DE102013019260B4 - Valve train for an internal combustion engine - Google Patents

Valve train for an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
DE102013019260B4
DE102013019260B4 DE102013019260.9A DE102013019260A DE102013019260B4 DE 102013019260 B4 DE102013019260 B4 DE 102013019260B4 DE 102013019260 A DE102013019260 A DE 102013019260A DE 102013019260 B4 DE102013019260 B4 DE 102013019260B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching
switching element
actuator
groove
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013019260.9A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013019260A1 (en
Inventor
Markus Lengfeld
Jens Meintschel
Thomas Stolk
Alexander von Gaisberg-Helfenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Priority to DE102013019260.9A priority Critical patent/DE102013019260B4/en
Publication of DE102013019260A1 publication Critical patent/DE102013019260A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013019260B4 publication Critical patent/DE102013019260B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/031—Electromagnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle (1) und zumindest einem Nockenstück (3), welches durch ein durch einen Aktuator(13) aktuatorgesteuertes, in radialer Richtung bewegbares Schaltelement (12), welches in eine am Nockenstück (3) befindliche spiralförmige Schaltnut (7) einfahrbar ist, axial auf der Nockenwelle (1) verschiebbar ist, wobei die Schaltnut (7) einen zumindest teilweisen Hinterschnitt besitzt, und wobei nach dem Eingriff des Schaltelements (12) in die Schaltnut (7) während der Axialverschiebung des Nockenstücks (3) das Schaltelement (12) in den Hinterschnitt der Schaltkontur (7) eingreift, wodurch zumindest zeitweise ein Formschluss des Schaltelements (12) in der Schaltnut (7) erfolgt,dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltnut (7) mit einer veränderlichen Tiefe ausgeführt und das Schaltelement (12) nach aktuatorgesteuerter Auslösung schaltnutgesteuert durch den Formschluss ohne eine weitere Betätigung des Aktuators (13) radial zum Nockenstück (3) bewegbar ist und somit das Schaltelement (12) weiter aus dem Aktuator (13) herausgezogen wird.Valve drive for an internal combustion engine with at least one camshaft (1) and at least one cam piece (3) which is actuated by a switching element (12) which is actuator-controlled by an actuator (13) and can be moved in the radial direction and which is located in a spiral switching groove located on the cam piece (3). (7) can be retracted, can be displaced axially on the camshaft (1), the switching groove (7) having an at least partial undercut, and after the engagement of the switching element (12) in the switching groove (7) during the axial displacement of the cam piece ( 3) the switching element (12) engages in the undercut of the switching contour (7), as a result of which the switching element (12) is positively locked in the switching groove (7) at least temporarily, characterized in that the switching groove (7) is designed with a variable depth and the switching element (12), after actuator-controlled triggering, switching groove-controlled by the form fit without further actuation of the actuator (13) radially to the cam piece ck (3) is movable and thus the switching element (12) is pulled further out of the actuator (13).

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a valve train for an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 10 2007 054 977 A1 ist bereits ein gattungsgemäßer Ventiltrieb bekannt. Auf der Nockenwelle sitzen dabei axial verschiebbare, aber drehfeste Nockenstücke. Die Nockenstücke besitzen dabei mehrere unterschiedliche Nockenkonturen, die mit Hubventilen in Wirkverbindung stehen. Die unterschiedlichen Nockenkonturen werden dabei durch axiales Verschieben der Nockenstücke auf der Nockenwelle eingestellt.
Beim Schaltvorgang der Nockenstücke greifen dabei Schaltpins in Schaltnuten in den Nockenstücken ein und verschieben so die Nockenstücke auf der Nockenwelle. Die Schaltpins werden elektromagnetisch betätigt.From the DE 10 2007 054 977 A1 a generic valve train is already known. Cam pieces that can be moved axially but are non-rotatable are located on the camshaft. The cam pieces have several different cam contours that are operatively connected to lifting valves. The different cam contours are adjusted by axially shifting the cam pieces on the camshaft.
During the switching process of the cam pieces, switching pins engage in switching grooves in the cam pieces and thus move the cam pieces on the camshaft. The switching pins are actuated electromagnetically.

