DE102007016209B4

DE102007016209B4 - Valve train for gas exchange valves with axial force reduction in camshaft

Info

Publication number: DE102007016209B4
Application number: DE102007016209.1A
Authority: DE
Inventors: Manfred Elbl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: DE102007016209A1

Abstract

Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle (1), die in einem Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagert ist, einer Mehrzahl von Nockenträgern (2, 3), von denen jeder zwischen zwei entgegengesetzten, durch gehäusefeste Anlageflächen (24, 25) definierten Endstellungen auf der Nockenwelle (1) axial verschiebbar und in den Endstellungen mittels einer innerhalb der Nockenwelle (1) angeordneten, mit einer axialen Kraft auf den Nockenträger (2, 3) einwirkenden Arretiervorrichtung (27, 29) gegen eine der Anlageflächen (24, 25) anliegend arretierbar ist, wobei jede Arretiervorrichtung (27, 29) eine Rastkugel (27) umfasst, die durch die Kraft einer Feder (29) gegen eine innere Umfangsfläche (30) des zugehörigen Nockenträgers (2, 3) angepresst wird und jeder Nockenträger (2, 3) zwei Nockengruppen (5, 6; 7, 8) mit mindestens zwei unterschiedlichen Nocken (9, 10; 11, 12) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nockenträger (2, 3) bei einer entsprechenden Betätigung oder Steuerung der Gaswechselventile paarweise in entgegengesetzten Endstellungen befinden, sodass die von den gehäusefesten Anlageflächen (24, 25) über mindestens einen Teil der Nockenträger (2, 3) und deren Arretiervorrichtungen (27, 29) in die Nockenwelle (1) eingeleiteten axialen Reaktionskräfte (F1, F2) paarweise entgegengesetzte Ausrichtungen besitzen.Valve gear for gas exchange valves of an internal combustion engine having at least one camshaft (1) which is rotatably mounted in a housing of the internal combustion engine, a plurality of cam carriers (2, 3), each of which between two opposite, by housing-fixed contact surfaces (24, 25) defined end positions on the camshaft (1) axially displaceable and in the end positions by means of a within the camshaft (1) arranged, with an axial force on the cam carrier (2, 3) acting locking device (27, 29) against one of the contact surfaces (24, 25) can be arrested, wherein each locking device (27, 29) comprises a detent ball (27) which is pressed by the force of a spring (29) against an inner circumferential surface (30) of the associated cam carrier (2, 3) and each cam carrier (2 3) comprises two cam groups (5, 6, 7, 8) with at least two different cams (9, 10, 11, 12), characterized in that the cam carriers (2, 3) in a corresponding actuation or control of the gas exchange valves are in pairs in opposite end positions, so that the fixed housing fixed contact surfaces (24, 25) over at least part of the cam carrier (2, 3) and their locking devices (27, 29) in the camshaft ( 1) introduced axial reaction forces (F1, F2) have pairs opposite directions.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften von Brennkraftmaschinen sind Ventiltriebe bekannt, bei denen das Arbeitsspiel beeinflusst werden kann, um beispielsweise eine drehzahlabhängige Veränderung der Öffnungszeiten oder des Hubs der Gaswechselventile zu ermöglichen.To improve the thermodynamic properties of internal combustion engines valve trains are known in which the working cycle can be influenced, for example, to allow a speed-dependent change in the opening times or the stroke of the gas exchange valves.

