DE102014014600B3 - Device for a valve drive for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine - Google Patents

Device for a valve drive for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine Download PDF

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Heiko Neukirchner
Andreas Werler
Uwe Richter
Henry Steuker
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Abstract

Die Erfindung stellt eine besonders vorteilhafte Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine bereit, mit welcher eine wenigstens dreistufige Ventilhubumschaltung realisierbar ist, wobei ausgehend von einer zweiten Schaltstellung wahlweise eine erste Schaltstellung oder eine dritte Schaltstellung eingelegt werden kann. Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise eine Variation des Ventilhubs von Gaswechselventilen ermöglicht, wobei im Gegensatz zu herkömmlichen sequentiell betreibbaren Umschaltvorrichtungen Schaltstellungen übersprungen werden können. Dadurch kann eine schnellere Anpassung des Hubs von Gaswechselventilen an den Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgen.The invention provides a particularly advantageous device for a valve drive for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine, with which an at least three-stage valve lift can be realized, starting from a second switching position optionally a first switching position or a third switching position can be inserted. As a result, a variation of the valve lift of gas exchange valves is made possible in a particularly advantageous manner, wherein, in contrast to conventional sequentially operable switching devices switch positions can be skipped. This allows a faster adjustment of the stroke of gas exchange valves to the operation of the internal combustion engine.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einer parallel zu einer Nockenwelle verlaufenden Verstellwelle. The present invention relates to a device for a valve train for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine with an adjusting shaft extending parallel to a camshaft.

Stand der Technik State of the art

Es sind bereits Ventiltriebsvorrichtungen bekannt, die über eine Einrichtung zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen verfügen. Die Erfindung geht von einem Ventiltrieb aus, bei welchem die Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine während des Betriebs der Brennkraftmaschine mittels einer Nockenwelle direkt oder indirekt über Übertragungsmittel betätigt werden. Zum Umschalten des Ventilhubs sind auf der Nockenwelle benachbarte Nocken mit unterschiedlichen Nockenformen vorgesehen, die zu einer Nockeneinheit zusammengefasst sind. Durch eine axiale Verschiebung der Nockeneinheiten auf der Nockenwelle gegenüber den Gaswechselventilen wird jeweils ein Nocken der Nockengruppe mit dem entsprechenden Gaswechselventil in Eingriff gebracht und der Hub der Gaswechselventile entsprechend der Nockenform erzeugt. Für die Verschiebung der Nockeneinheiten können Aktuatoren direkt auf die Nockeneinheiten wirken oder es ist eine parallel zur Nockenwelle verlaufende Verstellwelle mit entsprechenden Elementen für den Eingriff auf die Nockeneinheiten vorgesehen. Dabei kommen insbesondere Verschiebenuten mit axialem Versatz zum Einsatz, um in Verbindung mit gehäusefesten Aktuatoren eine Drehbewegung in eine axiale Verschiebung zu übersetzen. There are already known valve train devices which have a device for switching the stroke of gas exchange valves. The invention is based on a valve train in which the gas exchange valves of an internal combustion engine during operation of the internal combustion engine by means of a camshaft are actuated directly or indirectly via transmission means. For switching the valve lift, adjacent cams with different cam shapes are provided on the camshaft, which are combined to form a cam unit. By an axial displacement of the cam units on the camshaft relative to the gas exchange valves in each case a cam of the cam group is brought into engagement with the corresponding gas exchange valve and generates the stroke of the gas exchange valves according to the cam shape. For the displacement of the cam units actuators can act directly on the cam units or it is provided parallel to the camshaft adjusting shaft with corresponding elements for engagement with the cam units. In particular displacement grooves are used with axial offset to translate in conjunction with housing-mounted actuators rotational movement in an axial displacement.