Nachteilig ist dabei, dass die elektromagnetische Kraft während des gesamten Schaltvorgangs aufrecht erhalten werden muss und der Schaltpin einen großen Weg zurücklegen muss, um vollständig in die Schaltnut einzutauchen. Ebenso ist eine große Beschleunigung des Schaltpins notwendig. Die DE 10 2009 053 116 A1 offenbart einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Der DE 102 11 394 A1 ist ein Betätigungsmittel für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine als bekannt zu entnehmen. Aus der DE 10 2012 012 064 A1 ist eine Führungsnutanordnung bekannt. Außerdem offenbart die DE 10 2012 014 048 A1 einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.The disadvantage here is that the electromagnetic force has to be maintained throughout the switching process and the switching pin has to cover a large distance in order to fully immerse itself in the switching groove. A large acceleration of the switching pin is also necessary. the DE 10 2009 053 116 A1 discloses a valve train of an internal combustion engine. Of the DE 102 11 394 A1 an actuating means for a switchable valve train of an internal combustion engine can be seen as known. From the DE 10 2012 012 064 A1 a guide groove arrangement is known. In addition, the DE 10 2012 014 048 A1 a valve train of an internal combustion engine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, der Schaltelemente besitzt, die kostengünstiger sind und einen geringen Bauraum benötigen.The invention is based on the object of creating a valve train for an internal combustion engine which has switching elements which are less expensive and require little installation space.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patenanspruches 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved by the features of patent claim 1.

Der erfindungsgemäße Ventiltrieb besitzt mindestens eine Nockenwelle und zumindest ein axial auf der Nockenwelle verschiebbares Nockenstück, welches durch ein aktuatorgesteuertes, in radialer Richtung bewegbares Schaltelement, welches in eine am Nockenstück befindliche spiralförmige Schaltnut einfahrbar ist, zumindest von einer ersten axialen Endposition in eine zweite axiale Endposition verschiebbar ist.The valve drive according to the invention has at least one camshaft and at least one cam piece which can be displaced axially on the camshaft and which can be moved at least from a first axial end position into a second axial end position by an actuator-controlled switching element which can be moved in the radial direction and which can be moved into a spiral switching groove located on the cam piece is movable.

Die Schaltnut besitzt einen zumindest teilweisen Hinterschnitt, wobei nach dem Eingriff des Schaltelements in die Schaltnut, während der Axialverschiebung des Nockenstücks, das Schaltelement in den Hinterschnitt der Schaltkontur eingreift, wodurch ein zumindest zeitweiser Formschluss des Schaltelements in der Schaltnut erfolgt.The shifting groove has an at least partial undercut, whereby after the engagement of the shifting element in the shifting groove, during the axial displacement of the cam piece, the shifting element engages in the undercut of the shifting contour, as a result of which the shifting element is at least temporarily positively locked in the shifting groove.

Die Schaltnut ist mit einer veränderlichen Tiefe ausgeführt, und das Schaltelement ist nach aktuatorgesteuerter Auslösung schaltnutgesteuert durch den Formschluss ohne Aktuator radial zum Nockenstück bewegbar.The switching groove is designed with a variable depth, and after actuator-controlled release, the switching element can be moved radially to the cam piece by the form fit without an actuator.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements result from the dependent claims.

Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn das Schaltelement in seinem vorderen, der Schaltnut zugewandten Bereich aufgedickt ist, indem das Schaltelement in seinem vorderen, der Schaltnut zugewandten Bereich konisch oder mit einem Bund bzw. einer Stufe ausgebildet ist.It is particularly advantageous if the switching element is thicker in its front area facing the switching groove, in that the switching element is designed conically or with a collar or a step in its front area facing the switching groove.

Vorzugsweise besitzt die Schaltnut dabei vier Abschnitte, nämlich einen Einspurbereich, einen Fangbereich, einen Verschiebebereich und einen Auswurfbereich, welche verschiedene Breiten und Tiefen besitzen.The shifting groove preferably has four sections, namely a meshing area, a catch area, a displacement area and an ejection area, which have different widths and depths.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.Further advantages result from the following description of the drawing. In the drawing an embodiment of the invention is shown.

