EP0798451B1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0798451B1
EP0798451B1 EP97102494A EP97102494A EP0798451B1 EP 0798451 B1 EP0798451 B1 EP 0798451B1 EP 97102494 A EP97102494 A EP 97102494A EP 97102494 A EP97102494 A EP 97102494A EP 0798451 B1 EP0798451 B1 EP 0798451B1
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EP
European Patent Office
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cam
camshaft
lifting
actuating
valve gear
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP97102494A
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English (en)
French (fr)
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EP0798451A1 (de
Inventor
Klaus Tiede
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.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication of EP0798451B1 publication Critical patent/EP0798451B1/de
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    • 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34413—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using composite camshafts, e.g. with cams being able to move relative to the camshaft
    • 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • 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
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    • 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
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • the invention relates to a valve train of an internal combustion engine according to the genus of Main claim.
  • Such a valve train is described for example in DE 42 30 877 A1 and shows a camshaft on which a cam block with two different Cam tracks are rotatably but axially displaceably guided.
  • the cam block takes part a gas exchange valve of the internal combustion engine, depending on Working position of the cam block on the stroke of one of the two cam tracks the gas exchange valve is transmitted.
  • a spiral guide groove is worked into the camshaft which a spring-loaded swivel bracket can engage. This swivel bracket attaches when engaging in the spiral groove depending on the rotational position of the Camshaft on the front of the cam block.
  • the Spiral groove in the camshaft is designed and in a defined Angular assignment to the rotary movement of the camshaft positioned that the Shifting the cam block only during the base circle phase of the first Cam track can take place.
  • the camshaft for such a valve train is very complex to manufacture because the spiral groove for each cam block to be operated must be assigned at the correct angle.
  • the attachment of a such groove in the camshaft several machining operations, so that a total the production of the camshaft is complex and expensive.
  • the means Attaching such a spiral groove in the camshaft a not inconsiderable Cross-section reduction, so that under certain circumstances the shaft diameter relative must be chosen large to the forces and resulting from the valve train To be able to record moments.
  • the actuation is springy stored swivel bracket complex and requires a not inconsiderable Installation space. Incorrect switching due to the resilient bearing cannot be ruled out. Furthermore, such an actuation only switches between two Cam tracks possible.
  • the lifting profile can be processed independently of the shaft.
  • the cross section of the shaft itself is no longer affected, so that very small shaft diameters are also possible.
  • the camshaft itself can be manufactured, for example, as a drawn and therefore inexpensive component.
  • camshaft from relatively inexpensive material, since the forces and moments caused by the displacement movement have an effect in the cam itself, which is already manufactured due to the higher material quality required by the operating loads.
  • the cam advantageously interacts with an actuating pin arranged radially to the camshaft, which can be slidably brought into engagement with the lifting profile.
  • Such an arrangement can be arranged in the cylinder head with very little construction and space and enables safe operation without the risk of incorrect switching.
  • a particularly advantageous valve train with three different lift profiles per cam results if three cam tracks are arranged one behind the other. The displacement of the cam with these three cam tracks takes place particularly advantageously if two lift curves are formed on the cam, each of which is formed on one end face of the cam.
  • a particularly advantageous actuation of the axially displaceable cam results if each stroke curve interacts with two spaced actuating pins that when engaging in the stroke curve depending on the starting position of the cam Trigger axial movements.
  • Especially when using two stroke curves can thus on the use of restoring elements in the form of compression springs or the like can be dispensed with. This also means that the caused Incorrect switching can be avoided.
  • Securing the cam in its respective axial position can be particularly special done easily by spring-loaded latching elements, which in one of the respective Engage the locking groove assigned to the working position on the cam.
  • the valve train of the internal combustion engine shown in simplified form in FIG. 1 shows one Gas exchange valve 1, which with a roller rocker arm 2 known per se cooperates, the roller 3 abuts the cam track 4 of a cam 5.
