten Stellung, insbesondere einer ersten Winkelstellung, angeordnet. In der ersten Winkelstellung liegt ein erster Winkel zwischen dem Verbindungselement 12 und der Drehachse 18 vor. Bevorzugt liegt dabei ein Ende des Haltebereichs 19 an dem Rand der Halteöffnung 15 an. Die Erstreckung der Halteöffnung 15 in axialer Richtung ist dabei derart bemessen, dass bei einer derartigen Anordnung des Verbindungselements 12 das andere Ende in das Grundelement 4 hineinverschwenkt werden kann, sodass es insbesondere vollständig in der Halteöffnung 15 verschwindet. Entsprechend können nachfolgend das Nockenelement 8 beziehungsweise das Mittelteil 27 und die Außenteile 28 und 29 auf einfache Art und Weise auf das Grundelement 4 sowie das Verbindungselement 12 aufgeschoben werden. Dabei werden sie derart angeordnet, dass sie in axialer Richtung über dem Formschlussgegenelement 24 angeordnet sind, welches hier als Ausnehmung vorliegt und entsprechend beidseitig jeweils von der Stufe 25 begrenzt ist. Das Aufschieben des Nockenelementes 8 erfolgt dabei in Richtung des Pfeils 30.
Die 4 zeigt den Bereich des Ventiltriebs 1 während eines zweiten Montageschritts. Das Nockenelement 8 ist nur im Bereich des Formschlussgegenelements 24 angeordnet. Dabei weist das Nockenelement 8 das Formschlusselement 23 auf, welches in das Formschlussgegenelement 24 eingreift und eine Erstreckung in axialer Richtung derart aufweist, dass es vorzugsweise an beiden Stufen 25 anliegt, sodass das Nockenelement 8 in axialer Richtung bezüglich des Verbindungselements 12 festgesetzt ist. Um den dargestellten Zustand zu erreichen, wird das Verbindungselement gemäß dem Pfeil 31 aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung, insbesondere eine zweite Winkelstellung, verlagert, welche von der ersten Stellung verschieden ist. In der zweiten Winkelstellung liegt ein zweiter Winkel zwischen dem Verbindungselement 12 und der Drehachse 18 vor.
In dieser Stellung liegt die dargestellte Konfiguration vor, in welcher das Formschlusselement 23 mit dem Formschlussgegenelement 24 zum axialen Halten des Nockenelements 8 bezüglich des Verbindungselements 12 zusammenwirkt. Anschließend wird das Verbindungselement 12 in Richtung des Pfeils 32 in axialer Richtung verlagert, bis ein Rastelement 33 der Rastverbindung 26 mit einem Rastgegenelement 34 zum Halten des Verbindungselements 12 bezüglich des Grundelements 4 in axialer Richtung zusammenwirkt. Das Rastelement 33 liegt beispielsweise als Rastnase an dem Verbindungselement 12, insbesondere an dem Stützbereich 20 beziehungsweise einem Ausleger des Verbindungselements 12, vor.
Die 5 zeigt den Bereich des Ventiltriebs 1 während eines dritten Montageschritts. Hier wird es nun deutlich, dass das Verbindungselement 12 entlang des Pfeils 32 soweit verlagert wurde, bis einerseits das Verbindungselement 12 beziehungsweise der Haltebereich 19 auf der der Rastverbindung 26 gegenüberliegenden Seite der Halteöffnung 15 an dem Rand der Halteöffnung 15 anliegt beziehungsweise sich dort abstützt und andererseits das Rastelement 33 mit dem Rastgegenelement 34 rastend zusammenwirkt. Durch das Abstützen des Haltebereichs 19 an dem Rand der Halteöffnung 15 ist das Verbindungselement 12 in einer ersten axialen Richtung, durch die Rastverbindung 26 in der anderen axialen Richtung festgelegt. Entsprechend kann das Verbindungselement 12 nicht mehr in axialer Richtung bezüglich des Grundelements 4 verlagert werden, sondern ist bezüglich diesem festgelegt. Eine erneute Verlagerung des Verbindungselements 12 ist nur nach einem Lösen der Rastverbindung 26 möglich. Weil jedoch das Verbindungselement 12 bezüglich des Grundelements 4 festgelegt ist, ist gleichzeitig auch das Nockenelement 8, welches in axialer Richtung an dem Verbindungselement 12 festliegt, bezüglich des Grundelements 4 in axialer Richtung ortsfest gehalten.