Dabei zeigt:

  • 1 ausschnittweise den Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine in perspektivischer Ansicht,
  • 2 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut in perspektivischer Ansicht mit konisch ausgebildetem Schaltelement,
  • 3 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut in einer Draufsicht,
  • 4 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut im Schnitt IV-IV in 3,
  • 5 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut im Schnitt V-V in 3 (Einspurbereich) vor und nach dem Einspuren des Schaltpins,
  • 6 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut im Schnitt VI-VI in 3 (Fangbereichbereich),
  • 7 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut im Schnitt VII-VII in 3 (Verschiebebereich),
  • 8 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut im Schnitt VII-VII in 3 (Verschiebebereich) nach unbeabsichtigtem Ausfahren des Schaltelements,
  • 9 ausschnittweise die Abwicklung der Schaltnut in perspektivischer Ansicht mit gestuftem Schaltelement und
  • 10 den Aufbau des Aktuators in Schnittdarstellung.
It shows:
  • 1 detail of the valve train for an internal combustion engine in a perspective view,
  • 2 detail of the development of the shifting groove in a perspective view with a conical shifting element,
  • 3 detail of the development of the switching groove in a plan view,
  • 4 detail of the development of the switching groove in section IV-IV in 3 ,
  • 5 detail of the development of the switching groove in section VV in 3 (engagement area) before and after engagement of the switching pin,
  • 6 detail of the processing of the indexing groove in section VI-VI in 3 (capture range range),
  • 7 detail of the development of the shifting groove in section VII-VII in 3 (moving area),
  • 8th detail of the development of the shifting groove in section VII-VII in 3 (moving range) after unintentional extension of the switching element,
  • 9 detail of the development of the shifting groove in a perspective view with a stepped shifting element and
  • 10 the structure of the actuator in a sectional view.

Der in 1 gezeigte, erfindungsgemäße Ventiltrieb umfasst eine Nockenwelle 1, die aus einer Trägerwelle 2 besteht. Die Trägerwelle 2 weist wenigstens ein Nockenstück 3 pro Zylinder der Brennkraftmaschine auf, welches aus zwei Nockenabschnitten 4, 5 besteht, gefolgt von einer Schaltkulisse 6. Die Schaltkulisse 6 besitzt eine Schaltkontur 7, z.B. in Form einer wendelförmig umlaufenden Nut, deren Nuttiefe veränderlich ist. Die Nockenabschnitte 4, 5 weisen jeweils zwei verschiedene Nockenkonturen 4a, 4b, 5a, 5b auf. Die Nockenkonturen 4a, 4b, 5a, 5b besitzen unterschiedliche Außenkonturen und bewirken so verschiedene Betätigungscharakteristiken für Gaswechselventile 8, 9. An die Nockenabschnitte 4, 5 greifen Abnehmer bzw. Nockenfolger z.B. in Form von Schlepphebeln 10, 11 an, welche die entsprechend vorgesehenden Gaswechselventile 8, 9 betätigen. Es handelt sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel um Einlassventile, es können aber auch Auslassventile oder eine Kombination von Ein- und Auslassventilen mit dem erfindungsgemäßen Ventiltrieb geschaltet