DE102005006489B4 - camshaft arrangement - Google Patents

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Abstract

Nockenwellenanordnung einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundwelle, auf der mindestens zwei axial verschiebbare, aber drehfest gehaltene Nockenträger (16) angeordnet sind, und mit Stellern (17a, 17b) zum Durchführen von Umschaltvorgängen durch axiales Verschieben der Nockenträger (16) auf der Grundwelle, wobei jeder Nockenträger (16) einem Zylinder (20a, 20b, 20c, 20d) zugeordnet ist und auf den mindestens zwei Nockenträgern (16) Nocken (10a, 10b, 10c, 10d) ausgebildet sind, bei denen aus Grundkreisen (11) axial versetzt unterschiedliche Nockenkurven (12) hervorgehen, die voneinander verschiedene Kurvenverläufe aufweisen und wobei durch das Verschieben der Nockenträger (16) jeweils eine andere der Nockenkurven (12) in Anlage mit Ventilbetätigungsmitteln (13) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Nockenträger (16) benachbarter Zylinder (20a, 20b, 20c, 20d) miteinander gekoppelt sind, und dass die mindestens zwei miteinander gekoppelten Nockenträger (16) zwei gemeinsame Steller (17a, 17b) zum miteinander gekoppelten Durchführen der Umschaltvorgänge aufweisen, wobei die gemeinsamen Steller (17a, 17b) einen ersten Steller (17a) zum Verschieben der miteinander gekoppelten Nockenträger (16) in eine Richtung und einen zweiten Steller (17b) zum Durchführen des Umschaltvorgangs in die Gegenrichtung aufweisen, und wobei eine Überdeckung der Grundkreise (11) der Nocken (10a, 10b, 10c, 10d) wenigstens 70° Grundwellenwinkel beträgt.Camshaft arrangement of an internal combustion engine, with a fundamental shaft, on which at least two axially displaceable, but rotatably held cam carrier (16) are arranged, and with actuators (17a, 17b) for performing switching operations by axially displacing the cam carrier (16) on the fundamental shaft each cam carrier (16) is associated with a cylinder (20a, 20b, 20c, 20d) and cams (10a, 10b, 10c, 10d) are formed on the at least two cam carriers (16) in which axially displaced differentials from basic circuits (11) Cam curves (12) emerge, which have mutually different curves and wherein by moving the cam carrier (16) each another of the cam curves (12) comes into contact with valve actuating means (13), characterized in that the at least two cam carrier (16) adjacent Cylinders (20a, 20b, 20c, 20d) are coupled together, and that the at least two cam carrier coupled together (16) two common actuators (17a, 17b) for carrying out the switching processes coupled to one another, the common actuators (17a, 17b) having a first actuator (17a) for displacing the cam carriers (16) coupled to one another in one direction and a second actuator (17b) for performing the switching operation in the opposite direction, and wherein an overlap of the base circles (11) of the cams (10a, 10b, 10c, 10d) is at least 70 ° fundamental angle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwellenanordnung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Nockenwellenanordnung umfasst eine Grundwelle, auf der mindestens zwei axial verschiebbar aber drehfest gehaltene Nockenträger angeordnet sind. Auf den mindestens zwei Nockenträgern sind Nocken ausgebildet, bei denen aus einem gemeinsamen Grundkreis axial versetzt unterschiedliche Nockenkurven hervorgehen, die voneinander verschiedenen Kurvenverläufe aufweisen. Dabei können sich die Kurvenverläufe der Nockenkurven hinsichtlich wenigstens einem der Merkmale aus Nockenform, Nockenhöhe und Winkellage der Nockenspitze voneinander unterscheiden. Jeweils eine der voneinander verschiedenen Nockenkurven wird zum Betätigen eines dem Nocken zugeordneten Gaswechselventils verwendet, das entweder direkt oder über ein Ventilbetätigungsmittel betätigt wird. Es sind Steller zum Durchführen von Umschaltvorgängen vorgesehen, bei denen durch axiales Verschieben von Nockenträgern auf der Grundwelle eine andere der Nockenkurven der Nocken dieser Nockenträger in Anlage mit dem dem Ventilbetätigungsmittel zugeordneten Gaswechselventil gelangt.The present invention relates to a camshaft arrangement of an internal combustion engine with the features of the preamble of claim 1. The camshaft assembly comprises a basic shaft on which at least two axially displaceable but non-rotatably held cam carrier are arranged. On the at least two cam carriers cams are formed in which arise from a common base circle axially offset different cam curves having mutually different curves. In this case, the curves of the cam curves with respect to at least one of the features of cam shape, cam height and angular position of the cam tip can differ from each other. One of the mutually different cam curves is used for actuating a cam associated gas exchange valve, which is actuated either directly or via a valve actuating means. There are provided actuators for performing switching operations in which by axial displacement of cam carriers on the fundamental shaft another of the cam curves of the cam of these cam carrier comes into contact with the gas exchange valve associated with the valve actuating means.