Aus der EP 1 608 849 B1 ist bereits ein Ventiltrieb der eingangs genannten Art für einen Vierzylinder-Reihenmotor bekannt, bei dem die Einlassventile und die Auslassventile der vier Zylinder mittels einer Einlassnockenwelle bzw. einer Auslassnockenwelle gesteuert werden. Sowohl auf der Einlassnockenwelle und auf der Auslassnockenwelle sind jeweils vier Nockenträger drehfest und axial verschiebbar angeordnet, von denen jeder die Einlass- bzw. Auslassventile eines Zylinders steuert. Jeder Nockenträger weist zwei axial versetzte Nockengruppen auf, von denen jede zwei Nocken mit verschiedenen Nockenprofilen umfasst. Durch axiale Verschiebung des Nockenträgers auf der Nockenwelle zwischen zwei Endstellungen kann jeweils einer der beiden Nocken jeder Nockengruppe mit einem Schlepphebel von einem der Ventile in Anlagekontakt gebracht werden, wodurch sich der Hub und/oder die Öffnungszeiten des Ventils verstellen lassen. Die axiale Verschiebung jedes Nockenträgers auf der Nockenwelle in entgegengesetzten Richtungen erfolgt mit Hilfe von zwei Schneckentrieben an den Stirnenden des Nockenträgers. In den beiden Endstellungen jedes Nockenträgers wird dieser von einer Arretiervorrichtung gegen eine Anlagefläche im Zylinderkopfgehäuse anliegend festgehalten. Die in Bohrungen der Nockenwelle untergebrachten Arretiervorrichtungen weisen jeweils eine Rastkugel auf, die durch die Kraft einer Feder radial nach außen gedrückt wird, um sie in jeder Endstellung des Nockenträgers mit einer von zwei axial versetzten Rastrillen in der inneren Umfangsfläche des Nockenträgers in Eingriff zu bringen und den Nockenträger durch eine von der Rastkugel gegen eine Flanke der Rastrille ausgeübte Axialkraft gegen eine der beiden entgegengesetzten gehäusefesten Anlageflächen anliegend festzuhalten. Dadurch wird allerdings auch von der gehäusefesten Anlagefläche über den Nockenträger, die Flanke der Rastrille und die Rastkugel eine zu der vorgenannten Axialkraft entgegengesetzte axiale Reaktionskraft in die Nockenwelle eingeleitet.From the EP 1 608 849 B1 a valve train of the type mentioned is already known for a four-cylinder in-line engine, in which the intake valves and the exhaust valves of the four cylinders are controlled by means of an intake camshaft or an exhaust camshaft. Four cam carriers, each on the intake camshaft and on the exhaust camshaft, are arranged in a rotationally fixed and axially displaceable manner, each of which controls the intake and exhaust valves of a cylinder. Each cam carrier has two axially offset cam groups, each of which includes two cams with different cam profiles. By axially displacing the cam carrier on the camshaft between two end positions, one of the two cams of each cam group can be brought into abutting contact with a cam follower of one of the valves, whereby the stroke and / or the opening times of the valve can be adjusted. The axial displacement of each cam carrier on the camshaft in opposite directions takes place with the aid of two worm drives at the front ends of the cam carrier. In the two end positions of each cam carrier this is held by a locking device against a contact surface in the cylinder head housing fitting. The locking devices housed in bores of the camshaft each have a detent ball, which is urged radially outwards by the force of a spring to engage in each end position of the cam carrier with one of two axially offset locking grooves in the inner peripheral surface of the cam carrier and hold the cam carrier by a force exerted by the detent ball against an edge of the latching groove axial force against one of the two opposite housing-fixed contact surfaces fitting. As a result, however, an axial reaction force opposite to the abovementioned axial force is also introduced into the camshaft from the contact surface fixed to the housing via the cam carrier, the flank of the detent groove and the detent ball.

Da bei dem bekannten Ventiltrieb sämtliche Nockenträger auf der Einlassnockenwelle bzw. auf der Auslassnockenwelle dieselbe Ausbildung aufweisen und sich gewöhnlich auch sämtlich in derselben Endstellung befinden, in der sie die Gaswechselventile der verschiedenen, von der Nockenwelle gesteuerten Zylinder in entsprechender Weise betätigen, wirken die über die Arretiervorrichtungen in die Nockenwelle eingeleiteten Reaktionskräfte fast immer in dieselbe Richtung. Dies führt dazu, dass ein in dieser Richtung am Stirnende der Nockenwelle befindliches Axiallager relativ hohen Andruckkräften ausgesetzt ist, was zu stärkeren Reibkräften und damit zu einem erhöhten Verschleiß im Lager führt.Since in the known valve train all cam carriers on the intake camshaft or on the exhaust camshaft have the same training and are usually all in the same end position in which they actuate the gas exchange valves of the various controlled by the camshaft cylinder in a corresponding manner, which act on the Arrestors introduced into the camshaft reaction forces almost always in the same direction. As a result, an axial bearing located in this direction at the front end of the camshaft is exposed to relatively high pressure forces, which leads to stronger frictional forces and thus to increased wear in the bearing.

