CN111448370A - 尤其用于机动车内燃机的气门传动装置及用于操作这种气门传动装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其用于内燃机的气门传动装置(10)，其具有至少一个凸轮轴(12)和电控式的执行机构(28)，其中，该凸轮轴至少包括轴元件(18)和能被该轴元件(18)驱动的凸轮件(20)，该凸轮件具有至少一个引起气门的第一升程的第一凸轮(24)和至少一个引起气门的不同于第一升程的第二升程的第二凸轮(26)，并且该凸轮件能在该凸轮轴(12)的轴向(22)上相对于该轴元件(18)在使气门能借助第一凸轮(24)被致动的至少一个第一位置与使气门能借助第二凸轮(26)被致动的至少一个第二位置之间移动，以及借助该执行机构由于该执行机构(28)的电驱控而能使该凸轮件(20)在该凸轮轴(12)的轴向(22)上相对于该轴元件(18)移动，其中，该执行机构(28)设计成在前后相继的且以相同极性进行的电驱控中使该凸轮件(20)在所述位置之间交替来回移动。

Description

尤其用于机动车内燃机的气门传动装置及用于操作这种气门 传动装置的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的尤其用于内燃机的气门传动(驱动)装置。本发明还涉及一种根据权利要求10的前序部分的用于操作这种气门传动装置的方法。

背景技术

例如已作为已知方案从DE 10 2016 001 537A1中得知尤其用于内燃机的这种气门传动装置和用于操作这种气门传动装置的这种方法。气门传动装置包括至少一个凸轮轴，其至少具有轴元件和可被轴元件驱动的凸轮件。凸轮件例如抗转动地(不发生相对转动地)联接至该轴元件，从而当轴元件被转动时，凸轮件随同轴元件转动。因此如果例如该轴元件被内燃机的例如呈曲轴形式的输出轴驱动，则该凸轮件被轴元件驱动并由此例如绕凸轮轴轴线随轴元件一起转动。

凸轮件具有至少一个引起气门第一升程的第一凸轮和至少一个引起与第一升程不同的气门第二升程的第二凸轮，其中，第二升程例如大于第一升程或反之。气门例如是换气门，其例如配属于例如呈活塞式发动机形式的内燃机的尤其呈气缸状的燃烧室。换气门此时可以是进气门或排气门。凸轮件可以在凸轮轴的轴向上相对于轴元件在至少一个第一位置和至少一个第二位置之间移动。在第一位置，气门可借助第一凸轮被致动，在这里，在第二位置，气门可借助第二凸轮被致动。气门传动装置还包括电控式的执行机构(致动器)，借此由于执行机构的相应的电驱控(电激励)可使凸轮件相对于轴元件在凸轮轴的轴向上移动。这种“电驱控”尤其是指对执行机构的电能或电流供应，从而例如该执行机构在相应的电驱控过程中被供以电能或电流。

发明内容

本发明的目的是如此改进前面所述类型的气门传动装置和方法，使得可以实现尤其是结构空间和成本有利的且功能上安全可靠的气门致动。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的气门传动装置以及一种具有权利要求10的特征的方法来完成。在从属权利要求中说明具有合适的发明改进方案的有利设计。

为了如此改进如权利要求1的前序部分所述类型的气门传动装置，使得可以实现例如设计成换气门且尤其是盘状气门的气门的尤其是成本和结构空间有利且功能上安全可靠的致动，本发明规定，执行机构被设计用于在前后相继的且以相同的尤其是电的极性进行的电驱控中使该凸轮件在所述位置之间交替来回移动。换言之，例如，如果先以一种电极性进行该执行机构的第一电驱控，则由此例如借助该执行机构使凸轮件从第一位置移动到第二位置。如果随后例如以与已经进行的执行机构的第一电驱控相同的电极性进行执行机构的第二电驱控，则借助执行机构例如使凸轮件从第二位置移动到第一位置。如果随后例如也以与已经进行的第一电驱控和第二电驱控相同的极性进行执行机构的第三电驱控，则例如接着借助该执行机构使凸轮件又从第一位置移动到第二位置。因此，该执行机构被设计用于对重复的且以相同极性进行的电驱控作出不同的反应且同时使凸轮件在所述位置之间交替来回移动。“执行机构的相应电驱控”尤其是指对执行机构的电能或电流供应，使得例如在相应电驱控进行时该执行机构尤其由电子控制装置供应电能或电流。在以相同的电极性进行电驱控时，该执行机构例如分别以相同的或一样的电流流动方向被驱动，或者说电流分别在相同的或一样的电流流动方向上流过电控式且由此电动式的执行机构。

本发明在此尤其基于以下认识：在常见的气门传动装置中，为了使凸轮件借助执行机构在所述位置之间来回移动且因此使凸轮件在彼此相反的方向上移动，执行机构的前后相继的电驱控必须以不同的且尤其是相反的或交变的极性进行，以便由此将例如呈电动机形式的执行机构分别转换极性并且引起电流换向。因此，不同于本发明，例如常见地规定，上述的第一电驱控以第一极性进行，上述的第二电驱控以不同于第一极性且尤其与第一极性相反的或者说关于第一极性呈反向的第二极性进行，并且例如第三驱控又以第一极性进行。因此，例如，在第一电驱控过程中，电流沿第一电流流动方向流过执行机构，其中，例如在第二电驱控过程中电能或电流沿与第一电流流动方向相反的第二电流流动方向流过执行机构。通过这种方式，于是例如当执行机构被设计成电动机且因此具有定子和可相对于定子转动的转子时，可以使得电动机的转动方向反转。这例如意味着该转子通过第一电驱控沿第一转动方向转动并且通过第二电驱控沿与第一转动方向相反的第二转动方向转动，以便由此能使凸轮件来回移动。所述电流换向例如如此进行，使得该控制装置使加载于电动机的电压转换极性。或者可以想到的是，该控制装置有两个输出端，控制装置可以借此电控该执行机构。通过其中的第一输出端，例如实现以第一极性进行的第一电驱控，在这里，例如通过第二输出端实现以第二极性进行的第二电驱控。

