EP3450708B1 - Sliding cam system - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a sliding cam system for an internal combustion engine.

Ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen weisen eines oder mehrere steuerbare Ein- und Auslassventile je Zylinder auf. Variable Ventilsteuerungen ermöglichen ein flexibles Ansteuern der Ventile zum Verändern der Öffnungszeit, Schließzeit und/oder des Ventilhubs. Dadurch kann der Motorbetrieb beispielsweise an eine spezifische Lastsituation angepasst werden.Valve-controlled internal combustion engines have one or more controllable inlet and outlet valves per cylinder. Variable valve controls enable flexible control of the valves to change the opening time, closing time and / or the valve lift. This means that engine operation can be adapted to a specific load situation, for example.

Ein variabler Ventiltrieb kann beispielsweise als ein Schiebenockensystem ausgebildet sein. Ein Schiebenockensystem kann eine Mehrzahl von Nockenträger mit mehreren Nocken aufweisen. Die Nockenträger sind axial verschiebbar und drehfest auf der Nockenwelle angeordnet. Über Aktoren können die Nockenträger axial verschoben werden. Eine Übertragungsvorrichtung, zum Beispiel ein Kipphebel, setzt in Abhängigkeit von einer Axialposition des Nockenträgers einen Nocken der mehreren Nocken des Nockenträgers in Wirkverbindung mit mindestens einem Gaswechselventil. Zum Wechseln einer Ventilsteuerkurve des mindestens einen Gaswechselventils kann der Nockenträger axial verschoben werden, sodass ein anderer Nocken des Nockenträgers in Eingriff mit der Übertragungsvorrichtung gelangt. Ein Beispiel für ein Schiebenockensystem ist in der WO 2004/083611 A1 offenbart.A variable valve train can for example be designed as a sliding cam system. A sliding cam system can have a plurality of cam carriers with a plurality of cams. The cam carriers are axially displaceable and non-rotatably arranged on the camshaft. The cam carriers can be moved axially via actuators. A transmission device, for example a rocker arm, depending on an axial position of the cam carrier, puts one of the several cams of the cam carrier in operative connection with at least one gas exchange valve. To change a valve control curve of the at least one gas exchange valve, the cam carrier can be displaced axially, so that another cam of the cam carrier comes into engagement with the transmission device. An example of a sliding cam system is in WO 2004/083611 A1 disclosed.

Aus der EP 0 798 451 A1 ist ebenfalls ein Ventiltrieb mit einem Schiebenockensystem bekannt. Zum Verschieben eines Nockens mit drei axial nebeneinander liegenden Nockenbahnen ist ein Betätigungselement vorgesehen. Die Betätigung des Betätigungselements kann pneumatisch erfolgen.From the EP 0 798 451 A1 a valve train with a sliding cam system is also known. An actuating element is provided for moving a cam with three cam tracks lying axially next to one another. The actuation element can be actuated pneumatically.

Ein Nachteil bekannter Schiebenockensysteme liegt häufig in der aufwendigen Steuerung der Aktorvorrichtungen zum Verschieben der Nockenträger oder Nocken mit mehreren Nockenbahnen.A disadvantage of known sliding cam systems often lies in the complex control of the actuator devices for moving the cam carriers or cams with several cam tracks.

Die DE 10 2010 025 099 A1 offenbart eine verstellbare Nockenwelle, mit mindestens einer Welle, und mit mindestens einem Nockenpaket, welches mindestens zwei unterschiedliche Nocken und/oder Nockenkonturen aufweist. Das Nockenpaket ist axial auf der Welle verschiebbar. In der Welle ist ein Verstellelement vorgesehen, welches zumindest axial relativ zu einer Längsachse der Welle verschiebbar ist. Das Verstellelement ist über ein Kontaktelement mit dem Nockenpaket mechanisch gekoppelt. Beispielsweise können mindestens zwei der Nockenpakete mechanisch mit dem Verstellelement gekoppelt sein.The DE 10 2010 025 099 A1 discloses an adjustable camshaft with at least one shaft and with at least one cam package which has at least two different cams and / or cam contours. The cam package is axially displaceable on the shaft. An adjusting element is provided in the shaft, which is at least axially displaceable relative to a longitudinal axis of the shaft. The adjustment element is via a contact element mechanically coupled with the cam package. For example, at least two of the cam packs can be mechanically coupled to the adjusting element.

Die DE 10 2011 104 382 A1 offenbart ein Schiebenockensystem, bei dem die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zur axialen Verschiebung von zumindest zwei Nockenelementen in die gleiche Schaltrichtung die zumindest zwei Aktuatoren gleichzeitig anzusteuern. Zumindest sind der erste Aktuator und der zweite Aktuator elektrisch parallel oder in Reihe zueinander geschaltet.The DE 10 2011 104 382 A1 discloses a sliding cam system in which the control and / or regulating unit is provided to control the at least two actuators simultaneously for the axial displacement of at least two cam elements in the same switching direction. At least the first actuator and the second actuator are electrically connected in parallel or in series with one another.

In einer Reihenschaltung der Aktuatoren können die Aktuatoren nur gemeinsam oder gar nicht angesteuert werden. Wenn ein Aktuator ausfällt kann der Stromkreis nicht mehr geschlossen werden.In a series connection of the actuators, the actuators can only be activated together or not at all. If an actuator fails, the circuit can no longer be closed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein alternatives oder verbessertes Schiebenockensystem vorzusehen, das Nachteile im Stand der Technik überwindet und insbesondere eine vereinfachte Steuerung aufweist.The invention is based on the object of providing an alternative or improved sliding cam system which overcomes disadvantages in the prior art and in particular has a simplified control.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schiebenockensystem gemäß dem unabhängigen Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.The object is achieved by a sliding cam system according to the independent claim. Advantageous developments are given in the dependent claims and the description.

Das Schiebenockensystem ist für eine Brennkraftmaschine geeignet. Das Schiebenockensystem weist eine Nockenwelle und eine Mehrzahl von Nockenträgern mit jeweils mindestens zwei Nocken auf. Die Mehrzahl von Nockenträgern ist drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle angeordnet. Das Schiebenockensystem weist eine Mehrzahl von fluidbetätigten Aktorvorrichtungen auf, die jeweils zum axialen Verschieben eines Nockenträgers der Mehrzahl von Nockenträgern ausgebildet sind. Das Schiebenockensystem weist eine Fluidzufuhrvorrichtung auf, die zum Zuführen eines Fluides in Fluidverbindung stromaufwärts von der Mehrzahl von Aktorvorrichtungen zum Betätigen der Mehrzahl von Aktorvorrichtungen vorgesehen ist. Mindestens zwei Aktorvorrichtungen der Mehrzahl von Aktorvorrichtungen sind zum gleichzeitigen Betätigen fluidisch gekoppelt.The sliding cam system is suitable for an internal combustion engine. The sliding cam system has a camshaft and a plurality of cam carriers, each with at least two cams. The plurality of cam carriers are arranged on the camshaft in a rotationally fixed and axially displaceable manner. The sliding cam system has a plurality of fluid-operated actuator devices, which are each designed for the axial displacement of a cam carrier of the plurality of cam carriers. The sliding cam system has a fluid supply device which is provided for supplying a fluid in fluid communication upstream of the plurality of actuator devices for actuating the plurality of actuator devices. At least two actuator devices of the plurality of actuator devices are fluidically coupled for simultaneous actuation.

Die Fluidkopplung zwischen mindestens zwei Aktorvorrichtungen ermöglicht das gleichzeitige Betätigen beider Aktorvorrichtungen durch Zuführen eines Fluides. Damit kann der Steuerungsaufwand erheblich vereinfacht werden, da nicht jede Aktorvorrichtung einzeln zu einem bestimmten Zeitpunkt betätigt werden muss. Stattdessen wird beispielsweise nur ein einziges Ventil in Fluidverbindung stromaufwärts von den Aktorvorrichtungen geöffnet, wodurch die Aktorvorrichtungen betätigt werden.The fluid coupling between at least two actuator devices enables the simultaneous actuation of both actuator devices by supplying a fluid. The control effort can thus be considerably simplified, since not every actuator device has to be actuated individually at a specific point in time. Instead, for example, only a single valve is opened in fluid communication upstream of the actuator devices, whereby the actuator devices are actuated.