Die Stellvorgänge erfolgen während der normalen Rotation des Nockens mit der Kurbelwellenrotation, wenn das Gaswechselventil oder das Ventilbetätigungsmittel auf dem Grundkreis der Nocken anliegt.The adjusting operations take place during the normal rotation of the cam with the crankshaft rotation when the gas exchange valve or the valve actuating means rests on the base circle of the cam.

Die Schaltvorgänge werden beispielsweise durchgeführt, um beim Kaltstart der Brennkraftmaschine ein rasches Erwärmen einer der Brennkraftmaschine nachgeordneten Abgasreinigungsanlage zu ermöglichen. Dafür ist eine Erste von zwei Nockenkurven für den Normalbetrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen, während die Zweite der beiden Nockenkurven für einen Heizbetrieb für eine Verbrennung mit schlechtem Wirkungsgrad und daher für eine hohe Wärmeentwicklung im Bereich des Abgasstromes sorgt. Diese Wärmeentwicklung ermöglicht ein rasches Aufheizen und somit ein rasches Wirksamwerden der Abgasreinigungsanlage. Der Heizbetrieb erfolgt beim Kaltstart der Brennkraftmaschine bei der Leerlaufdrehzahl. Beim Erreichen der Grenztemperatur für das Wirksamwerden der Abgasreinigungsanlage und beim Verlassen der Leerlaufdrehzahl wird ein Umschaltvorgang von der Zweiten auf die Erste Nockenkurve durchgeführt, um eine Verbrennung mit hohem Wirkungsgrad zu erreichen.The switching operations are performed, for example, to allow for cold start of the engine rapid heating of the internal combustion engine downstream emission control system. For a first of two cam curves is provided for the normal operation of the internal combustion engine, while the second of the two cam curves for a heating operation for combustion with poor efficiency and therefore ensures high heat development in the exhaust gas stream. This heat development allows a rapid heating and thus a rapid activation of the emission control system. The heating operation takes place during the cold start of the internal combustion engine at the idle speed. Upon reaching the limit temperature for the effectiveness of the exhaust gas purification system and leaving the idle speed, a switching operation from the second to the first cam curve is performed in order to achieve a combustion with high efficiency.

Ein solcher Betrieb einer Brennkraftmaschine sieht vor, dass für jeden der Nockenträger jeweils ein Paar von Stellern vorzusehen ist, wobei einer der Steller für ein Umschalten von der ersten Nockenkurve auf die zweite Nockenkurve und der zweite Steller zum Zurückschalten von der zweiten Nockenkurve auf die erste Nockenkurve dient. Allgemeiner gesagt dient jeder der beiden Steller zum Verschieben in eine der beiden axialen Richtungen der Grundwelle, wobei die Steller in gegenläufige Richtungen arbeiten.Such operation of an internal combustion engine provides that a pair of actuators is provided for each of the cam carriers, one of the actuators for switching from the first cam curve to the second cam curve and the second actuator for returning from the second cam curve to the first cam curve serves. More generally, each of the two actuators serves to translate in one of the two axial directions of the fundamental, the actuators operating in opposite directions.