也可以通过这种方式实现电动机转动方向的反转。这种使凸轮件来回移动的常见方式尤其有以下缺点：为了将也称为供电电压的电动机用电压转换极性，在控制装置、尤其是控制装置的末级中需要H桥。制造包含H桥的末级需要很高的成本。用于凸轮件来回移动的具有两个输出端的控制装置同样成本高昂并且具有高结构空间成本。另外，常见地可能出现错误驱控，由此例如该执行机构在上述第二电驱控中未使凸轮件沿第二方向移动，而是试图使凸轮件继续沿第一方向移动。结果，真正所期望的升程切换未发生和/或出现机械损伤。

上述缺点可以借助本发明的气门传动装置来避免，因为通过以相同极性进行的电驱控可使凸轮件交替地从第一位置移动到第二位置和从第二位置移动到第一位置。因此，该气门传动装置的结构空间需求和成本可被保持得很低。另外，出现误切换的概率可以保持得很低。

在本发明的有利设计中，该气门传动装置包括电子控制装置，其针对执行机构具有正好一个输出端，通过该输出端进行或可执行该执行机构的前后相继的且以相同极性进行的电驱控。由于该执行机构由该控制装置总是以类似的或相同的极性来驱控或者说可被驱控，故还可以避免在控制装置中使用H桥，从而可以成本很低地制造该控制装置。另外，恰好一个输出端就足以使凸轮件来回移动，从而控制装置及进而整个气门传动装置的结构空间需求和重量也可被保持在很小的范围内。

在本发明的另一个实施方式中，执行机构被设计成线性执行机构，其相比于具有定子和可相对于定子转动的转子的电动机可被设计成在结构空间和成本上都有利许多。线性执行机构具有尤其恰好一个线圈，其可通过相应的电驱控被供应电流。换言之，线圈在相应的电驱控中被供应电流，该电流在相应的电驱控中流过线圈。由于电驱控以相同的或类似的极性进行，故电流在以相同极性进行的电驱控中在相同的或一样的电流流动方向上流过线圈。

线性执行机构还具有尤其是恰好一个衔铁，通过给线圈供应电流，该衔铁可借助线圈相对于线圈平移运动。换言之，如果该线圈被供应电流以致电流流过该线圈，则衔铁由此借助线圈相对于线圈平移运动。给线圈供应电流例如引起至少一个磁场的产生，借助该磁场使衔铁相对于线圈平移运动。由此该凸轮件能以成本且结构空间有利的方式来回移动。给线圈供应电流例如使得衔铁相对于线圈沿一衔铁方向平移运动，使得衔铁通过相应的电驱控而分别沿该衔铁方向平移运动。前后相继的且由电驱控引起的、衔铁沿衔铁方向的运动使得凸轮件在所述位置之间交替来回移动。此时，例如衔铁在沿衔铁方向相应运动时从初始位置运动到操作位置，从而通过前后相继的由相应电驱控引起的、衔铁从初始位置到操作位置的运动使凸轮件交替来回移动。由此可以保持气门传动装置的很低的结构空间需求。

另一个实施方式的特征是，该衔铁与一控制件联接，该控制件可随同衔铁一起相对于线圈平移运动。即，控制件也通过电驱控分别前后相继地从初始位置运动到操作位置。衔铁例如与控制件磁耦合或通过磁力来耦接。通过使用该控制件，能以结构空间和成本有利的方式实现凸轮件的来回移动。

在本发明的其它设计中，该气门传动装置包括强制引导机构，借此可以实现或者说实现由控制件的平移运动引起的、控制件绕转动轴线进行的转动，在这里，该控制件的平移运动例如由所述电驱控引起并且尤其是紧随其后。换言之，通过前述方式，衔铁借助线圈尤其总是前后相继地从初始位置运动到操作位置，由此也使该控制件前后相继地从初始位置运动到操作位置，从而该控制件沿衔铁方向平移运动。如果例如相应的驱控随后结束，则例如在相应的下次电驱控之前使该衔铁和控制件沿与衔铁方向相反的反向平移运动，由此该衔铁连带着该控制件一同例如从操作位置返回到初始位置。强制引导机构例如利用控制件的沿反向进行的相应平移运动来实现该控制件绕转动轴线、优选相对于线圈和/或相对于衔铁的转动。换言之，强制引导机构将控制件尤其沿反向进行的相应平移运动转换为控制件绕转动轴线进行的转动、优选沿着恰好一个转动方向的转动。由此能以结构空间和成本有利的方式展现凸轮件的来回移动。

在此被证明特别有利的是，该执行机构具有至少一个第一操作件和至少一个第二操作件，它们分别可沿着操作方向朝凸轮轴平移移动。该操作方向例如与衔铁方向一致或者该操作方向例如平行于衔铁方向延伸。衔铁方向和/或操作方向例如至少基本垂直于凸轮轴的轴向延伸或相对于凸轮轴的轴向倾斜地延伸。相应操作件例如被设计成销件、销或栓。

在此，该控制件在由前后相继的电驱控所引起的控制件平移运动中以及由于借助强制引导机构所引起的控制件转动而交替地致动所述操作件。换言之，在该控制件的第一平移运动中，控制件致动例如第一操作件，而不发生由控制件引起的对第二操作件的致动。由于该控制件借助强制引导机构因第一平移运动而绕转动轴线转动，故例如控制件在跟随第一平移运动的第二平移运动中致动该第二操作件，而不发生由控制件引起的对第一操作件的致动。通过这种方式，该凸轮件可借助操作件前后相继地或者说交替地来回移动，从而可展现出一种结构空间、重量和成本有利的升程切换方式。通过由控制件引起的对各操作件的交替致动，控制件使各操作件沿着相应操作方向相对于凸轮轴交替地平移运动，由此该控制件引起凸轮件的交替来回移动。通过这种方式，该凸轮件可以通过以相同极性进行的电驱控被简单地来回移动。