werden. Durch die verschiedenen Betätigungscharakteristiken der Gaswechselventile 8, 9 lassen sich je nach Leistungsbedarf der Brennkraftmaschine unterschiedliche Ventilhübe einstellen. Dies erfolgt durch Verschieben des Nockenstücks 3 mit seinen Nockenkonturen 4a, 4b, 5a, 5b auf der Trägerwelle 2. Die zwei Nockenkonturen 4a, 4b des einen Nockenabschnitts 4 stehen je nach Position des Nockenstücks 3 auf der Trägerwelle 2 abwechselnd mit dem ersten einlassseitigen Gaswechselventil 8, die zwei Nockenkonturen 5a, 5b des anderen Nockenabschnitts 5 mit dem zweiten einlassseitigen Gaswechselventil 9 über die Schlepphebel 10 bzw. 11 in Wirkverbindung. Das Nockenstück 3 ist auf der Trägerwelle 2 drehfest und axial verschiebbar beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Längsverzahnung verbunden. Die innenseitig vorgesehende Längsverzahnung des Nockenstücks 3 greift dabei in eine korrespondierende Außenverzahnung der Trägerwelle 2 ein, so dass Längsverschiebungen des Nockenstücks 3 auf der Trägerwelle 2 möglich sind, aber in Umfangsrichtung eine drehfeste Verbindung erfolgt.the inside 1 The valve drive according to the invention shown comprises a camshaft 1 which consists of a support shaft 2 . The carrier shaft 2 has at least one cam piece 3 per cylinder of the internal combustion engine, which consists of two cam sections 4, 5, followed by a shifting gate 6. The shifting gate 6 has a shifting contour 7, for example in the form of a helically circumferential groove whose groove depth is variable. The cam sections 4, 5 each have two different cam contours 4a, 4b, 5a, 5b. The cam contours 4a, 4b, 5a, 5b have different outer contours and thus bring about different actuation characteristics for gas exchange valves 8, 9. Pickups or cam followers, for example in the form of rocker arms 10, 11, act on the cam sections 4, 5, which act on the correspondingly provided gas exchange valves 8 , 9 press. In the exemplary embodiment shown, intake valves are involved, but exhaust valves or a combination of intake and exhaust valves can also be switched with the valve train according to the invention. Due to the different actuation characteristics of the gas exchange valves 8, 9, different valve lifts can be set depending on the power requirement of the internal combustion engine. This is done by moving the cam piece 3 with its cam contours 4a, 4b, 5a, 5b on the carrier shaft 2. Depending on the position of the cam piece 3 on the carrier shaft 2, the two cam contours 4a, 4b of one cam section 4 alternate with the first inlet-side gas exchange valve 8 , The two cam contours 5a, 5b of the other cam section 5 with the second inlet-side gas exchange valve 9 via the rocker arms 10 and 11 in operative connection. The cam piece 3 is non-rotatably and axially displaceably connected to the support shaft 2, for example by means of longitudinal teeth, not shown. The longitudinal toothing of the cam piece 3 provided on the inside engages in a corresponding external toothing of the carrier shaft 2, so that longitudinal displacements of the cam piece 3 on the carrier shaft 2 are possible, but there is a non-rotatable connection in the circumferential direction.