Aus der Offenlegungsschrift DE 101 48 177 A1 ist ein Ventiltrieb mit Ventilhubumschaltung für die Gaswechselventile bekannt. Der Ventiltrieb umfasst auf einer Zahnwelle drehfest und axial verschiebbar gelagerte Nockenstücke mit wenigstens zwei nebeneinander liegenden Nocken mit unterschiedlichem Hub für das jeweilige Gaswechselventil. Weiter sind zum Verschieben der Nockenstücke radial zum Nockenstück bewegbare gehäusefeste Aktuatorstifte vorgesehen, welche mit spiegelsymmetrisch ausgebildeten und sich kreuzenden Verschiebenuten auf den Nockenstücken zusammenwirken, wobei für jedes Nockenstück ein Aktuatorstift vorgesehen ist. Für eine wechselseitige Verschiebung der Nockenstücke wird der jeweilige Aktuatorstift mit einer entsprechenden Flanke der sich kreuzenden und damit zusammenhängenden Verschiebenuten in Kontakt gebracht. Dieser Ventiltrieb eignet sich nur für eine Ventilhubumschaltung zwischen zwei nebeneinander liegenden Nocken. Soll zwischen mehr als zwei Nocken umgeschaltet werden, ist eine Mehrfachanordnung von Verschiebenuten und Aktuatorstiften notwendig. Weiter kann es durch die nicht eindeutige Führung der Verschiebenuten durch die Aktuatorstifte zu Schaltungenauigkeiten kommen. From the publication DE 101 48 177 A1 is known a valve train with valve lift for the gas exchange valves. The valve drive comprises rotatably and axially displaceably mounted on a toothed shaft cam pieces with at least two adjacent cams with different stroke for each gas exchange valve. Further, movable camshaft-fixed actuator pins are provided for moving the cam pieces radially to the cam piece, which cooperate with mirror-symmetrical and intersecting sliding grooves on the cam pieces, wherein an actuator pin is provided for each cam piece. For a mutual displacement of the cam pieces of the respective actuator pin is brought into contact with a corresponding edge of the intersecting and related displacement grooves. This valve train is only suitable for valve lift switching between two adjacent cams. If you want to switch between more than two cams, a multiple arrangement of sliding grooves and actuator pins is necessary. It can also come through the non-unique leadership of the sliding grooves through the actuator pins to circuit inaccuracies.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 056 692 A1 ist eine Ventiltriebsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit Ventilhubumschaltung bekannt. Zur Ventilhubumschaltung von zwei axial verschiebbaren Nockenelementen sind zwei Schalthülsen mit jeweils einer Kulissenbahn und einem mit der jeweiligen Kulissenbahn in Kontakt bringbaren Betätigungspin vorgesehen, wobei eine erste Schalthülse die Nockenelemente in eine erste Schaltrichtung und eine zweite Schalthülse die Nockenelemente in eine zweite Schaltrichtung verschiebt. Bei einer Ventilhubumschaltung wird demnach für eine erste Schaltrichtung die erste Schalthülse verwendet, um das erste Nockenelement und anschließend das zweite Nockenelement zu verschieben. Für eine zweite Schaltrichtung wird die zweite Schalthülse verwendet, um das erste Nockenelement und anschließend das zweite Nockenelement zu verschieben. Dafür sind die Kulissenbahnen der Schalthülsen s-förmig und zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet. Dieser Ventiltrieb eignet sich nur für eine Ventilhubumschaltung zwischen zwei nebeneinander liegenden Nocken. Des Weiteren ist für diesen Ventiltrieb ein erhöhter Fertigungs- und Montageaufwand gegenüber anderen Ventilhubumschaltsystemen zu erwarten. From the publication DE 10 2007 056 692 A1 a valve drive device of an internal combustion engine with valve lift is known. For valve lift switching of two axially displaceable cam elements two shift sleeves are provided, each with a slide track and engageable with the respective slide track in contact actuating pin, a first shift sleeve, the cam elements in a first shift direction and a second shift sleeve shifts the cam elements in a second switching direction. In a valve lift switching, therefore, the first shift sleeve is used for a first shift direction to move the first cam element and then the second cam element. For a second switching direction, the second shift sleeve is used to move the first cam element and then the second cam element. For this purpose, the slide tracks of the shift sleeves are S-shaped and mirror-symmetrical to one another. This valve train is only suitable for valve lift switching between two adjacent cams. Furthermore, an increased manufacturing and assembly costs compared to other valve lift switching systems can be expected for this valve train.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2007 061 353 A1 geht ein Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit einem verschiebbaren Nockenträger hervor. Der Nockenträger ist drehfest, aber axial verschiebbar auf einer Nockenwelle gelagert und weist mehrere axial beabstandete Nocken mit unterschiedlichen Nockenerhebungen auf, die zu einer Nockengruppe für das jeweilige Gaswechselventil zusammengefasst sind. In eine über den Umfang des Nockenträgers verlaufende Endlosnut greift ein Eingriffselement kontinuierlich ein, welches entsprechend dem Verlauf der Endlosnut einen Hub in axialer Richtung vollzieht. Das Eingriffselement kann in bestimmten Positionen arretiert werden, wodurch dem Nockenträger eine axiale Bewegung aufgezwungen wird, um somit zwischen den Nocken zum Antreiben eines Gaswechselventils umzuschalten. Das beschriebene System benötigt jedoch viel Bauraum, so dass ein Einsatz nur bei Brennkraftmaschinen mit ausreichendem Zylinderabstand möglich ist. Das Eingriffselement muss kontinuierlich mitgeführt werden und es besteht die Gefahr eines erhöhten Verschleißes. Weiterhin ist für jeden verschiebbaren Nockenträger ein Aktuator für die Arretierung des Eingriffselements notwendig, welcher zum richtigen Zeitpunkt aktiviert und wieder deaktiviert werden muss. From the publication DE 10 2007 061 353 A1 is a valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine with a displaceable cam carrier forth. The cam carrier is rotatably mounted, but axially displaceable on a camshaft and has a plurality of axially spaced cams with different cam lobes, which are combined to form a cam group for the respective gas exchange valve. In an extending over the circumference of the cam carrier endless groove engages an engaging element continuously, which performs according to the course of the endless groove a stroke in the axial direction. The engagement element can be locked in certain positions, whereby the cam carrier is forced to an axial movement, thus switching between the cam for driving a gas exchange valve. However, the system described requires a lot of space, so that use only in internal combustion engines with sufficient cylinder spacing is possible. The engagement element must be carried continuously and there is a risk of increased wear. Furthermore, an actuator for the locking of the engagement element is necessary for each displaceable cam carrier, which must be activated at the right time and disabled again.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 039 733 A1 ist ein Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem auf einer Nockenwelle eine Nockeneinheit mit mehreren nebeneinander angeordneten unterschiedlichen Nockenbahnen drehfest und axial verschiebbar gelagert ist. Zur Hubumschaltung der Gaswechselventile ist die Nockeneinheit mittels eines Verstellmittels axial verschiebbar. Das Verstellmittel umfasst ein innerhalb der Nockenwelle beweglich gelagertes Verstellelement zur Übertragung der Verstellbewegung auf die Nockeneinheit. Dazu weist das Verstellelement auf seinem Umfang ein Laufbahnprofil auf, welches mit einem Koppelelement zusammenwirkt. Das Koppelelement ist weiterhin durch eine Ausnehmung in der Nockenwelle mit der Nockeneinheit verbunden. Durch eine Bewegung des Verstellelementes relativ zur Nockenwelle wird eine axiale Verschiebung der Nockeneinheit auf der Nockenwelle bewirkt. Als Ausgestaltungsvariante wird beschrieben, dass das Verstellelement drehbar in der Nockenwelle gelagert ist und dass sich das Laufbahnprofil im Wesentlichen in Umfangsrichtung auf dem Verstellelement erstreckt. Der Wechsel zwischen zwei Nockenbahnen auf der Nockeneinheit für die Betätigung der Gaswechselventile wird durch einen axialen Versatz im Laufbahnprofil erreicht, der sich durch eine relative Verdrehung des Verstellelementes gegenüber der Nockenwelle ergibt. Für eine Hin- und Rückschaltung zwischen den unterschiedlichen Nockenbahnen ist eine Drehrichtungsumkehr des Verstellelementes notwendig, welches den Antrieb des Verstellelementes deutlich aufwändiger macht. From the publication DE 10 2009 039 733 A1 a valve train for gas exchange valves of an internal combustion engine is known in which on a camshaft, a cam unit with a plurality of juxtaposed different cam tracks is rotatably mounted and axially displaceable. For Hubumschaltung the gas exchange valves, the cam unit is axially displaceable by means of an adjusting means. The adjusting means comprises an adjusting element movably mounted within the camshaft for transmitting the adjusting movement to the cam unit. For this purpose, the adjusting element on its circumference on a raceway profile, which cooperates with a coupling element. The coupling element is further connected by a recess in the camshaft with the cam unit. By a movement of the adjusting element relative to the camshaft, an axial displacement of the cam unit is effected on the camshaft. As a variant embodiment, it is described that the adjusting element is rotatably mounted in the camshaft and that the raceway profile extends substantially in the circumferential direction on the adjusting element. The change between two cam tracks on the cam unit for the actuation of the gas exchange valves is achieved by an axial offset in the raceway profile, which results from a relative rotation of the adjusting element relative to the camshaft. For a back and forth connection between the different cam tracks, a reversal of the direction of rotation of the adjusting element is necessary, which makes the drive of the adjusting significantly more complex.