Aus dem Stand der Technik ist beispielswiese die Druckschrift DE 102 41 920 A1 bekannt. Diese betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle, die für mindestens einen Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei der Zylinder zumindest zwei gleich wirkende Gaswechselventile aufweist, die jeweils von einem ersten Ventilbetätigungselement oder einem zweiten Ventilbetätigungselement umschaltbar betätigbar sind und das erste Ventilbetätigungselement axial auf der Nockenwelle verschiebbar ist, wobei das erste Ventilbetätigungselement eine zylindrische Außenkontur aufweist und mit dem zweiten Ventilbetätigungselement einstückig ist. So soll eine Ventil- beziehungsweise Zylinderabschaltung für die Brennkraftmaschine vorgesehen werden.From the state of the art is beispielswiese the publication DE 102 41 920 A1 known. This relates to a valve train for an internal combustion engine with a camshaft, which is provided for at least one cylinder of the internal combustion engine, wherein the cylinder has at least two equal-acting gas exchange valves, each of a first valve operating element or a second valve operating element are switchably actuated and the first valve actuator axially the camshaft is displaceable, wherein the first valve actuating element has a cylindrical outer contour and is integral with the second valve actuating element. Thus, a valve or cylinder shutdown for the internal combustion engine should be provided.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Ventiltrieb der eingangs genannten Art eine Reduzierung der Andruckkräfte in den Axiallagern der Nockenwelle zu ermöglichen.It is the object of the invention to allow for a valve train of the type mentioned a reduction of the contact pressure in the thrust bearings of the camshaft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich die Nockenträger paarweise in entgegengesetzten Endstellungen befinden, um die mittels der Nockenwelle gesteuerten Gaswechselventile in einer entsprechenden Weise zu betätigen, sodass die von den gehäusefesten Anlageflächen über mindestens einen Teil der Nockenträger und deren Arretiervorrichtungen in die Nockenwelle eingeleiteten axialen Reaktionskräfte paarweise entgegengesetzte Ausrichtungen besitzen.This object is achieved in that the cam carrier are in pairs in opposite end positions to actuate the controlled by the camshaft gas exchange valves in a corresponding manner, so that initiated by the housing fixed contact surfaces over at least part of the cam carrier and their locking devices in the camshaft axial reaction forces in pairs have opposite orientations.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, dass die Nockenträger paarweise von entgegengesetzten Seiten her gegen die gehäusefesten Anlageflächen anliegen, so dass die von diesen über die Nockenträger und deren Arretiervorrichtungen in die Nockenwelle eingeleiteten axialen Reaktionskräfte paarweise eine entgegengesetzte Ausrichtung besitzen. Dadurch heben sich diese axialen Reaktionskräfte bei einer ungeraden Anzahl von Nockenträgern teilweise und bei einer geraden Anzahl von Nockenträgern im Wesentlichen vollständig auf.By the measure according to the invention it is achieved that the cam carrier abut in pairs from opposite sides against the housing-fixed contact surfaces, so that the latter of these via the cam carrier and their locking devices introduced into the camshaft axial reaction forces in pairs have an opposite orientation. As a result, these axial reaction forces partially cancel each other out in an odd number of cam carriers and substantially completely in the case of an even number of cam carriers.

Vorzugsweise sind jeweils benachbarte Nockenträger in unterschiedlichen Endstellungen angeordnet, so dass die von ihnen in die Nockenwelle eingeleiteten axialen Reaktionskräfte eine entgegengesetzte Ausrichtung besitzen.Preferably, each adjacent cam carrier are arranged in different end positions, so that the axial reaction forces introduced by them into the camshaft have an opposite orientation.

Wenn die mittels der Nockenwelle gesteuerten Gaswechselventile in entsprechender Weise betätigt werden, befindet sich somit im Unterschied zum Stand der Technik gemäß EP 1 608 849 B1 ein Teil der Nockenträger in ihrer einen Endstellung, während sich die übrigen Nockenträger in ihrer anderen Endstellung befinden. Vorzugsweise befindet sich jeweils eine Hälfte der Nockenträger in der einen bzw. anderen Endstellung. If the gas exchange valves controlled by means of the camshaft are actuated in a corresponding manner, then, in contrast to the prior art, according to FIG EP 1 608 849 B1 a part of the cam carrier in its one end position, while the remaining cam carrier are in their other end position. Preferably, one half of the cam carrier is in one or the other end position.

Zur Betätigung der Gaswechselventile weist jeder Nockenträger wie beim Stand der Technik gemäß EP 1 608 849 B1 zwei Nockengruppen mit mindestens zwei Nocken auf, die unterschiedliche Nockenprofile besitzen. In jeder Endstellung des Nockenträgers wirkt einer der beiden Nocken jeder Nockengruppe mit einem Schlepphebel eines zugehörigen Gaswechselventils zusammen, um das Gaswechselventil zu betätigen.For actuation of the gas exchange valves, each cam carrier as in the prior art according to EP 1 608 849 B1 two groups of cams with at least two cams, which have different cam profiles. In each end position of the cam carrier one of the two cams of each cam group cooperates with a cam follower of an associated gas exchange valve to actuate the gas exchange valve.

Um zu gewährleisten, dass sämtliche Gaswechselventile in entsprechender Weise betätigt werden, obwohl sich ein Teil der Nockenträger in der einen Endstellung und ein anderer Teil der Nockenträger in der anderen Endstellung befindet, kann gemäß einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen werden, dass die Anordnung der Nocken der beiden Nockengruppen jeweils bei einem Teil der Nockenträger unterschiedlich ist, wobei die Anordnung bei zwei im Betrieb in unterschiedlichen Endstellungen befindlichen Nockenträgern vorzugsweise spiegelbildlich ist.In order to ensure that all gas exchange valves are actuated in a similar manner, although a part of the cam carrier is in one end position and another part of the cam carrier in the other end position, can be provided according to a first alternative embodiment of the invention that the arrangement of Cam of the two cam groups is different in each case in a part of the cam carrier, wherein the arrangement is preferably mirror images of two cam carriers located in different end positions in operation.

Alternativ dazu können die mit den Nocken der beiden Nockengruppen zusammenwirkenden Schlepphebel der Gaswechselventile von unterschiedlichen bzw. benachbarten Zylindern jeweils eine unterschiedliche, vorzugsweise spiegelbildliche Ausbildung besitzen.Alternatively, the cam followers of the gas exchange valves of different or adjacent cylinders, which cooperate with the cams of the two cam groups, may each have a different, preferably mirror-image, design.