  • the cam 5 is rotatably but axially displaceably guided on a camshaft 6 is driven in a manner known per se.
  • the cam 5 has three axially adjacent cam tracks 4a to 4c (Fig. 2) that differ in their stroke profile, their stroke height and / or their phase position differentiate.
  • the width of the cam tracks 4a to 4c is chosen so that it is somewhat is greater than the width of the roller 3 of the roller rocker arm 2, so that the Internal combustion engine each have a cam track with roller 3 of the roller rocker arm 2 and thus cooperates with the gas exchange valve 1.
  • the cam 5 is axially displaceably guided on the camshaft 6.
  • This has an axially extending profile on its circumference, which with a corresponding profile of the cam 5 cooperates and so a transmission enables the rotary movement with simultaneous axial displacement.
  • the cam 5 has a cylindrical extension 7, 8 on each of its two end faces, into which in each case a stroke curve 9, 10 extending over part of the circumference in the form is deepened.
  • In the area of the cylindrical extension 7 there are two Actuating elements 11, 12 arranged, two further actuating elements 13, 14 are arranged in the region of the cylindrical extension 8.
  • This Actuators 11 to 14 each have an actuating pin 15 to 18, the runs approximately radially to the camshaft 6 and is axially displaceable.
  • the actuating pins 15 to 18 as hydraulic pistons formed by pressurizing the actuators 11 to 14 against the action of a compression spring 31 in the direction of the camshaft 6 axially are movable.
  • the actuating elements 11 to 14 with their actuating pins 15 to 18 are so arranged that depending on the axial position of the cam 5 the Actuating pins when the actuating elements are pressurized on the cylindrical Extension 7 or 8 abut and depending on the rotational position of the camshaft 6 and the cam 5 engage in the respectively assigned stroke curve 9 or 10. Attacks one of the actuating pins 15 to 18 in the respectively assigned stroke curve 9 or 10 a, the cam 5 becomes axial due to the curve shape of the lifting curve 9 or 10 postponed.
  • the interaction of the stroke curve 9 (left stroke curve acc. Fig. 2) with the actuating pins 15 or 16 a shift from respective starting position to the left.
  • the cam 5, in cooperation with the actuating elements 11 to 14 three different working positions I to III, in each of which one of the Cam tracks 4a to 4c cooperate with the roller 3 of the roller finger follower 2.
  • it instructs three annular grooves 19 to 21 on its inner peripheral surface.
  • a locking ball 23 In the Camshaft 6 is guided in a cylindrical recess 22, a locking ball 23, the engages in one of the three grooves 19 to 21 by the action of a spring element 24.
  • Fig. 3 shows in the essentially a representation of the action levels, d. H. the assignment of lifting cranks and cam profile (base circle area 25, 25 'and elevation area 30, 30').
  • the correct assignment of the lift curves to the cam profile depends on the Angular position of the adjustment elements.
  • the cam 5 has its Left end position reached, which corresponds to working position III, and in which role 3 cooperates with the cam track 4c.
  • the stroke curves 9 and 10 are in their Extension and angular assignment so designed that the axial displacement only takes place as long as the roller 3 in the base circle region 25 on the respective cam tracks 4a to 4c.
  • the cam tracks 4a to 4c are designed so that they each have a base circle region 25 which is at least over the essential Part of its length parallel and at the same height to the base circle areas of the neighboring cam tracks runs.
  • This base circle area 25 of the Cam tracks is the base circle area 25 'of the lifting curves 9, 10 and cylindrical extensions 7, 8 assigned, depending on the spatial location the adjustment elements are angularly displaced.
  • the actuating element 11 is depressurized so that the actuating pin 11 through the effect of the compression spring 31 is moved back to its initial position.
  • the cam 5 is held in its switching position due to the detent. Will the Pressurization of the respective adjustment element after reaching the end position of the cam is not withdrawn, this remains without influence on the Adjustment movement.
