DE4406968A1 - Nockenwellenanordnung mit einem auf einer Nockenwelle begrenzt schwenkbar gelagerten Schwenknocken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine Nockenwellenanordnung dieses Aufbaus ist aus der DE-OS 41 22 251, F01L 1/04, in der Weise bekannt, daß die Anschläge durch parallel zur Nocken­ wellenachse verlaufende Klauen realisiert sind, die Bestandteile des nockenfesten Ansatzes bzw. eines nockenwellenfesten Rohres sind. Eine andere Ausbildung der Anschläge in der Weise, daß diese nicht seitlich des Schwenknockens, sondern gleichsam unter diesem verlaufen, ist aus der DE-PS 32 34 640, F01L 1/04, be­ kannt. Dort verläuft in einer sich über einen bestimmten Um­ fangsbereich erstreckenden und damit den Schwenkwinkel defi­ nierenden Ausnehmung am inneren Umfang des Nockens ein leisten­ förmiger Mitnehmer an der Nockenwelle, in dem eine Strömungs­ drossel vorgesehen ist; während in der erstgenannten Konstruk­ tion ein abgeschlossenes hydraulisches System vorliegt, dient hier eine Längsbohrung in der Nockenwelle über ein Rückschlag­ ventil zur Speisung der Zwischenkammer mit der Dämpfungsflüssig­ keit.

Gemeinsam ist diesen bekannten Konstruktionen die vorteilhafte Möglichkeit, die Ventilhubkurve während des Betriebs der Maschi­ ne in Abhängigkeit von der Drehzahl derselben zu optimieren. Im Prinzip wird dies dadurch erreicht, daß der Nocken nur während bestimmter Winkelbereiche jeder Nockenwellendrehung gleichsam starr mit der Nockenwelle verbunden ist und demgemäß mit der Nockenwellengeschwindigkeit rotiert, während die Winkelgeschwin­ digkeit des Nockens in den anderen Winkelbereichen größer oder kleiner als die Nockenwellendrehzahl ist. Konstanz der Nocken­ wellendrehzahl während einer Umdrehung vorausgesetzt, kann man also von Winkelbereichen gleichförmiger und ungleichförmiger Drehbewegung des Nockens sprechen.

Sofern in den genannten Druckschriften Angaben über die Versor­ gung der Zwischenkammer mit der Dämpfungsflüssigkeit gemacht werden, soll hierzu die Längsbohrung in der Nockenwelle ausge­ nutzt werden, die demgemäß mit einer Flüssigkeitsquelle in Ver­ bindung stehen muß. In der Regel wird dies die Schmierölversor­ gung der Brennkraftmaschine sein, wobei die Einspeisung der Dämpfungsflüssigkeit in die Längsbohrung der Nockenwelle an einer zentralen Stelle erfolgen wird. Insbesondere bei relativ langen Nockenwellen können aber durch Strömungswiderstände Druckverluste auftreten, die die Dämpfungswirkung in den Zwischenkammern nachteilig beeinflussen. Diese Druckverringerung macht sich insbesondere dann nachteilig bemerkbar, wenn die Maschine betriebsbedingt einen relativ niedrigen Druck in ihrem Schmiersystem erzeugt, also beispielsweise bei Leerlauf.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Nockenwellenanordnung zu schaffen, die hinsichtlich der Erzeugung des erforderlichen Drucks der Dämpfungsflüssigkeit in den definierten Zwischenkammern aller auf der Nockenwelle angeordneten Schwenknocken verbessert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hautanspruchs, vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie praktisch keinen zusätzlichen Platzbedarf bedingt, da die erfin­ dungsgemäße Zufuhr von Dämpfungsflüssigkeit in Nockenwellen­ lagern erfolgt, die ohnehin erforderlich sind.

Während Anspruch 2 eine Konstruktion beschreibt, die durch Vor­ sehen eines besonderen Rückschlagventils ein Auslaufen von Dämpfungsflüssigkeit aus der Längsbohrung in der Nockenwelle bei Stillstand der Maschine verhindert, nutzt die Konstruktion gemäß Patentanspruch 3 in besonders eleganter Weise den Ansatz selber als Ventil aus, da er nur bei vorgegebenen Schwenkwinkeln des Nockens relativ zur Nockenwelle über den Verbindungskanal eine Strömungsverbindung zwischen dem Längskanal in der Nockenwelle und dem Kanal in der einen Bestandteil eines Nockenwellenlagers bildenden Hülse herstellt.