Aus der Patentschrift DE 10 2011 101 868 B4 ist eine Vorrichtung zur Ventilhubumschaltung bekannt. Auf einer Nockenwelle ist dazu ein Nockenträger axial verschiebbar angeordnet, auf welchem unterschiedliche Nockenprofile zur Wirkverbindung mit einem zugeordneten Ladungswechselventil aufgebracht sind. Zur axialen Verschiebung des Nockenträgers ist parallel zur Nockenwelle eine Verstellwelle vorgesehen, auf welcher ein erstes Übertragungselement drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist. Das erste Übertragungselement weist eine Führungsbahn auf, entlang welcher bei einer Verdrehung der Verstellwelle ein erstes gehäusefestes Eingriffselement und weiter ein zweites Eingriffselement eines zweiten Übertragungselementes geführt wird. Das zweite Übertragungselement ist derart mit dem Nockenträger verbunden, dass der Nockenträger bei einer Verdrehung der Verstellwelle axial verschoben wird. Diese Vorrichtung zur Ventilhubumschaltung kann für mehr als zwei unterschiedliche Nockenprofile genutzt werden, wobei nur ein sequentielles Umschalten zwischen den unterschiedlichen Nockenprofilen ermöglicht wird. From the patent DE 10 2011 101 868 B4 a device for valve lift switching is known. On a camshaft to a cam carrier is arranged axially displaceable on which different cam profiles are applied for operative connection with an associated charge exchange valve. For axial displacement of the cam carrier, an adjusting shaft is provided parallel to the camshaft, on which a first transmission element is arranged rotationally fixed and axially displaceable. The first transmission element has a guideway, along which a first housing-fixed engagement element and further a second engagement element of a second transmission element is guided during a rotation of the adjusting shaft. The second transmission element is connected to the cam carrier such that the cam carrier is axially displaced during a rotation of the adjusting shaft. This device for valve lift switching can be used for more than two different cam profiles, whereby only a sequential switching between the different cam profiles is made possible.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine bereitzustellen. The object of the invention is to provide an improved device for a valve train for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine.