另一个实施方式的特征是，第一操作件具有第一操作面，其相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴的轴向倾斜地延伸。第二操作件具有第二操作面，其相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴的轴向倾斜地延伸。第一操作面和第二操作面例如彼此相向地布置或者说布置在各操作件的彼此相向的侧面。

另外，设有在凸轮轴的轴向上可相对于轴元件移动的滑动件，借助该滑动件可以使凸轮件相对于轴元件移动。为此，该滑动件例如尤其以形状配合方式与该凸轮件相连。如果例如滑动件因此在凸轮轴的轴向上相对于轴元件被移动，则滑动件带动凸轮件，使得凸轮件也在凸轮轴的轴向上相对于轴元件移动。

滑动件在此具有与第一操作面对应的第三操作面，第三操作面相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴的轴向倾斜地延伸。另外，滑动件具有与第二操作面对应的第四操作面，第四操作面相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴的轴向倾斜地延伸。第三操作面和第四操作面例如布置在彼此背向的两侧或者相互背对。第一操作面此时可通过对第一操作件的致动而运动至与第三操作面支承接触，由此该滑动件可朝着沿凸轮轴的轴向延伸的第一滑移方向相对于轴元件移动，以便由此通过该滑动件使得凸轮件从其中一个位置运动到另一个位置。第二操作面可通过对第二操作件的致动而运动至与第四操作面支承接触，由此该滑动件可朝着沿凸轮轴的轴向延伸且与第一滑移方向相反的第二滑移方向相对于轴元件移动，以便由此通过该滑动件使得该凸轮件从所述另一位置移动到所述一个位置。因此该滑移方向例如垂直于衔铁方向和/或操作方向延伸。

如果例如第一操作件被致动且由此平移运动，则第一操作面与第三操作面支承接触或者说例如直接接触，其中，第一操作面在第三操作面上滑动或反之。由此，第一操作件的沿操作方向进行的平移运动被转换为滑动件及进而凸轮件的沿凸轮轴的轴向进行的移动，由此，该滑动件连带着该凸轮件一同朝着第一滑移方向相对于轴元件移动。在此期间，不发生尤其由控制件引起的对第二操作件的致动。

如果例如随后或在先致动第二操作件并由此使之沿操作方向平移运动，则第二操作面与第四操作面支承接触、尤其是例如直接接触，其中，例如第二操作面在第四操作面上滑动或反之。由于该操作面相对于操作方向倾斜地且相对于轴向或者说滑移方向倾斜地延伸，故沿着操作方向进行的第二操作件的平移运动借助第二操作面且借助第四操作面转换为沿着滑移方向或者说沿着轴向进行的滑动件移动。由此，该滑动件连带着该凸轮件一同朝着与第一滑移方向相反的第二滑移方向移动。通过所述滑动件朝第一滑移方向的移动，例如使该凸轮件从所述一个位置移动到所述另一个位置。通过该滑动件朝第二滑移方向的移动，例如使该凸轮件从所述另一个位置移动到所述一个位置。所述一个位置例如是第一位置，在这里，所述另一个位置例如是第二位置。通过此实施方式，可以实现尤其是结构空间和成本有利的升程切换，其可以通过以相同极性进行的电驱控来前后相继地进行。

在本发明的一个特别有利的实施方式中，该控制件具有至少一个缺口，该缺口在能借助强制引导机构转动到第一转动位置的控制件的至少一个第一转动位置与第一操作件重叠或叠置地布置，并且在能借助强制引导机构转动到第二转动位置的控制件的至少一个不同于第一转动位置的第二转动位置与第二操作件重叠或叠置地布置。如果例如控制件处于第一转动位置，并且在控制件处于第一转动位置的同时该控制件通过衔铁沿衔铁方向从初始位置平移运动到操作位置，则例如第二操作件借助控制件、尤其借助控制件的壁部被致动并由此沿操作方向平移运动，但此时第一操作件沉入例如呈通孔状的缺口中，由此，不发生由控制件引起的对第一操作件的致动。

但如果控制件处于第二转动位置，并且在控制件处于第二转动位置的同时该控制件通过衔铁沿着例如与操作方向一致的衔铁方向从初始位置平移运动到操作位置，则例如第一操作件借助该控制件、尤其借助控制件的壁部被致动，但此时第二操作件沉入缺口中，因此不发生由控制件引起的对第二操作件的致动。“相应的操作件分别沉入缺口中”尤其是指相应的操作件至少部分地尤其以如下方式布置在缺口中或嵌入缺口中，使得尽管控制件进行平移运动，但嵌入缺口中的操作件不发生由控制件引起的致动。

强制引导机构在此可以使控制件因控制件的相应平移运动而转动到相应的转动位置。例如当控制件分别尤其是在反向上进行从操作位置到初始位置的移动时，进行由强制引导机引起的、源于控制件平移运动的控制件绕转动轴线的相应转动，其中，当控制件从初始位置运动到操作位置时，例如不发生借助强制引导机构引起的控制件转动。

为了能将气门传动装置的零部件数量、重量、结构空间需求和成本保持得很低，在本发明的其它设计中规定，该强制引导机构包含呈弹簧件形式或起到弹簧件作用的线圈。此时该线圈可通过由相应电驱控引起的控制件的相应平移运动而绷紧并由此能沿第一转动方向自行转动。换言之，如果例如该控制件通过相应电驱控从初始位置运动到操作位置，则呈弹簧件形式或起到弹簧件作用的线圈被绷紧、尤其是压缩。由此，该线圈至少在控制件处于操作位置时提供弹力，该弹力例如作用于控制件并且例如与操作方向相反。在相应两次前后相继的电驱控之间，该弹簧件或线圈松弛。换言之，若相应电驱控结束，则绷紧的线圈可以在电驱控结束之后且在下次电驱控开始之前至少部分地松弛，由此，例如该控制件借助线圈或借助前述弹力从操作位置运动到初始位置。例如在控制件分别从操作位置运动到初始位置时，借助强制引导机构使控制件绕转动轴线转动。