Vorzugsweise umfasst jede der Arretiervorrichtungen wie beim Stand der Technik gemäß EP 1 608 849 B1 eine Rastkugel, die in jeder der beiden Endstellungen des zugehörigen Nockenträgers durch die Kraft einer Feder in eine gegenüberliegende Rastnut in einer inneren Umfangsfläche des Nockenträgers gedrückt wird. Die beiden Rastnuten weisen zweckmäßig schräge Flanken mit unterschiedlichem Neigungswinkel auf, wobei ihr axialer Mittenabstand etwas größer als der Verschiebeweg des Nockenträgers zwischen seinen beiden Endstellungen ist. Dadurch wird die Rastkugel einer Arretiervorrichtung in jeder der beiden Endstellungen des zugehörigen Nockenträgers gegen entgegengesetzten Flanken der einen bzw. der anderen Nut angepresst und infolge der entgegengesetzten Neigung der Flanken eine axiale Kraft in der einen oder anderen Richtung auf den Nockenträger ausgeübt. Durch die axiale Kraft wird der Nockenträger zweckmäßig mit einer von zwei gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Nockengruppen gegen eine benachbarte gehäusefeste Anlagefläche gedrückt, die vorzugsweise von einer der beiden entgegengesetzten Stirnseiten eines als Drehlager für die Nockenwelle und den Nockenträger dienenden Lagerbocks gebildet wird.Preferably, each of the locking devices as in the prior art according to EP 1 608 849 B1 a detent ball, which is pressed in each of the two end positions of the associated cam carrier by the force of a spring in an opposite detent groove in an inner circumferential surface of the cam carrier. The two locking grooves expediently have sloping flanks with different inclination angle, wherein their axial center distance is slightly larger than the displacement of the cam carrier between its two end positions. Thus, the detent ball of a locking device is pressed in each of the two end positions of the associated cam carrier against opposite edges of one or the other groove and exerted due to the opposite slope of the flanks an axial force in one or the other direction on the cam carrier. By the axial force of the cam carrier is expediently pressed with one of two opposite end faces of the two cam groups against an adjacent fixed housing surface, which is preferably formed by one of the two opposite end faces of serving as a pivot bearing for the camshaft and the cam carrier bearing blocks.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine axiale Schnittansicht eines Teils einer Einlassnockenwelle eines Vierzylinder-Reihenmotors, mit der sich der Hub und/oder die Öffnungszeiten von zwei Einlassventilen (nicht dargestellt) von jedem der vier Zylinder verstellen lassen.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The sole figure shows an axial sectional view of a portion of an intake camshaft of a four-cylinder in-line engine, with which the lift and / or the opening times of two intake valves (not shown) of each of the four cylinders can be adjusted.

Die Einlassnockenwelle 1 trägt dazu insgesamt vier Nockenträger, einen für die beiden Einlassventile jedes Zylinders, von denen in der Zeichnung nur zwei Nockenträger 2, 3 dargestellt sind. Die Nockenträger 2, 3 sind drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle 1 montiert. Jeder der beiden Nockenträger 2, 3 trägt zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Nockengruppen 5, 6 bzw. 7, 8 von denen jede zwei Nocken 9, 10 bzw. 11, 12 mit paarweise unterschiedlichen Nockenprofilen besitzt, die über ein identisches Grundkreisprofil 13 überstehen. Durch axiale Verschiebung der beiden Nockenträger 2, 3 auf der Nockenwelle 1 zwischen zwei Endstellungen lässt sich jeweils einer der beiden Nocken 9, 10 bzw. 11, 12 jeder Nockengruppe 5, 6 bzw. 7, 8 mit einer unterhalb der Nockenwelle 1 angeordneten Rolle 14 eines Rollenschlepphebels 15 von einem der Einlassventile in Anlagekontakt bringen, um dieses im Verlauf der Drehung der Nockenwelle 1 entsprechend dem Nockenprofil dieses Nockens 9, 10 bzw. 11, 12 zu öffnen bzw. zu schließen. Die Verschiebung der Nockenträger 2, 3 erfolgt immer dann, wenn die Grundkreisprofile 13 der Nockengruppen 5, 6 bzw. 7, 8 gegen die Rollen 14 der Schlepphebel 15 anliegen, wie in der Zeichnung dargestellt.The intake camshaft 1 contributes to a total of four cam carrier, one for the two intake valves of each cylinder, of which in the drawing only two cam carrier 2 . 3 are shown. The cam carrier 2 . 3 are non-rotatable and axially displaceable on the camshaft 1 assembled. Each of the two cam carriers 2 . 3 carries two axially spaced cam groups 5 . 6 respectively. 7 . 8th each of which has two cams 9 . 10 respectively. 11 . 12 with pairs of different cam profiles, which has an identical base circle profile 13 survive. By axial displacement of the two cam carrier 2 . 3 on the camshaft 1 between two end positions can each be one of the two cams 9 . 10 respectively. 11 . 12 each cam group 5 . 6 respectively. 7 . 8th with one below the camshaft 1 arranged roll 14 a roller cam follower 15 from one of the intake valves in abutting contact to this in the course of rotation of the camshaft 1 according to the cam profile of this cam 9 . 10 respectively. 11 . 12 to open or close. The displacement of the cam carrier 2 . 3 occurs whenever the base circle profiles 13 the cam groups 5 . 6 respectively. 7 . 8th against the roles 14 the rocker arm 15 abut, as shown in the drawing.