Das Anordnen von jeweils zwei Stellern pro Zylinder beansprucht zum Einen viel Bauraum, welcher am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine nur schwer verfügbar ist, zum Anderen ist die Anzahl der erforderlichen Steller, insgesamt zwei je Zylinder, sehr hoch.The arrangement of two actuators per cylinder claimed on the one hand a lot of space, which is difficult to obtain on the cylinder head of the internal combustion engine, on the other hand, the number of required actuator, a total of two per cylinder, very high.

Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift JP H02-16311 A bekannt. Diese betrifft einen variablen Ventiltrieb. Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 101 48 179 A1 einen Ventiltrieb mit Ventilhubumschaltung für die Gaswechselventile eines Vier-Takt-Verbrennungsmotors.From the prior art, the publication JP H02-16311 A known. This concerns a variable valve train. Furthermore, the document describes DE 101 48 179 A1 a valve train with valve lift switching for the gas exchange valves of a four-stroke internal combustion engine.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anzahl der erforderlichen Steller zu verringern. Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei zu Grunde legen einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine durch eine Nockenwellenanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is to reduce the number of required actuator. The object of the invention is based on underlying a generic internal combustion engine by a camshaft assembly according to claim 1.

Eine Nockenwellenanordnung weist eine Grundwelle und darauf angeordnete axial verschiebbare aber drehfest gehaltene Nockenträger auf. Dabei sind auf den Nockenträgern Nocken mit mehreren Nockenkurven ausgebildet, die jeweils einen gemeinsamen Grundkreis und voneinander verschiedene Nockenkurven aufweisen. Durch die Nocken werden Gaswechselventile von zugeordneten Zylindern betätigt. Es sind Steller zum Durchführen von Umschaltvorgängen vorgesehen, wobei bei den Umschaltvorgängen durch axiales Verschieben der Nockenträger auf der Grundwelle jeweils eine andere der Nockenkurven eines Nockens in Anlage mit den Ventilbetätigungsmitteln gelangt. Dabei ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die mindestens zwei Nockenträger benachbarter Zylinder miteinander gekoppelt sind. Dabei weisen die mindestens zwei miteinander gekoppelten Nockenträger gemeinsame Steller zum miteinander gekoppelten Durchführen von Umschaltvorgängen auf.A camshaft arrangement has a basic shaft and arranged thereon axially displaceable but non-rotatably held cam carrier. In this case, cams with a plurality of cam curves are formed on the cam carriers, each having a common base circle and mutually different cam curves. The cams actuate gas exchange valves of associated cylinders. There are provided actuators for performing switching operations, wherein in the switching operations by axial displacement of the cam carrier on the fundamental shaft in each case a different one of the cam curves of a cam comes into contact with the valve actuating means. It is provided according to the invention that the at least two cam carriers of adjacent cylinders are coupled together. In this case, the at least two cam carriers coupled to one another have common actuators for mutually coupled performing switching operations.

Dadurch, dass benachbarte Zylinder Nockengrundkreise mit einer Überdeckung im radialen Bereich des Nockens bezüglich der Grundwelle um ihre Drehachse herum aufweisen, ist ein gemeinsames Schalten der Nocken benachbarter Zylinder durch gemeinsame Steller möglich. Für jedes mögliche Zylinderpaar, welches so gebildet werden kann, kann die Anzahl der erforderlichen Steller halbiert werden. Hierdurch wird der Bauraumbedarf sowie der Kosten- und Aufwandsbedarf für die Ansteuerung der Steller reduziert.Characterized in that adjacent cylinders have cam base circles with an overlap in the radial region of the cam with respect to the fundamental about its axis of rotation, a common switching of the cams of adjacent cylinders by common actuator is possible. For every possible cylinder pair that can be formed in this way, the number of required actuators can be halved. As a result, the space requirement and the cost and effort required for the control of the actuator is reduced.