Lösung der Aufgabe Solution of the task

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel. The object is achieved by the device for a valve train for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine according to the features of claim 1. Advantageous developments emerge from the subclaims and the embodiment.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die Erfindung stellt eine besonders vorteilhafte Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine bereit, mit welcher eine wenigstens dreistufige Hubumschaltung realisierbar ist, wobei ausgehend von einer zweiten Schaltstellung wahlweise eine erste Schaltstellung oder eine dritte Schaltstellung eingelegt werden kann. Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise eine Variation des Hubs von Gaswechselventilen ermöglicht, wobei im Gegensatz zu herkömmlichen sequentiell betreibbaren Umschaltvorrichtungen Schaltstellungen übersprungen werden können. Dadurch kann eine schnellere Anpassung des Hubs von Gaswechselventilen an den Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgen. The invention provides a particularly advantageous device for a valve drive for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine, with which an at least three-stage Hubumschaltung can be realized, starting from a second switching position either a first switching position or a third switching position can be inserted. As a result, a variation of the stroke of gas exchange valves is made possible in a particularly advantageous manner, wherein switching positions can be skipped in contrast to conventional sequentially operable switching devices. This allows a faster adjustment of the stroke of gas exchange valves to the operation of the internal combustion engine.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Nockenwelle, auf welcher wenigstens ein Nockenträger mit wenigstens drei unterschiedlichen Nockenprofilen drehfest und axial verschiebbar gelagert ist. Die Nockenwelle ist in einem Gehäuse, insbesondere in einem Zylinderkopf gelagert und zur Betätigung der Gaswechselventile vorgesehen, wobei ein Nockenträger einem Gaswechselventil zugeordnet ist und eines der wenigstens drei Nockenprofile des Nockenträgers zur direkten Betätigung oder über Hebelarme zur indirekten Betätigung mit dem zugeordneten Gaswechselventil wirkverbunden ist. Weiter ist eine parallel zur Nockenwelle angeordnete Verstellwelle vorgesehen, auf welcher ein erstes Übertragungselement drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist. Das erste Übertragungselement weist eine Führungseinheit auf. Weiter ist ein erstes, gehäusefestes Führungselement vorgesehen, welches mit der Führungseinheit wirkverbunden ist. Weiter ist ein zweites Führungselement vorgesehen, welches einerseits mit der Führungseinheit und andererseits über ein zweites Übertragungselement mit dem Nockenträger wirkverbunden ist. Das zweite Übertragungselement ist dazu mit dem Nockenträger axial unverschiebbar verbunden, so dass der Nockenträger zusammen mit dem zweiten Übertragungselement axial verschiebbar ist. Aus der Anordnung von gehäusefestem, erstem Führungselement, erstem Übertragungselement mit Führungseinheit, zweitem Führungselement mit zweiten Übertragungselement und Nockenträger ergibt sich eine wenigstens dreistufige Hubumschaltung für Gaswechselventile. The device according to the invention comprises a camshaft on which at least one cam carrier with at least three different cam profiles is mounted non-rotatably and axially displaceably. The camshaft is mounted in a housing, in particular in a cylinder head and provided for actuating the gas exchange valves, wherein a cam carrier is associated with a gas exchange valve and one of the at least three cam profiles of the cam carrier for direct actuation or lever arms for indirect actuation with the associated gas exchange valve is operatively connected. Further, a parallel to the camshaft arranged adjusting shaft is provided, on which a first transmission element is arranged rotationally fixed and axially displaceable. The first transmission element has a guide unit. Furthermore, a first housing-fixed guide element is provided which is operatively connected to the guide unit. Further, a second guide element is provided which is operatively connected on the one hand with the guide unit and on the other hand via a second transmission element with the cam carrier. The second transmission element is connected to the cam carrier axially immovable, so that the cam carrier together with the second Transmission element is axially displaceable. From the arrangement of housing-fixed, first guide element, first transmission element with guide unit, second guide element with second transmission element and cam carrier results in an at least three-stage Hubumschaltung for gas exchange valves.

Eine Hubumschaltung wird durch die Verdrehung der Verstellwelle vorgenommen, wobei das erste Übertragungselement axial verschoben wird und die Verdrehung des ersten Übertragungselementes durch das erste Führungselement gegenüber dem Gehäuse abgestützt wird. Mittels der Führungseinheit wird die Verdrehung des ersten Übertragungselementes in einen axialen Versatz des ersten Übertragungselementes übersetzt. Die axiale Verschiebung und Verdrehung des ersten Übertragungselementes wird weiter über das zweite Führungselement mit dem zweiten Übertragungselement auf den Nockenträger als axiale Verschiebung übertragen, wobei die axiale Verschiebung und Verdrehung des ersten Übertragungselementes mittels der Führungseinheit in einen axialen Versatz des Nockenträgers übersetzt wird. Die Hubumschaltung erfolgt, wenn sich die Wirkverbindung zwischen jeweiligem Nockenprofil und Gaswechselventil im Bereich des Grundkreises des Nockenprofils befindet. A Hubumschaltung is made by the rotation of the adjusting, wherein the first transmission element is axially displaced and the rotation of the first transmission element is supported by the first guide member relative to the housing. By means of the guide unit, the rotation of the first transmission element is translated into an axial offset of the first transmission element. The axial displacement and rotation of the first transmission element is further transmitted via the second guide element with the second transmission element on the cam carrier as axial displacement, wherein the axial displacement and rotation of the first transmission element is translated by means of the guide unit in an axial displacement of the cam carrier. The Hubumschaltung takes place when the operative connection between the respective cam profile and gas exchange valve is in the region of the base circle of the cam profile.