Der Aufbau der Nockenwelle 1 und der Nockenträger 2, 3 sowie deren Lagerung in gehäusefesten Lagerböcken 16, 17 des Zylinderkopfgehäuses 18 sind ebenso wie die zur axialen Verschiebung der Nockenträger 2, 3 erforderlichen Einrichtungen, d. h. zwei gegensinnige Schneckentriebe 19, 20 an den entgegengesetzten Stirnenden der Nockenträger 2, 3, in der bereits genannten EP 1 608 849 B1 der Anmelderin ausführlich beschrieben.The structure of the camshaft 1 and the cam carrier 2 . 3 as well as their storage in housing-fixed bearing blocks 16 . 17 of the cylinder head housing 18 are as well as the axial displacement of the cam carrier 2 . 3 required facilities, ie two opposing worm gears 19 . 20 at the opposite ends of the cam carrier 2 . 3 in the already mentioned EP 1 608 849 B1 the applicant described in detail.

Wie die in der EP 1 608 849 B1 beschriebene Nockenwelle ist auch die in der Zeichnung dargestellte Nockenwelle 1 jeweils in der Mitte zwischen den beiden Rollenschlepphebeln 15 eines Einlassventils in den gehäusefesten Lagerböcken 16, 17 gelagert. Die Lagerböcke 16, 17 werden jeweils von einem mittigen zylindrischen Abschnitt 21 jedes Nockenträgers 2, 3 durchsetzt, der einen im Vergleich zum Durchmesser der Nockengruppen 5, 6 bzw. 7, 8 geringeren Durchmesser aufweist. Der mittige Abschnitt 21 wird von zwei gegenüberliegenden Stirnflächen 22, 23 der Nockengruppen 5, 6 und 7, 8 begrenzt, von denen in den beiden Endstellungen des Nockenträgers 2, 3 jeweils eine gegen die benachbarte Stirnfläche 24 bzw. 25 des zugehörigen Lagerbocks 16 oder 17 anliegt.Like the ones in the EP 1 608 849 B1 described camshaft is also the camshaft shown in the drawing 1 each in the middle between the two Rollenschlepphebeln 15 an inlet valve in the housing-fixed bearing blocks 16 . 17 stored. The bearing blocks 16 . 17 each are from a central cylindrical section 21 each cam carrier 2 . 3 interspersed, the one compared to the diameter of the cam groups 5 . 6 respectively. 7 . 8th lower Diameter. The central section 21 is from two opposite faces 22 . 23 the cam groups 5 . 6 and 7 . 8th limited, of which in the two end positions of the cam carrier 2 . 3 one each against the adjacent end face 24 respectively. 25 of the associated bearing block 16 or 17 is applied.

Um die Nockenträger 2, 3 in ihren jeweiligen Endstellungen gegen die entsprechende Stirnfläche 24 oder 25 des Lagerbocks 16 bzw. 17 anliegend festzuhalten, weist die Nockenwelle 1 im Inneren jedes Nockenträgers 2, 3 in der Nähe von dessen einem, in der Zeichnung links dargestellten Stirnende eine radiale Sacklochbohrung 26 auf, in der eine Arretierkugel 27 radial beweglich geführt ist. Zwischen die Arretierkugel 27 und einem Boden 28 der Sacklochbohrung 26 ist eine Schraubendruckfeder 29 eingesetzt, welche die Arretierkugel 27 radial nach außen gegen eine mit zwei Rastnuten 31, 32 versehene innere Umfangsfläche 30 des zugehörigen Nockenträgers 2, 3 drückt.To the cam carrier 2 . 3 in their respective end positions against the corresponding end face 24 or 25 of the bearing block 16 respectively. 17 restraining fitting has the camshaft 1 inside each cam carrier 2 . 3 near its one, in the drawing left front end shown a radial blind hole 26 in which a locking ball 27 is guided radially movable. Between the locking ball 27 and a floor 28 the blind hole 26 is a helical compression spring 29 used, which the Arretierkugel 27 radially outward against one with two locking grooves 31 . 32 provided inner peripheral surface 30 of the associated cam carrier 2 . 3 suppressed.

