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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
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Bei modernen Brennkraftmaschinen werden zur Optimierung der Ladungsbewegung im Brennraum variable Ventiltriebe verwendet, mit denen bei den Gaswechselventilen unterschiedliche Ventilhübe eingestellt werden können. Aus der
DE 196 11 641 C1 ist ein Ventiltrieb bekannt, mit dem die Betätigung eines Gaswechselventils mit mehreren unterschiedlichen Hubkurven ermöglicht wird. Hierzu ist auf der Nockenwelle ein Schiebenocken mit mehreren Nockenbahnen drehfest aber axial verschieblich gelagert, der eine Hubkontur aufweist, in die ein als Stift ausgebildetes Betätigungselement eines Aktuators zur Erzeugung einer axialen Verschiebung des Nockens eingreift. Durch die axiale Verschiebung des Nockens wird der jeweilige Ventilhub eingestellt. Der Schiebenocken ist nach der axialen Verschiebung desselben relativ zur Nockenwelle dadurch in seiner axialen Relativposition auf der Nockenwelle rastierbar, dass abhängig von der axialen Relativposition mindestens eine federbeaufschlagte Rastkugel, die in der Nockenwelle aufgenommen und gelagert ist, in mindestens eine Rastnut eingreift, die auf einer radial innenliegenden Fläche des Schiebenockens ausgebildet ist. Nach diesem Stand der Technik bilden die Rastvertiefungen des Schiebenockens und mindestens eine mit den Rastvertiefungen des Schiebenockens zusammenwirkende Rastkugel eine Arretiervorrichtung zur Arretierung der axialen Relativposition des Schiebenockens auf der Nockenwelle aus.
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Aus der
DE 10 2007 027 979 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb bekannt, dessen Arretiervorrichtung von zwei Rastelementen gebildet ist, nämlich einem ersten Rastelement mit mehreren Rastvertiefungen, das Bestandteil des Schiebenockens ist und zusammen mit dem Schiebenocken relativ zur Nockenwelle axial verlagerbar ist, sowie von mindestens einem zweiten Rastelement, bei welchem es sich um eine federbeaufschlagte Rastkugel handelt. Das oder jedes federbeaufschlagte, zweite Rastelement ist nicht in der Nockenwelle aufgenommen, sondern vielmehr in Tunnelabschnitten eines Tunnellagers der jeweiligen Nockenwelle.
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Aus der
DE 10 2008 060 166 A1 ist ein Ventiltrieb bekannt, bei welchem ein auf einer Nockenwelle drehfest aber axial verschieblich gelagerter Schiebenocken einen Kulissenabschnitt mit mehreren Nuten aufweist, und bei welchem zur Bewirkung einer axialen Verschiebung des Schiebenockens ein Aktuator mit mehreren betätigbaren Stiften vorgesehen ist. Der Kulissenabschnitt verfügt über eine erste, rechtsgängige Nut und eine zweite, linksgängige Nut, die am Umfang des Kulissenabschnitts nebeneinander angeordnet sind und in eine gemeinsame Auslaufnut übergehen. Mit den Nuten des Kulissenabschnitts wirken die Stifte des Aktuators zusammen.
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Ferner ist aus der Praxis bereits ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, bei welchem die Nuten des Kulissenabschnitts am Umfang des Kulissenabschnitts hintereinander positioniert sind, nämlich eine erste Nut für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in einer ersten Richtung und eine zweite Nut für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in einer entgegengesetzten zweiten Richtung. Auch bei diesem Ventiltrieb umfasst der Aktuator zur Bewirkung der axialen Verschiebung des Schiebenockens mehrere betätigbare Stifte, nämlich einen ersten Stift für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in den beiden Richtungen um ein erstes Axialsegment und einen zweiten Stift für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens in den beiden Richtungen um ein zweites Axialsegment.