在线圈松弛时或通过线圈松弛，线圈沿与第一转动方向相反的第二转动方向自主回转，由此使得该控制件绕转动轴线相对于凸轮轴转动。控制件在其从初始位置运动到操作位置时的转动例如如此进行，即，该控制件通过自由轮(飞轮)或通过自由轮机构与该线圈(弹簧件)相连或者配合。由此，例如当该控制件从初始位置运动到操作位置时，不发生由强制引导机构或线圈引起的控制件绕转动轴线相对于凸轮轴的转动，尽管线圈在控制件从初始位置平移运动到操作位置时沿第一转动方向转动或扭曲。在此情况下，自由轮例如允许线圈和控制件之间的相对转动。换言之，自由轮沿第一转动方向打开。但自由轮在第二转动方向上闭锁，从而当线圈沿第二转动方向回转时，线圈通过自由轮使控制件绕转动轴线相对于凸轮轴转动。通过这种方式，例如上述缺口可以在各操作件之间转动，使得各操作件在前后相继的电驱控进行时被交替地致动。

为了如此改进如权利要求10的前序部分所述类型的方法，使得可以实现特别是结构空间和成本有利及安全的气门操作且尤其是升程切换，本发明规定，该执行机构在前后相继的且以相同极性进行的电驱控中使凸轮件在所述位置之间交替来回移动。根据本发明的气门传动装置的优点和有利设计将被视为根据本发明的方法的优点和有利设计，反之亦然。

附图说明

从以下对优选实施例的说明以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。在前面说明中提到的特征和特征组合以及随后在附图说明中提到和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可在各自所说明的组合中、也在其它的组合中采用，或者可单独地采用，而没有超出本发明的范围，附图示出：

图1局部示出尤其用于内燃机的本发明气门传动装置的局剖侧视示意图；

图2示出气门传动装置的控制件的俯视示意图；

图3示出在图1中用B标示的气门传动装置区域的放大示意图；

图4局部示出气门传动装置的另一局剖侧视示意图；

图5示出该控制件的另一俯视示意图；

图6局部示出气门传动装置的另一局剖侧视示意图。

在附图中，相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。

具体实施方式

图1以局剖侧视示意图示出尤其用于内燃机的气门传动装置10。内燃机例如被设计成活塞式发动机并且是机动车驱动系的组成部分，机动车例如设计成汽车尤其是轿车并且可借助驱动系尤其是内燃机被驱动。内燃机具有至少一个尤其呈气缸状的燃烧室，其例如配属有至少一个作为换气门构成的气门。气门可在一关闭位置和多个打开位置之间平移运动，并且能如以下还将详述的那样借助也简称为气门传动机构的气门传动装置10被致动，即，尤其可从关闭位置平移运动至相应的打开位置。

气门传动装置10包括至少一个凸轮轴12，其例如可绕转动轴线16相对于支承机构14转动地安装在支承机构14上。支承机构14例如是气门传动装置的壳体，其中，该壳体例如可以是内燃机的缸头或缸头盖。内燃机例如具有尤其呈曲轴状的输出轴，它例如通过正时传动机构与凸轮轴12相连接。正时传动机构例如可以设计成链条传动机构、皮带传动机构或齿轮传动机构。

凸轮轴12包括轴元件18和至少一个可被轴元件18驱动的凸轮件20，凸轮件布置在例如轴元件18上。凸轮件20例如抗转动地联接至轴元件18，但可以在凸轮轴12的轴向上相对于轴元件18移动。凸轮轴12的轴向例如与转动轴线16一致并且在图1中由双箭头22表示。凸轮件20具有至少一个引起气门第一升程的第一凸轮24和至少一个引起不同于第一升程的气门第二升程的第二凸轮26。第一升程在此大于第二升程。凸轮件20在凸轮轴12的轴向上可相对于轴元件18在至少一个如图1所示的第一位置和至少一个如图6所示的第二位置之间移动。在第一位置，气门可借助第一凸轮24被致动。在第二位置，气门可借助第二凸轮26被致动。换言之，如果凸轮件20处于如图1所示的第一位置，并且凸轮轴12被驱动并由此绕转动轴线16相对于支承机构14转动，则气门借助第一凸轮24被致动。由此一来，气门从关闭位置运动到第一打开位置，在这里，气门执行第一升程。

但如果凸轮件20处于如图6所示的第二位置，并且凸轮轴2被驱动且因此绕转动轴线16相对于支承机构14转动，则气门借助第二凸轮26被致动且由此从关闭位置运动到第二打开位置。此时，气门执行比第一升程小的第二升程，从而例如第二打开位置处于第一打开位置和关闭位置之间。在第一位置，不发生由第二凸轮26引起的气门致动，在这里，在第二位置，不发生由第一凸轮24引起的气门致动。另外从图1中可以看到气门轴线11，气门可沿该气门轴线在关闭位置和多个打开位置之间平移运动并且借助相应的凸轮24或26被致动及由此平移运动。

气门传动机构(气门传动装置10)还包括电控式执行机构28，借此由于执行机构28的相应电驱控可使凸轮件20相对于轴元件18在凸轮轴12的轴向上移动。气门传动机构还包括在图1中尤其示意性示出的电子控制装置30，借此或用此该执行机构28可以被电控或者说在用于操作气门传动装置10的方法范围内被电控。“相应的电驱控”尤其是指执行机构28在相应的电驱控进行时被供以电能或电流，其被传入执行机构28中或流过执行机构。就是说，在相应的电驱控进行时该执行机构28由控制装置30供应电能。