Bei der Ausführung nach Anspruch 4 besteht die Möglichkeit, im freibleibenden Umfangsbereich das Nockenwellenlager sehr schmal zu gestalten oder sogar aus Platzgründen wegzulassen.

Zwei Ausführungsbeispiel werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren Querschnitte durch Nocken­ wellenanordnungen darstellen.

In Fig. 1 ist bei 1 der auf der Nockenwelle 2 begrenzt schwenk­ bare Nocken angedeutet. Der Nocken 1 verläuft hinter der Zeichenebene; diese ist so gelegt, daß in Fig. 1 der nocken­ feste Ansatz 3 geschnitten erscheint. Der Schwenkwinkel des Nockens 1 und damit auch des Ansatzes 2 wird durch eine Aus­ nehmung 4 am inneren Umfang des Ansatzes 3 in Zusammenwirken mit dem sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckenden walzen­ förmigen Mitnehmer 5 begrenzt, der drehbar von der Ausnehmung 6 in der Nockenwelle 2 aufgenommen ist. Mitnehmer 5 und Ausnehmung 4 erstrecken sich vorteilhafterweise bis unter den Nocken 1. Bei einer Drehung der Nockenwelle 2 im Uhrzeigersinne, wie durch den Pfeil angedeutet, bewirkt die von der Schließfeder des betref­ fenden Ventils auf den in Fig. 1 linken Bereich 7 der Nocken­ kontur ausgeübte Kraft einen Mitnahmekontakt zwischen dem Mit­ nehmer 5 einerseits und dem nockenfesten Anschlag 8 anderer­ seits, so daß der Nocken 1 mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Nockenwelle 2 rotiert. Sobald aber die Schließfeder­ kräfte auf den in Fig. 1 rechten Teil 9 der Nockenkontur ein­ wirken und eine begrenzte Nockendrehzahl vorliegt, bewirken diese Schließfederkräfte eine Winkelbeschleunigung des Nockens 1 relativ zur Nockenwelle 2, bis der andere nockenfeste Anschlag 10 zur Anlage an dem Mitnehmer 5 gelangt. Demgemäß definiert der Erstreckungswinkel der Ausnehmung 4 in Umfangsrichtung den Schwenkwinkel des Nockens 2. Zur Dämpfung der Relativbewegungen zwischen Nocken und Nockenwelle ist die Ausnehmung 4, die also eine Zwischenkammer zwischen nockenwellenseitigen Anschlägen, gebildet durch den Mitnehmer 5, und nockenseitigen Anschlägen 8, 10 bildet, über den Querkanal 11 bei der in Fig. 1 angenommenen Schwenklage des Nockens 1 mit der Längsbohrung 12 in der Nocken­ welle 2 strömungsmäßig verbunden, so daß eine Einspeisung von Dämpfungsflüssigkeit in die Ausnehmung 4 möglich ist.

Wie eingangs dargelegt, kann zumindest bei Leerlauf der Maschine der Druck in der Längsbohrung 12 nicht ausreichen, um einen er­ forderlichen Druckaufbau in der Zwischenkammer 4 sicherzustel­ len. Aus diesem Grunde sieht die Erfindung in der einen Bestand­ teil eines ortsfesten Nockenwellenlagers bildenden Hülse 13 einen sich über einen vorgegebenen Umfangsbereich erstreckenden, in Richtung auf den Ansatz 3 offenen Kanal 14 vor, der mit einer Flüssigkeitsquelle in Verbindung steht und bei allen Schwenkwin­ keln von Nocken 1 nebst Ansatz 3 über Verbindungskanäle 15 in diesem mit einer Querbohrung 16 verbunden ist, die ihrerseits über das Rückschlagventil 17 nur Einströmungen von Dämpfungs­ flüssigkeit in die Längsbohrung 12, nicht aber in umgekehrter Richtung zuläßt. Dadurch ist ein Leerlaufen der Längsbohrung 12 beispielsweise im Stillstand der Maschine unterbunden.