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Die Stifte des Aktuators, die zur Bewirkung der axialen Verschiebung des Schiebenockens mit den Nuten des Kulissenabschnitts des Schiebenockens zusammenwirken, sind, wie dies aus der
DE 10 2008 060 166 A1 bekannt ist, über als Rastkugeln ausgebildete Rastelemente in einem Gehäuse des Aktuators verrastet und damit festgelegt, wobei zum Lösen der Verrastung der Stifte der Aktuator, nämlich ein Elektromagnet desselben, bestromt wird, um die über die Rastelemente bewirkte Verrastung der Stifte im Gehäuse des Aktuators aufzuheben. Die durch Bestromung des Aktuators freigegebenen Stifte desselben können in radialer Richtung des Schiebenockens bzw. Kulissenabschnitts des Schiebenockens zum Eingriff in eine Nut des Kulissenabschnitts axial verlagert werden.
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Wie oben dargestellt, erfolgt bei aus der Praxis bekannten Ventiltrieben die Rastierung des Schiebenockens auf der Nockenwelle nach einer axialen Verschiebung des Schiebenockens mithilfe von Rastkugeln, die in Rastvertiefungen eingreifen. Bei einer solchen Arretierung eines Schiebenockens auf der Nockenwelle sind hohe Verschiebekräfte erforderlich, um den Schiebenocken relativ zur Nockenwelle axial zu verlagern. Dies ist von Nachteil.
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Ein weiterer Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Ventiltriebe besteht darin, dass es im Betrieb in Folge unterschiedlicher thermischer Dehnungen von Zylinderkopf bzw. Zylinderkopfdeckel und Nockenwelle zu einer unzulässig hohen Positionsabweichung zwischen dem Stift des Aktuators und der jeweiligen Nut des Kulissenabschnitts des Schiebenockens kommen kann, wodurch die Funktionsfähigkeit des Ventiltriebs beeinträchtig werden kann. Diesem Effekt kann bislang nur durch eine hochpräzise Fertigung der Einzelteile des Ventiltriebs entgegengewirkt werden, wodurch hohe Fertigungszeiten und hohe Fertigungskosten verursacht werden. Auch dies ist von Nachteil.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4 zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einen Ventiltrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.
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Es ist ein Gleitstück vorgesehen, welches mit einem ersten Abschnitt mit der jeweiligen Nut des jeweiligen Kulissenabschnitts in Eingriff steht, und welches an einem zweiten Abschnitt zur axialen Verschiebung des Schiebenockens mit dem Stift des Aktuators in der Betriebsposition desselben in Eingriff bringbar ist, wobei zur Rastierung des jeweiligen Schiebenockens der Stift in der Ruheposition desselben formschlüssig in eine Rastierkontur, die von einer zusammen mit dem jeweiligen Schiebenocken axial verschiebbaren Schiebemuffe bereitgestellt ist, eingreift.
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Bedingt dadurch, dass zwischen dem Schiebenocken, nämlich dem Kulissenabschnitt desselben, und dem Aktuator das Gleitstück zum Einsatz kommt, kann auf einen Aktuator mit mehreren Stiften verzichtet werden. Hierdurch ist es möglich, einen mehrstufigen Ventiltrieb unter Verwendung eines Aktuators mit ausschließlich einem einzigen Stift bereitzustellen. Hierdurch ergeben sich geringere Systemtoleranzen, weiterhin reduzierte Flächenpressungen zwischen Schiebenocken und Aktuator, nämlich zwischen Schiebenocken, Gleitstück und Aktuator.
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Ferner wird vorgeschlagen, die Rastierung eines Schiebenockens auf einer Nockenwelle mithilfe des Stifts des jeweiligen Aktuators vorzunehmen, wobei zur Rastierung des Schiebenockens der Stift des jeweiligen Aktuators mit einer auf dem Schiebenocken positionierten und zusammen mit dem Schiebenocken axial verschiebbaren Schiebemuffe zusammenwirkt, und wobei diese Schiebemuffe eine Rastierkontur bereitstellt, mit welcher der Stift des jeweiligen Aktuators zur Rastierung des jeweiligen Schiebenockens formschlüssig zusammenwirkt. Dadurch können einerseits zur Verschiebung benötigte Verschiebekräfte reduziert werden, andererseits werden im Betrieb unzulässig hohe Positionsabweichungen zwischen dem Stift des Aktuators und der jeweiligen Nut des Kulissenabschnitts des jeweiligen Schiebenockens, nämlich zwischen dem Stift des Aktuators und dem Gleitstück, welches in die jeweilige Nut des Kulissenabschnitts eingreift, vermieden. Der Ventiltrieb ist einfach und kostengünstig herstellbar und unempfindlich gegenüber unterschiedlichen thermischen Dehnungen der Baugruppen.
