DE102012103751B4 - Internal combustion engine and valve train for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, wobei zur Betätigung von Gaswechselventilen der Zylinder mindestens eine drehbar gelagerte Nockenwelle (1) mit mindestens einem auf derselben axial verschiebbaren Schiebenocken (3) vorgesehen ist, wobei der jeweilige Schiebenocken (3) mindestens einen Kulissenabschnitt (4) mit mindestens einer an einer äußeren Mantelfläche des jeweiligen Kulissenabschnitts (4) ausgebildeten Nut (9a, 9b) aufweist, wobei zur Bewirkung einer axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens (3) ein Aktuator (7) vorgesehen ist, der einen verlagerbaren Stift (8) aufweist, der zum axialen Verschieben des jeweiligen Schiebenockens (3) aus einer Ruheposition heraus in eine Betriebsposition verlagerbar ist, und wobei der jeweilige Schiebenocken (3) auf der jeweiligen Nockenwelle (1) in seiner axialen Relativposition relativ zu einem zu betätigenden Gaswechselventil rastierbar ist, mit einem Gleitstück (10), welches mit einem ersten Abschnitt (11) desselben mit der jeweiligen Nut (9a, 9b) des jeweiligen Kulissenabschnitts (4) in Eingriff steht, und welches an einem zweiten Abschnitt (12) zur axialen Verschiebung des Schiebenockens (3) mit dem Stift (8) des Aktuators (7) in der Betriebsposition desselben in Eingriff bringbar ist,dadurch gekennzeichnet, dasszur Rastierung des jeweiligen Schiebenockens (3) der Stift (8) in der Ruheposition desselben formschlüssig in eine Rastierkontur (17), die von einer zusammen mit dem jeweiligen Schiebenocken (3) axial verschiebbaren Schiebemuffe (15) bereitgestellt ist, eingreift,der jeweilige Kulissenabschnitt (4) mehrere am Umfang des Kulissenabschnitts (4) hintereinander positionierte Nuten (9a, 9b) aufweist, nämlich eine erste Nut (9a) für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens (3) in einer ersten Richtung und eine zweite Nut (9b) für eine axiale Verschiebung des Schiebenockens (3) in einer entgegengesetzten zweiten Richtung, und der Stift (8) des Aktuators (7) in der Betriebsposition desselben zur Bewirkung der axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens (3) in den beiden Richtungen um ein erstes Axialsegment formschlüssig mit einem ersten Bereich (13) des zweiten Abschnitts (12) des Gleitstücks (10) und zur Bewirkung der axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens (3) in den beiden Richtungen um ein zweites Axialsegment formschlüssig mit einem zweiten Bereich (14) des zweiten Abschnitts (12) des Gleitstücks (10) in Eingriff steht,das Gleitstück (10) axial verschiebbar in der Schiebemuffe (15) geführt ist, nämlich derart, dass bei axial feststehendem Schiebenocken (3) und axial feststehender Schiebemuffe (15) das durch den Stift (8) des Aktuators (7) freigegebene Gleitstück (10) relativ zur Schiebemuffe (15) verlagerbar ist, wohingegen bei durch den Stift (8) des Aktuators (7) axial festgesetztem Gleitstück (10) die Schiebemuffe (15) unter gleichzeitiger Axialverschiebung des Schiebenockens (3) relativ zum Gleitstück (10) verlagerbar ist, wobei das Gleitstück (10) in einem Langloch (16) der Schiebemuffe (15) axial verschiebbar geführt ist, wobei das Langloch (16) die axiale Relativverschiebung zwischen Gleitstück (10) und Schiebemuffe (15) beschränkt, undder Stift (8) des jeweiligen Aktuators (7) einen ersten Abschnitt (19) mit einer relativ großen Querschnittsfläche und einen hierzu benachbarten zweiten Abschnitt (20) mit einer relativ kleinen Querschnittsfläche aufweist, wobei in der Ruheposition des jeweiligen Aktuators (7), in welcher der Stift (8) desselben eingefahren ist, der erste Abschnitt (19) außer Eingriff mit dem Gleitstück (10) und in formschlüssigem Eingriff mit der Rastierkontur (17) der Schiebemuffe (15) steht, und wobei in der Betriebsposition des jeweiligen Aktuators (7), in welcher der Stift (8) desselben ausgefahren ist, der erste Abschnitt (19) in Eingriff mit dem Gleitstück (10) und außer Eingriff mit der Rastierkontur (17) der Schiebemuffe (15) steht.Internal combustion engine with several cylinders, wherein at least one rotatably mounted camshaft (1) with at least one sliding cam (3) that can be displaced axially on the same is provided for actuating gas exchange valves, the respective sliding cam (3) having at least one connecting link section (4) with at least one has a groove (9a, 9b) formed on an outer lateral surface of the respective slide section (4), whereby an actuator (7) is provided for effecting an axial displacement of the respective sliding cam (3), which has a displaceable pin (8) which, for axial displacement of the respective sliding cam (3) from a rest position into an operating position, and wherein the respective sliding cam (3) can be locked on the respective camshaft (1) in its axial relative position relative to a gas exchange valve to be actuated, with a sliding piece ( 10), which with a first portion (11) of the same with the respective groove (9a, 9b) of the respective link section (4) is engaged, and which on a second section (12) for the axial displacement of the sliding cam (3) with the Pin (8) of the actuator (7) can be brought into engagement in the operating position of the same, characterized in that in order to lock the respective sliding cam (3) in the rest position of the same, the pin (8) can be positively locked into a locking contour (17) which is composed of a axially displaceable sliding sleeve (15) provided with the respective