In diesem Ausführungsbeispiel enthält das Rückschlagventil 17 das in die Querbohrung 16 eingepreßte Gehäuse 18, das bei 19 den Sitz für die Ventilkugel 20 bildet, die bei einem gegenüber dem Druck in der Längsbohrung 12 höheren Druck im Kanal 14 entgegen der Kraft der Ventilfeder 21 in Fig. 1 nach rechts gedrückt wird, wodurch der Bypaßkanal 22 im Rückschlagventil 17 freige­ geben wird.

Betrachtet man nun das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, so erkennt man wiederum die Hauptbestandteile Schwenknocken 30 (wieder hinter der Zeichenebene), stirnseitiger Ansatz 31 an diesem, Nockenwelle 32 mit Längsbohrung 33 und Querbohrungen 34 und 35 sowie Hülse 36 mit Kanal 37. Wie schon in dem Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 1, umschlingt der Kanal 37 den Ansatz 31 über einen vorgegebenen Winkel. Der Ansatz 31 bildet wiederum die Ausnehmung 38 für den walzenförmigen Mitnehmer 39, der in der Ausnehmung 40 der Nockenwelle 32 drehbar gelagert ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist auf ein Rückschlagventil analog dem Rückschlagventil 17 in der Ausführungsform nach Fig. 1 verzichtet und statt dessen in dem Ansatz 31 ein Verbindungs­ kanal 41 vorgesehen, der nur in bestimmten relativen Winkellagen von Nocken und Nockenwelle eine Strömungsverbindung zwischen der Querbohrung 34 und dem Kanal 37 in der Hülse 36 herstellt. Man kann daher sagen, daß der Ansatz 31 selber ein "Rückschlag­ ventil" bildet, das ein Leerlaufen der Längsbohrung 33 in der Nockenwelle 32 beispielsweise bei Stillstand der Maschine unter­ bindet. In den Phasen, in denen der Verbindungskanal 41 den Kanal 37 strömungsmäßig mit der Querbohrung 34 verbindet, ist die Verbindung zwischen der Ausnehmung 38 und der Längsbohrung 33 über die Querbohrung 35 unterbunden.

Mit der Erfindung ist demgemäß mit einfachen Mitteln eine betriebssichere Einspeisung von Dämpfungsflüssigkeit bei einer gattungsgemäßen Nockenwellenanordnung geschaffen.

Claims (4)

1. Nockenwellenanordnung zur Betätigung von schließfederbe­ stückten Hubventilen mit zumindest einem auf einer Nocken­ welle begrenzt schwenkbar gelagerten Schwenknocken, dessen Schwenkwinkel durch einander in Umfangsrichtung unter Bildung zumindest einer mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllter Zwischenkammer gegenüberstehende nockenfeste und nockenwel­ lenfeste Anschläge begrenzt ist, die zumindest im Bereich eines von einer Nockenstirnseite ausgehenden nockenfesten, von der Nockenwelle durchsetzten Ansatzes verlaufen, der von einer Hülse umschlossen ist, wobei die Nockenwelle dämpfungs­ flüssigkeitsgefüllte Längs- und Querbohrungen aufweist, die bei vorgegebenen Schwenkwinkeln des Nockens in Strömungsver­ bindung mit der Zwischenkammer stehen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (13) einen Bestandteil eines ortsfesten Nockenwellenlagers bildet und mit einem Kanal (14) zur Versorgung der Zwischenkammer (Ausnehmung 4) mit Dämpfungs­ flüssigkeit versehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Längsbohrung (12) in der Nockenwelle (2) zur Versorgung der Zwischenkammer (4) mit Dämpfungsflüssigkeit dient und der Kanal (14) in der Hülse (13) mit der Längsbohrung (12) über ein Rückschlagventil. (17) in Verbindung steht, das nur Ein­ strömungen in die Längsbohrung (12) zuläßt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Längsbohrung (33) in der Nockenwelle (32) zur Versorgung der Zwischenkammer (38) mit Dämpfungsflüssigkeit dient und der Kanal (37) in der Hülse (36) nur bei durch die Lage zu­ mindest eines Verbindungskanals (41) in dem Ansatz (31) vorgegebenen Schwenkwinkeln mit der Längsbohrung (33) in Strömungsverbindung steht.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Kanal (14) nur über einen Teilumfang erstreckt.