Weiter besitzt der erfindungsgemäße Ventiltrieb ein Schaltelement 12 mit jeweils einem Aktuator 13, der beispielsweise elektromagnetisch betätigbar ist. Der Aktuator 13 verschiebt das axial zum Nockenstück 3 verlaufende Schaltelement 12, beispielsweise in Form eines Betätigungsbolzens, der dann in die Schaltkontur 7 der Schaltkulisse 6 eingreift und so das Nockenstück 3 auf der Trägerwelle 2 verschiebt. Der Eingriff des Schaltelements 12 ist nur in einer bestimmten Stellung der Schaltkulisse 6 möglich.The valve drive according to the invention also has a switching element 12, each with an actuator 13 which can be actuated, for example, electromagnetically. The actuator 13 displaces the shifting element 12 running axially to the cam piece 3 , for example in the form of an actuating bolt which then engages in the shifting contour 7 of the shifting gate 6 and thus displaces the cam piece 3 on the carrier shaft 2 . The engagement of the shifting element 12 is only possible in a specific position of the shifting gate 6 .

Wie 2 zeigt ist das Schaltelement 12 dabei in einem vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereich 19 aufgedickt, beispielsweise konisch oder, wie in 9 dargestellt, in Form eines Bundes oder einer Stufe. Die Schaltkontur 7 der Schaltkulisse 6 ist in vier Abschnitte geteilt, einen Einspurbereich 15, einen Fangbereich 16, einen Verschiebebereich 17 und einen Auswurfbereich. Wie in 3 und 4 gezeigt, besitzen diese Bereiche 15, 16, 17 dabei unterschiedliche Tiefen sowie unterschiedliche Breiten. Im Einspurbereich 15 ist die Breite be der, dem Schaltelement 12 zugewandten Oberkante 20 der Schaltkontur 7 größer als die Breite bp des vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereichs 19 des Schaltelements 12. Im Fangbereich 16 verkleinert sich die Breite der, dem Schaltelement 12 zugewandten Oberkante 20 der Schaltkontur 7 von der Breite be des Einspurbereichs 15 bis zu einer Breite, die kleiner ist als der Durchmesser des vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereichs 19 des Schaltelements 12. Im Verschiebebereich 17 ist die Breite bv der, dem Schaltelement 12 zugewandten Oberkante 20 der Schaltkontur 7 dann kleiner als die Breite bp des vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereichs 19 des Schaltelements 12. Im Auswurfbereich vergrößert sich die Breite der, dem Schaltelement 12 zugewandten Oberkante 20 der Schaltkontur 7 von der kleineren Breite bv als der des vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereichs 19 des Schaltelements 12 zu einer Breite be, die größer ist als der Durchmesser des vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereichs 19 des Schaltelements 12. Die Breite bu des unteren, dem Schaltelement 12 abgewandten Bereichs 21 der Schaltkontur 7 ist in allen vier Bereichen 15, 16, 17 größer oder gleich der Breite bp des vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereichs 19 des Schaltelements 12. Dadurch entsteht ein Versatz c zwischen oberem und unterem Bereich 20, 21 der Schaltkontur 7. Die Schaltkontur 7 besitzt so einen teilweisen Hinterschnitt.As 2 shows the switching element 12 thickened in a front area 19 facing the switching contour 7, for example conically or, as in FIG 9 represented, in the form of a covenant or a degree. The shifting contour 7 of the shifting gate 6 is divided into four sections, a meshing area 15, a catch area 16, a displacement area 17 and an ejection area. As in 3 and 4 shown, these areas 15, 16, 17 have different depths and different widths. In the meshing area 15, the width be of the upper edge 20 of the shifting contour 7 facing the shifting element 12 is greater than the width bp of the front area 19 of the shifting element 12 facing the shifting contour 7. In the catch area 16, the width of the upper edge facing the shifting element 12 decreases 20 of the shifting contour 7 from the width be of the meshing area 15 to a width that is smaller than the diameter of the front area 19 of the shifting element 12 facing the shifting contour 7. In the displacement area 17, the width bv of the upper edge 20 facing the shifting element 12 of the switching contour 7 is then smaller than the width bp of the front area 19 of the switching element 12 facing the switching contour 7. In the ejection area, the width of the upper edge 20 of the switching contour 7 facing the switching element 12 increases from the smaller width bv than that of the front, the Switching contour 7 facing area 19 of the switching element 12 to a width be that is greater than the diameter of the front area 19 of the shifting element 12 facing the shifting contour 7. The width bu of the lower area 21 of the shifting contour 7 facing away from the shifting element 12 is greater than or equal to the width bp of the front, der Area 19 of the switching element 12 facing the switching contour 7. This creates an offset c between the upper and lower areas 20, 21 of the switching contour 7. The switching contour 7 thus has a partial undercut.

Die Tiefe der Schaltkontur 7 vergrößert sich über den Fangbereich 16 von einer Tiefe te im Einspurbereich 15 bis zu einer Tiefe tv im Verschiebebereich 17 und verkleinert sich dann wieder über den Auswurfbereich zu der Tiefe te.The depth of the switching contour 7 increases over the catch area 16 from a depth te in the meshing area 15 to a depth tv in the displacement area 17 and then decreases again over the ejection area to the depth te.

Zum Verschieben des Nockenstücks 3 auf der Trägerwelle 2 wird das Schaltelement 12 durch den Aktuator 13, beispielsweise, wie in 10 dargestellt, gegen die Kraft einer Feder 22, nur um die Größe der Tiefe te verschoben und so in den Einspurbereich 15 der Schaltkontur 7 verlagert. Dies geschieht beispielsweise durch Bestromung einer Spule 23 im Aktuator 13, wodurch ein Magnetanker 24 um die Größe der Tiefe te in Richtung des Schaltelements 12 bewegt wird und dieses in Richtung der Schaltkontur 7 verlagert.To move the cam piece 3 on the support shaft 2, the switching element 12 is actuated by the actuator 13, for example, as in FIG 10 shown, against the force of a spring 22, shifted only by the size of the depth te and thus shifted into the meshing area 15 of the switching contour 7. This is done, for example, by energizing a Coil 23 in the actuator 13, whereby a magnet armature 24 is moved by the size of the depth te in the direction of the switching element 12 and this is displaced in the direction of the switching contour 7.