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Der Stift des jeweiligen Aktuators weist einen ersten Abschnitt mit einer relativ großen Querschnittsfläche und einen hierzu benachbarten zweiten Abschnitt mit einer relativ kleinen Querschnittsfläche auf, wobei in der Ruheposition des jeweiligen Aktuators, in welcher der Stift desselben eingefahren ist, der erste Abschnitt außer Eingriff mit dem Gleitstück und in formschlüssigem Eingriff mit der Rastierkontur der Schiebemuffe steht, und wobei in der Betriebsposition des jeweiligen Aktuators, in welcher der Stift desselben ausgefahren ist, der erste Abschnitt in Eingriff mit dem Gleitstück und außer Eingriff mit der Rastierkontur der Schiebemuffe steht. Diese Ausgestaltung des Stifts des jeweiligen Aktuators ist besonders bevorzugt und erlaubt einerseits die Reduzierung benötigter Verschiebekräfte sowie andererseits die Vermeidung unzulässig hoher Positionsabweichungen zwischen dem Stift und dem Gleitstück.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Rastierkontur der Schiebemuffe von mehreren nebeneinander positionierten, dem Stift des Aktuators zugewandten Rastiernuten gebildet, wobei dann, wenn der erste Abschnitt des Stifts in formschlüssigem Eingriff mit der Rastierkontur steht, derselbe in eine der Rastiernuten der Rastierkontur formschlüssig eingreift, wohingegen dann, wenn der erste Abschnitt des Stifts außer Eingriff mit der Rastierkontur steht, derselbe aus den Rastiernuten herausbewegt ist und der zweite Abschnitt des Stifts eine Relativbewegung zwischen der Schiebmuffe und dem Aktuator derart zulässt, dass eine Relativposition des zweiten Abschnitts zu den Rastiernuten änderbar ist. Ein solcher Ventiltrieb ist besonders bevorzugt und einfach herstellbar.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 einen schematischen Ausschnitt aus einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Ansicht;
- 2 den Ausschnitt der 1 in Seitenansicht;
- 3 ein Detail der 2 in einem ersten Zustand;
- 4 das Detail der 3 in einem zweiten Zustand;
- 5 das Detail der 3 in dem ersten Zustand in einer perspektivischen Ansicht; und
- 6 das Detail der 3 in dem zweiten Zustand in einer perspektivischen Ansicht.
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1 und 2 zeigen einen Ausschnitt aus einer Brennkraftmaschine im Bereich einer Nockenwelle 1 eines Ventiltriebs der Brennkraftmaschine. Die in 1, 2 gezeigte Nockenwelle 1 ist über nicht gezeigte Nockenwellenlager in einem nicht gezeigten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gelagert, der vorzugsweise aus einem Zylinderkopfunterteil und einem Nockenwellengehäuse zusammengesetzt ist. Zylinderkopfunterteil und Nockenwellengehäuse können auch einstückig ausgebildet sein.
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Die in 1, 2 gezeigte Nockenwelle 1 ist als Einlassnockenwelle ausgeführt und dient der Steuerung von Einlassventilen 2 der Brennkraftmaschine mit Hilfe von Rollenschlepphebeln.
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Zur Steuerung von nicht gezeigten Auslassventilen der Brennkraftmaschine ist eine nicht gezeigte Auslassnockenwelle vorhanden. Bei den Einlassventilen und Auslassventilen handelt es sich um Gaswechselventile der Brennkraftmaschine.
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Pro Zylinder sind vorzugsweise zwei Einlassventile 2 und zwei nicht gezeigte Auslassventile vorgesehen, wobei die Einlassventile 2 von der Einlassnockenwelle 1 in bekannter Weise gesteuert betätigt werden. Die Auslassventile werden von der nicht gezeigten Auslassnockenwelle in bekannter Weise gesteuert betätigt. Hierzu weist die Einlassnockenwelle 1 bzw. die nicht gezeigte Auslassnockenwelle jeweils mehrere Schiebenocken 3 auf.