Es entspricht dabei vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung, wenn die Überdeckung der Nockengrundkreise der Nocken benachbarter Zylinder möglichst groß ist. Sie beträgt wenigstens 70 Grad Grundwellenwinkel, vorzugsweise wenigstens 90 Grad Grundwellenwinkel. Je größer der Grundwellenwinkel der Überdeckung ist, desto höher ist die Drehzahl bei der noch Umschaltvorgänge zwischen unterschiedlichen Nockenkurven mittels der gemeinsamen Steller durchführbar sind. Die Drehzahlgrenze ist dabei durch die Schaltgeschwindigkeit der Steller und die Größe der Überdeckung der Nocken benachbarter Zylinder gegeben. Dabei ist die Relativlage der Nockenerhebungen und somit auch die Größe der Überdeckung der Nockengrundkreise von Nocken benachbarter Zylinder auf der Grundwelle im wesentlichen durch die Zylinderzahl und die Zündreihenfolge der Zylinder abhängig. It corresponds to advantageous embodiments of the invention, when the overlap of the cam base circles of the cams of adjacent cylinders is as large as possible. It is at least 70 degrees fundamental angle, preferably at least 90 degrees fundamental angle. The larger the fundamental angle of the coverage, the higher the speed at the switching between different cam curves by means of the common actuator can be performed. The speed limit is given by the switching speed of the actuator and the size of the overlap of the cams of adjacent cylinders. The relative position of the cam elevations and thus also the size of the overlap of the cam base circles of cams of adjacent cylinders on the fundamental shaft are essentially dependent on the number of cylinders and the firing order of the cylinders.

Es entspricht einer vorteilhaften Ausgestaltung, wenn die gemeinsamen Umschaltvorgänge benachbarter Zylinder dann durchführbar sind, wenn die Ventilbetätigungsmittel im Überdeckungsbereich der Grundkreise anliegen. Die Ventilbetätigungsmittel, bei denen es sich sowohl um entsprechend ausgebildete Bereiche der Gaswechselventile bzw. der Ventilschäfte selber oder aber um Kipphebel und dergleichen mit entsprechenden Anlagerollen oder Anlageflächen für den Nocken handelt, liegen an dem Nocken an. Im Bereich des Grundkreises ist die Anlagekraft des Ventilbetätigungsmittels am Nocken am geringsten und ein Spurwechsel kann weitgehend frei von vom Nocken erzeugten Betätigungskräften, in axialer Richtung der Kurbelwelle erfolgen.It corresponds to an advantageous embodiment, when the common switching operations of adjacent cylinders are then feasible when the valve actuation means lie in the overlap region of the basic circuits. The valve actuating means, which are both correspondingly formed regions of the gas exchange valves or the valve stems themselves or else tilting levers and the like with corresponding abutment rollers or contact surfaces for the cam, abut on the cam. In the region of the base circle, the contact force of the valve actuating means on the cam is the lowest and a lane change can be largely free of actuating forces generated by the cam, take place in the axial direction of the crankshaft.