Nachfolgend werden nun die Nockenelemente 6 und 7 in Richtung des Pfeils 35 einerseits und die Nockenelemente 9 und 10 in Richtung des Pfeils 36 andererseits auf das Grundelement 4 aufgeschoben. Dabei werden sie derart ausgerichtet, dass ihre Fixieröffnung 17 jeweils im Bereich des Verbindungselements 12 liegt, sodass sie ohne weiteres auf das Grundelement 4 aufgebracht werden können. Durch das Zusammenwirken der Fixieröffnung 17 mit dem Verbindungselement 12 sind die Nockenelemente 6, 7, 9 und 10 nach dem Anordnen auf dem Grundelement 4 in Umfangsrichtung festgesetzt. Um auch ein Festsetzen der Nockenelemente 6, 7, 9 und 10 in axialer Richtung zu erreichen, sind beispielsweise die Nockenelemente 6 und 10 als Arretierelemente 6 und 10 ausgebildet, welche nach ihrem Aufbringen in axialer Richtung an dem Grundelement 4 befestigt werden. Weil die zwischen dem Nockenelement 6 und dem Nockenelement 8 angeordneten Nockenelemente, insbesondere das Nockenelement 7, einerseits und die zwischen dem Nockenelement 10 und dem Nockenelement 8 angeordneten Nockenelemente, insbesondere also das Nockenelement 9, andererseits, anliegen, sind diese nach dem Befestigen der Nockenelemente 6 und 10 an dem Grundelement 4 in axialer Richtung ebenfalls festgehalten.
Die 6 zeigt eine Detailansicht eines Bereichs des Ventiltriebs 1, während des zweiten Montageschritts. Hier sind deutlich das Rastelement 33 sowie das Rastgegenelement 34 zu erkennen.
Analog dazu zeigt die 7 einen Bereich eines Ventiltriebs 1 während des dritten Montageschritts. Hier ist nun das Rastelement 33 bezüglich des Rastgegenelements 34 derart angeordnet, dass die Rastverbindung 26 ausgebildet ist und entsprechend das Verbindungselement 12 in axialer Richtung festgesetzt ist.
Die 8 zeigt schließlich eine alternative Ansicht des Ventiltriebs 1 während des dritten Montageschritts. Hier sind die wesentlichen Elemente nochmals deutlich zu erkennen. Insbesondere ist dargestellt, dass das Verbindungselement 12 drehmomentübertragend ausgestaltet ist, indem es mit den Fixieröffnungen 17 der Nockenelemente 6 bis 10 zusammenwirkt.
Bezugszeichenliste

1: Ventiltrieb
2: Grundnockenwelle
3: Nockenträger
4: Grundelement
5: Innenverzahnung
6: Nockenelement, Ventilbetätigungsnocken, Arretierelement
7: Nockenelement, Ventilbetätigungsnocken
8: Nockenelement, Schaltkulisse
9: Nockenelement, Ventilbetätigungsnocken
10: Nockenelement, Ventilbetätigungsnocken, Arretierelement
11: Nut
12: Verbindungselement
13: Erste Nockengruppe
14: Zweite Nockengruppe
15: Halteöffnung
16: Mantel
17: Fixieröffnung
18: Drehachse
19: Haltebereich
20: Stützbereich
21: Haltevorrichtung
22: Rastausnehmung
23: Formschlusselement
24: Formschlussgegenelement
25: Stufe
26: Rastverbindung
27: Mittelteil
28: Außenteil
29: Außenteil
30: Pfeil
31: Pfeil
32: Pfeil
33: Rastelement
34: Rastgegenelement

Claims

Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Grundnockenwelle (2), auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein wenigstens ein Nockenelement (8) aufweisender Nockenträger (3) vorgesehen ist, wobei der Nockenträger (3) über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle (2) wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement (4) verfügt, auf dem das Nockenelement (8) angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement (4) und dem Nockenelement (8) wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) das Nockenelement (8) bezüglich des Grundelements (4) in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse (18) der Grundnockenwelle (2) festsetzt, wobei ein Formschlusselement (23) des Nockenelements (8) formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement (24) des Verbindungselements (12) zusammenwirkt und das Verbindungselement (12) mittels einer Rastverbindung (26) rastend an dem Grundelement (4) gehalten ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) wenigstens bereichsweise in eine Halteöffnung (15) des Grundelements (4) eingreift und zumindest in Umfangsrichtung sowie zusätzlich in axialer Richtung formschlüssig in dieser gehalten ist.
Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) wenigstens bereichsweise in eine Fixieröffnung (17) des Nockenelements (8) eingreift, wodurch dieses in Umfangsrichtung ortsfest gehalten ist.
Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiteres Nockenelement (7, 9) vorgesehen ist, das durch Berührkontakt mit dem Nockenelement (8) sowie mittels eines Arretierelements (6, 10) in axialer Richtung festgesetzt ist.
Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung gesehen – das Grundelement (4) nur eine einzige Halteöffnung (15) und/oder das Nockenelement (8) nur eine einzige Fixieröffnung (17) aufweisen/aufweist.
Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4 und zumindest 2, 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) eine Haltevorrichtung (21) zur Axialfestsetzung des Nockenträgers (3) bezüglich der Grundnockenwelle (2) zumindest mit ausbildet, indem die Halteöffnung (15) eine Wandung des Grundelements (4) in radialer Richtung vollständig durchgreift, wobei das Verbindungselement (12) Rastausnehmungen (22) aufweist, in welche ein Rastelement rastend eingreifen kann, und wobei das Rastelement in einer Radialausnehmung der Grundnockenwelle (2) vorliegt und von einem Federelement in Richtung des Verbindungselements (12) gedrängt wird.
Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Nockenträger (3) nur ein einziges Verbindungselement (12) zugeordnet ist, das in axialer Richtung eine Erstreckung von mindestens 75% der axialen Erstreckung des Grundelements (4) aufweist.
Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenelement (8) als Schaltkulisse (8) vorliegt.
Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Ventiltrieb (1), der über wenigstens eine Grundnockenwelle (2) verfügt, auf der drehfest und axial verschiebbar wenigstens ein mindestens ein Nockenelement (8) aufweisender Nockenträger (3) vorgesehen ist, wobei der Nockenträger (3) über ein rohrförmiges, die Grundnockenwelle (2) wenigstens bereichsweise aufnehmendes Grundelement (4) verfügt, auf dem das Nockenelement (8) angeordnet ist, wobei zwischen dem Grundelement (4) und dem Nockenelement (8) wenigstens ein drehmomentübertragendes Verbindungselement (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12) das Nockenelement (8) bezüglich des Grundelements (4) in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse (18) der Grundnockenwelle (2) festsetzt, wobei ein Formschlusselement (23) des Nockenelements (8) formschlüssig mit einem Formschlussgegenelement (24) des Verbindungselements (12) zusammenwirkt und das Verbindungselement (12) mittels einer Rastverbindung (26) rastend an dem Grundelement (4) gehalten ist.
Verfahren zur Herstellung eines Ventiltriebs (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen des Grundelements (4), – Herstellen wenigstens einer oder der Halteöffnung (15) in dem Grundelement (4), – Einlegen des drehmomentübertragenden Verbindungselements (12) in die Halteöffnung (15) in einer ersten Stellung, – Aufschieben des wenigstens einen Nockenelements (8) über das Verbindungselement (12) in axialer Richtung bezüglich der Drehachse (18) der Grundnockenwelle (2), – Verlagern des Verbindungselements (12) in eine von der ersten Stellung verschiedene zweite Stellung, um das Nockenelement (8) bezüglich des Grundelements (4) in axialer Richtung festzusetzen, wobei das Verbindungselement (12) in der zweiten Stellung mittels einer Rastverbindung (26) rastend an dem Grundelement (4) gehalten wird.