  • the respective actuating pin is then still on the respective cylindrical extension, but only reaches the outlet area of the respective stroke curve engages with it so that no adjustment takes place.
  • the respective inlet area 26, 27 and outlet area 28, 29 of the lifting curves 9, 10 go into the without a step Circumferential surface of the cylindrical extensions.
  • the actuator 13 is pressurized so that the actuating pin 17 rests on the cylindrical extension 8 and when the Base circle phase engages in the cam 10.
  • the cam in the middle Working position II moved back.
  • a shift of the cam from the middle working position II to the right Working position I takes place by loading the actuating element 14, the also cooperates with the cam 10 and moves the cam to the right.
  • the cam is returned to the middle working position II in the same way Way by pressurizing the actuator 12 with the stroke curve 9 cooperates.
  • actuating elements 11 to 14 By suitable control of the actuating elements 11 to 14 ensures that only one actuating pin 15 to 18 can be lowered at a time, while the other three actuating pins are moved back to their original position and stay there.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruches.
Ein derartiger Ventiltrieb ist beispielsweise in der DE 42 30 877 A1 beschrieben und zeigt eine Nockenwelle, auf der ein Nockenblock mit zwei unterschiedlichen Nockenbahnen drehfest aber axial verschieblich geführt ist. Der Nockenblock wirkt mit einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zusammen, wobei je nach Arbeitsstellung des Nockenblockes der Hubverlauf einer der beiden Nockenbahnen auf das Gaswechselventil übertragen wird. Im Bereich einer der beiden Stirnseiten des Nockenblockes ist in die Nockenwelle eine spiralförmige Führungsnut eingearbeitet, in die ein federnd gelagerter Schwenkbügel eingreifen kann. Dieser Schwenkbügel legt sich beim Eingreifen in die Spiralnut in Abhängigkeit von der Drehstellung der Nockenwelle an der Stirnseite des Nockenblockes an. Dadurch wird dieser gegen die Wirkung einer Druckfeder durch die Zwangsführung in der Führungsnut in axialer Richtung bewegt, so daß eine Umschaltung von einer ersten Nockenbahn, die mit dem Gaswechselventil zusammenwirkt, zur zweiten Nockenbahn erfolgt. Bei Erreichen der zweiten Arbeitsstellung des Nockenblockes wird dieser durch ein hydraulisch betätigtes Sperrelement festgesetzt. Die Spiralnut verläuft nur über einen Teil der Umfangsfläche, wobei am Ende der Spiralnut das Bügelelement außer Eingriff steht. Nach Lösen der hydraulischen Verriegelung kann der Nockenblock dann aufgrund der Wirkung der Druckfeder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt werden. Die Spiralnut in der Nockenwelle ist dabei so ausgebildet und in einer definierten Winkelzuordnung zur Drehbewegung der Nockenwelle positioniert, daß das Verschieben des Nockenblockes nur während der Grundkreisphase der ersten Nockenbahn erfolgen kann. Die Nockenwelle für einen derartigen Ventiltrieb ist jedoch sehr aufwendig zu fertigen, da die Spiralnut für jeden zu betätigenden Nockenblock winkelrichtig zugeordnet werden muß. Darüber hinaus erfordert die Anbringung einer derartigen Nut in der Nockenwelle mehrere Bearbeitungsvorgänge, so daß insgesamt die Herstellung der Nockenwelle aufwendig und teuer ist. Weiterhin bedeutet die Anbringung einer derartigen Spiralnut in der Nockenwelle eine nicht unerhebliche Querschnittsverminderung, so daß unter Umständen der Wellendurchmesser relativ groß gewählt werden muß, um die aus dem Ventiltrieb resultierenden Kräfte und Momente aufnehmen zu können. Darüber hinaus ist die Betätigung mit einem federnd gelagerten Schwenkbügel aufwendig und erfordert einen nicht unerheblichen Einbauraum. Fehlschaltungen durch die federnde Lagerung sind nicht auszuschließen. Weiterhin ist durch eine derartige Betätigung nur die Umschaltung zwischen zwei Nockenbahnen möglich.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen derartigen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine so zu verbessern, daß die Nockenwelle zusammen mit den verschieblichen Nocken insgesamt kostengünstiger und einfacher hergestellt werden kann und die Zuordnung des Hubprofiles zur jeweiligen Drehlage des zu verschiebenden Nockens bei der Herstellung und Montage vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Durch Ausbildung des Hubprofiles am Nocken kann eine von der Welle unabhängige Bearbeitung des Hubprofiles erfolgen. Die Welle selbst wird dadurch in ihrem Querschnitt nicht mehr beeinträchtigt, so daß auch sehr geringe Wellendurchmesser möglich sind. Darüber hinaus ist die phasenrichtige Positionierung des Hubprofils zum jeweils axial verschieblichen Nocken einfacher zu gewährleisten, da die Nockenbahn und das Hubprofil am gleichen Bauteil ausgebildet sind.
