CN101868599B - 气门机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是发动机的气门机构，所述气门机构具有操纵装置(10)，所述操纵装置具有至少一个切换部件(11)，所述切换部件设置用于借助一切换轨道(12)来切换至少一个凸轮件(13、14)。本发明提出：所述气门机构具有一变换装置(15)，该变换装置(15)设置用于变换所述切换部件(11)的切换方向。

Description

气门机构
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的气门机构。
背景技术
已知特别是发动机的气门机构，该气门机构具有操纵装置，所述操纵装置具有至少一个切换部件，所述切换部件设置用于借助一切换轨道(Schaltkulisse)来切换至少一个凸轮件。
发明内容
本发明的目的特别是在于，提供一种具有数量减少的致动器的气门机构。所述目的分别通过独立权利要求的特征来实现，其中本发明的其它设计方案可由从属权利要求中获知。
本发明基于一种气门机构，特别是发动机的气门机构，该气门机构具有操纵装置，所述操纵装置具有至少一个切换部件，所述切换部件设置用于借助切换轨道来切换至少一个凸轮件。
(本发明)提出：所述气门机构具有一变换装置，该变换装置设置用于变换切换部件的切换方向。由此能省略第二切换部件，进而特别是能减少致动器的数量，节约构造空间和构造成本。在此，“切换方向”特别是应理解成这样的一方向，沿该方向借助切换部件能切换所述凸轮件。
(本发明)还提出：所述变换装置具有变换套。借助变换套能实现特别简单且紧凑的变换装置。
有利地，所述变换套具有至少两个变换单元。由此能有利地对两个切换方向进行切换。
此外，如果所述变换套在至少一个工作模式中能相对于凸轮件转动，则能简单地在两个切换方向之间进行切换。
优选地，所述变换套设置成在至少一个工作模式中相对于所述凸轮件不能转动。由此能调节一切换装置，进而对于一个切换过程能限定所述凸轮件的一个切换方向。
(本发明)还提出：所述变换单元沿周向彼此错开。由此，能简单地通过切换套的位置来确定切换方向。
有利地，所述变换单元具有约180°的位错角。由此能特别有利地使用切换套的周缘。
(本发明)还提出：所述变换装置具有制动件，所述制动件设置用于提供变换力。由此凸轮件的转动能特别简单地用于转动切换套进而用于选择切换方向。在此“制动件”特别是应理解成这样一种部件，所述部件制止切换套的转动，进而为切换套的特别是相对于凸轮件的相对转动提供一力。可选地，还可使用另一种装置，以便使切换套相对于凸轮件转动，例如具有液压的和/或电的致动器的装置。
此外，(本发明)提出：所述变换装置具有一抗转动地与凸轮件连接的变换单元。由此，所述切换套能简单地与凸轮件联接，其中所述切换套和凸轮件特别是由此能被联接用于轴向运动。
有利地，所述操纵装置具有一带有两个调节分段的滑槽轨道。由此所述气门机构能设计成沿轴向特别紧凑，其中仅具有一个滑槽轨道的设计方案是特别有利的。
如果所述调节分段具有不同的轴向方向分量，则能有利地实现凸轮件的两个轴向切换方向。
优选地，所述操纵装置具有一带有两个切换单元的切换套。由此所述凸轮件能沿两个切换方向轴向移位，其中所述切换单元有利地设置成错开180°并直接毗连所述变换单元。
在一种特别有利的设计方案中，所述变换装置和操纵装置至少部分地设计成一体。由此能进一步减少构件数量和构造成本。
在另一种优选的实施方式中，所述操纵装置具有第二切换部件，所述第二切换部件设置用于借助另一切换轨道切换至少另一凸轮件。优选地，借助第一切换部件切换的凸轮件和借助第二切换部件切换的凸轮件设计成径向间隔开。通过这种实施方案，能借助优选具有仅一个致动器的操纵装置来切换不同凸轮轴的凸轮件，例如进气凸轮轴的凸轮件和排气凸轮轴的凸轮件。
附图说明
其它优点由下面对附图的描述得知。在附图中示出本发明的一种实施例。附图、说明书和权利要求书包含组合的多个特征。本领域技术人员也可便利地单个考虑这些特征和将这些特征组合成合适的其它组合。
在附图中，
图1以从上方观察的平面图示出具有切换部件的气门机构的一部分，
图2以从下方观察的第一平面图示出一体设计的切换套和变换套，
图3以从上方观察的第二平面图示出一体设计的切换套和变换套，
图4示出气门机构的切换轨道的从上方看的视图，
图5示出在切换过程前处于第一切换位置的气门机构的切换套和变换套的从上方看的视图，
图6示出在切换过程后处于第一切换位置的气门机构的切换套和变换套的从上方看的视图，
图7示出在切换过程前处于第二切换位置的气门机构的切换套和变换套的从上方看的视图，
图8示出在切换过程后处于第二切换位置的气门机构的切换套和变换套的从上方看的视图，和
图9以透视图示出整个气门机构。
具体实施方式
图1示出一气门机构的一部分，该气门机构具有操纵装置10的切换部件11。切换部件11具有一能接合在切换轨道12中的操纵销27。在切换部件11接合在切换轨道12中的工作模式中，两个凸轮件13、14借助切换轨道12轴向移位，由此能实现可变换的气门传动(机构)。在此，凸轮件13、14各具有四个凸轮对28、29、30、31。