Erfindungsgemäß vorteilhaft weist die Führungseinheit eine erste Führungsbahn und eine axial zur ersten Führungsbahn beabstandete zweite Führungsbahn, sowie wenigstens zwei zueinander über den Umfang des ersten Übertragungselementes beabstandete Verbindungsbahnen zwischen erster Führungsbahn und zweiter Führungsbahn auf. Das erste Führungselement und das zweite Führungselement sind entlang der ersten Führungsbahn, der zweiten Führungsbahn oder einer der Verbindungsbahnen geführt. Die erste Führungsbahn und die zweite Führungsbahn sind als geschlossene, über den Umfang umlaufende Führungsbahnen des als Hülse ausgestalteten ersten Übertragungselementes ausgeführt, wobei die Führungsbahnen jeweils einen Übergang zu einer der wenigstens zwei Verbindungbahnen aufweisen. Die erste Führungsbahn ist für eine erste Schaltfolge und die zweite Führungsbahn für eine zweite Schaltfolge zwischen den wenigstens drei unterschiedlichen Nockenprofilen vorgesehen. Die erste Schaltfolge und die zweite Schaltfolge werden durch eine sequentielle Umschaltung zwischen den wenigstens drei Nockenprofilen bestimmt, wobei die Schaltstellungen der zweiten Schaltfolge zu den Schaltstellungen der ersten Schaltfolge über den Umfang des ersten Übertragungselementes verschoben sind. Die erste Führungsbahn und die zweite Führungsbahn weisen entsprechend der Anzahl der Schaltstellungen Abstufungen in axialer Richtung auf. Entsprechend der Anzahl der Schaltstellungen ergibt sich zudem eine erforderliche Verdrehung der Verstellwelle zwischen zwei Schaltstellungen. According to the invention, the guide unit advantageously has a first guide track and a second guide track, which is axially spaced from the first guide track, and at least two connecting tracks spaced apart from one another over the circumference of the first transmission element between the first guide track and the second guide track. The first guide element and the second guide element are guided along the first guide track, the second guide track or one of the connecting tracks. The first guideway and the second guideway are designed as closed guideways which encircle the circumference of the first transmission element configured as a sleeve, the guideways each having a transition to one of the at least two connecting paths. The first guideway is provided for a first switching sequence and the second guideway for a second switching sequence between the at least three different cam profiles. The first switching sequence and the second switching sequence are determined by a sequential switching between the at least three cam profiles, wherein the switching positions of the second switching sequence are shifted to the switching positions of the first switching sequence over the circumference of the first transmission element. The first guide track and the second guide track have gradations in the axial direction corresponding to the number of shift positions. According to the number of switching positions also results in a required rotation of the adjusting between two switching positions.

Es ergibt sich eine Wirkverbindung von gehäusefestem, erstem Führungselement über das erste Übertragungselement und das zweite Übertragungselement mit dem Nockenträger, wobei das erste Führungselement und das zweite Führungselement gemeinsam entweder entlang der ersten Führungsbahn oder entlang der zweiten Führungsbahn geführt sind. The result is an operative connection of housing-fixed, first guide element via the first transmission element and the second transmission element with the cam carrier, wherein the first guide element and the second guide element are guided together either along the first guide track or along the second guide track.

Weiter ist ein Schubelement vorgesehen, welches mit dem ersten Übertragungselement wirkverbunden ist, um eine axiale Verschiebung des ersten Übertragungselementes gegenüber dem ersten Führungselement und dem zweiten Führungselement zu bewirken, wenn das erste Führungselement und das zweite Führungselement jeweils entlang einer der beiden Verbindungsbahnen geführt ist. Die Wirkverbindung zwischen Schubelement und erstem Übertragungselement weist einen axialen Freigang auf, so dass für eine Hubumschaltung eine axiale Verschiebung des ersten Übertragungselementes gegenüber dem Schubelement ermöglicht ist, ohne dass das Schubelement bewegt werden muss. Der Freigang kann mittels eines Federelementes vorgespannt sein. Die axiale Verschiebung des ersten Übertragungselementes mittels des Schubelementes kann eingeleitet werden, wenn das erste Führungselement und das zweite Führungselement entlang der ersten Führungsbahn oder der zweiten Führungsbahn im Bereich des Übergangs zu einer der beiden Verbindungsbahnen geführt sind. Die Verbindungsbahnen sind dafür entsprechend dem Versatz zwischen erstem Führungselement und zweitem Führungselement über dem Umfang des ersten Übertragungselementes zueinander versetzt angeordnet, so dass das erste Führungselement und das zweite Führungselement während der Verschiebung des ersten Übertragungselementes mittels des Schubelementes gleichzeitig entlang einer der beiden Verbindungsbahnen geführt werden. Further, a pusher member is provided which is operatively connected to the first transmission member to effect axial displacement of the first transmission member with respect to the first guide member and the second guide member when the first guide member and the second guide member are guided along one of the two connection paths, respectively. The operative connection between the thrust element and the first transmission element has an axial clearance, so that an axial displacement of the first transmission element relative to the thrust element is made possible for a stroke switching without the thrust element having to be moved. The clearance can be biased by a spring element. The axial displacement of the first transmission element by means of the thrust element can be initiated when the first guide element and the second guide element are guided along the first guide track or the second guide track in the region of the transition to one of the two connecting tracks. The connecting tracks are arranged offset to one another according to the offset between the first guide element and the second guide element over the circumference of the first transmission element, so that the first guide element and the second guide element during the displacement of the first transmission element by means of the thrust element are guided simultaneously along one of the two connection paths.

Durch die axiale Verschiebung des ersten Übertragungselementes mittels des Schubelementes werden das erste Führungselement und das zweite Führungselement entlang einer der beiden Verbindungsbahnen verschoben und von der ersten Führungsbahn zur zweiten Führungsbahn oder von der zweiten Führungsbahn zur ersten Führungsbahn überführt. Due to the axial displacement of the first transmission element by means of the thrust element, the first guide element and the second guide element are displaced along one of the two connecting paths and transferred from the first guide track to the second guide track or from the second guide track to the first guide track.