Insbesondere können die mindestens zwei Nocken der Nockenträger unterschiedlich ausgebildet sein.In particular, the at least two cams of the cam carriers can be designed differently.

Vorzugsweise sind zusätzlich eine Mehrzahl von Übertragungsvorrichtungen, zum Beispiel Schlepphebel oder Kipphebel, vorgesehen, die in Abhängigkeit von einer Axialposition eines jeweiligen Nockenträgers einen ersten Nocken oder einen zweiten Nocken des jeweiligen Nockenträgers in Wirkverbindung zu mindestens einem Gaswechselventil setzen. Die Gaswechselventile können beispielsweise Einlassventile oder Auslassventile sein. Die Übertragungsvorrichtungen können insbesondere einen Nockenfolger, zum Beispiel eine drehbare Rolle, zum Folgen einer Nockenkontur eines Nockens aufweisen.In addition, a plurality of transmission devices, for example rocker arms or rocker arms, are preferably provided which, depending on an axial position of a respective cam carrier, place a first cam or a second cam of the respective cam carrier in operative connection with at least one gas exchange valve. The gas exchange valves can for example be inlet valves or outlet valves. The transmission devices can in particular have a cam follower, for example a rotatable roller, for following a cam contour of a cam.

Bevorzugt sind die Aktorvorrichtungen gleich ausgebildet.The actuator devices are preferably designed in the same way.

Beispielsweise können die Aktorvorrichtungen mit verschiebbaren Elementen in Eingriffsspuren der Nockenträger zum axialen Verschieben der Nockenträger eingreifen.For example, the actuator devices with displaceable elements can engage in engagement tracks of the cam carriers for the axial displacement of the cam carriers.

Zum Beispiel können die Aktorvorrichtungen verschiebbare Elemente aufweisen, die in einer Radialrichtung bezüglich einer Längsachse der Nockenwelle oder in einer Axialrichtung bezüglich der Längsachse der Nockenwelle zum axialen Verschieben des jeweiligen Nockenträgers verschiebbar sind.For example, the actuator devices can have displaceable elements which can be displaced in a radial direction with respect to a longitudinal axis of the camshaft or in an axial direction with respect to the longitudinal axis of the camshaft for the axial displacement of the respective cam carrier.

In einem Ausführungsbeispiel sind die fluidisch gekoppelten, mindestens zwei Aktorvorrichtungen mittels eines Gruppensteuerventils der Fluidzufuhrvorrichtung fluidisch gekoppelt. Insbesondere ist ein Fluid durch Öffnen des Gruppensteuerventils gleichzeitig zu den fluidisch gekoppelten, mindestens zwei Aktorvorrichtungen zuführbar. Beispielsweise kann das Gruppensteuerventil in Fluidverbindung stromabwärts von einem Verdichter oder einer Pumpe und stromaufwärts von den mindestens zwei Aktorvorrichtungen vorgesehen sein.In one embodiment, the fluidically coupled, at least two actuator devices are fluidically coupled by means of a group control valve of the fluid supply device. In particular, a fluid can be fed simultaneously to the fluidically coupled, at least two actuator devices by opening the group control valve. For example, the group control valve can be provided in fluid communication downstream of a compressor or a pump and upstream of the at least two actuator devices.

Es ist auch möglich, dass zusätzlich in Fluidverbindung zwischen dem Gruppensteuerventil und den Aktoren der Aktorvorrichtungen aktorspezifische Ventile vorgesehen sind. So kann wiederum eine aktorspezifische Steuerung des Schiebenockensystems ermöglicht werden, wenn dies gewünscht ist.It is also possible that actuator-specific valves are additionally provided in fluid connection between the group control valve and the actuators of the actuator devices. In this way, actuator-specific control of the sliding cam system can again be made possible if this is desired.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Aktorvorrichtungsgruppen vorgesehen, die jeweils mindestens zwei fluidisch gekoppelte Aktorvorrichtungen der Mehrzahl von Aktorvorrichtungen aufweisen. Die Gruppierung der Aktorvorrichtungen in Aktorvorrichtungsgruppen ermöglicht eine gruppierte Ansteuerung der Aktorvorrichtungen, wodurch nicht jede Aktorvorrichtung einer Aktorvorrichtungsgruppe einzeln angesteuert werden muss.In a preferred exemplary embodiment, a plurality of actuator device groups is provided, each of which has at least two fluidically coupled actuator devices of the plurality of actuator devices. The grouping of the actuator devices in actuator device groups enables a grouped control of the actuator devices, whereby not every actuator device of an actuator device group has to be controlled individually.

In einer Weiterbildung sind die Aktorvorrichtungsgruppen der Mehrzahl von Aktorvorrichtungsgruppen jeweils stromabwärts eines jeweiligen Gruppensteuerventils der Fluidzufuhrvorrichtung vorgesehen, sodass das Fluid von der Fluidzufuhrvorrichtung durch Öffnen des jeweiligen Gruppensteuerventils gleichzeitig zu den fluidisch gekoppelten, mindestens zwei Aktorvorrichtungen der jeweiligen Aktorvorrichtungsgruppe zuführbar ist.In a development, the actuator device groups of the plurality of actuator device groups are each provided downstream of a respective group control valve of the fluid supply device, so that the fluid can be supplied from the fluid supply device to the fluidically coupled, at least two actuator devices of the respective actuator device group by opening the respective group control valve.

Beispielsweise kann ein erster Aktor einer ersten Aktorvorrichtung und ein erster Aktor einer zweite Aktorvorrichtung und optional ein erster Aktor einer dritten Aktorvorrichtung in einer ersten Aktorvorrichtungsgruppe vorgesehen sein. Zusätzlich kann ein zweiter Aktor der ersten Aktorvorrichtung und ein zweiter Aktor der zweiten Aktorvorrichtung und optional ein zweiter Aktor der dritten Aktorvorrichtung in einer zweiten Aktorvorrichtungsgruppe vorgesehen sein. Weiterhin kann ein erster Aktor einer vierten Aktorvorrichtung, ein erster Aktor einer fünften Aktorvorrichtung und optional ein erster Aktor einer sechsten Aktorvorrichtung in einer dritten Aktorvorrichtungsgruppe vorgesehen sein. Zudem kann ein zweiter Aktor der vierten Aktorvorrichtung, ein zweiter Aktor der fünften Aktorvorrichtung und optional ein zweiter Aktor der sechsten Aktorvorrichtung in einer vierten Aktorvorrichtungsgruppe vorgesehen sein.For example, a first actuator of a first actuator device and a first actuator of a second actuator device and optionally a first actuator of a third actuator device can be provided in a first actuator device group. In addition, a second actuator of the first actuator device and a second actuator of the second actuator device and optionally a second actuator of the third actuator device can be provided in a second actuator device group. Furthermore, a first actuator of a fourth actuator device, a first actuator of a fifth actuator device and optionally a first actuator of a sixth actuator device can be provided in a third actuator device group. In addition, a second actuator of the fourth actuator device, a second actuator of the fifth actuator device and optionally a second actuator of the sixth actuator device can be provided in a fourth actuator device group.

Vorzugsweise kann in Fluidverbindung stromaufwärts von der ersten Aktorvorrichtungsgruppe ein erstes Gruppensteuerventil, in Fluidverbindung stromaufwärts von der zweiten Aktorvorrichtung ein zweites Gruppensteuerventil, in Fluidverbindung stromaufwärts von der dritten Aktorvorrichtungsgruppe ein drittes Gruppensteuerventil und/oder in Fluidverbindung stromaufwärts von der vierten Aktorvorrichtungsgruppe ein viertes Gruppensteuerventil vorgesehen sein.Preferably, a first group control valve can be provided in fluid connection upstream of the first actuator device group, a second group control valve in fluid connection upstream of the second actuator device, a third group control valve in fluid connection upstream of the third actuator device group and / or a fourth group control valve in fluid connection upstream of the fourth actuator device group.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Gruppensteuerventile parallel zueinander angeordnet.In a further exemplary embodiment, the group control valves are arranged parallel to one another.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein erster Aktor einer ersten Aktorvorrichtung mit einem ersten Aktor einer zweiten Aktorvorrichtung fluidisch gekoppelt. Alternativ oder zusätzlich ist ein zweiter Aktor der ersten Aktorvorrichtung mit einem zweiten Aktor der zweiten Aktorvorrichtung fluidisch gekoppelt. Die Kopplungen ermöglichen, dass die ersten Aktoren gleichzeitig betätigt werden und dass die zweiten Aktoren gleichzeitig betätigt werden.In a particularly preferred exemplary embodiment, a first actuator of a first actuator device is fluidically coupled to a first actuator of a second actuator device. Alternatively or additionally, a second actuator of the first actuator device is fluidically coupled to a second actuator of the second actuator device. The couplings enable the first actuators to be operated simultaneously and the second actuators to be operated simultaneously.