Durch die Drehung der Trägerwelle 2 und des Nockenstücks 3 bewegt sich das Schaltelement 12 in den Fangbereich 16 und der vordere, der Schaltkontur 7 zugewandte Bereich 19 des Schaltelements 12 greift in den Hinterschnitt der Schaltkontur 7 ein. Durch den entstandenen Formschluss zwischen Schaltelement 12 und Schaltkontur 7 wird das Schaltelement 12 in der Schaltkontur 7 gehalten ohne dass der Aktuator 13 weiter betätigt werden muss. Das Schaltelement 12 folgt der Schaltkontur 7 und wird durch die sich verändernde Tiefe der Schaltkontur 7 im Fangbereich 16 und im Verschiebebereich 17 weiter aus dem Aktuator 13 gezogen. Im Auswurfbereich wird das Schaltelement 12 wieder in Richtung des Aktuators 13 verlagert. Wieder im Einspurbereich 16 wird der Formschluss zwischen Schaltelement 12 und Schaltkontur 7 durch den fehlenden Hinterschnitt gelöst und das Schaltelement 12 wird durch die Kraft der Feder 22 wieder vollständig in den Aktuator 13 verlagert.The rotation of the carrier shaft 2 and the cam piece 3 causes the switching element 12 to move into the catch area 16 and the front area 19 of the switching element 12 facing the switching contour 7 engages in the undercut of the switching contour 7 . The form fit between the switching element 12 and the switching contour 7 means that the switching element 12 is held in the switching contour 7 without the actuator 13 having to be actuated further. The switching element 12 follows the switching contour 7 and is pulled further out of the actuator 13 by the changing depth of the switching contour 7 in the catch area 16 and in the displacement area 17 . In the ejection area, the switching element 12 is again shifted in the direction of the actuator 13 . Again in the meshing area 16, the form fit between the shifting element 12 and the shifting contour 7 is released due to the lack of an undercut, and the shifting element 12 is again completely displaced into the actuator 13 by the force of the spring 22.

Dabei wird das Nockenstück 3 auf der Trägerwelle 2 von einer Position, bei der die Nockenkonturen 4a, 5a mit dem jeweiligen Gaswechselventilen 8, 9 in Wirkverbindung stehen, in eine Position, bei der die Nockenkonturen 4b, 5b mit dem jeweiligen Gaswechselventilen 8, 9 über die Schlepphebel 10 bzw. 11 in Wirkverbindung stehen, verschoben.The cam piece 3 on the support shaft 2 is moved from a position in which the cam contours 4a, 5a are in operative connection with the respective gas exchange valves 8, 9 to a position in which the cam contours 4b, 5b are in operative connection with the respective gas exchange valves 8, 9 via the rocker arms 10 and 11 are in operative connection, shifted.

Ein Einspuren des Schaltelements 12 in die Schaltkontur 7 ist nur im Einspurbereich 15 möglich und ein unbeabsichtigtes Einspuren ist in den anderen Abschnitten 16, 17 der Schaltkontur 7 nicht möglich, da dort die Breite bp des vorderen, der Schaltkontur 7 zugewandten Bereichs 19 des Schaltelements 12 größer als die Breite der, dem Schaltelement 12 zugewandten Oberkante 20 der Schaltkontur 7 ist. Somit besitzt der erfindungsgemäße Ventiltrieb eine mechanische Einspursicherung wie man in 8 sieht.The shifting element 12 can only mesh in the shifting contour 7 in the meshing area 15, and unintentional meshing is not possible in the other sections 16, 17 of the shifting contour 7, since there the width bp of the front region 19 of the shifting element 12 facing the shifting contour 7 is greater than the width of the upper edge 20 of the switching contour 7 facing the switching element 12 . Thus, the valve train according to the invention has a mechanical locking device as shown in 8th sees.

Bezugszeichenlistereference list

11
Nockenwellecamshaft
22
Trägerwellecarrier wave
33
Nockenstückcam piece
44
Nockenabschnittcam section
4a4a
Nockenkonturcam contour
4b4b
Nockenkonturcam contour
55
Nockenabschnittcam section
5a5a
Nockenkonturcam contour
5b5b
Nockenkonturcam contour
66
Schaltkulisseshift gate
77
Schaltkontur, SchaltnutShifting contour, shifting groove
88th
Gaswechselventilgas exchange valve
99
Gaswechselventilgas exchange valve
1010
Schlepphebelrocker arms
1111
Schlepphebelrocker arms
1212
Schaltelementswitching element
1313
Aktuatoractuator
1515
Einspurbereichsingle track area
1616
Fangbereichcatch range
1717
Verschiebebereichpanning area
1818
Auswurfbereichejection area
1919
der Schaltkontur 7 zugewandter Bereichthe switching contour 7 facing area
2020
oberer Bereich der Schaltkontur 7upper area of the switching contour 7
2121
unterer Bereich der Schaltkontur 7lower area of switching contour 7
2222
FederFeather
2323
SpuleKitchen sink
2424
Magnetankermagnet anchor