为了使凸轮件20现在能以尤其结构空间和成本有利的方式且功能上安全可靠地移动，并且进而能以安全且结构空间和成本有利的方式实现也称为气门升程切换的升程切换，执行机构被设计成在执行机构28的前后相继的且以相同极性进行的电驱控时使凸轮件20在所述位置之间交替来回移动。为此，用于执行机构28的控制装置30具有恰好一个输出端32，借此进行电动式执行机构28的前后相继的且以相同极性进行的电驱控。换言之，控制装置30仅通过所述恰好一个输出端32控制该执行机构28，以由此使凸轮件20在所述位置之间移动。

在如图所示的实施例中，执行机构28被设计成线性执行机构，其具有恰好一个线圈34。线圈34可通过相应的电驱控被供应电流。换言之，在相应电驱控时，通过输出端32从控制装置30供给至执行机构28的电流流过线圈34。因为电驱控总是以相同的或同样的极性进行，故该电流在电驱控时分别以相同的电流流动方向流过线圈34及进而流过执行机构28。

线圈34也被称为励磁线圈，因为通过给线圈34供应电流而产生至少一个磁场且由线圈34来提供。给线圈34供应电流也称为通电。如果相应的电驱控结束，即通电结束，则在相应电驱控结束与相应的下次电驱控开始前之间没有电流流过线圈34，因而线圈34未通电或处于未通电状态。

另外，线性执行机构(执行机构28)具有恰好一个衔铁36，其通过线圈34的通电、即给线圈34供应电流而借助线圈34可相对于线圈34平移运动。衔铁36也被称为电枢，其借助磁场可平移运动。在图1中，箭头38表示所谓的衔铁方向，衔铁36在线圈34通电时沿该方向运动。线圈34的通电造成衔铁36例如从如图4所示的初始位置运动到如图1所示的操作位置且由此在衔铁方向(箭头38)上运动。衔铁方向此时朝凸轮轴12的方向延伸，使得衔铁36在衔铁36从初始位置运动至操作位置时朝向凸轮轴12或凸轮件20移动且进而朝向凸轮件20移动。

执行机构28还包括呈控制板40形式的、如图2和图5的相应俯视图所示的控制件。控制板40在此与衔铁36连接且尤其被固定在衔铁36上。控制板40可由此随衔铁36一起相对于线圈34及相对于凸轮轴12运动。因此，如果例如衔铁36沿衔铁方向(箭头38)移动且进而例如从初始位置运动到操作位置，则控制板40也沿衔铁方向移动且由此从初始位置运动至操作位置。因此，控制板40也朝向凸轮件20移动。衔铁方向例如至少基本垂直于凸轮轴12的轴向延伸。

气门传动装置10还包括强制引导机构42，其功能和组成部件以下还将详加说明。借助强制引导机构42，可引起由控制板40的平移运动导致的、控制板40相对于凸轮轴12绕转动轴线44进行的转动。就是说，强制引导机构42例如将由电驱控引起的控制板40的平移运动转换为控制板40绕转动轴线44的转动。相应电驱控因此不仅使得控制板40从初始位置平移运动到操作位置，也借助强制引导机构42由相应电驱控引起控制板40绕转动轴线44的转动。

执行机构28在此包括至少一个第一操作件46和至少一个第二操作件48，它们例如设计成销状或在此呈栓状。相应操作件46或48可以沿着或者说朝向在图1中由箭头50表示的操作方向相对于凸轮轴12平移运动。可以从图1中看到，操作方向对应于衔铁方向或平行于衔铁方向延伸或者与衔铁方向一致，在这里，该操作方向例如至少基本垂直于凸轮轴12的轴向延伸。控制板40在由前后相继的电驱控所引起的控制板平移运动中以及由于借助强制引导机构42所引起的控制板转动而交替地致动操作件46、48，由此，操作件46、48在前后相继的电驱控进行时沿操作方向相对于凸轮轴12交替平移运动，特别是朝向凸轮轴12移动，从而控制板40导致凸轮件20的交替来回移动。这在以下也还将详加描述。第一操作件46在此具有第一操作面52，第一操作面相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴12的轴向倾斜地延伸。第二操作件48具有第二操作面54，第二操作面相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴12的轴向倾斜地延伸。

气门传动装置10、尤其是执行机构28包括在凸轮轴12的轴向上可相对于轴元件18移动的呈滑座56形式的滑动件，借助该滑动件，凸轮件20可相对于轴元件18在所述位置之间来回移动。为此，凸轮件20例如具有尤其呈盘状的第一形状配合件58，其例如以形状配合方式与滑座56的至少一个第二形状配合件60配合。在此情况下，形状配合件60设计成容槽，或者说形状配合件60具有容槽62，形状配合件58插入该容槽中。因此，如果例如滑座56沿与轴向一致且在图1中由箭头64表示的第一滑移方向相对于轴元件18移动，则滑座56如此带动凸轮件20，使得凸轮件20也沿第一滑移方向相对于轴元件18移动。与此相比，如果滑座56沿与第一滑移方向相反且在图1中由箭头66表示的第二滑移方向相对于轴元件18移动，则滑座56如此带动凸轮件20，使得凸轮件20也沿第二滑移方向相对于轴元件18移动。凸轮件20沿第一滑移方向的移动例如可使凸轮件20从第一位置移动到第二位置。凸轮件20沿第二滑移方向的移动例如可使凸轮件从第一位置移动到第二位置。

在此，滑座56具有与第一操作面52对应的第三操作面68，第三操作面相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴12的轴向倾斜地延伸。滑座56还具有与第二操作面54对应的第四操作面70，第四操作面相对于操作方向倾斜地且相对于凸轮轴12的轴向倾斜地延伸。第一操作面52可通过第一操作件46的致动而运动至与第三操作面68支承接触，由此，滑座56沿着沿凸轮轴12的轴向延伸的第一滑移方向相对于轴元件18移动，以由此通过滑座56使得凸轮件20从第一位置移动到第二位置。