为了简化示图，在图1至图8中以平面图示出凸轮件13、14。在图9中示出一透视图，其中凸轮件13、14具有弯曲部和本身闭合的表面。
在此，操纵装置10的切换轨道12仅具有一个滑槽轨道21，凸轮件13、14借助所述滑槽轨道21能沿两个切换方向轴向移位。为了变换所述切换方向——切换部件11沿该切换方向移动凸轮13、14，气门机构具有一带变换套16的变换装置15。
在要变换切换方向的工作模式中，变换套16能相对于凸轮件13、14转动。在要借助操纵装置10对凸轮件13、14进行切换的工作模式中，变换套16设置成相对于凸轮件13、14不能转动。
为了将变换套16设置成在两个切换位置上相对于凸轮件13、14不能转动，变换套16具有两个变换单元17、18，借助所述变换单元17、18，变换套16能设置成在所述(两个)切换位置上相对于凸轮件13、14不可转动。在此，变换单元17、18在周向上彼此错开，并具有180°的位错角。在此，变换单元17、18接合到另一变换单元20中，该另一变换单元20抗转动地设置在凸轮件13、14上。
变换套16的两个变换单元17、18具有突起部32、33、34、35，所述突起部32、33、34、35设置在变换套16的背离切换部件11的下侧上(图2)。被设计成相对于凸轮件13、14不能转动的变换单元20具有两个设置在凸轮件13、14上的突起部36、37(图3)。
变换套16的第一变换单元17的突起部32、33设计成两件式的，所述突起部32、33在变换套16上沿轴向延伸。沿轴向方向，所述突起部具有中间空隙38。变换套16的第二变换单元18的突起部34、35设计成一体的。所述突起部34、35轴向延伸，其宽度基本上等于在第一变换单元17的突起部32、33之间的中间空隙38的轴向宽度。第二变换单元18的突起部34、35在轴向上设置在中间空隙38的高度上并相对于第一变换单元17的突起部32、33在周向上错开180°。
第三变换单元20的设置在凸轮件13、14上的突起部36、37在第一切换位置中与第一变换单元17的突起部32、33形状锁合地(formschlüssig)接触。在此切换位置中，凸轮件13、14从变换套16的中心开始沿径向向外移位。在第二切换位置中，第三变换单元20的突起部36、37与第二变换单元18的突起部34、35形状锁合地接触。在此切换位置中，凸轮件13、14径向地朝向变换套16的中心移位。
为了从第一切换位置切换到第二切换位置，第三变换单元20的设置在凸轮件13、14上的突起部36、37沿轴向向内移位，由此，变换套16能转动，因为第三变换单元20的突起部36、37位于第一变换单元17的突起部32、33之间的中间空隙38中。变换套16转动180°，直至第三变换单元20的突起部36、37与第二变换单元18的突起部34、35形状锁合地相接触。
为了从第二切换位置切换到第一切换位置，第三变换单元20的突起部32、33沿轴向向外移位。由此消除第三变换单元20的突起部36、37与第二变换单元18的突起部34、35的形状锁合的接触，变换套16再次转动180°，直到第三变换单元20的突起部36、37与第一变换单元17的突起部32、33形成形状锁合的接触。
通过制动件19获得一使变换套16相对于凸轮件13、14转动的变换力。薄片形设计的制动件19与变换套16摩擦锁合地(reibschlüissig)接触。制动件19设置成抗转动的，变换套16与凸轮件13、14一起通过发动机来旋转驱动。通过制动件19与变换套16的摩擦锁合的接触，变换套16上作用有一力，借助所述力能使变换套16相对于凸轮件13、14转动，其中转动方向通过凸轮件13、14或变换套16的转动方向来确定。
为了使凸轮件13、14沿轴向移位，操纵装置10具有切换套24，所述切换套24与变换套16设计成一体的。切换套24具有一带有两个调节分段22、23的滑槽轨道21，其中调节分段22、23具有不同的方向分量。调节分段22、23通过中间分段39相连接。滑槽轨道21的走向基本上可认为是S形的(图4)。
在切换套24的下侧设置有第一切换单元25和第二切换单元26。第一切换单元25具有两个突起部40、41，这两个突起部40、41直接毗连第一变换单元17的突起部32、33。第一切换单元25的突起部40、41基本上沿周向延伸。
第二切换单元26具有一突起部42，该突起部42与第一切换单元25的突起部40、41在周向上错开180°。第二切换单元26的突起部42在轴向上设置在切换套24的中心且同样沿周向延伸。
在凸轮件13、14上设置有一第三切换单元43，该第三切换单元43具有两个设置在凸轮件13、14上的突起部44、45，所述突起部44、45与凸轮件13、14相连接。所述凸轮件以抗转动但能轴向移位的方式设置在凸轮轴上。
如果变换套16、进而切换套24处于第一切换位置，则第三切换单元43的突起部44、45在轴向上位于第一切换单元25的突起部40、41之间。在此，第一切换单元25的突起部40、41和第三切换单元43的突起部44、45设置成紧邻的。