In einer Ausführungsvariante weist die Mehrzahl von Aktorvorrichtungen jeweils einen ersten Aktor zum Verschieben eines jeweiligen Nockenträgers in einer ersten Richtung und einen zweiten Aktor zum Verschieben des jeweiligen Nockenträgers in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, auf. Die erste Richtung und die zweite Richtung können insbesondere parallel zu einer Längsachse der Nockenwelle verlaufen.In one embodiment variant, the plurality of actuator devices each have a first actuator for moving a respective cam carrier in a first direction and a second actuator for moving the respective cam carrier in a second direction which is opposite to the first direction. The first direction and the second direction can in particular run parallel to a longitudinal axis of the camshaft.

Insbesondere können die jeweils ersten Aktoren zumindest teilweise miteinander fluidisch gekoppelt sein und oder die jeweils zweiten Aktoren zumindest teilweise miteinander fluidisch gekoppelt sein.In particular, the respective first actuators can be at least partially fluidically coupled to one another and / or the respective second actuators can be at least partially fluidically coupled to one another.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Mehrzahl von Aktorvorrichtungen hydraulisch oder pneumatisch betätigt. Die Aktorvorrichtungen können beispielsweise an ein bereits in einem Kraftfahrzeug vorhandenem Hydrauliksystem oder Pneumatiksystem angeschlossen sein.In a further embodiment variant, the plurality of actuator devices is actuated hydraulically or pneumatically. The actuator devices can, for example, be connected to a hydraulic system or pneumatic system that is already present in a motor vehicle.

In einem Ausführungsbeispiel weist das Schiebenockensystem zudem einen Positionssensor, der eine Drehposition der Nockenwelle erfasst, einen Brennkraftmaschinensensor, der einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst, und/oder eine Benutzerschnittstelle für eine Benutzereingabe auf. Das Schiebenockensystem weist zusätzlich eine Steuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, basierend auf der erfassten Drehposition, dem erfassten Betriebsparameter und/oder der Benutzereingabe die Fluidzufuhrvorrichtung zum Zuführen des Fluides zu der Mehrzahl von Aktorvorrichtungen zu steuern. Über die Einbeziehung der Drehposition der Nockenwelle kann sichergestellt werden, dass die Aktorvorrichtungen so betätigt werden, dass beispielsweise verschiebbare Elemente der Aktorvorrichtungen vollständig eingespurt sind, bevor der jeweilige Nockenträger verschoben wird. Eine Verschiebung des Nockenträgers kann beispielsweise über den erfassten Betriebsparameter, zum Beispiel eine Last der Brennkraftmaschine, oder die Benutzereingabe ausgelöst werden.In one embodiment, the sliding cam system also has a position sensor that detects a rotational position of the camshaft, an internal combustion engine sensor that detects an operating parameter of the internal combustion engine, and / or a user interface for a user input. The sliding cam system additionally has a control unit which is designed to control the fluid supply device for supplying the fluid to the plurality of actuator devices based on the detected rotational position, the detected operating parameters and / or the user input. By including the rotational position of the camshaft, it can be ensured that the actuator devices are actuated in such a way that, for example, displaceable elements of the actuator devices are fully engaged before the respective cam carrier is displaced. A displacement of the cam carrier can be triggered, for example, via the recorded operating parameters, for example a load on the internal combustion engine, or the user input.

Der Begriff "Steuereinheit" bezieht sich auf eine Steuerelektronik, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben übernehmen kann.The term “control unit” refers to control electronics which, depending on the design, can take on control tasks and / or regulation tasks.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, basierend auf der erfassten Drehposition, dem erfassten Betriebsparameter und/oder der Benutzereingabe selektiv die Gruppensteuerventile zu betätigen.In a further exemplary embodiment, the control unit is designed to selectively actuate the group control valves based on the detected rotational position, the detected operating parameter and / or the user input.

In einer Ausführungsform weisen Aktoren der Mehrzahl von Aktorvorrichtungen jeweils einen Steuerfluidraum und ein ein- und ausfahrbares Element, insbesondere einen Stift, in Wirkverbindung mit dem Steuerfluidraum auf. Das ein- und ausfahrbare Element fährt durch Zuführen des Fluides zu dem Steuerfluidraum zum Verschieben des jeweiligen Nockenträgers aus. Damit kann auf konstruktiv einfache Weise ein fluidbetätigter Aktor bereitgestellt werden.In one embodiment, actuators of the plurality of actuator devices each have a control fluid chamber and an element that can be retracted and extended, in particular a pin, in operative connection with the control fluid chamber. The retractable and extendable element extends by supplying the fluid to the control fluid space to move the respective cam carrier. A fluid-operated actuator can thus be provided in a structurally simple manner.

In einer Weiterbildung ist das Fluid ein kompressibles Gas, insbesondere Luft, und der mit dem kompressiblen Gas gefüllte Steuerfluidraum wirkt beim Einfahren des ein- und ausfahrbaren Elements als pneumatische Feder. Damit können Stöße und damit ein vorzeitiger Verschleiß des Aktors verhindert werden. Die pneumatische Feder wird durch Verdichten des kompressiblen Gases und Ausschieben des verdichteten Gases bewirkt.In a further development, the fluid is a compressible gas, in particular air, and the control fluid space filled with the compressible gas acts as a pneumatic spring when the retractable and extendable element is retracted. In this way, shocks and thus premature wear of the actuator can be prevented. The pneumatic spring is created by compressing the compressible gas and pushing out the compressed gas.

In einer weiteren Ausführungsform greift das ein- und ausfahrbare Element zum Verschieben des Nockenträgers in eine Eingriffsspur des Nockenträgers ein. Das Steuerfluid wird so zu dem Steuerfluidraum zugeführt (insbesondere durch entsprechendes Öffnen des entsprechenden Gruppensteuerventils), dass das ein- und ausfahrbare Element eine Außenumfangsfläche des Nockenträgers kontaktiert, bevor das ein- und ausfahrbare Element in die Eingriffsspur eingreift. Mit anderen Worten gesagt, die fluidbetätigen Aktorvorrichtungen ermöglichen ein Überfahren der die Eingriffsspuren aufweisenden nockenfreien Abschnitte mit den verschiebbaren Elementen, bevor die verschiebbaren Elemente schließlich in die Eingriffsspuren einspuren. Damit wird ein Steuerungsaufwand für die Aktorvorrichtung erheblich reduziert, da das Zeitfenster zum Betätigen der Aktorvorrichtungen vergrößert wird.In a further embodiment, the retractable and extendable element engages in an engagement track of the cam carrier in order to move the cam carrier. The control fluid is fed to the control fluid chamber (in particular by opening the corresponding group control valve accordingly) that the retractable and extendable element contacts an outer circumferential surface of the cam carrier before the retractable and extendable element engages the engagement track. In other words, the fluid-actuated actuator devices enable the sliding elements to pass over the cam-free sections having the engagement tracks before the sliding elements finally engage in the engagement tracks. Control effort for the actuator device is thus considerably reduced, since the time window for actuating the actuator devices is increased.

In einer Ausführungsvariante ist das ein- und ausfahrbare Element durch ein elastisches Element in einen eingefahrenen Zustand vorgespannt. Dadurch kann das ein- und ausfahrbare Element in eine Grundstellung zurückgeführt werden.In one embodiment variant, the retractable and extendable element is pretensioned into a retracted state by an elastic element. As a result, the retractable and extendable element can be returned to a basic position.