Claims (5)

Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle (1) und zumindest einem Nockenstück (3), welches durch ein durch einen Aktuator(13) aktuatorgesteuertes, in radialer Richtung bewegbares Schaltelement (12), welches in eine am Nockenstück (3) befindliche spiralförmige Schaltnut (7) einfahrbar ist, axial auf der Nockenwelle (1) verschiebbar ist, wobei die Schaltnut (7) einen zumindest teilweisen Hinterschnitt besitzt, und wobei nach dem Eingriff des Schaltelements (12) in die Schaltnut (7) während der Axialverschiebung des Nockenstücks (3) das Schaltelement (12) in den Hinterschnitt der Schaltkontur (7) eingreift, wodurch zumindest zeitweise ein Formschluss des Schaltelements (12) in der Schaltnut (7) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltnut (7) mit einer veränderlichen Tiefe ausgeführt und das Schaltelement (12) nach aktuatorgesteuerter Auslösung schaltnutgesteuert durch den Formschluss ohne eine weitere Betätigung des Aktuators (13) radial zum Nockenstück (3) bewegbar ist und somit das Schaltelement (12) weiter aus dem Aktuator (13) herausgezogen wird.Valve drive for an internal combustion engine with at least one camshaft (1) and at least one cam piece (3) which is actuated by a switching element (12) which is actuator-controlled by an actuator (13) and can be moved in the radial direction and which is located in a spiral switching groove located on the cam piece (3). (7) can be retracted, can be displaced axially on the camshaft (1), the switching groove (7) having an at least partial undercut, and after the engagement of the switching element (12) in the switching groove (7) during the axial displacement of the cam piece ( 3) the switching element (12) engages in the undercut of the switching contour (7), as a result of which the switching element (12) is positively locked in the switching groove (7) at least temporarily, characterized in that the switching groove (7) is designed with a variable depth and the switching element (12), after actuator-controlled triggering, switching groove-controlled by the form fit without further actuation of the actuator (13) radially to the cam piece (3) is movable and thus the switching element (12) is pulled further out of the actuator (13). Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (12) in seinem vorderen, der Schaltnut (7) zugewandten Bereich (19) aufgedickt ist.valve train after claim 1 , characterized in that the switching element (12) is thickened in its front area (19) facing the switching groove (7). Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (12) in seinem vorderen, der Schaltnut (7) zugewandten Bereich (19) konisch oder mit einem Bund oder einer Stufe ausgebildet ist.valve train after claim 2 , characterized in that the switching element (12) in its front, the switching groove (7) facing area (19) is conical or formed with a collar or a step. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltnut (7) vier Abschnitte aufweist, nämlich einen Einspurbereich (15), einen Fangbereich (16), einen Verschiebebereich (17) und einen Auswurfbereich .Valve train according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the switching groove (7) has four sections, namely a Einspurbereich (15), a catch area (16), a displacement area (17) and an ejection area. Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltnut (7) im Einspurbereich (15) eine Tiefe (te) besitzt, die einer maximalen Radialbewegung des Schaltelements (12) durch die aktuatorgesteuerte Auslösung entspricht.valve train after claim 4 , characterized in that the switching groove (7) in the Einspurbereich (15) has a depth (te) which corresponds to a maximum radial movement of the switching element (12) by the actuator-controlled release.
DE102013019260.9A 2013-11-15 2013-11-15 Valve train for an internal combustion engine Active DE102013019260B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013019260.9A DE102013019260B4 (en) 2013-11-15 2013-11-15 Valve train for an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013019260.9A DE102013019260B4 (en) 2013-11-15 2013-11-15 Valve train for an internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013019260A1 DE102013019260A1 (en) 2015-05-21
DE102013019260B4 true DE102013019260B4 (en) 2022-05-12