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Der Schiebenocken 3 ist aus einem in der Mitte positionierten Kulissenabschnitt 4 und zwei äußeren Nockenabschnitten 5 gebildet. Jeder äußere Nockenabschnitt 5 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Nockenbahnen 6, wobei mit jeder der Nockenbahnen 6 ein unterschiedlicher Ventilhub eingestellt wird. Der Schiebenocken 3 umfasst demnach für jedes Ventil einen Nockenabschnitt 5 mit drei Nockenbahnen 6, der axial verschiebbar ist.
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Jedem Schiebenocken 5 ist ein Aktuator 7 zugeordnet, der einen einzigen Stift 8 aufweist, der über ein Gleitstück 10 mit an einer Mantelfläche des Kulissenabschnitts 4 ausgebildeten Nuten 9a, 9b des Schiebenockens 3 zusammenwirkt. Dadurch erfolgt eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1.
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Durch die axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 wird das jeweilige Gaswechselventil gezielt mit einer bestimmten Nockenbahn 6 betätigt, so dass eine unterschiedliche Ventilhubeinstellung erfolgt.
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Der Kulissenabschnitt 4 des axial verschiebbaren Schiebenockens 3 umfasst mehrere in Umfangsrichtung des Kulissenabschnitts 4 und damit am Umfang des Schiebenockens 3 hintereinander positionierte Nuten, nämlich eine erste Nut 9a für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 in einer ersten axialen Richtung und eine zweite Nut 9b für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 in einer entgegengesetzten, zweiten axialen Richtung. Die in Umfangsrichtung des Kulissenabschnitts 4 hintereinander positionierten Nuten 9a und 9b sind dabei jeweils S-förmig konturiert, wobei diese Nuten 9a und 9b an einer äußeren Mantelfläche des Kulissenabschnitts 4 in Umfangsrichtung hintereinander am Kulissenabschnitt 4 ausgebildet sind und sich demnach über unterschiedliche Umfangsabschnitte des Schiebenockens 3 und damit Kulissenabschnitts 4 erstrecken. Beide S-förmig konturierten Nuten 9a und 9b definieren zusammen einen doppel-S-förmig konturierten Kulissenabschnitt 4.
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Beim Ventiltrieb wirkt der Aktuator 7, nämlich der Stift 8 desselben, nicht unmittelbar mit den Nuten 9a, 9b des Kulissenabschnitts 4 des Schiebenockens 3 zusammen, sondern vielmehr mittelbar unter Zwischenanordnung des Gleitstücks 10. Das Gleitstück 10 steht mit einem ersten Abschnitt 11 vorzugsweise permanent in Eingriff mit einer der Nuten 9a, 9b des jeweiligen Kulissenabschnitts 4 des Schiebenockens 3.
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Ein dem ersten Abschnitt 11 gegenüberliegender, zweiter Abschnitt 12 des Gleitstücks 10 wirkt mit dem Stift 8 des Aktuators 7 zusammen. So steht bei betätigtem Aktuator 7 der durch Bestromung desselben freigegebene Stift 8 desselben in formschlüssigem Eingriff mit dem zweiten Abschnitt 12 des Gleitstücks 10, um die axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 zu bewirken.
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Am zweiten Abschnitt 12 des Gleitstücks 10, welcher mit dem Aktuator 7, nämlich dem Stift 8 desselben, zusammenwirkt, sind in Axialrichtung gesehen zwei Bereiche 13 und 14 (siehe 3 und 4) nebeneinander ausgebildet, die der formschlüssigen Aufnahme des Stifts 8 des Aktuators 7 dienen.
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So dient ein erster Bereich 13 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 der axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens 3 in beiden Richtungen um ein erstes Axialsegment, um eine Hubverstellung zwischen zwei unmittelbar benachbarten Nockenbahnen 6 des jeweiligen Nockenabschnitts 5 zu bewirken. Ein axial benachbarter, zweiter Bereich 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 dient der Bereitstellung der axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens 3 in den beiden Richtungen um ein zweites Axialsegment, um die Verstellung zwischen zwei anderen unmittelbar benachbarten Nockenbahnen 6 des Nockenabschnitts 5 zu gewährleisten.