In einer weiteren Ausführungsvariante ist der Steuerfluidraum im eingefahrenen Zustand des ein- und ausfahrbaren Elements als Ringraum ausgebildet. Dies ermöglicht, dass ein Kontaktbereich zwischen einer Bodenfläche des Steuerfluidraums und des ein- und ausfahrbaren Elements klein ist. Insbesondere kann das Steuerfluid direkt an dem ein- und ausfahrbaren Element anliegen und/oder nur eine geringe Adhäsionskraft zwischen der Bodenfläche und dem ein- und ausfahrbaren Element bestehen.In a further embodiment variant, the control fluid space is designed as an annular space in the retracted state of the retractable and extendable element. This enables a contact area between a bottom surface of the control fluid space and the retractable and extendable element to be small. In particular, the control fluid can be in direct contact with the retractable and extendable element and / or there can only be a low adhesive force between the base surface and the retractable and extendable element.

Beispielsweise kann das ein- und ausfahrbare Element einen Zapfen aufweisen, der sich in einer Richtung zu einer Bodenfläche des Steuerfluidraums erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bodenfläche des Steuerfluidraums einen Zapfen aufweisen, der sich in einer Richtung zu dem ein- und ausfahrbaren Element erstreckt.For example, the retractable and extendable element can have a pin which extends in a direction towards a bottom surface of the control fluid space. Alternatively or additionally, a bottom surface of the control fluid chamber can have a pin which extends in a direction towards the retractable and extendable element.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Steuerfluidraum mit einer Fluiddichtung, insbesondere einem O-Ring, zu einer Umgebung der Aktorvorrichtung hin abgedichtet. Damit kann das Eindringen von Ölnebel in den Steuerfluidraum verhindert werden.In a further embodiment, the control fluid space is sealed with a fluid seal, in particular an O-ring, from the surroundings of the actuator device. In this way, the penetration of oil mist into the control fluid space can be prevented.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug (zum Beispiel einen Omnibus oder einen Lastkraftwagen), mit einem Schiebenockensystem wie hierin offenbart. Vorzugsweise weist die Fluidzufuhrvorrichtung einen Drucklufttank des Kraftfahrzeugs auf und/oder die Fluidzufuhrvorrichtung ist in ein Pneumatiksystem des Kraftfahrzeugs integriert.The invention also relates to a motor vehicle, in particular a utility vehicle (for example an omnibus or a truck), with a sliding cam system as disclosed herein. The fluid supply device preferably has a compressed air tank of the motor vehicle and / or the fluid supply device is integrated into a pneumatic system of the motor vehicle.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften variablen Ventiltriebs;

Figur 2

eine Längsschnittansicht der Nockenwelle;

Figur 3

eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Aktors;

Figur 4

eine weitere schematische Schnittansicht des beispielhaften Aktors;

Figur 5

eine weitere schematische Schnittansicht des beispielhaften Aktors; und

Figur 6

eine schematische Ansicht eines Schiebenockensystems.

The preferred embodiments and features of the invention described above can be combined with one another as desired. Further details and advantages of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it:

Figure 1

a perspective view of an exemplary variable valve train;

Figure 2

a longitudinal sectional view of the camshaft;

Figure 3

a schematic sectional view of an exemplary actuator;

Figure 4

a further schematic sectional view of the exemplary actuator;

Figure 5

a further schematic sectional view of the exemplary actuator; and

Figure 6

a schematic view of a sliding cam system.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.The embodiments shown in the figures match at least in part, so that similar or identical parts are provided with the same reference numerals and reference is made to the description of the other embodiments or figures for their explanation in order to avoid repetition.

In der Figur 1 ist ein variabler Ventiltrieb 10 gezeigt. Der variable Ventiltrieb 10 kann in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Nutzfahrzeug, mit einer Brennkraftmaschine umfasst sein. Das Nutzfahrzeug kann beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus sein.In the Figure 1 a variable valve train 10 is shown. The variable valve drive 10 can be included in a motor vehicle, in particular a commercial vehicle, with an internal combustion engine. The utility vehicle can be a truck or a bus, for example.

Der variable Ventiltrieb 10 weist eine Nockenwelle 12 und einen Nockenträger 14 auf. Zusätzlich weist der variable Ventiltrieb 10 eine Übertragungsvorrichtung 16 sowie ein erstes und zweites Gaswechselventil 20 und 22 auf. Zudem weist der variable Ventiltrieb 10 einen ersten Aktor 24 und einen zweiten Aktor 26 auf. Der erste Aktor 24 und der zweite Aktor 26 bilden eine Aktorvorrichtung 27. In anderen Ausführungsformen kann die Aktorvorrichtung beispielsweise nur einen Aktor oder mehrere in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehene Aktoren aufweisen.The variable valve train 10 has a camshaft 12 and a cam carrier 14. In addition, the variable valve drive 10 has a transmission device 16 and a first and second gas exchange valve 20 and 22. In addition, the variable valve drive 10 has a first actuator 24 and a second actuator 26. The first actuator 24 and the second actuator 26 form an actuator device 27. In other embodiments, the actuator device can have, for example, only one actuator or a plurality of actuators provided in a common housing.

Der Nockenträger 14, die Nockenwelle 12 sowie die Aktorvorrichtung 27 bilden einen Teil eines Schiebenockensystems 11. Das Schiebenockensystem 11 weist eine Mehrzahl von Nockenträgern 14 und Aktorvorrichtungen für eine Mehrzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine auf. Nachfolgend ist der Aufbau des Schiebenockensystems exemplarisch für einen Nockenträger 14 und eine Aktorvorrichtung 27 für einen Zylinder der Brennkraftmaschine beschrieben, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt.The cam carrier 14, the camshaft 12 and the actuator device 27 form part of a sliding cam system 11. The sliding cam system 11 has a plurality of cam carriers 14 and actuator devices for a plurality of cylinders of the internal combustion engine. The structure of the sliding cam system is described below by way of example for a cam carrier 14 and an actuator device 27 for a cylinder of the internal combustion engine, as in FIG Figures 1 and 2 shown.

Die Nockenwelle 12 kann als eine Einlassnockenwelle, Auslassnockenwelle oder gemischte Nockenwelle, die sowohl Einlassventile als auch Auslassventile betätigt, ausgebildet sein. Die Nockenwelle 12 kann Teil eines Doppelnockenwellensystems (nicht im Detail dargestellt) sein, das zusätzlich eine weitere Nockenwelle (nicht dargestellt) aufweist. Die Nockenwelle 12 ist als obenliegende Nockenwelle angeordnet. In anderen Ausführungsformen kann die Nockenwelle 12 auch als untenliegende Nockenwelle angeordnet sein.The camshaft 12 can be embodied as an intake camshaft, exhaust camshaft or mixed camshaft that actuates both intake valves and exhaust valves. The camshaft 12 can be part of a double camshaft system (not shown in detail) which additionally has a further camshaft (not shown). The camshaft 12 is arranged as an overhead camshaft. In other embodiments, the camshaft 12 can also be arranged as an underlying camshaft.

Auf der Nockenwelle 12 ist der Nockenträgern 14 drehfest angeordnet. Der Nockenträger 14 ist zusätzlich axial verschiebbar entlang einer Längsachse der Nockenwelle 12 angeordnet. Der Nockenträger 14 kann zwischen einem ersten Anschlag 28 und einem zweiten Anschlag 30 axial verschiebbar sein.The cam carrier 14 is arranged on the camshaft 12 in a rotationally fixed manner. The cam carrier 14 is also arranged to be axially displaceable along a longitudinal axis of the camshaft 12. The cam carrier 14 can be axially displaceable between a first stop 28 and a second stop 30.