第二操作面54可通过第二操作件48的致动而运动到与第四操作面70支承接触，由此，滑座56沿着沿凸轮轴12的轴向延伸且与第一滑移方向相反的第二滑移方向相对于轴元件18移动，由此通过滑座56使得凸轮件20从第二位置移动到第一位置。在控制板40使得其中一个操作件46或48被致动时，不发生由控制板40引起的对相应另一操作件48或46的致动，从而凸轮件20总是只沿其中一个滑移方向移动。

尤其可从图2和图5中清楚看到，控制板40具有多个缺口72a-c，每个缺口例如被设计成通孔状。在控制板40的周向上，这些缺口72a-c接连布置或前后相继布置并且相互间隔，在此，缺口72a-c在控制板40的周向上均匀分布。在如图所示的实施例中，控制板40具有正好三个缺口72a-c，它们通过缺口72a-c在控制板40周向上的均匀分布方式而成对地相互间隔120°，尤其围绕转动轴线44延伸。在控制板40的周向上，在相应缺口72a-c之间设置控制板40的相应壁部74a-c，其中，所述壁部74a-c分别至少部分地界定所述缺口72a-c。

图1和图2示出例如控制板40的第一转动位置，控制板可借助强制引导机构42被转动到第一转动位置。在第一转动位置，缺口72a处于与操作件46的重叠或叠置中。此外，在第一转动位置，例如壁部74c处于与操作件48的重叠或叠置中。如果随后衔铁36连带着控制板40一同从初始位置运动到操作位置且进而向操作方向或衔铁方向运动，则操作件46沉入缺口72a中或穿过缺口72a。换言之，操作件46布置在缺口72a内。又换言之，操作件46尤其如此嵌入缺口72a，使得不发生由控制板40引起的对操作件46的致动。但壁部74c与操作件48支承接触，或者说操作件48借助壁部74c被致动且因此沿操作方向运动。由此操作面54与操作面70支承接触，使得操作面54在操作面70上滑动或反之。结果，滑座56连带着凸轮件20一同沿第二滑移方向相对于轴元件18移动，由此，例如凸轮件20尤其是从第二位置起被移动到图1所示的第一位置。

如果例如控制板40从图2所示的第一转动位置起绕转动轴线44相对于凸轮轴12转动180°，则控制板40例如到达第二转动位置。在第二转动位置，缺口72a处于与操作件48的重叠或叠覆中，并且壁部74c处于与操作件46的重叠或叠覆中。如果接着例如衔铁36连带着控制板40一同从初始位置运动到操作位置且进而向衔铁方向或操作方向运动，则操作件48如此沉入缺口72a中，使得不发生由控制板40引起的对操作件48的致动。但操作件46借助壁部74c被致动并由此沿操作方向平移运动。由此，操作面52与操作面68支承接触，使得操作面52在操作面68上滑动或反之。结果，滑座56连带着凸轮件20一同沿第一滑移方向相对于轴元件18移动，由此，凸轮件20相对于轴元件18从第一位置移动到第二位置。借助强制引导机构42，控制板40在其从操作位置相应移动到初始位置时运动到相应转动位置，在这里，在相应转动位置，恰好有其中一个缺口72a-c与恰好其中一个操作件46、48重叠，并且恰好有其中一个壁部74a-c与相应另一个操作件46、48重叠。前述第一转动位置和前述第二转动位置在此属于控制板40可借助强制引导机构42转动到达的或转动至的转动位置。因此，在控制板40从初始位置到操作位置的相应平移运动中恰好其中一个操作件46、48被致动，而不发生对相应另一个操作件48、46的致动。通过这种方式，凸轮件20可以简单地来回移动。

强制引导机构42在此包括至少一个在此由线圈34构成的弹簧件。弹簧件(线圈34)例如在一侧或在一端至少间接尤其是直接支承在壳体14上。在另一侧或在另一端，弹簧件例如至少间接尤其是直接支承在控制板40上。控制板40在此沿衔铁方向或沿操作方向可相对于壳体平移运动。如果现在控制板40沿衔铁方向且由此从初始位置平移到操作位置，则该弹簧件被绷紧。在如图所示的实施例中，弹簧件(线圈34)被压缩。弹簧件例如设计成螺旋弹簧状，其通过弹簧件的绷紧或压缩而扭曲或自行扭转。这尤其是指弹簧件的相应两端彼此相对转动，尤其绕转动轴线44转动。因此，弹簧件在操作位置相对于初始位置被更强烈地绷紧，从而弹簧件至少在操作位置中提供至少间接尤其是直接作用于控制板40的弹力。在电驱控结束之后且在开始下次电驱控之前，该弹簧件可以至少部分地松弛，由此控制板40连带着衔铁36一同借助松弛的弹簧件或借助弹力从操作位置返回到初始位置。

在此情况下，控制板40和衔铁36朝向与衔铁方向相反或者说与衔铁方向或操作方向相反的、在图1中由箭头76表示的复位方向尤其相对于凸轮轴12且同时远离凸轮轴12平移运动。复位方向也被称为反向。在弹簧件松弛时弹簧件自主回转。换言之，在弹簧件绷紧时，其两端沿第一转动方向彼此相对转动。当弹簧件松弛时，弹簧件沿与第一转动方向相反的第二转动方向如此自主回转，使得所述两端沿与第一转动方向相反的第二转动方向彼此相对转动。由此，弹簧件或强制引导机构42使得控制板40绕转动轴线44尤其沿第二转动方向转动。尽管在弹簧件绷紧时其两端沿第一转动方向彼此相对转动，但不发生由强制引导机构42引起的控制板40沿第一转动方向的转动，因为弹簧件与控制板40例如通过如图3所示的且也被称为自由轮的自由轮机构78相连接或者说配合。自由轮机构78包括例如呈微齿结构形式的齿结构80，其设置在控制板40、尤其是控制板40的朝向弹簧件(线圈34)的侧面82上。侧面82在此是控制板40的配属于弹簧件的宽侧面。