sliding cam (3), the respective link section (4) has a plurality of grooves (9a, 9b) positioned one behind the other on the circumference of the link section (4), namely a first groove (9a) for an axial displacement of the sliding cam (3) in a first direction and a second groove (9b) for an axial displacement of the sliding cam (3) in an opposite second direction, and the pin (8) of the actuator (7) in the operating position of the same to Effecting the axial displacement of the respective sliding cam (3) in the two directions about a first axial segment in a form-fitting manner with a first area (13) of the second section (12) of the slider (10) and for effecting the axial displacement of the respective sliding cam (3) in in both directions about a second axial segment in a form-fitting manner with a second region (14) of the second section (12) of the sliding piece (10), the sliding piece (10) is guided in the sliding sleeve (15) in an axially displaceable manner, namely in such a way that when the sliding cam (3) is axially fixed and the sliding sleeve (15) is axially fixed, the slider (10) released by the pin (8) of the actuator (7) can be displaced relative to the sliding sleeve (15), whereas in the case of by the pin (8) of the actuator (7) axially fixed sliding piece (10), the sliding sleeve (15) can be displaced with simultaneous axial displacement of the sliding cam (3) relative to the sliding piece (10), the sliding piece (10) being axially displaceable in a slot (16) of the sliding sleeve (15). is guided, with the elongated hole (16) limiting the relative axial displacement between the slider (10) and the sliding sleeve (15), and the pin (8) of the respective actuator (7) has a first section (19) with a relatively large cross-sectional area and a section adjacent thereto second section (20) with a relatively small cross-sectional area, wherein in the rest position of the respective actuator (7), in which the pin (8) thereof is retracted, the first section (19) is disengaged from the slide (10) and in form-fitting engagement with the locking contour (17) of the sliding sleeve (15), and wherein in the operating position of the respective actuator (7), in which the pin (8) of the same is extended, the first section (19) is in engagement with the sliding piece ( 10) and disengaged from the locking contour (17) of the sliding sleeve (15).
Description
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.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of
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
Aus der
Aus der
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.Furthermore, a valve train of an internal combustion engine is already known from practice, in which the grooves of the link section are positioned one behind the other on the circumference of the link section, namely a first groove for an axial displacement of the sliding cam in a first direction and a second groove for an axial displacement of the sliding cam in an opposite second direction. In this valve drive, too, the actuator for effecting the axial displacement of the sliding cam comprises a plurality of pins that can be actuated, namely a first pin for axial displacement of the sliding cam in both directions by a first axial segment and a second pin for axial displacement of the sliding cam in both directions around a second axial segment.
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
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.As shown above, in valve drives known from practice, the locking of the sliding cam on the camshaft takes place after an axial displacement of the sliding cam with the aid of locking balls, which engage in locking recesses. With such a locking of a sliding cam on the camshaft, high displacement forces are required in order to axially displace the sliding cam relative to the camshaft. This is a disadvantage.
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.A further disadvantage of the valve drives known from the prior art is that during operation, as a result of different thermal expansions of the cylinder head or cylinder head cover and camshaft, an impermissibly high Positional deviation between the pin of the actuator and the respective groove of the gate section of the sliding cam can occur, which can impair the functionality of the valve train. So far, this effect can only be counteracted by high-precision manufacture of the individual parts of the valve train, which results in long manufacturing times and high manufacturing costs. This is also a disadvantage.
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.The object of the invention is to improve an internal combustion engine according to the preamble of
Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einen Ventiltrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of
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.A sliding piece is provided, which has a first section in engagement with the respective groove of the respective link section, and which can be brought into engagement at a second section for the axial displacement of the sliding cam with the pin of the actuator in the operating position of the same, whereby for locking of the respective sliding cam, the pin, in the rest position of the same, engages in a form-fitting manner in a latching contour which is provided by a sliding sleeve which can be displaced axially together with the respective sliding cam.