Lageabweichungen bzw. Phasenabweichungen von Nockengrundkreis und Hubprofil können dadurch bei der Montage nicht auftreten. Die Nockenwelle selbst kann dabei beispielsweise als gezogenes und daher preisgünstiges Bauteil gefertigt werden. Es ist weiterhin möglich, die Nockenwelle aus relativ preisgünstigem Material herzustellen, da sich die durch die Verschiebungsbewegung verursachten Kräfte und Momente im Nocken selber auswirken, der schon aufgrund seiner durch die Betriebsbelastungen notwendigen höheren Materialgüte gefertigt ist. Dabei wirkt der Nocken in vorteilhafter Weise mit einem radial zur Nockenwelle angeordneten Betätigungsstift zusammen, der verschieblich in Eingriff mit dem Hubprofil zu bringen ist. Eine derartige Anordnung kann mit sehr geringem Bau- und Platzaufwand im Zylinderkopf angeordnet werden und ermöglicht eine sichere Betätigung ohne die Gefahr von Fehlschaltungen.
Ein besonders vorteilhafter Ventiltrieb mit drei verschiedenen Hubprofilen je Nocken ergibt sich, wenn drei Nockenbahnen hintereinander angeordnet werden. Das Verschieben des Nockens mit diesen drei Nockenbahnen erfolgt besonders vorteilhaft, wenn am Nocken zwei Hubkurven ausgebildet sind, die an jeweils einer Stirnseite des Nockens ausgebildet sind.
Eine besonders vorteilhafte Betätigung des axial verschieblichen Nockens ergibt sich, wenn jede Hubkurve mit zwei beabstandeten Betätigungsstiften zusammenwirkt, die beim Eingriff in die Hubkurve in Abhängigkeit von der Ausgangslage des Nockens Axialbewegungen auslösen. Insbesondere bei der Verwendung von zwei Hubkurven kann damit auf die Verwendung von Rückstellelementen in Form von Druckfedern oder ähnlichem verzichtet werden. Dies führt auch dazu, daß die dadurch verursachten Fehlschaltungen vermieden werden können.
Die Sicherung des Nockens in seiner jeweiligen Axialposition kann auf besonders einfache Weise durch federbelastete Rastelemente erfolgen, die in eine der jeweiligen Arbeitsstellung zugeordnete Rastnut am Nocken eingreifen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
Fig.1
einen vereinfachten Querschnitt durch den Ventiltrieb der Brennkraftmaschine,
Fig. 2
einen Längsschnitt durch eine nur teilweise dargestellte Nockenwelle und
Fig. 3
eine Abwicklung des Nockenumfanges und der Hubkurven.