Dadurch wird eine dreistufige Hubumschaltung realisiert, wobei in besonders vorteilhafter Weise ein erstes Nockenprofil als Nullhubnocken ausgeführt ist, um eine Abschaltung des Gaswechselventils zu realisieren. Ein zweites Nockenprofil ist als Vollhubnocken für einen maximal möglichen Hub des Gaswechselventils und weiter ein drittes Nockenprofil als Teilhubnocken für einen Hub des Gaswechselventils zwischen maximalem Hub und Abschaltung des Gaswechselventils ausgeführt. In Abhängigkeit des Betriebszustands der Brennkraftmaschine wird ein Nockenprofil der drei unterschiedlichen Nockenprofile mit dem zugeordneten Gaswechselventil in Wirkverbindung gebracht. So ergeben sich bei einer vollständigen Umdrehung des ersten Übertragungselementes für die erste Führungsbahn mit erster Schaltfolge aufeinanderfolgend die Schaltstellungen erste, zweite, dritte, zweite und erste Schaltstellung, sowie für die zweite Führungsbahn mit zweiter Schaltfolge aufeinanderfolgend die Schaltstellungen dritte, zweite, erste, zweite und dritte Schaltstellung. Aus erster Schaltfolge und zweiter Schaltfolge ergibt sich dabei eine symmetrische Anordnung von erster Führungsbahn und zweiter Führungsbahn in axialer Richtung. Dabei ist in vorteilhafter Weise der ersten Schaltstellung das erste Nockenprofil mit Nullhubnocken, der zweiten Schaltstellung das zweite Nockenprofil mit Vollhubnocken und der dritten Schaltstellung das dritte Nockenprofil mit Teilhubnocken zugeordnet. Die Verbindungsbahnen sind auf dem ersten Übertragungselement derart angeordnet, dass die axiale Verschiebung des ersten Übertragungselementes mittels des Schubelementes während der zweiten Schaltstellung und demnach ein Wechsel zwischen erster Schaltfolge und zweiter Schaltfolge erfolgen kann. Dadurch kann eine dritte Schaltfolge aufeinanderfolgender Schaltstellungen aus erster, zweiter, erster, zweiter und dritter Schaltstellung, eine vierte Schaltfolge aufeinanderfolgender Schaltstellungen aus dritter, zweiter, dritter, zweiter und erster, eine fünfte Schaltfolge aufeinanderfolgender Schaltstellungen aus erster, zweiter, erster, zweiter und erster Schaltstellung, und eine sechste Schaltfolge aufeinanderfolgender Schaltstellungen aus dritter, zweiter, dritter, zweiter und dritter Schaltstellung gebildet werden. As a result, a three-stage Hubumschaltung is realized, in a particularly advantageous manner, a first cam profile is designed as Nullhubnocken to realize a shutdown of the gas exchange valve. A second cam profile is as Vollhubnocken for a maximum possible stroke of the gas exchange valve and further a third Cam profile designed as a partial lift cam for a stroke of the gas exchange valve between maximum stroke and shutdown of the gas exchange valve. Depending on the operating state of the internal combustion engine, a cam profile of the three different cam profiles is brought into operative connection with the associated gas exchange valve. Thus, in a complete revolution of the first transmission element for the first guide track with first switching sequence successively the switch positions first, second, third, second and first switching position, and for the second guide track with second switching sequence successively the switch positions third, second, first, second and third shift position. The first switching sequence and the second switching sequence result in a symmetrical arrangement of the first guide track and the second guide track in the axial direction. In this case, the first cam position is advantageously the first cam position with Nullhubnocken, the second switching position associated with the second cam profile with full-stroke cam and the third switching position, the third cam profile with Teilhubnocken. The connecting tracks are arranged on the first transmission element such that the axial displacement of the first transmission element by means of the thrust element during the second switching position and thus a change between the first switching sequence and the second switching sequence can take place. Thereby, a third switching sequence of successive switching positions of first, second, first, second and third switching position, a fourth switching sequence of successive switching positions of third, second, third, second and first, a fifth switching sequence of successive switching positions of first, second, first, second and first Switching position, and a sixth switching sequence of successive switching positions of third, second, third, second and third switching position are formed.

Für eine Mehrzylinderanordnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mehrfach angeordnet, wobei jedem Gaswechselventil eine Vorrichtung zugeordnet ist. Das Schubelement ist dann als Schubstange ausgebildet und mit jeder Vorrichtung des jeweiligen Gaswechselventils wirkverbunden. For a multi-cylinder arrangement, the device according to the invention for a valve drive for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine is arranged several times, each gas exchange valve is associated with a device. The thrust element is then designed as a push rod and operatively connected to each device of the respective gas exchange valve.

Ausführungsbeispiel embodiment

Beispielhaft wird hier eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigt: By way of example, an embodiment of the device according to the invention for a valve drive for switching the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine is shown here. In the accompanying figures shows:

1: schematische Darstellungen von Seitenansichten und 1 : schematic representations of side views and

2: schematische Darstellungen perspektivischer Ansichten. 2 : schematic representations of perspective views.