Es entspricht vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung, wenn jede Zylinderbank jeweils eine gerade Anzahl von Nockenträgern aufweist, wobei jeweils einem Paar von benachbarten Nockenträgern gemeinsame Steller zum Durchführen von Umschaltvorgängen zugeordnet sind. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, die Anzahl der erforderlichen Steller um 50%, somit um ein hohes Maß, zu reduzieren. Darüber hinaus gewährt die gerade Anzahl an Nockenträgern auf einer Zylinderbank, dass nicht ein Teil der Steller nur einen Nockenträger betätigt, während andere Steller für die Betätigung zweier Nockenträger zuständig sind. Dies könnte unterschiedliche Typen von Stellern erforderlich machen, was bei einer geradzahligen Nockenträgerzahl je Zylinderbank vermeidbar ist. Dennoch ist es nicht ausgeschlossen, erfindungsgemäß ausgebildete Nockenwellenanordnungen auch dann vorzusehen, wenn die Nockenträgerzahl je Zylinderbank ungeradzahlig ist.It corresponds to an advantageous embodiment of the invention, when each cylinder bank each having an even number of cam carriers, wherein in each case a pair of adjacent cam carriers common positioners are assigned to perform switching operations. With such an arrangement, it is possible to reduce the number of required actuators by 50%, thus by a high degree. In addition, the even number of cam carriers on a cylinder bank ensures that not a part of the actuator actuates only one cam carrier, while other actuators are responsible for the operation of two cam carrier. This could require different types of actuators, which is avoidable with an even number of cam carriers per cylinder bank. Nevertheless, it is not excluded to provide inventively designed camshaft assemblies even when the cam carrier number per cylinder bank is odd.

Gemäß einer besonders günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steller bezüglich dem Paar Nockenträgern seitlich angeordnet sind. Dabei ist möglich, auf jeder Seite der beiden Nockenträger jeweils einen, insbesondere auf Schub arbeitenden Steller vorzusehen oder aber auf einer Seite eines der beiden Nockenträger des Paares beide Steller anzuordnen, wobei dann einer auf Zug und dann der andere auf Schub arbeitet. Besonders günstig können Anordnungen sein, bei denen die Steller bezüglich der Zylinderbank randständig angeordnet sind. Dies ist insbesondere dann durchführbar, wenn eine Zylinderbank vier Nockenträger aufweist und die Steller für die ersten beiden der Zylinder am vorderen Ende der Zylinderbank und die Steller für die hinteren beiden Nockenträger am hinteren Ende der Zylinderbank angeordnet sind. Es ergibt sich dann eine besonders günstige Zugänglichkeit der Steller beispielsweise für Reparaturzwecke. Gemäß anderer Fortbildung kann auch vorgesehen sein, dass die beiden Steller mittig zwischen den beiden Nockenträgern angeordnet sind.According to a particularly advantageous embodiment, it is provided that the actuators are arranged laterally with respect to the pair of cam carriers. It is possible to provide on each side of the two cam carrier each one, in particular working thrust actuator or but to arrange on one side of the two cam carrier of the pair both actuators, in which case one on train and then the other works on thrust. Arrangements may be particularly favorable in which the actuators are arranged marginally with respect to the cylinder bank. This is particularly feasible when a cylinder bank has four cam carrier and the actuator for the first two of the cylinder at the front end of the cylinder bank and the actuator for the rear two cam carrier are arranged at the rear end of the cylinder bank. It then results in a particularly convenient accessibility of the actuator, for example, for repair purposes. According to other training can also be provided that the two actuators are arranged centrally between the two cam carriers.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für zwei benachbarte Nockenträger ein erster und ein zweiter Steller vorgesehen sind, wobei der erste Steller einen Umschaltvorgang von einer Nockenkurve auf die andere Nockenkurve und der zweite Steller den entgegengerichteten Umschaltvorgang, also von der anderen Nockenkurve auf die eine Nockenkurve durchführt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste Steller auf einen Nockenträger und der andere Steller auf den anderen Nockenträger einwirkt, wobei die Steller jeweils auf Zug oder auf Schub arbeiten. Eine Übertragung der Kräfte kann dabei dadurch vorgesehen sein, dass die Nockenträger miteinander über einen Verbindungssteg gekoppelt sind, wobei der Verbindungssteg ein von den beiden Nockenträgern unabhängiges auf Zug bzw. Druck belastbares Bauteil ist. Eine Ausgestaltung mit ausschließlicher Beanspruchung des Verbindungsstegs auf Druck ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise, dass die Nockenträger unabhängig voneinander an der Grundwelle angeordnet sind und über ein unabhängiges Verbindungselement die Betätigungskräfte von dem einen Nockenträger auf den benachbarten Nockenträger übertragbar sind, ohne dass hierzu eine feste Verbindung zwischen den beiden Nockenträgern erforderlich ist. Dies ermöglicht ein Wärmeausdehnungsspiel zwischen den Nockenträgern. Ansonsten ist es auch denkbar, zwei Nockenträger als ein gemeinsames Bauteil auszubilden.According to a further embodiment of the invention, it is provided that for two adjacent cam carrier, a first and a second actuator are provided, wherein the first actuator a switching of a cam curve on the other cam curve and the second actuator the opposite switching, ie from the other cam curve on the performs a cam curve. In this case, it can be provided, in particular, that the first actuator acts on a cam carrier and the other actuator acts on the other cam carrier, the actuators each working on train or on thrust. A transmission of the forces can be provided by the fact that the cam carrier are coupled to each other via a connecting web, wherein the connecting web is independent of the two cam carriers on train or pressure-loadable component. An embodiment with exclusive stress on the connecting web to pressure allows in a particularly advantageous manner that the cam carrier are arranged independently of each other on the fundamental shaft and an independent connecting element, the actuating forces from one cam carrier to the adjacent cam carrier are transferable, without requiring a firm connection between the two cam carriers is required. This allows a thermal expansion clearance between the cam carriers. Otherwise, it is also conceivable to form two cam carriers as a common component.