Der in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Ventiltrieb der Brennkraftmaschine zeigt ein Gaswechselventil 1, das mit einem an sich bekannten Rollenschlepphebel 2 zusammenwirkt, dessen Rolle 3 an der Nockenbahn 4 eines Nockens 5 anliegt. Der Nocken 5 ist drehfest, aber axial verschieblich auf einer Nockenwelle 6 geführt, die auf an sich bekannte Weise angetrieben wird. Durch das Zusammenwirken der Nockenbahn 4 mit der Rolle 3 des Rollenschlepphebels 2 werden die Drehbewegungen der Nockenwelle 6 in Hubbewegungen des Gaswechselventils 1 überführt.
Der Nocken 5 weist drei axial nebeneinander liegende Nockenbahnen 4a bis 4c (Fig. 2) auf, die sich in ihrem Hubprofil, ihrer Hubhöhe und/oder ihrer Phasenlage unterscheiden. Die Breite der Nockenbahnen 4a bis 4c ist so gewählt, daß sie etwas größer als die Breite der Rolle 3 des Rollenschlepphebels 2 ist, so daß im Betrieb der Brennkraftmaschine jeweils eine Nockenbahn mit der Rolle 3 des Rollenschlepphebels 2 und damit mit dem Gaswechselventil 1 zusammenwirkt.
Um den Rollenschlepphebel 2 in Eingriff mit einer der drei Nockenbahnen 4a bis 4c zu bringen, ist der Nocken 5 axial verschieblich auf der Nockenwelle 6 geführt. Diese weist dazu an ihrem Umfang eine axial verlaufende Profilierung auf, die mit einer entsprechenden Profilierung des Nockens 5 zusammenwirkt und so eine Übertragung der Drehbewegung bei gleichzeitiger Axialverschieblichkeit ermöglicht. Der Nocken 5 weist an seinen beiden Stirnseiten jeweils einen zylindrischen Fortsatz 7, 8 auf, in den jeweils eine sich über einen Teil des Umfanges erstreckende Hubkurve 9, 10 in Form einer Vertiefung eingearbeitet ist. Im Bereich des zylindrischen Fortsatzes 7 sind zwei Betätigungselemente 11, 12 angeordnet, zwei weitere Betätigungselemente 13, 14 sind im Bereich des zylindrischen Fortsatzes 8 angeordnet. Diese Betätigungselemente 11 bis 14 haben jeweils einen Betätigungsstift 15 bis 18, der etwa radial zur Nockenwelle 6 verläuft und axial verschieblich ist. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Betätigungsstifte 15 bis 18 als hydraulische Kolben ausgebildet, die durch Druckbeaufschlagung der Betätigungselemente 11 bis 14 gegen die Wirkung einer Druckfeder 31 in Richtung auf die Nockenwelle 6 axial verschieblich sind.
Die Betätigungselemente 11 bis 14 mit ihren Betätigungsstiften 15 bis 18 sind so angeordnet, daß in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Nockens 5 die Betätigungsstifte bei Druckbeaufschlagung der Betätigungselemente am zylindrischen Fortsatz 7 bzw. 8 anliegen und in Abhängigkeit von der Drehlage der Nockenwelle 6 und des Nockens 5 in die jeweils zugeordnete Hubkurve 9 oder 10 eingreifen. Greift einer der Betätigungsstifte 15 bis 18 in die jeweils zugeordnete Hubkurve 9 oder 10 ein, wird der Nocken 5 aufgrund des Kurvenverlaufes der Hubkurve 9 oder 10 axial verschoben. Dabei wird durch das Zusammenwirken der Hubkurve 9 (linke Hubkurve gem. Fig 2) mit den Betätigungsstiften 15 oder 16 eine Verschiebung von der jeweiligen Ausgangslage nach links erzeugt. Durch Zusammenwirken eines der Betätigungsstifte 13 oder 14 mit der Hubkurve 10 (rechte Hubkurve gem. Fig 2) wird aufgrund des Kurvenverlaufes entsprechend eine Verschiebung des Nockens 5 aus seiner jeweiligen Arbeitsstellung nach rechts verursacht. Durch Änderung der Steigungsrichtung der Hubkurve ist ohne weiteres eine Umkehrung der Verstellrichtung möglich.