Das Ausführungsbeispiel, dargestellt in 1 und 2 umfasst eine Nockenwelle 1, auf welcher wenigstens ein Nockenträger 2 mit wenigstens drei unterschiedlichen Nockenprofilen 3a, 3b, 3c drehfest und axial verschiebbar gelagert ist. Parallel zur Nockenwelle 1 ist eine Verstellwelle 4 vorgesehen, auf welcher ein erstes Übertragungselement 5 drehfest und axial verschiebbar angeordnet ist. Das erste Übertragungselement 5 weist eine Führungseinheit 6 auf. Die Führungseinheit 6 umfasst eine erste Führungsbahn 7a und eine axial zur ersten Führungsbahn 7a beabstandete zweite Führungsbahn 7b, sowie zwei zueinander über den Umfang des ersten Übertragungselement 5 beabstandete Verbindungsbahnen 8 zwischen erster Führungsbahn 7a und zweiter Führungsbahn 7b. Die Führungsbahnen 7a, 7b sind als geschlossene, über den Umfang umlaufende Führungsbahnen 7a, 7b mit dreifacher Abstufung in axialer Richtung ausgeführt, wobei die Führungsbahnen 7a, 7b jeweils einen Übergang 9 zu den zwei Verbindungbahnen 8 aufweisen. The embodiment illustrated in FIG 1 and 2 includes a camshaft 1 on which at least one cam carrier 2 with at least three different cam profiles 3a . 3b . 3c is rotatably mounted and axially displaceable. Parallel to the camshaft 1 is an adjusting shaft 4 provided on which a first transmission element 5 is arranged rotationally fixed and axially displaceable. The first transmission element 5 has a leadership unit 6 on. The leadership unit 6 includes a first guideway 7a and an axial to the first guideway 7a spaced second guideway 7b , as well as two to each other over the circumference of the first transmission element 5 spaced connecting tracks 8th between the first guideway 7a and second guideway 7b , The guideways 7a . 7b are as closed, over the circumference circumferential guideways 7a . 7b designed with triple gradation in the axial direction, the guideways 7a . 7b one transition each 9 to the two connecting tracks 8th exhibit.

Weiter sind ein erstes, gehäusefestes Führungselement 10 und ein zweites Führungselement 11 vorgesehen, welche entlang der ersten Führungsbahn 7a, der zweiten Führungsbahn 7b oder einer der Verbindungsbahnen 8 geführt sind. Das zweite Führungselement 11 ist über ein zweites Übertragungselement 12 mit dem Nockenträger 2 wirkverbunden. Das zweite Übertragungselement 12 ist mit dem Nockenträger 2 axial unverschiebbar verbunden, so dass der Nockenträger 2 zusammen mit dem zweiten Übertragungselement 12 axial verschiebbar ist. Next are a first, fixed housing guide 10 and a second guide element 11 provided, which along the first guideway 7a , the second guideway 7b or one of the connecting tracks 8th are guided. The second guide element 11 is via a second transmission element 12 with the cam carrier 2 operatively connected. The second transmission element 12 is with the cam carrier 2 connected axially immovable, so that the cam carrier 2 together with the second transmission element 12 is axially displaceable.

Weiter ist ein Schubelement 13 vorgesehen, welches mit dem ersten Übertragungselement 5 wirkverbunden ist, um eine axiale Verschiebung des ersten Übertragungselementes 5 gegenüber dem ersten Führungselement 10 und dem zweiten Führungselement 11 zu bewirken, wenn das erste Führungselement 10 und das zweite Führungselement 11 jeweils entlang einer der beiden Verbindungsbahnen 8 geführt ist. Die Verbindungsbahnen 8 sind dafür entsprechend dem Versatz zwischen erstem Führungselement 10 und zweitem Führungselement 11 über dem Umfang des ersten Übertragungselementes 5 zueinander versetzt angeordnet, so dass das erste Führungselement 10 und das zweite Führungselement 11 während der Verschiebung des ersten Übertragungselementes 5 mittels des Schubelementes 13 gleichzeitig jeweils entlang einer der beiden Verbindungsbahnen 8 geführt werden. Die Wirkverbindung zwischen Schubelement 13 und erstem Übertragungselement 5 weist einen axialen Freigang 14 auf. Next is a push element 13 provided, which with the first transmission element 5 is operatively connected to an axial displacement of the first transmission element 5 opposite the first guide element 10 and the second guide member 11 to cause when the first guide element 10 and the second guide element 11 each along one of the two connecting tracks 8th is guided. The connecting tracks 8th are in accordance with the offset between the first guide element 10 and second guide element 11 over the circumference of the first transmission element 5 arranged offset to one another, so that the first guide element 10 and the second guide element 11 during the displacement of the first transmission element 5 by means of the pushing element 13 at the same time along one of the two connecting tracks 8th be guided. The operative connection between thrust element 13 and first transmission element 5 has an axial clearance 14 on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Nockenwelle camshaft
2 2
Nockenträger cam support
3a, 3b, 3c 3a, 3b, 3c
Nockenprofile cam profiles
4 4
Verstellwelle adjusting
5 5
erstes Übertragungselement first transmission element
6 6
Führungseinheit Guide unit
7a, 7b 7a, 7b
erste Führungsbahn, zweite Führungsbahn first guideway, second guideway
8 8th
Verbindungsbahnen connecting tracks
9 9
Übergang crossing
10 10
erstes Führungselement first guide element
11 11
zweites Führungselement second guide element
12 12
zweites Übertragungselement second transmission element
13 13
Schubelement push element
14 14
axialer Freigang axial clearance