Der Nockenträger 14 weist zwei Nocken 32 und 34 auf, die in einer Längsrichtung des Nockenträgers 14 und der Nockenwelle 12 voneinander versetzt sind. Der erste Nocken 32 und der zweite Nocken 34 sind in einem Mittelabschnitt des Nockenträgers 14 angeordnet. Der erste Nocken 32 und der zweite Nocken 34 grenzen aneinander. Der erste Nocken 32 und der zweite Nocken 34 sind unterschiedlich ausgebildet, sodass sie unterschiedliche Ventilhubkurven der Gaswechselventile 20, 22 bewirken können. Der erste Nocken 32 kann beispielsweise ein Motorbremsnocken für ein Auslassventil und der zweite Nocken 34 ein Normalnocken sein. In anderen Ausführungsformen können die Nockenträger eine andere Anzahl von Nocken, andere Anordnungen der Nocken und/oder andere Nockenkonturen der Nocken aufweisen.The cam carrier 14 has two cams 32 and 34 which are offset from one another in a longitudinal direction of the cam carrier 14 and the camshaft 12. The first cam 32 and the second cam 34 are arranged in a central section of the cam carrier 14. The first cam 32 and the second cam 34 adjoin one another. The first cam 32 and the second cam 34 are designed differently so that they can bring about different valve lift curves of the gas exchange valves 20, 22. The first cam 32 can be, for example, an engine brake cam for an exhaust valve and the second cam 34 can be a normal cam. In other embodiments, the cam carriers can have a different number of cams, different arrangements of the cams and / or different cam contours of the cams.

Der Nockenträger 14 weist zudem einen ersten nockenfreien Abschnitt 38 und einen zweiten nockenfreien Abschnitt 40 auf. Der erste nockenfreie Abschnitt 38 und der zweite nockenfreie Abschnitt 40 sind an gegenüberliegenden Enden des Nockenträgers 14 angeordnet. Im ersten nockenfreien Abschnitt 38 erstreckt sich eine erste Eingriffsspur (Schaltkulisse) 42 spiralförmig um eine Längsachse des Nockenträgers 14. Im zweiten nockenfreien Abschnitt 40 erstreckt sich eine zweite Eingriffsspur (Schaltkulisse) 44 spiralförmig um die Längsachse des Nockenträgers 14.The cam carrier 14 also has a first cam-free section 38 and a second cam-free section 40. The first cam-free section 38 and the second cam-free section 40 are arranged at opposite ends of the cam carrier 14. In the first cam-free section 38, a first engagement track (switching gate) 42 extends spirally around a longitudinal axis of the cam carrier 14. In the second cam-free section 40, a second engagement track (switching gate) 44 extends spirally around the longitudinal axis of the cam carrier 14.

Zum Verschieben des Nockenträgers 14 zwischen den Anschlägen 28 und 30 können die Aktoren 24 und 26 mit ausfahrbaren Elementen (in Fig. 1 und 2 nicht im Detail gezeigt) selektiv in die Eingriffsspuren 42, 44 eingreifen. Die Aktoren 24, 26 können gleich ausgebildet sein. Im Einzelnen kann der erste Aktor 24 selektiv in die erste Eingriffsspur 42 zum Verschieben des Nockenträgers 14 von einer ersten Axialposition zu einer zweiten Axialposition eingreifen. In der ersten Axialposition liegt der Nockenträger 14 an dem zweiten Anschlag 30 an. In der zweiten Axialposition liegt der Nockenträger 14 an dem ersten Anschlag 28 an. In der Figur 1 ist der Nockenträger 14 in der ersten Axialposition dargestellt. Der zweite Aktor 26 wiederum kann selektiv in die zweite Eingriffsspur 44 eingreifen. Dann wird der Nockenträger 14 von der zweiten Axialposition zu der ersten Axialposition verschoben.To move the cam carrier 14 between the stops 28 and 30, the actuators 24 and 26 can be equipped with extendable elements (in Fig. 1 and 2 not shown in detail) selectively engage in the engagement tracks 42, 44. The actuators 24, 26 can be designed identically. In detail, the first actuator 24 can selectively engage in the first engagement track 42 for moving the cam carrier 14 from a first axial position to a second axial position. In the first axial position, the cam carrier 14 rests against the second stop 30. In the second axial position, the cam carrier 14 rests against the first stop 28. In the Figure 1 the cam carrier 14 is shown in the first axial position. The second actuator 26 in turn can selectively engage in the second engagement track 44. Then the cam carrier 14 is shifted from the second axial position to the first axial position.

Die Verschiebung wird dadurch ausgelöst, dass das ausgefahrene Element des jeweiligen Aktors 24, 26 bezüglich einer Axialrichtung der Nockenwelle 12 ortsfest ist. Folglich wird der verschiebbare Nockenträger 14 aufgrund der Spiralform der Eingriffsspuren 42, 44 in einer Längsrichtung der Nockenwelle 12 verschoben, wenn das ausgefahrene Element in die jeweilige Eingriffsspur 42, 44 eingreift. Am Ende des Verschiebevorgangs wird das verschiebbare Element des jeweiligen Aktors 24, 26 von der jeweiligen Eingriffsspur 42, 44 entgegengesetzt zu der Ausfahrrichtung geführt und somit eingefahren. Das verschiebbare Element des jeweiligen Aktors 24, 26 gelangt außer Eingriff mit der jeweiligen Eingriffsspur 42, 44.The displacement is triggered by the fact that the extended element of the respective actuator 24, 26 is stationary with respect to an axial direction of the camshaft 12. As a result, the displaceable cam carrier 14 is displaced in a longitudinal direction of the camshaft 12 due to the spiral shape of the engagement tracks 42, 44 when the extended element engages in the respective engagement tracks 42, 44. At the end of the displacement process, the displaceable element of the respective actuator 24, 26 is guided by the respective engagement track 42, 44 opposite to the extension direction and is thus retracted. The displaceable element of the respective actuator 24, 26 disengages from the respective engagement track 42, 44.

Die Übertragungsvorrichtung 16 stellt eine Wirkverbindung zwischen dem Nockenträger 14 und den Gaswechselventilen 20, 22 her. Die Gaswechselventile 20, 22 werden betätigt (geöffnet), wenn der erste Nocken 32 oder der zweite Nocken 34 die Übertragungsvorrichtung 16 nach unten drückt.The transmission device 16 produces an operative connection between the cam carrier 14 and the gas exchange valves 20, 22. The gas exchange valves 20, 22 are actuated (opened) when the first cam 32 or the second cam 34 presses the transmission device 16 downwards.

Befindet sich der Nockenträger 14 in der ersten Axialposition, ist die Übertragungsvorrichtung 16 in Wirkverbindung zwischen dem ersten Nocken 32 und den Gaswechselventilen 20, 22. Mit anderen Worten gesagt, ist die Übertragungsvorrichtung 16 in der ersten Axialposition des Nockenträgers 14 nicht in Wirkverbindung zwischen dem zweiten Nocken 34 und den Gaswechselventilen 20, 22. Die Gaswechselventile 20, 22 werden gemäß einer Kontur des ersten Nockens 32 betätigt. In der zweiten Axialposition des Nockenträgers 14 ist die Übertragungsvorrichtung 16 in Wirkverbindung zwischen dem zweiten Nocken 34 und den Gaswechselventilen 20, 22, die gemäß einer Kontur des zweiten Nockens 34 betätigt werden.If the cam carrier 14 is in the first axial position, the transmission device 16 is in operative connection between the first cam 32 and the gas exchange valves 20, 22. In other words, the transmission device 16 is not in operative connection between the second in the first axial position of the cam carrier 14 Cams 34 and the gas exchange valves 20, 22. The gas exchange valves 20, 22 are actuated according to a contour of the first cam 32. In the second axial position of the cam carrier 14, the transmission device 16 is in operative connection between the second cam 34 and the gas exchange valves 20, 22, which are actuated according to a contour of the second cam 34.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Übertragungsvorrichtung 16 als ein Schlepphebel ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann die Übertragungsvorrichtung 16 als Kipphebel oder Stößel ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen kann die Übertragungsvorrichtung 16 einen Nockenfolger, zum Beispiel in Form einer drehbaren Rolle, aufweisen.In the embodiment shown, the transmission device 16 is designed as a rocker arm. In other embodiments, the transmission device 16 can be designed as a rocker arm or a tappet. In some embodiments, the transfer device 16 may comprise a cam follower, for example in the form of a rotatable roller.