Die beiden parallelen, im axialen Abstand voneinander angeordneten Rastnuten 31, 32 erstrecken sich um die innere Umfangsfläche 30 des Nockenträgers 2, 3 herum und weisen jeweils einen ebenen Nutboden auf, der von zwei unterschiedlich steilen Flanken begrenzt wird. Zwischen den beiden Nuten 31, 32 jedes Nutenpaars befindet sich ein im Querschnitt etwa dreieckiger Vorsprung 33, der von den beiden flacheren Nutflanken 34, 35 begrenzt wird.The two parallel, axially spaced locking grooves 31 . 32 extend around the inner peripheral surface 30 of the cam carrier 2 . 3 around and each have a flat groove bottom, which is bounded by two different steep flanks. Between the two grooves 31 . 32 Each groove pair is a cross-sectionally approximately triangular projection 33 from the two flatter groove flanks 34 . 35 is limited.

Der axiale Mittenabstand der Nuten 31, 32 jedes Nutenpaars und die axiale Position der Sacklochbohrungen 26 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Arretierkugel 27 gegen die flachere Nutflanke 34 bzw. 35 von einer der beiden Nuten 31, 32 angepresst wird, wenn der Nockenträger 2, 3 in der einen bzw. in der anderen Endstellung von entgegengesetzten Seiten her gegen den Lagerbock 16 bzw. 17 anliegt.The axial center distance of the grooves 31 . 32 each pair of grooves and the axial position of the blind holes 26 are coordinated so that the locking ball 27 against the flatter groove flank 34 respectively. 35 from one of the two grooves 31 . 32 is pressed when the cam carrier 2 . 3 in the one or in the other end position from opposite sides against the bearing block 16 respectively. 17 is applied.

Auf diese Weise wird die radiale Druckkraft der Feder 29 von der Arretierkugel 27 teilweise in eine axiale Kraft umgewandelt, die je nach Endstellung des Nockenträgers 2, 3 an der Flanke 34 der Rastnut 31 oder an der Flanke 35 der Rastnut 32 in den Nockenträger 2 bzw. 3 eingeleitet wird und diesen gegen die Stirnfläche 24 oder 25 des Lagerbocks 16 bzw. 17 drückt. Auf der anderen Seite wird jedoch an derselben Flanke 34 bzw. 35 auch eine vom Lagerbock 16, 17 auf den Nockenträger 2, 3 ausgeübte axiale Reaktionskraft F1 bzw. F2 in die Arretierkugel 27 und damit in die Nockenwelle 1 eingeleitet.In this way, the radial compressive force of the spring 29 from the locking ball 27 partially converted into an axial force, depending on the end position of the cam carrier 2 . 3 on the flank 34 the locking groove 31 or on the flank 35 the locking groove 32 in the cam carrier 2 respectively. 3 is initiated and this against the face 24 or 25 of the bearing block 16 respectively. 17 suppressed. On the other side, however, is on the same flank 34 respectively. 35 also one of the bearing block 16 . 17 on the cam carrier 2 . 3 exerted axial reaction force F1 or F2 in the locking ball 27 and thus into the camshaft 1 initiated.

Um zu verhindern, dass sich die über die Nockenträger 2, 3 sämtlicher Einlassventile der vier Zylinder in die Nockenwelle 1 eingeleiteten axialen Reaktionskräfte F1 und F2 in einer Richtung summieren und zu einer einseitigen Belastung von einem von zwei an den Stirnenden der Nockenwelle 1 angeordneten Axiallagern (nicht dargestellt) führen, ist vorgesehen, dass während einer gleichen bzw. entsprechenden Betätigung der Einlassventile aller vier Zylinder von den insgesamt vier Nockenträgern auf der Nockenwelle 1 zwei in der einen Endstellung und zwei in der anderen Endstellung angeordnet sind, wie in der Zeichnung beispielhaft für die Nockenträger 2 bzw. 3 dargestellt. Dadurch wird ein Nockenträger 2 von zwei benachbarten Nockenträgern 2, 3 von der Arretierkugel 27 gegen die Stirnfläche 24 des Lagerbocks 16 angepresst, während der andere Nockenträger 3 von der Arretierkugel 27 gegen die entgegengesetzte Stirnfläche 25 des Lagerbocks 17 angepresst wird. Infolgedessen weisen die vom Lagerbock 16 über den Nockenträger 2 und die zugehörige Arretierkugel 27 in die Nockenwelle 1 eingeleitete axiale Reaktionskraft F1 und die vom Lagerbock 17 über den Nockenträger 3 und die zugehörige Arretierkugel 27 in die Nockenwelle 1 eingeleitete axiale Reaktionskraft F2 eine entgegengesetzte Ausrichtung auf, so dass sie sich im Wesentlichen aufheben bzw. vektoriell betrachtet zu Null addieren.To prevent being over the cam carrier 2 . 3 all intake valves of the four cylinders in the camshaft 1 introduced axial reaction forces F1 and F2 in one direction and to a one-sided load of one of two at the front ends of the camshaft 1 arranged thrust bearings (not shown), it is provided that during a same or corresponding actuation of the intake valves of all four cylinders of the four cam carriers on the camshaft 1 two are arranged in one end position and two in the other end position, as in the drawing by way of example for the cam carrier 2 respectively. 3 shown. This will become a cam carrier 2 of two adjacent cam carriers 2 . 3 from the locking ball 27 against the face 24 of the bearing block 16 Pressed while the other cam carrier 3 from the locking ball 27 against the opposite end face 25 of the bearing block 17 is pressed. As a result, from the bearing block 16 over the cam carrier 2 and the associated locking ball 27 in the camshaft 1 initiated axial reaction force F1 and the bearing block 17 over the cam carrier 3 and the associated locking ball 27 in the camshaft 1 introduced axial reaction force F2 an opposite orientation, so that they substantially cancel or vectorially considered add to zero.