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.Due to the fact that the sliding piece is used between the sliding cam, namely the connecting link section of the same, and the actuator, an actuator with a plurality of pins can be dispensed with. This makes it possible to provide a multi-stage valve train using an actuator with only a single pin. This results in lower system tolerances and further reduced surface pressures between the sliding cam and the actuator, namely between the sliding cam, sliding piece and actuator.
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.It is also proposed to use the pin of the respective actuator to lock a sliding cam on a camshaft, with the pin of the respective actuator interacting with a sliding sleeve positioned on the sliding cam and being axially displaceable together with the sliding cam to lock the sliding cam, and with this sliding sleeve having a Rastierkontur provides, with which the pin of the respective actuator for locking the respective sliding cam interacts in a form-fitting manner. As a result, on the one hand, the displacement forces required for displacement can be reduced, and on the other hand, impermissibly high positional deviations between the pin of the actuator and the respective groove of the link section of the respective sliding cam, namely between the pin of the actuator and the sliding piece, which engages in the respective groove of the link section, occur during operation , avoided. The valve train can be produced easily and inexpensively and is insensitive to different thermal expansions of the assemblies.
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.The pin of the respective actuator has a first section with a relatively large cross-sectional area and a second section adjacent thereto with a relatively small cross-sectional area, wherein in the rest position of the respective actuator, in which the pin of the same is retracted, the first section is disengaged from the Sliding piece and is in positive engagement with the locking contour of the sliding sleeve, and wherein in the operating position of the respective actuator, in which the pin thereof is extended, the first section is in engagement with the sliding piece and disengaged from the locking contour of the sliding sleeve. This design of the pin of the respective actuator is particularly preferred and allows, on the one hand, the reduction of the displacement forces required and, on the other hand, the avoidance of unacceptably high positional deviations between the pin and the sliding piece.
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.According to an advantageous development, the locking contour of the sliding sleeve is formed by several locking grooves positioned next to one another and facing the pin of the actuator, wherein when the first section of the pin is in positive engagement with the locking contour, it positively engages in one of the locking grooves of the locking contour, whereas when the first section of the pin is disengaged from the locking contour, it is moved out of the locking grooves and the second section of the pin allows a relative movement between the sliding sleeve and the actuator in such a way that a position of the second section relative to the locking grooves can be changed. Such a valve drive is particularly preferred and easy to produce.
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:
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1 einen schematischen Ausschnitt aus einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Ansicht; -
2 den Ausschnitt der1 in Seitenansicht; -
3 ein Detail der2 in einem ersten Zustand; -
4 das Detail der3 in einem zweiten Zustand; -
5 das Detail der3 in dem ersten Zustand in einer perspektivischen Ansicht; und -
6 das Detail der3 in dem zweiten Zustand in einer perspektivischen Ansicht.
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1 a schematic section of a preferred embodiment of a valve train according to the invention of an internal combustion engine according to the invention in a perspective view; -
2 the section of the1 in side view; -
3 a detail of2 in a first state; -
4 the detail of3 in a second state; -
5 the detail of3 in the first state in a perspective view; and -
6 the detail of3 in the second state in a perspective view.
Die in
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.An exhaust camshaft, not shown, is provided for controlling exhaust valves, not shown, of the internal combustion engine. The inlet valves and outlet valves are gas exchange valves of the internal combustion engine.
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.Two
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.The sliding
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.Each sliding
Durch die axiale Verschiebung des Schiebenockens 3 wird das jeweilige Gaswechselventil gezielt mit einer bestimmten Nockenbahn 6 betätigt, so dass eine unterschiedliche Ventilhubeinstellung erfolgt.Due to the axial displacement of the sliding
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.The
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.In the case of the valve train, the
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.A second section 12 of the
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
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.A
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.With the corresponding axial displacement of the respective sliding
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.In the first axial segment of the axial displacement of the sliding
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.In the second axial segment of the axial displacement of the sliding
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.When the respective sliding
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.The
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.If the sliding
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.During this axial displacement of the sliding
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.The
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.It follows from the above relationships that depending on the desired direction of the axial displacement of the sliding
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.A sliding
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.The
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.The dimensions of the
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.After an axial displacement of the sliding
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.The locking of the sliding
In der Betriebsposition des Stifts 8 des Aktuators 7 (siehe
Wie am besten
Wie am besten
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
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
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.In this state, i.e. in the operating position of the
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.In the case of the valve drive or the internal combustion engine with such a valve drive, the sliding
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.In the exemplary embodiment shown, the
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.In contrast to this, it is also possible to store the
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
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.The ramp-like return elements are designed in the area of each
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.The invention enables a reduction in manufacturing time and manufacturing costs. Furthermore, the switching speed of the valve train can be increased. To move the sliding
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