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Bei der entsprechenden axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens 3 um das jeweilige Axialsegment steht der Stift 8 des Aktuators 7 formschlüssig mit dem jeweiligen Bereich 13, 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 in Eingriff.
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Im ersten Axialsegment der axialen Verschiebung des Schiebenockens 3 erfolgt eine relative Axialverschiebung des Schiebenockens 3 relativ zum Einlassventil 2 zwischen einer Nockenbahn 6, die einen relativ kleinen Hub am jeweiligen Einlassventil 2 bewirkt, und einer Nockenbahn 6, die einen mittleren Hub des jeweiligen Einlassventils 2 bewirkt.
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Im zweiten Axialsegment der axialen Verschiebung des Schiebenockens 3 erfolgt eine relative Axialverlagerung des Schiebenockens 3 relativ zum Einlassventil 2 zwischen der Nockenbahn 6, die den mittleren Hub des jeweiligen Einlassventils 2 bewirkt, und einer Nockenbahn 6, die einen relativ großen Hub des jeweiligen Einlassventils 2 bewirkt.
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Dann, wenn der jeweilige Schiebenocken 3 von einem Zustand mit der aktiven Nockenbahn 6 für den kleinen Hub des Einlassventils 2 in einen Zustand mit der aktiven Nockenbahn 6 für den mittleren Hub des Einlassventils 2, überführt werden soll, wenn also eine Axialverlagerung des Schiebenockens 3 in der ersten Richtung im ersten Axialsegment erfolgen soll, ist der Stift 8 des Aktuators 7 formschlüssig mit dem ersten Bereich 13 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 in Eingriff gebracht, wobei durch Verdrehen der Nockenwelle 1 und damit des Schiebenockens 3 relativ zum feststehenden Aktuator 7 und feststehenden Stift 8 desselben der Schiebenocken 3 in der ersten Axialrichtung im ersten Axialsegment verlagert wird.
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Dabei ist die erste Nut 9a des Kulissenabschnitts 4 des Schiebenockens 3 wirksam, wozu der erste Abschnitt 11 des Gleitstücks 10 mit der ersten Nut 9a des Kulissenabschnitts 4 zusammenwirkt.
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Soll der Schiebenocken 3 in dieser ersten axialen Richtung weiter axial verlagert werden, also in dem zweiten Axialsegment verschoben werden, so ist der Stift 8 des Aktuators 7 in den zweiten Bereich 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 formschlüssig eingeführt, wobei durch Verdrehen der Nockenwelle 1 und damit des Schiebenockens 3 relativ zum feststehenden Aktuator 7 der Schiebenocken 3 weiter in der ersten axialen Richtung im zweiten Axialsegment verlagert wird.
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Bei dieser axialen Verlagerung des Schiebenockens 3 in der ersten axialen Richtung ist wiederum die erste Nut 9a des Kulissenabschnitts 4 wirksam, bei dieser axialen Verlagerung greift demnach der erste Abschnitt 11 des Gleitstücks 10 in die erste Nut 9a des Kulissenabschnitts 4 ein.
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Zur Verlagerung des Schiebenockens 3 in der entgegen gesetzten, zweiten axialen Richtung dient die zweite Nut 9b des Kulissenabschnitts 4, wobei zur axialen Verschiebung des Schiebenockens 3 in der zweiten Richtung im zweiten Axialsegment, der Stift 8 wiederum mit dem zweiten Bereich 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 formschlüssig in Eingriff steht, und wobei zur axialen Verlagerung des Schiebenockens 3 in der zweiten Richtung im ersten Axialsegment, der Stift 8 des Aktuators 7 mit dem ersten Bereich 13 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 formschlüssig in Eingriff steht. Wie bereits erwähnt, ist in beiden axialen Segmenten bei der Verlagerung in der zweiten Richtung die zweite Nut 9b des Kulissenabschnitts 4 wirksam, sodass in diesem Fall der erste Abschnitt 11 des Gleitstücks 10 in diese zweite Nut 9b eingreift.