以下简单描述可借助气门传动装置10实现的升程切换：根据图1，线圈34例如首先通电且因此吸合衔铁36和固定在其上的控制板40，使得线圈34或借助线圈34产生的磁场克服由弹簧件提供的弹力将衔铁36和控制板40吸持在操作位置。由于控制板40具有例如呈凹口状的缺口72a-c且缺口72a处于与操作件46的重叠中，故借助控制板40只致动或将只致动例如呈传动销形式的操作件48，而不发生由控制板40引起的对例如呈传动销状的操作件46的致动。凸轮件20处于第一位置，从而气门借助凸轮24被施加作用或致动。

图2示出控制板40的第一转动位置，控制板例如在图1中处于第一转动位置。从图1起，线圈34的通电例如被关断。在开始下次电驱控之前且由此在线圈34下次通电开始之前，线圈因此是不通电的，这在图4中被示出。由于线圈34起到弹簧件的作用，故例如在通电结束之后且在下次通电之前，线圈34抬升控制板40且吸住例如磁吸于其上的衔铁36，并且使之从操作位置运动到如图4所示的初始位置。通过线圈34(弹簧件或螺旋弹簧)此时出现的且也称为伸展的松弛，螺旋弹簧的两端彼此相对地沿第二转动方向转动。由于弹簧件的其中一端被固定在壳体上即固定安装在壳体上，故弹簧件的另一端沿第二转动方向相对于所述一端转动，由此，另一端通过起到自由轮作用的齿结构80使控制板40绕转动轴线44相对于凸轮轴12沿第二转动方向转动，尤其当操作件46因控制板40向初始位置运动而从缺口72a脱出时，由此控制板40不再通过缺口72a和操作件46被引导。就是说，例如只要操作件46嵌入在缺口72a中，控制板40就被锁定而不可绕转动轴线44转动。如果操作件46、48完全布置在缺口72a-c之外，则可以进行由强制引导机构42、尤其是弹簧件引起的控制板40绕转动轴线44沿第二转动方向的转动。根据图4，凸轮件20还是处于第一位置，因此气门还是借助第一凸轮24被致动。

图5例如示出控制板40的第三转动位置，在这里，第三转动位置也属于控制板40的强制引导机构42可转动到达的转动位置。控制板40绕转动轴线44沿第二转动方向的转动在图5中由箭头84表示。在第三转动位置，例如缺口72b处于与操作件48的重叠中，而壁部74a处于与操作件46的重叠中。

根据图6，线圈34被再次通电，由此，控制板40和衔铁36从如图4所示的初始位置移动到操作位置。由于控制板40先前已转动，故操作件48现在沉入缺口72b，但操作件46借助壁部74a被致动。结果，操作面52与操作面68支承接触，由此，滑座56连带着凸轮件20一同沿第一滑移方向移动。

由于在控制板40从初始位置到操作位置的相应运动中有相应其中一个操作件46、48沉入相应其中一个缺口72a-c，故控制板40在其从初始位置运动到操作位置时被锁定而无法绕转动轴线44转动。换言之，控制板40在其运动到操作位置时不会转动。但是，弹簧件的两端彼此相对转动，但在这里，弹簧件的另一端滑动经过齿结构80的至少一个齿。由此，弹簧件的两端沿第一转动方向的彼此相对转动未被阻止。在弹簧件松弛时，另一端例如与齿结构80中的至少一个齿支承接触，由此该弹簧件在弹簧件松弛时能通过其另一端施加转矩至控制板40。该转矩于是在操作件46、48未嵌入缺口72a-c时使控制板40绕转动轴线44沿第二转动方向转动。通过这种方式，控制板40可以借助强制引导机构42连续绕转动轴线44沿第二转动方向在各转动位置之间转动，在所述各转动位置，分别有其中一个操作件46、48与其中一个缺口72a-c重叠且分别有其中一个操作件46、48与其中一个壁部74a-c重叠。在图6中可以看到，气门传动装置已被切换，使得气门当前借助第二凸轮26被操作。

总体可看到执行机构28设计成只具有一个线圈34和一个衔铁36的机电式线性执行机构。衔铁36或者控制板40可致动两个例如呈栓状的操作件46、48。衔铁36在线圈34每次通电时被吸合。在通电结束后且在开始下次通电前，衔铁36或控制板40执行返回行程，在该返回行程的范围内控制板40和衔铁36从操作位置回到初始位置。通过例如呈机械结构形式的强制引导机构42，在返回行程中，控制板40绕转动轴线44相对于凸轮轴12转动达一角度值，使得在前后相继的电驱控中总是交替地只致动其中一个操作件46、48。相应的操作件46、48例如推压也称为滑块的滑座56，以便借助滑块移动凸轮件20。

附图标记列表：

10 气门传动装置

11 气门轴线

12 凸轮轴

14 支承机构

16 转动轴线

18 轴元件

20 凸轮件

24 第一凸轮

26 第二凸轮

28 执行机构

30 控制装置

32 输出端

34 线圈

36 衔铁

38 箭头

40 控制板

42 强制引导机构

44 转动轴线

46 操作件

48 操作件

50 箭头

52 操作面

54 操作面

56 滑座

58 形状配合件

60 形状配合件

62 容槽

64 箭头

66 箭头

68 操作面

70 操作面

72a-c 缺口

74a-c 壁部

76 箭头

78 自由轮机构

80 齿结构

82 侧面

84 箭头

Claims (10)

1.一种尤其用于内燃机的气门传动装置(10)，具有至少一个凸轮轴(12)和电控式的执行机构(28)，其中，该凸轮轴至少包括轴元件(18)和能被该轴元件(18)驱动的凸轮件(20)，该凸轮件具有至少一个引起气门的第一升程的第一凸轮(24)和至少一个引起气门的不同于该第一升程的第二升程的第二凸轮(26)，并且该凸轮件能在该凸轮轴(12)的轴向(22)上相对于该轴元件(18)在使气门能借助该第一凸轮(24)被致动的至少一个第一位置与使气门能借助该第二凸轮(26)被致动的至少一个第二位置之间移动，以及借助该执行机构由于该执行机构(28)的电驱控而能使该凸轮件(20)在该凸轮轴(12)的轴向(22)上相对于该轴元件(18)移动，