Um trotz der unterschiedlichen Endstellungen der Nockenträger 2 und 3 für eine gleiche oder entsprechende Betätigung sämtlicher Einlassventile zu sorgen, weisen die Nocken 9 und 10 der beiden Nockengruppen 5, 6 des Nockenträgers 2 eine umgekehrte Ausrichtung wie die Nocken 11, 12 der beiden Nockengruppen 7, 8 des Nockenträgers 3 auf. Um dies zu verdeutlichen, sind bei dem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung jeweils die linken, mit den Rollen 14 der Schlepphebel 15 beiderseits des Lagerbocks 16 zusammenwirkenden Nocken 9 und die rechten, mit den Rollen 14 der Schlepphebel 15 beiderseits des Lagerbocks 17 zusammenwirkenden Nocken 12 niedriger dargestellt, während die anderen, in der Zeichnung nicht mit den Rollen 14 der Schlepphebel 15 zusammenwirkenden Nocken 10 bzw. 11 der Nockengruppen 5 und 6 bzw. 7 und 8 höher dargestellt sind.In spite of the different end positions of the cam carrier 2 and 3 to provide an equal or corresponding actuation of all intake valves, the cams have 9 and 10 the two cam groups 5 . 6 of the cam carrier 2 a reverse orientation like the cams 11 . 12 the two cam groups 7 . 8th of the cam carrier 3 on. To illustrate this, in the embodiment in the drawing in each case the left, with the rollers 14 the rocker arm 15 on both sides of the bearing block 16 cooperating cam 9 and the right ones, with the rollers 14 the rocker arm 15 on both sides of the bearing block 17 cooperating cam 12 lower, while the others, in the drawing not with the rollers 14 the rocker arm 15 cooperating cam 10 respectively. 11 the cam groups 5 and 6 respectively. 7 and 8th are shown higher.

Obwohl sich der eine Nockenträger 2 der beiden Nockenträger 2, 3 in seiner rechten Endstellung und der andere Nockenträger 3 der beiden Nockenträger 2, 3 in seiner linken Endstellung befindet, wirken daher bei beiden Nockenträgern 2, 3 dieselben oder entsprechende Nockenprofile 9, 12 mit den Rollen 14 der Schlepphebel 15 zusammen, so dass sämtliche Einlassventile in derselben oder einer entsprechenden Weise betätigt werden, d. h. mit identischem oder entsprechendem Hub und mit identischen oder entsprechenden Öffnungszeiten. Dies gilt analog auch für die beiden weiteren nicht dargestellten Nockenträger auf der Nockenwelle 1.Although the one cam carrier 2 the two cam carriers 2 . 3 in its right end position and the other cam carrier 3 the two cam carriers 2 . 3 is in its left end position, therefore acting on both cam carriers 2 . 3 the same or corresponding cam profiles 9 . 12 with the roles 14 the rocker arm 15 together, so that all intake valves are operated in the same or a corresponding manner, ie with identical or corresponding stroke and with identical or corresponding opening times. This also applies analogously to the two other cam carriers (not shown) on the camshaft 1 ,