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Aus den obigen Zusammenhängen folgt demnach, dass abhängig von der gewünschten Richtung der axialen Verschiebung des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 entweder die erste Nut 9a oder die zweite Nut 9b des Kulissenabschnitts 4 wirksam ist. Zur Verschiebung des Schiebenockens 3 in der ersten axialen Richtung ist die Nut 9a wirksam, wohingegen zur Verschiebung des Schiebenockens 3 in der entgegen gesetzten zweiten Richtung die zweite Nut 9b wirksam ist. Abhängig vom gewünschten Axialsegment der axialen Verschiebung des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 greift der Stift 8 des Aktuators 7 in einen der Bereiche 13, 14 des Gleitstücks 10, welches mit dem ersten Abschnitt 11 mit der jeweiligen Nut 9a bzw. 9b in Eingriff steht, formschlüssig ein. Für die axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 im ersten Axialsegment, also zur Überführung zwischen einer Nockenbahn 6 für einen kleinen Ventilhub und einer Nockenbahn 6 für einen mittleren Ventilhub, steht der Stift 8 mit dem ersten Bereich 13 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 formschlüssig in Eingriff. Zur Axialverschiebung im zweiten Axialsegment hingegen, also zur Überführung des Nockenabschnitts 5 zwischen einer Nockenbahn 6 mit dem mittleren Ventilhub und einer Nockenbahn 6 mit einem großen Ventilhub, steht der Stift 8 des Aktuators 7 mit dem zweiten Bereich 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 formschlüssig in Eingriff.
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Radial außen auf dem Schiebenocken 3 ist eine Schiebemuffe 15 positioniert, die gegenüber dem Schiebenocken 3 axial unverschiebbar auf demselben aufgenommen ist, jedoch zusammen mit dem Schiebenocken 3 relativ zur Nockenwelle 1 axial verlagerbar ist.
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Das Gleitstück 10 ist in einem Langloch 16 der Schiebemuffe 15, axial verschiebbar geführt. Dann, wenn der Aktuator 7, nämlich der Stift 8 desselben, in einen der Bereiche 13, 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 eingreift, ist das Gleitstück 10 durch den Aktuator 7 in seiner Axialposition fixiert, wobei hierbei dann durch Drehung der Nockenwelle 1 eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 zusammen mit der Schiebemuffe 15 erfolgt. Bei axial feststehendem Gleitstück 10 ist demnach die Schiebemuffe 15 unter gleichzeitiger Axialverschiebung des Schiebenockens 3 relativ zum Gleitstück 10 axial verlagerbar. Dann, wenn der Aktuator 7, nämlich der Stift 8 desselben, nicht formschlüssig in einen der Bereiche 13, 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 eingreift, ist sowohl der Schiebenocken 3 als auch die Schiebemuffe 15 axial fixiert, wobei dann das Gleitstück 10, welches mit dem ersten Abschnitt 11 in eine der Nuten 9a bzw. 9b des Kulissenabschnitts 4 eingreift, relativ zur Schiebemuffe 15 verlagerbar ist.
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Die Abmessungen des Langlochs 16 in Axialrichtung beschränken die axiale Relativverschiebung zwischen dem Gleitstück 10 und der Schiebemuffe 15 sowohl dann, wenn der Stift 8 des Aktuators 7 in das Gleitstück 10 eingreift, als auch dann, wenn der Stift 8 des Aktuators 7 in das Gleitstück 10 nicht eingreift.
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Nach einer axialen Verschiebung des Schiebenockens 3 relativ zur Nockenwelle 1 ist die axiale Relativposition des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 relativ zu einem zu betätigenden Gaswechselventil 2 rastierbar.
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Die Rastierung des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 erfolgt derart, dass zur Rastierung des jeweiligen Schiebenockens 3 der Stift 8 des jeweiligen Aktuators 7 in einer Ruheposition desselben, in welcher der Stift 8 eingefahren und demnach in Radialrichtung der Nockenwelle 1 gesehen nach radial außen verlagert ist, formschlüssig in eine Rastierkontur 17 eingreift, die von der zusammen mit dem jeweiligen Schiebenocken 3 axial verschiebbaren Schiebemuffe 15 bereitgestellt ist.