其特征是，

该执行机构(28)设计成在前后相继的且以相同极性进行的电驱控中使该凸轮件(20)在所述位置之间交替来回移动。

2.根据权利要求1的气门传动装置(10)，

其特征是，

设有电子控制装置(30)，该电子控制装置对于该执行机构(28)具有正好一个输出端(32)，通过该输出端进行该执行机构(28)的前后相继的且以相同极性进行的电驱控。

3.根据权利要求1或2的气门传动装置(10)，

其特征是，

该执行机构(28)被设计成线性执行机构，其具有尤其恰好一个能通过相应的电驱控被供以电流的线圈(34)和尤其恰好一个衔铁(36)，通过给该线圈(34)供应电流，该衔铁能借助该线圈(34)相对于该线圈平移运动。

4.根据权利要求3的气门传动装置(10)，

其特征是，

该衔铁(36)与控制件(40)相连，该控制件能随同该衔铁(36)共同相对于该线圈(34)平移运动。

5.根据权利要求4的气门传动装置(10)，

其特征是，

设有强制引导机构(42)，借助该强制引导机构能实现由该控制件(40)的平移运动引起的、该控制件(40)绕转动轴线(44)进行的转动。

6.根据权利要求5的气门传动装置(10)，

其特征是，

该执行机构(28)具有至少一个第一操作件(46)和至少一个第二操作件(48)，它们分别能沿着操作方向(50)平移运动，其中，该控制件(40)在由前后相继的电驱控所引起的控制件平移运动中以及由于借助该强制引导机构(42)所引起的控制件转动而交替地致动所述操作件(46,48)，由此使所述操作件(46,48)沿着相应的操作方向(50)交替地平移运动并由此引起该凸轮件(20)的交替来回移动。

7.根据权利要求6的气门传动装置(10)，

其特征是，

-该第一操作件(46)具有相对于该操作方向(50)倾斜地且相对于该凸轮轴(12)的轴向(22)倾斜地延伸的第一操作面(52)；

-该第二操作件(48)具有相对于该操作方向(50)倾斜地且相对于该凸轮轴(12)的轴向(22)倾斜地延伸的第二操作面(54)；

-设有在该凸轮轴(12)的轴向(22)上能相对于该轴元件(18)移动的滑动件(56)，该凸轮件(20)能借助该滑动件相对于该轴元件(18)滑动；

-该滑动件(56)具有与该第一操作面(52)对应的第三操作面(68)，该第三操作面相对于该操作方向(50)倾斜地且相对于该凸轮轴(12)的轴向(22)倾斜地延伸；

-该滑动件(56)具有与该第二操作面(54)对应的第四操作面(70)，该第四操作面相对于该操作方向(50)倾斜地且相对于该凸轮轴(12)的轴向(22)倾斜地延伸；

-该第一操作面(52)能通过对该第一操作件(46)的致动而运动到与该第三操作面(68)支承接触，由此该滑动件(56)能朝着沿该凸轮轴(12)的轴向(22)延伸的第一滑移方向(64)相对于该轴元件(18)移动，以便由此通过该滑动件(56)使该凸轮件(20)从所述位置中的一个位置移动到另一个位置；

-该第二操作面(54)能通过对该第二操作件(48)的致动而运动到与该第四操作面(70)支承接触，由此该滑动件(56)能朝着沿该凸轮轴(12)的轴向(22)延伸但与该第一滑移方向(64)相反的第二滑移方向(66)相对于该轴元件(18)移动，以便由此通过该滑动件(56)使该凸轮件(20)从所述另一个位置移动到所述一个位置；并且

-在该控制件(40)使所述操作件(46,48)中的一个操作件被致动时，不发生由该控制件(40)引起的对相应另一个操作件(48,46)的致动。

8.根据权利要求7的气门传动装置(10)，

其特征是，

该控制件(40)具有至少一个缺口(72a)，该缺口在该控制件(40)的至少一个第一转动位置与该第一操作件(46)重叠布置，并且在该控制件(40)的至少一个第二转动位置与该第二操作件(48)重叠布置，该控制件借助该强制引导机构(42)能转动到所述第一转动位置，并且该控制件借助该强制引导机构(42)能转动到所述第二转动位置。

9.根据权利要求5至8之一的气门传动装置(10)，

其特征是，

该强制引导机构(42)包括设计成弹簧件的线圈(34)，该线圈能通过该控制件(40)的由相应电驱控引起的相应平移运动而绷紧并由此能沿第一转动方向自行转动，该线圈在相应两次前后相继的电驱控之间松弛，由此沿与该第一转动方向相反的第二转动方向(84)自主回转并由此使得该控制件(40)绕该转动轴线(44)转动。

10.一种用于操作尤其用于内燃机的气门传动装置(10)的方法，该气门传动装置具有至少一个凸轮轴(12)和电控式的执行机构(28)，其中，该凸轮轴至少包括轴元件(18)和能被该轴元件(18)驱动的凸轮件(20)，该凸轮件具有至少一个引起气门的第一升程的第一凸轮(24)和至少一个引起气门的不同于该第一升程的第二升程的第二凸轮(26)，并且该凸轮件能在该凸轮轴(12)的轴向(22)上相对于该轴元件(18)在使气门能借助该第一凸轮(24)被致动的至少一个第一位置与使气门能借助该第二凸轮(26)被致动的至少一个第二位置之间移动，并且其中，借助该执行机构由于该执行机构(28)的电驱控而能使该凸轮件(20)在该凸轮轴(12)的轴向(22)上相对于该轴元件(18)移动，

其特征是，

该执行机构(28)在前后相继的且以相同极性进行的电驱控中使该凸轮件(20)在所述位置之间交替来回移动。

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