如果切换部件11已经通过滑槽轨道21的啮合分段46啮合到滑槽轨道21中，则切换套24通过第一调节分段22的轴向方向分量轴向地从第一凸轮件13运动离开。对于这种轴向运动，第一切换单元25的突起部40和第三切换单元43的突起部44具有形状锁合的接触。由此，第一凸轮件13轴向地朝向切换套24的中心运动。然后，通过第二调节分段23以及通过在第一切换单元25的突起部41与第三切换单元43的突起部45之间的接触，第二凸轮件14同样轴向地朝向切换套24的中心运动(图5和图6)。
然后，切换部件11又通过脱离分段47从滑槽轨道21中脱离。如果切换部件11脱离，则切换套24、进而变换套16通过借助制动件19施加到切换套24上的复位力重新回到位于凸轮件13、14之间的中间位置。为此，制动件19和切换套24或者说变换套16具有在轴向上位于外部的倾斜部48、49，所述倾斜部48、49造成一到中间位置的力。可选地，还可设置其它引起复位力的装置。
通过凸轮件13、14的移位、进而通过第三变换单元20的突起部36、37的移位，变换套16、进而切换套24也从第一切换位置切换到第二切换位置。在第二切换位置中，第二切换单元26的设置在切换套24上的突起部42紧挨着地位于第三切换单元43的设置在凸轮件13、14上的突起部44、45之间。
如果切换部件11啮合到滑槽轨道21中，当切换套24位于第二切换位置时，通过切换套24的由于第一调节分段22而执行的轴向运动，第二凸轮件14轴向地从中心运动离开。然后，第一凸轮件13也通过第二调节分段23沿轴向向外移动。对于切换套24的这种轴向运动，第二切换单元26的突起部42和第三切换单元43的突起部44、45彼此接合，由此，可通过切换套24移动凸轮件13、14(图7和图8)。
如果切换部件11通过脱离分段47再次从滑槽轨道21脱离，则切换套24通过制动件19再次运动到中间位置。然后，通过凸轮件13、14的移位和第三变换单元20的突起部36、37的随之发生的移位，变换套16再次切换到第一切换位置。
优选地，所述气门机构可具有与在图9中示出的第一凸轮轴平行设置的第二凸轮轴。优选地，所述第二凸轮轴与第一凸轮轴相同地设计并同样具有两个带有四个凸轮对的凸轮件。操纵装置在这种实施方式中优选设置在凸轮轴之间，由此能借助一个致动器驱控具有两个操纵销的两个切换部件，所述两个操纵销接合到各切换套或变换套的切换轨道中。因此，能借助仅一个致动器来提供一用于多缸发动机气门机构的切换装置，该切换装置为发动机的进气门和排气门提供能切换的气门传动。

Claims (14)

1.一种气门机构，所述气门机构具有操纵装置(10)，所述操纵装置具有至少一个切换部件(11)，所述切换部件设置用于借助一切换轨道(12)来切换至少一个凸轮件(13、14)，其特征在于，设置有一变换装置(15)，所述变换装置设置用于变换所述切换部件(11)的切换方向。
2.根据权利要求1所述的气门机构，其特征在于，所述变换装置(15)具有变换套(16)。
3.根据权利要求2所述的气门机构，其特征在于，所述变换套(16)具有至少两个变换单元(17、18)。
4.至少根据权利要求2所述的气门机构，其特征在于，所述变换套(16)在至少一个工作模式中能相对于所述凸轮件(13、14)转动。
5.至少根据权利要求2所述的气门机构，其特征在于，所述变换套(16)设置成在至少一个工作模式中相对于所述凸轮件(13、14)不能转动。
6.至少根据权利要求3所述的气门机构，其特征在于，所述变换单元(17、18)在周向上彼此错开。
7.根据权利要求6所述的气门机构，其特征在于，所述变换单元具有约180°的位错角。
8.根据前述权利要求中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述变换装置(15)具有制动件(19)，所述制动件设置用于提供变换力。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述变换装置(15)具有一抗转动地与所述凸轮件(13)相连接的变换单元(20)。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述操纵装置(10)具有一带有两个调节分段(22、23)的滑槽轨道(21)。
11.根据权利要求10所述的气门机构，其特征在于，所述调节分段(22、23)具有不同的轴向方向分量。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述操纵装置(10)具有一带有两个切换单元(25、26)的切换套(24)。
13.根据权利要求1-7中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述变换装置(15)和所述操纵装置(10)至少部分地设计成一体。
14.一种用于气门机构的方法，所述气门机构具有操纵装置(10)，所述操纵装置具有至少一个切换部件(11)，所述切换部件设置用于借助一切换轨道(12)来切换至少一个凸轮件(13、14)，其特征在于，变换所述切换部件(11)的切换方向。
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