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3 und 5 zeigen einen Zustand des Aktuators 7 in der Ruheposition des Stifts 8, in welcher dieser eingefahren ist und formschlüssig mit der Rastierkontur 17, die von der zusammen mit dem Schiebenocken 3 verschiebbaren Schiebemuffe 15 bereitgestellt ist, zusammenwirkt. In dieser Ruheposition des Stifts 8 legt demnach der Stift 8 des Aktuators 7 die Axialposition der Schiebemuffe 15 und damit des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 fest, sodass der Schiebenocken 3 nicht verschoben werden kann.
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In der Betriebsposition des Stifts 8 des Aktuators 7 (siehe 4 und 6) greift der Stift 8 nicht formschlüssig in die Rastierkontur 17 der zusammen mit dem Schiebenocken 3 axial verschiebbaren Schiebemuffe 15 ein und gibt so die axiale Verschiebung der Schiebemuffe 15 und damit des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 frei.
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Wie am besten 1 entnommen werden kann, ist die Rastierkontur 17 der Schiebemuffe 15 im gezeigten Ausführungsbeispiel von mehreren nebeneinander positionierten, dem Stift 8 des Aktuators 7 zugewandten Rastiernuten 18 gebildet.
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Wie am besten 3 bis 6 entnommen werden kann, verfügt der Stift 8 des Aktuators 7 über zwei benachbarte Abschnitte 19 und 20, wobei ein erster Abschnitt 19 des Stifts 8 eine relativ große Querschnittsfläche und ein hierzu benachbarter, zweiter Abschnitt 20 des Stifts 8 eine relativ kleine Querschnittsfläche aufweist.
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Die Querschnittsfläche des ersten Abschnitts 19 ist an Querschnittsflächen der Rastiernuten 18 angepasst, nämlich derart, dass dann, wenn der Stift 8 sich in der in 3 und 5 gezeigten Ruheposition befindet, der erste Abschnitt 19 des Stifts 8 in formschlüssigem Eingriff mit der Rastierkontur 17, nämlich einer der Rastiernuten 18 der Rastierkontur 17, der Schiebemuffe 15 steht.
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Dann, wenn der Aktuator 7 bzw. der Stift 8 desselben die Betriebsposition einnimmt und demnach ausgefahren bzw. bezogen auf die Nockenwelle 1 nach radial innen verlagert ist (siehe 4 und 6), steht der erste Abschnitt 19 des Stifts 8 nicht in formschlüssigem Eingriff mit der Rastierkontur 17 der Schiebemuffe 15, vielmehr greift dann dieser erste Abschnitt 19 in einen der Bereiche 13, 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 ein, um hierdurch eine axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 relativ zur Nockenwelle 1 zu ermöglichen.
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In diesem Zustand, also in der Betriebsposition des jeweiligen Aktuators 7, lässt der zweite Abschnitt 20 des Stifts 8 eine Relativbewegung zwischen der Schiebmuffe 15 und dem Aktuator 7 derart zu, dass eine Relativposition zwischen dem zweiten Abschnitt 20 des Stifts 8 und den Rastiernuten 18 änderbar ist.
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Beim Ventiltrieb bzw. der Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventiltrieb sind die Schiebenocken 3 auf der jeweiligen Nockenwelle 1 demnach frei verschiebbar und werden durch eine zusammen mit denselben axial verschiebbare Schiebemuffe 15 geführt. Die Schiebemuffe 15 stellt eine Rastierkontur 17 bereit, die zur Arretierung des Schiebenockens 3 auf der Nockenwelle 1 formschlüssig mit dem ersten Abschnitt 19 des Stifts 8 des Aktuators 7 in Eingriff steht. Zum Schalten und demnach axialen Verschieben des Schiebenockens 3 relativ zur Nockenwelle 1 wird der Stift 8 des Aktuators 7 ausgefahren und in das Gleitstück 10 eingeführt. In dieser Betriebsposition des Stifts 8 des Aktuators 7 steht der erste Abschnitt 19 des Stifts 8 nicht mehr in formschlüssigem Eingriff mit der Rastierkontur 17 der Schiebemuffe 15. Vielmehr lässt der zweite Abschnitt 20 des Stifts 8, der einen geringeren Querschnitt aufweist als der erste Abschnitt 19 desselben, die axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 zu. Nach dem Erreichen der Endposition des Schiebenockens 3 wird der Stift 8 des Aktuators 7 wieder eingefahren und der erste Abschnitt 19 desselben wieder in formschlüssigen Eingriff mit der Rastierkontur 17 der Schiebemuffe 15 gebracht.