Unter Bezugnahme auf Figur 2 ist eine Arretierungsvorrichtung 46 gezeigt. Die Arretierungsvorrichtung 46 weist ein elastisches Element 48 und einen Sperrkörper 50 auf. Das elastische Element 48 ist in einem Sackloch der Nockenwelle 12 angeordnet. Das elastische Element 48 spannt den Sperrkörper 50 gegen den Nockenträger 14 vor. In einer Innenumfangsfläche des Nockenträgers 14 sind eine erste und zweite Ausnehmung 52 und 54 angeordnet. Zum Arretieren des Nockenträgers 14 wird der Sperrkörper 50 bspw. in die erste Ausnehmung 52 gedrückt, wenn der Nockenträger 14 in der ersten Axialposition ist. In der zweiten Axialposition des Nockenträgers 14 wird der Sperrkörper 50 in die zweite Ausnehmung 54 gedrückt.With reference to Figure 2 a locking device 46 is shown. The locking device 46 has an elastic element 48 and a locking body 50. The elastic element 48 is arranged in a blind hole in the camshaft 12. The elastic element 48 biases the locking body 50 against the cam carrier 14. First and second recesses 52 and 54 are arranged in an inner circumferential surface of the cam carrier 14. To lock the cam carrier 14, the locking body 50 is pressed, for example, into the first recess 52 when the cam carrier 14 is in the first axial position. In the second axial position of the cam carrier 14, the locking body 50 is pressed into the second recess 54.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen beispielhaft den Aktor 24 in größerem Detail. Die Figur 3 zeigt den Aktor 24 in einer Grundstellung (im eingefahrenen Zustand). Die Figur 4 zeigt den Aktor 24 beim Arbeitshub (im ausgefahrenen Zustand). Die Figur 5 zeigt den Aktor 24 während einer Rückfederung (beim Einfahren).The Figures 3 to 5 show an example of the actuator 24 in greater detail. The Figure 3 shows the actuator 24 in a basic position (in the retracted state). The Figure 4 shows the actuator 24 during the working stroke (in the extended state). The Figure 5 shows the actuator 24 during a spring back (when retracting).

Der Aktor 24 ist fluidbetätigt. Insbesondere ist der Aktor 24 ein pneumatischer oder hydraulischer Aktor. Vorzugsweise ist der Aktor 24 pneumatisch betätigt, da dies hinsichtlich einer Temperaturunempfindlichkeit und einer erzielbaren Geschwindigkeit vorteilhaft sein kann.The actuator 24 is fluid-operated. In particular, the actuator 24 is a pneumatic or hydraulic actuator. The actuator 24 is preferably actuated pneumatically, since this can be advantageous in terms of insensitivity to temperature and an achievable speed.

Der Aktor 24 weist einen verschiebbaren Stift (Kolben) 56, ein elastisches Element 58, einen Steuerfluidraum 60 und einen Steuerfluidzufuhrkanal 62 auf.The actuator 24 has a displaceable pin (piston) 56, an elastic element 58, a control fluid space 60 and a control fluid supply channel 62.

Über den Steuerfluidzufuhrkanal 62 kann ein Steuerfluid, zum Beispiel Luft oder Hydraulikflüssigkeit, zu dem Steuerfluidraum 60 zugeführt werden. Die Zuführung von Steuerfluid zu dem Steuerfluidraum 60 bewirkt ein Ausschieben des Stiftes 56 aus dem Steuerfluidraum 60. Der ausgefahrene Stift 56 kann in die Eingriffsspur 42 eingreifen, um den Nockenträger 14 axial zu verschieben.A control fluid, for example air or hydraulic fluid, can be supplied to the control fluid chamber 60 via the control fluid supply channel 62. The supply of control fluid to the control fluid space 60 causes the pin 56 to be pushed out of the control fluid space 60. The extended pin 56 can engage in the engagement track 42 in order to move the cam carrier 14 axially.

Der Stift 56 und der Steuerfluidraum 60 können so ausgebildet sein, dass der Steuerfluidraum 60 im eingefahrenen Zustand des Stifts als Ringraum ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Stift 56 mit einem Zapfen versehen sein, wie dies in den Figuren 3 bis 5 dargestellt ist. Der Ringraum ermöglicht, dass das Steuerfluid zu Beginn der Betätigung schon am Stift 56 anliegen kann. Damit kann durch Zuführen von Steuerfluid zu dem Steuerfluidraum 60 direkt eine Verschiebung des Stifts 56 beginnen. Zusätzlich müssen aufgrund des kleinen Kontaktbereichs zwischen dem Stift 56 und einer Bodenfläche des Steuerfluidraums 60 nur geringe Adhäsionskräfte überwunden werden, um einem Beginn der Verschiebung des Stifts 56 zu bewirken.The pin 56 and the control fluid space 60 can be designed such that the control fluid space 60 is designed as an annular space in the retracted state of the pin. For example, the pin 56 can be provided with a tenon, as shown in FIGS Figures 3 to 5 is shown. The annular space enables the control fluid to be in contact with the pin 56 at the beginning of the actuation. Thus, by supplying control fluid to the control fluid space 60 directly a Start moving the pin 56. In addition, owing to the small contact area between the pin 56 and a bottom surface of the control fluid space 60, only small adhesive forces have to be overcome in order to initiate the displacement of the pin 56.

Die Fluidbetätigung des Aktors 24 ermöglicht, dass vor dem Eingreifen in die Eingriffsspur 42 (siehe Figur 1) der Stift 56 den nockenfreien Abschnitt 38 (siehe Figur 1) überfährt. Hierbei kontaktiert eine Außenumfangsfläche des nockenfreien Abschnitts 38 den Stift 56 und verhindert, dass der Stift 56 weiter ausfährt. Sobald die Eingriffsspur 42 beginnt, kann der Stift 56 in die Eingriffsspur 42 direkt einspuren. Damit kann der Steuerungsaufwand des Aktors 24 gegenüber Systemen, die ein zeitgenaues Ausfahren und Einspuren des Stifts des Aktors erfordern, erheblich verringert werden. Dies kann beispielsweise bei elektromagnetisch betätigten Aktoren der Fall sein.The fluid actuation of the actuator 24 enables that before the engagement in the engagement track 42 (see Figure 1 ) the pin 56 the cam-free section 38 (see Figure 1 ) runs over. Here, an outer circumferential surface of the cam-free portion 38 contacts the pin 56 and prevents the pin 56 from extending further. As soon as the engagement track 42 begins, the pin 56 can engage in the engagement track 42 directly. The control effort of the actuator 24 can thus be considerably reduced compared to systems which require the pin of the actuator to be extended and engaged at precise times. This can be the case, for example, with electromagnetically operated actuators.

Am Ende des Verschiebevorgangs des Nockenträgers 14 drückt eine Rampe der Eingriffsspur 42 den Stift 56 in Richtung zu dem Steuerfluidraum 60. Sofern ein kompressibles Fluid als Steuerfluid verwendet wird, wird das Fluid beim Einschieben des Stifts 56 verdichtet und ausgeschoben. Das in dem Steuerfluidraum 60 befindliche Fluid wirkt damit als pneumatische Feder beim Einschubvorgang des Stifts 56. Das elastische Element 58 bewirkt eine vollständige Rückstellung des Stifts 56 in die Grundstellung (in den eingefahrenen Zustand).At the end of the displacement process of the cam carrier 14, a ramp of the engagement track 42 pushes the pin 56 in the direction of the control fluid space 60. If a compressible fluid is used as the control fluid, the fluid is compressed and pushed out when the pin 56 is pushed in. The fluid located in the control fluid space 60 thus acts as a pneumatic spring when the pin 56 is pushed in. The elastic element 58 brings about a complete return of the pin 56 to the basic position (into the retracted state).

Um ein Eindringen von beispielsweise Ölnebel in den Steuerfluidraum 60 zu verhindern, kann eine Fluiddichtung 64, zum Beispiel ein Dichtring, vorgesehen sein. Zusätzlich kann der Steuerfluidraum 60 beispielsweise einen Entlüftungskanal (nicht dargestellt) aufweisen.In order to prevent, for example, oil mist from penetrating into the control fluid space 60, a fluid seal 64, for example a sealing ring, can be provided. In addition, the control fluid space 60 can, for example, have a ventilation channel (not shown).