Wenn im Betrieb der Brennkraftmaschine der Hub und/oder die Öffnungszeiten sämtlicher Einlassventile verändert werden sollen, werden sämtliche Nockenträger in die jeweils andere Endstellung verschoben, d. h. bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der linke Nockenträger 2 nach links und der rechte Nockenträger 3 nach rechts, wo dann jeweils die höher dargestellten Nockenprofile 10 bzw. 11 der Nockengruppen 5, 6 bzw. 7, 8 mit den Rollen 14 der Schlepphebel 15 zusammenwirken. Zum Verschieben der Nockenträger 2, 3 wird bei dem Nockenträger 2 der linke Schneckentrieb 19 und bei dem Nockenträger 3 der rechte Schneckentrieb 20 aktiviert.If, during operation of the internal combustion engine, the stroke and / or the opening times of all intake valves are to be changed, all cam carriers are displaced into the respective other end position, ie in the exemplary embodiment shown in the drawing, the left-hand cam carrier 2 to the left and the right cam carrier 3 to the right, where then each of the higher cam profiles shown 10 respectively. 11 the cam groups 5 . 6 respectively. 7 . 8th with the roles 14 the rocker arm 15 interact. To move the cam carrier 2 . 3 becomes at the cam carrier 2 the left worm drive 19 and at the cam carrier 3 the right worm drive 20 activated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Nockenwelle, EinlassnockenwelleCamshaft, intake camshaft
22: Nockenträgercam support
33: Nockenträgercam support
55: Nockengruppecam group
66: Nockengruppecam group
77: Nockengruppecam group
88th: Nockengruppecam group
99: Nockencam
1010: Nockencam
1111: Nockencam
1212: Nockencam
1313: GrundkreisprofilBase circle profile
1414: Rollerole
1515: Schlepphebel, RollenschlepphebelDrag lever, roller rocker arm
1616: Lagerbockbearing block
1717: Lagerbockbearing block
1818: ZylinderkopfgehäuseCylinder head housing
1919: Schneckentriebworm drive
2020: Schneckentriebworm drive
2121: zylindrischer Abschnittcylindrical section
2222: Stirnflächeface
2323: Stirnflächeface
2424: Stirnfläche, AnlageflächeFace, contact surface
2525: Stirnfläche, AnlageflächeFace, contact surface
2626: SacklochbohrungBlind hole
2727: Arretierkugel, Arretiervorrichtung, RastkugelArresting ball, locking device, detent ball
2828: Bodenground
2929: Schraubendruckfeder, Arretiervorrichtung, FederHelical compression spring, locking device, spring
3030: innere Umfangsflächeinner peripheral surface
3131: Rastnut, NutLocking groove, groove
3232: Rastnut, NutLocking groove, groove
3333: Vorsprunghead Start
3434: Nutflanke, FlankeGroove flank, flank
3535: Nutflanke, FlankeGroove flank, flank
F1F1: Reaktionskraftreaction force
F2F2: Reaktionskraftreaction force

Claims

Valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine with at least one camshaft ( 1 ), which is rotatably mounted in a housing of the internal combustion engine, a plurality of cam carriers ( 2 . 3 ), each of which between two opposite, by housing-fixed contact surfaces ( 24 . 25 ) defined end positions on the camshaft ( 1 ) axially displaceable and in the end positions by means of a within the camshaft ( 1 ), with an axial force on the cam carrier ( 2 . 3 ) acting locking device ( 27 . 29 ) against one of the contact surfaces ( 24 . 25 ) is lockable fitting, wherein each locking device ( 27 . 29 ) a detent ball ( 27 ), which by the force of a spring ( 29 ) against an inner peripheral surface ( 30 ) of the associated cam carrier ( 2 . 3 ) and each cam carrier ( 2 . 3 ) two cam groups ( 5 . 6 ; 7 . 8th ) with at least two different cams ( 9 . 10 ; 11 . 12 ), characterized in that the cam carriers ( 2 . 3 ) in a corresponding operation or control of the gas exchange valves in pairs in opposite end positions, so that the of the fixed housing surfaces ( 24 . 25 ) over at least a part of the cam carrier ( 2 . 3 ) and their locking devices ( 27 . 29 ) in the camshaft ( 1 ) introduced axial reaction forces (F1, F2) in pairs have opposite orientations.

Valve gear according to claim 1, characterized in that each of the adjacent cam carriers ( 2 . 3 ) in the camshaft ( 1 ) introduced axial reaction forces (F1, F2) have opposite orientations.

Valve gear according to claim 1 or 2, characterized in that the number of cam carriers ( 2 . 3 ) on the camshaft ( 1 ) is straight and that each over half ( 2 . 3 ) the cam carrier ( 2 . 3 ) in the camshaft ( 1 ) introduced axial reaction forces (F1, F2) have opposite orientations.

Valve gear according to one of the preceding claims, characterized in that a vector sum of the in the camshaft ( 1 ) introduced axial reaction forces (F1, F2) is zero.

Valve gear according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement of the cams ( 9 . 10 ) of the two cam groups ( 5 . 6 ) of a part of the cam carrier ( 2 . 3 ) of the arrangement of the cam ( 11 . 12 ) of the two cam groups ( 7 . 8th ) of another part of the cam carrier ( 2 . 3 ) is different.

Valve gear according to claim 1, characterized in that the inner peripheral surface ( 30 ) of the cam carrier ( 2 . 3 ) with two axially spaced locking grooves ( 31 . 32 ), of which in each end position of the cam carrier ( 2 . 3 ) one opposite the locking device ( 27 . 29 ) is arranged.

Valve gear according to claim 6, characterized in that the locking device ( 27 . 29 ) at a part of the cam carrier ( 2 . 3 ) with a locking groove ( 31 ) and at a part of the cam carrier ( 2 . 3 ) with the other locking groove ( 32 ) is engaged.

Internal combustion engine, characterized by at least one valve drive ( 1 ) according to one of the preceding claims.