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Der Aktuator 7 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem im Detail nicht gezeigten Zylinderkopfdeckel der Brennkraftmaschine gelagert bzw. aufgenommen. Vom Zylinderkopfdeckel ist lediglich eine Abdeckung 21 gezeigt, die mit dem Zylinderkopfdeckel verschraubt werden kann und der Abdeckung einer Aufnahmeöffnung des Zylinderkopfdeckels für den Aktuator 7 dient. Die Abdeckung 21 weist eine Ausnehmung auf, in welcher die Schiebemuffe 15 verschiebbar geführt ist.
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Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, den Aktuator 7 im Zylinderkopf zu lagern. Dann, wenn der Zylinderkopf aus einem Zylinderkopfunterteil und einem zwischen dem Zylinderkopfdeckel und dem Zylinderkopfunterteil positionierten Nockenwellengehäuse gebildet ist, kann der Aktuator 7 im Nockenwellengehäuse gelagert sein.
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Um nach einer erfolgten Axialverschiebung des Schiebenockens 3 den Stift 8 des Aktuators 7 wieder aus dem entsprechenden Bereich 13, 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 heraus nach radial außen zu verlagern, wirkt mit dem Gleitstück 10 ein durch ein Federelement 22 beaufschlagter Rückführstift 23 zusammen (siehe 3 und 4). Dann, wenn der Stift 8 in einen der Bereiche 13, 14 des zweiten Abschnitts 12 des Gleitstücks 10 formschlüssig eingreift, drückt der Stift 8 des Aktuators 7 den Rückführstift 23 entgegen der vom Federelement 22 bereitgestellten Federkraft nach radial innen. Bei Drehung der Nockenwelle 1 kommt dann der Rückführstift 23 an einem nicht gezeigten, rampenartigen Rückführelement der jeweiligen Nut 9a bzw. 9b des Kulissenabschnitts 4 zur Anlage, wodurch dann der Rückführstift 23 nach radial außen verlagert wird, um so auch den Stift 8 des Betätigungselements 7 nach radial außen in seine Verrastungsposition im Aktuator 7 zu verlagern. Dann, wenn ein Aktuator 7 bestromt wird, wird der Stift 8 desselben frei gegeben, sodass derselbe in einen der Bereiche 13, 14 des Gleitstücks 10 formschlüssig eingreifen kann. Über die rampenartigen Rückführelemente, die mit dem Rückführstift 23 zusammen wirken, kann anschließend der Stift 8 des Aktuators 7 wieder im Aktuator 7 verrastet werden.
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Die rampenartigen Rückführelemente sind im Bereich jeder Nut 9a, 9b des Kulissenabschnitts 4 ausgeführt. Dieselben erstrecken sich ausgehend vom jeweiligen Nutgrund der jeweiligen Nut 9a bzw. 9b nach radial außen.
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Die Erfindung ermöglicht eine Reduzierung der Fertigungszeit und der Fertigungskosten. Weiterhin kann die Schaltdrehzahl des Ventiltriebs erhöht werden. Zum Verlagern des Schiebenockens 3 sind nur geringe Verschiebekräfte erforderlich. Der einzige Stift 8 des Aktuators 7 kann stets mit hoher Positionsgenauigkeit relativ zu den Nuten 9a, 9b des Kulissenabschnitts 4 ausgerichtet werden, insbesondere werden durch unterschiedliche thermische Dehnungen der Baugruppen bewirkte Positionsabweichungen zwischen dem Stift 8 und den Nuten 9a, 9b des Kulissenabschnitts 4 eliminiert.