Unter Bezugnahme auf Figur 6 ist nachfolgend beschrieben, wie der Einsatz von fluidbetätigten Aktorvorrichtungen eine Steuerung des Schiebenockensystems 11 vereinfachen kann. Insbesondere können mehrere Aktorvorrichtungen gleichzeitig angesteuert werden, sodass auf eine aufwändige aktorselektive Ansteuerung verzichtet werden kann. Dies kann den Steuerungsaufwand erheblich verringern.With reference to Figure 6 it is described below how the use of fluid-operated actuator devices can simplify control of the sliding cam system 11. In particular, several actuator devices can be activated simultaneously, so that complex actuator-selective activation can be dispensed with. This can significantly reduce the control effort.

Das Schiebenockensystem 11 weist eine erste Aktorvorrichtung 27, eine zweite Aktorvorrichtung 127, eine dritte Aktorvorrichtung 227, eine vierte Aktorvorrichtung 327, eine fünfte Aktorvorrichtung 427 und eine sechste Aktorvorrichtung 527 auf. Die zweite bis sechtse Aktorvorrichtung 127, 227, 327, 427, 527 können wie die Aktorvorrichtung 27 ausgebildet sein. Insbesondere können in die zweite bis sechste Aktorvorrichtung 127, 227, 327, 427, 527 jeweils zwei Aktoren 124, 126; 224, 226; 324; 326; 424, 426 und 524, 526 zum Verschieben eines jeweiligen Nockenträgers (nicht dargestellt) aufweisen. Die Aktoren 26, 124, 126, 224, 226, 324, 326, 424, 426, 524 und 526 können wie der unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 5 beschriebene Aktor 24 ausgebildet sein.The sliding cam system 11 has a first actuator device 27, a second actuator device 127, a third actuator device 227, a fourth actuator device 327, a fifth actuator device 427 and a sixth actuator device 527. The second to sixth actuator devices 127, 227, 327, 427, 527 can be designed like the actuator device 27. In particular, in the second to sixth actuator device 127, 227, 327, 427, 527, respectively two actuators 124, 126; 224, 226; 324; 326; 424, 426 and 524, 526 for moving a respective cam carrier (not shown). Actuators 26, 124, 126, 224, 226, 324, 326, 424, 426, 524 and 526 can be used as described with reference to FIG Figures 3 to 5 actuator 24 described be formed.

In Fluidverbindung stromaufwärts von den fluidbetätigten Aktorvorrichtungen 27, 127, 227, 327, 427, 527 ist eine Fluidzufuhrvorrichtung 66 vorgesehen. Die Fluidzufuhrvorrichtung 66 ist beispielhaft als pneumatische Fluidzufuhrvorrichtung ausgebildet. Die Fluidzufuhrvorrichtung 66 weist einen Verdichter 68, einen Drucktank 70 und vier Gruppensteuerventile 72, 74, 76 und 78 auf.A fluid supply device 66 is provided in fluid communication upstream of the fluid-operated actuator devices 27, 127, 227, 327, 427, 527. The fluid supply device 66 is designed, for example, as a pneumatic fluid supply device. The fluid supply device 66 has a compressor 68, a pressure tank 70 and four group control valves 72, 74, 76 and 78.

Der Verdichter 68 fördert ein Fluid zum Speichern in den Drucktank 70. Beispielsweise kann der Verdichter 68 Luft in den Drucktank 70 fördern. Der Drucktank 70 kann insbesondere ein Drucklufttank eines Nutzfahrzeugs sein, der bspw. auch für andere pneumatische betätigte Vorrichtungen des Nutzfahrzeugs Druckluft zur Verfügung stellt. Das Druckniveau kann beispielsweise zwischen 8 bar und 12 bar liegen.The compressor 68 conveys a fluid for storage in the pressure tank 70. For example, the compressor 68 can convey air into the pressure tank 70. The pressure tank 70 can in particular be a compressed air tank of a commercial vehicle, which, for example, also provides compressed air for other pneumatically operated devices of the commercial vehicle. The pressure level can for example be between 8 bar and 12 bar.

Der Verdichter 68 und die vier Gruppensteuerventile 72, 74, 76 und 78 werden von einer Steuereinheit 80 gesteuert. Die Steuereinheit 80 ist mit einem Positionssensor 82, einen Brennkraftmaschinensensor 84 und einer Benutzerschnittstelle 86 verbunden. Der Positionssensor 82 erfasst eine Position der Nockenwelle 12 (siehe Figur 1). Der Brennkraftmaschinensensor 84 erfasst mindestens einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, zum Beispiel einen Parameter, der eine Last der Brennkraftmaschine angibt. Die Benutzerschnittstelle 86 ermöglicht eine Benutzereingabe in die Steuereinheit 80. Die Steuereinheit 80 steuert einen Betrieb des Verdichters 68 und der vier Gruppensteuerventile 72, 74, 46 und 78 basierend auf von dem Positionssensor 82, dem Brennkraftmaschinensensor 84 und der Benutzerschnittstelle 86 empfangenen Signalen.The compressor 68 and the four group control valves 72, 74, 76 and 78 are controlled by a control unit 80. The control unit 80 is connected to a position sensor 82, an engine sensor 84 and a user interface 86. The position sensor 82 detects a position of the camshaft 12 (see FIG Figure 1 ). The internal combustion engine sensor 84 detects at least one operating parameter of the internal combustion engine, for example a parameter which indicates a load of the internal combustion engine. The user interface 86 enables user input to the control unit 80. The control unit 80 controls operation of the compressor 68 and the four group control valves 72, 74, 46 and 78 based on signals received from the position sensor 82, the engine sensor 84 and the user interface 86.

Die Gruppensteuerventile 72, 74, 76 und 78 sind stromabwärts von dem Verdichter 68 und dem Drucktank 70 vorgesehen. Das erste Gruppensteuerventil 72 ist in Fluidverbindung stromaufwärts von den Aktoren 24, 124, 224 vorgesehen. Das zweite Gruppensteuerventil 74 ist in Fluidverbindung stromaufwärts von den Aktoren 26, 126, 226 vorgesehen. Das dritte Gruppensteuerventil 76 ist in Fluidverbindung stromaufwärts von den Aktoren 324, 424, 524 vorgesehen. Das vierte Gruppensteuerventil 78 ist in Fluidverbindung stromaufwärts von den Aktoren 326, 426, 526 vorgesehen. Damit koppeln die Gruppensteuerventile 72, 74, 76 und 78 die Aktorvorrichtungen 27, 127, 227, 327, 427 und 527 teilweise. So muss beispielsweise zur Betätigung der Aktoren 24, 124, 224 lediglich das erste Gruppensteuerventil 72 von der Steuereinheit 80 geöffnet werdenThe group control valves 72, 74, 76 and 78 are provided downstream of the compressor 68 and the pressure tank 70. The first group control valve 72 is provided in fluid communication upstream of the actuators 24, 124, 224. The second group control valve 74 is provided in fluid communication upstream of the actuators 26, 126, 226. The third group control valve 76 is provided in fluid communication upstream of the actuators 324, 424, 524. The fourth group control valve 78 is provided in fluid communication upstream of the actuators 326, 426, 526. The group control valves 72, 74, 76 and 78 thus couple the Actuator devices 27, 127, 227, 327, 427 and 527 partially. For example, only the first group control valve 72 has to be opened by the control unit 80 to operate the actuators 24, 124, 224

In der vorliegenden Ausführungsform sind die Aktoren 24, 26, 124, 126, 224, 226, 324, 326, 424 und 426 über die Gruppensteuerventile 72, 74, 76 und 78 in vier Gruppen zur gemeinsamen Betätigung aufgeteilt. Innerhalb einer Gruppe sind die Aktoren fluidisch gekoppelt. In anderen Ausführungsformen können mehr oder weniger Gruppen mit jeweils mehr oder weniger Aktoren vorgesehen sein, um einen Steuerungsaufwand für das Schiebenockensystem zu verringern.In the present embodiment, the actuators 24, 26, 124, 126, 224, 226, 324, 326, 424 and 426 are divided into four groups for common actuation via the group control valves 72, 74, 76 and 78. The actuators are fluidically coupled within a group. In other embodiments, more or fewer groups, each with more or fewer actuators, can be provided in order to reduce a control effort for the sliding cam system.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die Merkmale der Unteransprüche auch unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und der Konfiguration der Fluidzufuhrvorrichtung und der Fluidkopplung von mindestens zwei Aktorvorrichtungen im unabhängigen Anspruch 1 ursprünglich offenbart.The invention is not restricted to the preferred exemplary embodiments described above. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to. In particular, the features of the subclaims are also originally disclosed in independent claim 1 independently of the features relating to the presence and the configuration of the fluid supply device and the fluid coupling of at least two actuator devices.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010