Family

ID=53184067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013019260.9A Active DE102013019260B4 (en) 2013-11-15 2013-11-15 Valve train for an internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013019260B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219876A1 (en) * 2015-10-14 2017-04-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Auslassventilabschaltung
JP6520909B2 (en) * 2016-12-26 2019-05-29 トヨタ自動車株式会社 Variable valve mechanism of engine
DE102017106350B3 (en) 2017-03-24 2018-09-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hubvariabler Gaswechselventiltrieb an internal combustion engine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945340A1 (en) 1999-09-22 2001-03-29 Schaeffler Waelzlager Ohg Valve gear for different strokes of gas change valve of internal combustion engine; has cam group of at least two cams on camshaft and cam follower with switch slider supported in grooves on camshaft
DE10211394A1 (en) 2002-03-15 2003-10-09 Ina Schaeffler Kg Engine valve actuator includes barrel-shaped outer casing running in groove of approximately complementary shape
DE102007054977A1 (en) 2007-11-17 2009-05-20 Daimler Ag Valve drive device
DE102009053116A1 (en) 2009-03-06 2010-09-09 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve gear of an internal combustion engine
DE102012012064A1 (en) 2012-06-15 2013-12-19 Avl Deutschland Gmbh Führungsnutanordnung on a shaft and method for axially displacing a shaft with a guide groove arrangement
DE102012014048A1 (en) 2012-07-14 2014-01-16 Audi Ag Valve drive device for internal combustion engine, has radial projection portion whose height is set lower than height of ejection ramp, and drive unit that is set with retaining unit for holding carrier in sliding groove

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945340A1 (en) 1999-09-22 2001-03-29 Schaeffler Waelzlager Ohg Valve gear for different strokes of gas change valve of internal combustion engine; has cam group of at least two cams on camshaft and cam follower with switch slider supported in grooves on camshaft
DE10211394A1 (en) 2002-03-15 2003-10-09 Ina Schaeffler Kg Engine valve actuator includes barrel-shaped outer casing running in groove of approximately complementary shape
DE102007054977A1 (en) 2007-11-17 2009-05-20 Daimler Ag Valve drive device
DE102009053116A1 (en) 2009-03-06 2010-09-09 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Valve gear of an internal combustion engine
DE102012012064A1 (en) 2012-06-15 2013-12-19 Avl Deutschland Gmbh Führungsnutanordnung on a shaft and method for axially displacing a shaft with a guide groove arrangement
DE102012014048A1 (en) 2012-07-14 2014-01-16 Audi Ag Valve drive device for internal combustion engine, has radial projection portion whose height is set lower than height of ejection ramp, and drive unit that is set with retaining unit for holding carrier in sliding groove

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013019260A1 (en) 2015-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2176523B1 (en) Internal combustion engine valve train switching device
DE102009037269B4 (en) Valve train for internal combustion engines for actuating gas exchange valves
WO2014019684A1 (en) Actuating unit for variable power plant components
EP2176524B1 (en) Internal combustion engine valve train switching device
DE102010013216A1 (en) Valve gear of an internal combustion engine
DE202009015465U1 (en) Valve gear of an internal combustion engine
WO2020193560A1 (en) Slide cam system and motor
DE102011114300B4 (en) Valve gear of an internal combustion engine and internal combustion engine
DE102012008555B4 (en) Device for a valve drive for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine
DE102016210976A1 (en) Valve train for an internal combustion engine
EP3222828A2 (en) Valve drive for an internal combustion engine
DE102013019260B4 (en) Valve train for an internal combustion engine
DE102013111476B4 (en) Valve drive of an internal combustion engine
DE102016124851A1 (en) Valve gear of an internal combustion engine
EP3221567B1 (en) Valve train for an internal combustion engine and corresponding internal combustion engine
DE102014217584A1 (en) Valve train device and shift gate
DE102011117244A1 (en) Valve train for an internal combustion engine
DE102017210281B4 (en) Sliding cam device with multi-stage switching
DE102016014768A1 (en) Camshaft for an internal combustion engine
DE102016210973A1 (en) Valve train for an internal combustion engine
EP3161282B1 (en) Cam shifting arrangement for internal combustion engine
DE102012011085A1 (en) Valve train for use in combustion engine, has shift part and switching contour for valve lift switching of combustion engine, where shift part incorporates switching pin that interacts with switching contour
WO2018068874A1 (en) Valve train device
EP3564502B1 (en) Variable valve drive
DE102014014282A1 (en) Valve train for an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Owner name: DAIMLER AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE

R020 Patent grant now final
R084 Declaration of willingness to licence
R085 Willingness to licence withdrawn