Claims (3)

Vorrichtung für einen Ventiltrieb zum Umschalten des Hubs von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine, mit einer Nockenwelle (1), auf welcher wenigstens ein Nockenträger (2) mit wenigstens drei unterschiedlichen Nockenprofilen (3a, 3b, 3c) drehfest und axial verschiebbar gelagert ist, mit einer parallel zur Nockenwelle (1) angeordneten Verstellwelle (4), auf welcher ein erstes Übertragungselement (5) drehfest und axial verschiebbar gelagert ist, wobei das erste Übertragungselement (5) eine Führungseinheit (6) aufweist, mit einem bezüglich eines Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine gehäusefesten ersten Führungselement (10), welches mit der Führungseinheit (6) wirkverbunden ist, mit einem zweiten Führungselement (11), welches einerseits mit der Führungseinheit (6) und andererseits über ein zweites Übertragungselement (12) mit dem Nockenträger (2) wirkverbunden ist, wobei das zweite Übertragungselement (12) mit dem Nockenträger (2) axial unverschiebbar verbunden ist, wobei die Führungseinheit (6) eine erste Führungsbahn (7a) und eine axial zur ersten Führungsbahn (7a) beabstandete zweite Führungsbahn (7b), sowie wenigstens zwei zueinander über den Umfang des ersten Übertragungselementes (5) beabstandete Verbindungsbahnen (8) zwischen erster Führungsbahn (7a) und zweiter Führungsbahn (7b) aufweist, wobei das erste Führungselement (10) und das zweite Führungselement (11) entlang der ersten Führungsbahn (7a), der zweiten Führungsbahn (7b) oder einer der Verbindungsbahnen (8) geführt sind, und weiter ein Schubelement (13) vorgesehen ist, welches mit dem ersten Übertragungselement (5) wirkverbunden ist, um eine axiale Verschiebung des ersten Übertragungselementes (5) gegenüber dem ersten Führungselement (10) und dem zweiten Führungselement (11) zu bewirken, wenn das erste Führungselement (10) und das zweite Führungselement (11) jeweils entlang einer der beiden Verbindungsbahnen (8) geführt sind. Device for a valve drive for switching over the stroke of gas exchange valves of an internal combustion engine, with a camshaft ( 1 ) on which at least one cam carrier ( 2 ) with at least three different cam profiles ( 3a . 3b . 3c ) is mounted rotationally fixed and axially displaceable, with a parallel to the camshaft ( 1 ) arranged adjusting shaft ( 4 ), on which a first transmission element ( 5 ) is mounted rotationally fixed and axially displaceable, wherein the first transmission element ( 5 ) a leadership unit ( 6 ), with a relative to a cylinder head of the internal combustion engine fixed to the housing first guide element ( 10 ), which with the management unit ( 6 ) is operatively connected, with a second guide element ( 11 ), which on the one hand with the management unit ( 6 ) and on the other hand via a second transmission element ( 12 ) with the cam carrier ( 2 ) is operatively connected, wherein the second transmission element ( 12 ) with the cam carrier ( 2 ) is axially immovably connected, wherein the guide unit ( 6 ) a first guideway ( 7a ) and an axial to the first guideway ( 7a ) spaced second guideway ( 7b ), and at least two to each other over the circumference of the first transmission element ( 5 ) spaced interconnect tracks ( 8th ) between first guideway ( 7a ) and second guideway ( 7b ), wherein the first guide element ( 10 ) and the second guide element ( 11 ) along the first guideway ( 7a ), the second guideway ( 7b ) or one of the connecting tracks ( 8th ), and further a thrust element ( 13 ) is provided, which with the first transmission element ( 5 ) is operatively connected to an axial displacement of the first transmission element ( 5 ) relative to the first guide element ( 10 ) and the second guide element ( 11 ), when the first guide element ( 10 ) and the second guide element ( 11 ) in each case along one of the two connecting tracks ( 8th ) are guided. Vorrichtung für einen Ventiltrieb nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Führungsbahn (7a) für eine erste Schaltfolge und die zweite Führungsbahn (7b) für eine zweite Schaltfolge zwischen den wenigstens drei unterschiedlichen Nockenprofilen (3a, 3b, 3c) vorgesehen ist, wobei die erste Schaltfolge und die zweite Schaltfolge durch eine sequentielle Umschaltung zwischen den wenigstens drei Nockenprofilen (3a, 3b, 3c) bestimmt werden und die Schaltstellungen der zweiten Schaltfolge zu den Schaltstellungen der ersten Schaltfolge über den Umfang des ersten Übertragungselementes (5) verschoben sind. Device for a valve drive according to claim 1, characterized in that the first guideway ( 7a ) for a first switching sequence and the second guideway ( 7b ) for a second switching sequence between the at least three different cam profiles ( 3a . 3b . 3c ) is provided, wherein the first switching sequence and the second switching sequence by a sequential switching between the at least three cam profiles ( 3a . 3b . 3c ) and the switching positions of the second switching sequence to the switching positions of the first switching sequence over the circumference of the first transmission element ( 5 ) are shifted. Vorrichtung für einen Ventiltrieb nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung zwischen Schubelement (13) und erstem Übertragungselement (5) einen axialen Freigang (14) aufweist. Device for a valve drive according to one of the preceding claims, characterized in that the operative connection between thrust element ( 13 ) and first transmission element ( 5 ) an axial clearance ( 14 ) having.
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