Variabler VentiltriebVariable valve train

1111

SchiebenockensystemSliding cam system

1212th

Nockenwellecamshaft

1414th

NockenträgerCam carrier

1616

Übertragungsvorrichtung (Schlepphebel)Transmission device (rocker arm)

2020th

Erstes GaswechselventilFirst gas exchange valve

2222nd

Zweites GaswechselventilSecond gas exchange valve

2424

Erster AktorFirst actuator

2626th

Zweiter AktorSecond actuator

2727

Erste AktorvorrichtungFirst actuator device

2828

Erster AnschlagFirst stop

3030th

Zweiter AnschlagSecond attack

3232

Erster NockenFirst cam

3434

Zweiter NockenSecond cam

3838

Erster nockenfreier AbschnittFirst cam-free section

4040

Zweiter nockenfreier AbschnittSecond cam-free section

4242

Erste EingriffsspurFirst traces of intervention

4444

Zweite EingriffsspurSecond engagement track

4646

ArretierungsvorrichtungLocking device

4848

Elastisches ElementElastic element

5050

SperrkörperLocking body

5252

Erste AusnehmungFirst recess

5454

Zweite AusnehmungSecond recess

5656

Stift (ein- und ausfahrbares Element)Pen (retractable and retractable element)

5858

Elastisches ElementElastic element

6060

SteuerfluidraumControl fluid space

6262

SteuerfluidzufuhrkanalControl fluid supply channel

6464

FluiddichtungFluid seal

6666

FluidzufuhrvorrichtungFluid delivery device

6868

Verdichtercompressor

7070

Drucktank (Drucklufttank)Pressure tank (compressed air tank)

7272

Erstes GruppensteuerventilFirst group control valve

7474

Zweites GruppensteuerventilSecond group control valve

7676

Drittes GruppensteuerventilThird group control valve

7878

Viertes GruppensteuerventilFourth group control valve

8080

SteuereinheitControl unit

8282

PositionssensorPosition sensor

8484

BrennkraftmaschinensensorInternal combustion engine sensor

8686

BenutzerschnittstelleUser interface

124124

Erster AktorFirst actuator

126126

Zweiter AktorSecond actuator

127127

Zweite AktorvorrichtungSecond actuator device

224224

Erster AktorFirst actuator

226226

Zweiter AktorSecond actuator

227227

Dritte AktorvorrichtungThird actuator device

324324

Erster AktorFirst actuator

326326

Zweiter AktorSecond actuator

327327

Vierte AktorvorrichtungFourth actuator device

424424

Erster AktorFirst actuator

426426

Zweiter AktorSecond actuator

427427

Fünfte AktorvorrichtungFifth actuator device

524524

Erster AktorFirst actuator

526526

Zweiter AktorSecond actuator

527527

Sechste AktorvorrichtungSixth actuator device

Claims (15)

1. A sliding cam system (11) for an internal combustion engine, having:

   a camshaft (12);

   a multiplicity of cam carriers (14) with in each case at least two cams (32, 34), wherein the multiplicity of cam carriers (14) is arranged rotationally conjointly and axially displaceably on the camshaft (12);

   a multiplicity of fluid-operated actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527) which are designed to respectively axially displace one cam carrier (14) of the multiplicity of cam carriers (14); and

   a fluid feed device (66) which is provided for the feed of a fluid in fluidic connection upstream of the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527) for the actuation of the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527), wherein:
   at least two actuator devices of the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527) are fluidically coupled for simultaneous actuation.
2. The sliding cam system (11) according to Claim 1, wherein:
   the fluidically coupled at least two actuator devices are fluidically coupled by means of a group control valve (72, 74, 76, 78) of the fluid feed device (66), and, in particular, a fluid can be fed simultaneously to the fluidically coupled at least two actuator devices (27, 127) by opening the group control valve (72, 74, 76, 78).
3. The sliding cam system (11) according to Claim 1 or Claim 2, wherein a multiplicity of actuator device groups is provided which each have at least two fluidically coupled actuator devices of the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527).
4. The sliding cam system (11) according to Claim 3, wherein the actuator device groups of the multiplicity of actuator device groups are provided in each case downstream of a respective group control valve (72, 74, 76, 78) of the fluid feed device (66), such that the fluid can be fed from the fluid feed device (66) simultaneously to the fluidically coupled at least two actuator devices of the respective actuator device group by opening the respective group control valve (72, 74, 76, 78).
5. The sliding cam system (11) according to Claim 4, wherein the group control valve (72, 74, 76, 78) are arranged in parallel with respect to one another.
6. The sliding cam system (11) according to any of the preceding claims, wherein:

   a first actuator (24) of a first actuator device (27) is fluidically coupled to a first actuator (124) of a second actuator device (127); and/or

   a second actuator (26) of the first actuator device (27) is fluidically coupled to a second actuator (216) of the second actuator device (127).
7. The sliding cam system (11) according to any of the preceding claims, wherein the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527) has in each case one first actuator (24, 124, 224, 324, 424, 524) for the displacement of a respective cam carrier (14) in a first direction and a second actuator (26, 126, 226, 326, 426, 526) for the displacement of the respective cam carrier (14) in a second direction which is opposite to the first direction.
8. The sliding cam system (11) according to any of the preceding claims, wherein the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527) is hydraulically or pneumatically operated.
9. The sliding cam system (11) according to any of the preceding claims, furthermore having:

   a position sensor (82) which detects a rotational position of the camshaft (12), an internal combustion engine sensor (84) which detects an operating parameter of the internal combustion engine, and/or a user interface (86) for a user input; and

   a control unit (80) which is designed to control the fluid feed device (66) for the feed of the fluid to the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527) on the basis of the detected rotational position, the detected operating parameter and/or the user input.
10. The sliding cam system (11) according to Claim 9, wherein the control unit (80) is designed to selectively actuate the group control valve (72, 74, 76, 78) on the basis of the detected rotational position, the detected operating parameter and/or the user input.
11. The sliding cam system (11) according to any of the preceding claims, wherein actuators of the multiplicity of actuator devices (27, 127, 227, 327, 427, 527) each have a control fluid chamber (60) and a retractable and deployable element (56), in particular a pin, operatively connected to the control fluid chamber (60), wherein the retractable and deployable element (56) deploys, for the displacement of the respective cam carrier (14), as a result of a feed of the fluid to the control fluid chamber (60) .
12. The sliding cam system (11) according to Claim 11, wherein the fluid is a compressible gas, in particular air, and the control fluid chamber (60) filled with the compressible gas acts as a pneumatic spring during the retraction of the retractable and deployable element (56) .
13. The sliding cam system (11) according to Claim 11 Claim 12, wherein the retractable and deployable element (56) engages, for the displacement of the cam carrier (14), into an engagement track (42, 44) of the cam carrier (14); and
    the control fluid is fed to the control fluid chamber (60) such that the retractable and deployable element (56) makes contact with an outer circumferential surface of the cam carrier (14) before the retractable and deployable element (56) engages into the engagement track (42, 44).
14. The sliding cam system (11) according to any of Claims 11 to 13, wherein:

    the retractable and deployable element (56) is preloaded into a retracted state by an elastic element (58); and/or

    the control fluid chamber (60) is in the form of a ringshaped chamber in the retracted state of the retractable and deployable element (56); and/or

    the control fluid chamber (60) is sealed off with respect to surroundings of the actuator device (27) by means of a fluid seal (64), in particular an O-ring.
15. A motor vehicle, in particular utility vehicle, having a sliding cam system (11) according to any of the preceding claims, wherein the fluid feed device (66) preferably has a compressed-air tank (70) of the motor vehicle.

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