Der Nocken 5 weist im Zusammenwirken mit den Betätigungselementen 11 bis 14 drei unterschiedliche Arbeitsstellungen I bis III auf, in denen jeweils eine der Nockenbahnen 4a bis 4c mit der Rolle 3 des Rollenschlepphebels 2 zusammenwirkt. Um den Nocken 5 in seiner jeweiligen Arbeitsstellung I bis III zu arretieren, weist er an seiner inneren Umfangsfläche drei ringförmig umlaufende Nuten 19 bis 21 auf. In der Nockenwelle 6 ist in einer zylindrischen Vertiefung 22 eine Rastkugel 23 geführt, die durch Wirkung eines Federelementes 24 in eine der drei Nuten 19 bis 21 eingreift.
In der in Fig. 2 dargestellten Lage des Nockens ist dieser durch die Rastkugel 23 im Zusammenwirken mit der Nut 20 in der mittleren Arbeitsstellung II rastiert. In dieser Arbeitsstellung II wirkt die Rolle 3 des Rollenschlepphebels 2 mit der Nockenbahn 4b zusammen. Soll aus dieser Ausgangslage der Ventiltrieb so umgeschaltet werden, daß das Gaswechselventil dem Hubverlauf der Nockenbahn 4c folgt, wird der Betätigungsstift 15 durch Druckbeaufschlagung des Betätigungselementes 11 abgesenkt. Dieser liegt dann auf dem zylindrischen Fortsatz 7 an und greift bei Erreichen der zugeordneten Drehlage des Nockens in die Hubkurve 9 ein, in deren weiterem Verlauf der Nocken nach links bewegt wird. Fig. 3 zeigt dabei im wesentlichen eine Darstellung der Wirkebenen, d. h. die Zuordnung von Hubkurbven und Nockenverlauf (Grundkreisbereich 25, 25' und Erhebungsbereich 30, 30'). Die winkelrichtige Zuordnung der Hubkurven zum Nockenverlauf ist abhängig von der Winkelposition der Verstellelemente. Am Ende der Hubkurve 9 hat der Nocken 5 seine linke Endstellung erreicht, die der Arbeitsstellung III entspricht, und in der die Rolle 3 mit der Nockenbahn 4c zusammenwirkt. Die Hubkurven 9 und 10 sind dabei in ihrer Erstreckung und Winkelzuordnung so ausgebildet, daß die axiale Verschiebung nur erfolgt, solange die Rolle 3 im Grundkreisbereich 25 an der jeweiligen Nockenbahnen 4a bis 4c anliegt. Die Nockenbahnen 4a bis 4c sind dabei so ausgebildet, daß sie jeweils einen Grundkreisbereich 25 aufweisen, der zumindest über den wesentlichen Teil seiner Länge parallel und in gleicher Höhe zu den Grundkreisbereichen der benachbarten Nockenbahnen verläuft. Diesem Grundkreisbereich 25 der Nockenbahnen ist der Grundkreisbereich 25' der Hubkurven 9, 10 bzw. der zylindrischen Fortsätze 7, 8 zugordnet, der in Abhängikeit von der räumlichen Lage der Verstellelemente winkelverschoben ist. Nach Erreichen der Schaltstellung III wird das Betätigungselement 11 drucklos geschaltet, so daß der Betätigungsstift 11 durch die Wirkung der Druckfeder 31 in seine Ausgangslage zurückbewegt wird. Der Nocken 5 wird aufgrund der Rastierung in seiner Schaltstellung gehalten. Wird die Druckbeaufschlagung des jeweiligen Verstellelementes nach Erreichen der Endstellung des Nockens nicht zurückgenommen, bleibt dies ohne Einfluß auf die Verstellbewegung. Der jeweilige Betätigungsstift liegt dann weiterhin am jeweiligen zylindrischen Fortsatz an, gelangt aber erst im Auslaufbereich der jeweiligen Hubkurve mit dieser in Eingriff, so daß keine Verstellung erfolgt. Der jeweilige Einlaufbereich 26, 27 und Auslaufbereich 28, 29 der Hubkurven 9, 10 gehen ohne Stufe in die Umfangsfläche der zylindrischen Fortsätze über.
Soll der Nocken aus der Arbeitsstellung III in die mittlere Arbeitsstellung II zurückbewegt werden, wird das Betätigungselement 13 druckbeaufschlagt, so daß der Betätigungsstift 17 am zylindrischen Fortsatz 8 anliegt und bei Erreichen der Grundkreisphase in die Hubkurve 10 eingreift. Durch das Zusammenwirken des Betätigungsstiftes 17 und der Hubkurve 10 wird der Nocken in die mittlere Arbeitsstellung II zurückbewegt.
Eine Verschiebung des Nockens aus der mittleren Arbeitsstellung II in die rechte Arbeiststellung I erfolgt durch Beaufschlagung des Betätigungselementes 14, das ebenfalls mit der Hubkurve 10 zusammenwirkt und den Nocken nach rechts bewegt. Das Zurückstellen des Nockens in die mittlere Arbeitsstellung II erfolgt auf analoge Weise durch Druckbeaufschlagen des Betätigungselementes 12, das mit der Hubkurve 9 zusammenwirkt.
Durch geeignete Aussteuerung der Betätigungselemente 11 bis 14 wird dabei sichergestellt, daß jeweils nur ein Betätigungsstift 15 bis 18 abgesenkt werden kann, während die drei anderen Betätigungsstifte in ihrer Ausgangslage zurückbewegt sind und dort verbleiben.
Im Gegensatz zum hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Betätigung der Betätigungselemente 11 bis 14 beispielsweise auch pneumatisch, rein mechanisch oder elektromagnetisch erfolgen. Es ist auch möglich anstelle des dargestellten und beschriebenen Rollenschlepphebels andere - an sich bekannte-Übertragungsmechanismen einzusetzen, die die Drehbewegung des Nockens in eine Hubbewegung des Gaswechselventils überführen.

Claims (6)

  1. Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle (6) mit Nocken (5) zur Betätigung von Gaswechselventilen (1), von denen mindestens ein Nocken mit mehreren axial hintereinander angeordneten Nockenbahnen (4a bis 4c) versehen und drehfest aber axialverschieblich auf der Nockenwelle geführt ist, und mit einem Hubprofil (9, 10), das mit einem Betätigungselement (11 bis 14) zum Verschieben des Nockens zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubprofil (9, 10) am Nocken (5) ausgebildet ist, und das Betätigungselement (11 bis 14) einen Betätigungsstift (15 bis 18) aufweist, der radial zur Nockenwelle verschieblich in Eingriff mit dem Hubprofil (9, 10) zu bringen ist.
  2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubprofil (9, 10) durch eine Kurvenbahn gebildet ist, die in einem benachbart zu den Nockenbahnen angeordneten Zylinderabschnitt (7, 8) ausgebildet ist.
  3. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebliche Nocken (5) mit drei hintereinander angeordneten Nockenbahnen (4a bis 4c) versehen ist, und daß am Nocken zwei Hubkurven (9, 10) ausgebildet sind, zwischen denen die Nockenbahnen verlaufen.
  4. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hubkurve (9, 10) in Abhängigkeit von der axialen Schaltstellung des Nockens (5) mit einem von zwei Betätigungsstiften (15, 16; 17, 18) zusammenwirkt, die beim Eingriff in die Hubkurve (9, 19) Axialverschiebungen auslösen.
  5. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem verschieblichen Nocken (5) und der Nockenwelle (6) ein Rastmittel (19 bis 24) angeordnet ist, das den Nocken in seiner jeweiligen axialen Schaltstellung verrastet.
  6. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastmittel eine federbelastete Kugel (23) ist, die in jeweils eine Rastnut (19, 20, 21) eingreift.
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