Gemäß bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Umschaltbewegungen nur innerhalb vorgegebener Drehzahlen durchführbar sind. Insbesondere ist die Drehzahl, bis zu der Umschaltungen zwischen den Nockenkurven eines Nockens möglich sind, auf höchstens 2000 Umdrehungen pro Minute begrenzt. Insbesondere sind Umschaltbewegungen im Bereich der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine durchführbar.According to a preferred embodiment, it is provided that switching movements can be carried out only within predetermined rotational speeds. In particular, the speed to which switching between the cam curves of a cam is possible is limited to at most 2000 revolutions per minute. In particular, switching movements in the region of the idling speed of the internal combustion engine can be carried out.

Es entspricht einer vorteilhaften Verwendung einer erfindungsgemäßen Nockenwellenanordnung, wenn eine der Nockenkurven einer Betriebsstellung für die Brennkraftmaschine zugeordnet ist, während die andere Nockenkurve einer Sonderfunktion, wie einem Heizbetrieb für eine der Brennkraftmaschine nachgeordnete Abgasreinigungseinrichtung zugeordnet ist. Dabei erfolgt insbesondere ein Umschalten in die Sonderfunktion, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf ist und beispielsweise ein weiteres Kriterium, wie die Kerntemperatur einer Abgasreinigungseinrichtung einen Grenzwert nicht überschreitet. Beim Verlassen der Leerlaufdrehzahl, spätestens jedoch vor Erreichen der Drehzahlgrenze für Umschaltvorgänge, erfolgt durch den zweiten Steller ein Rückumschalten in die Betriebsstellung. Hierzu kann insbesondere ein Drehzahlgrenzwert vorgegeben sein. It corresponds to an advantageous use of a camshaft arrangement according to the invention, when one of the cam curves is associated with an operating position for the internal combustion engine, while the other cam curve is associated with a special function, such as a heating operation for an internal combustion engine downstream exhaust gas purification device. In this case, in particular, a switchover to the special function takes place when the internal combustion engine is idling and, for example, another criterion such as the core temperature of an exhaust gas purification device does not exceed a limit value. When leaving the idle speed, but at the latest before reaching the speed limit for switching operations, the second actuator is switched back to the operating position. For this purpose, in particular a speed limit can be specified.

Im übrigen ist die Erfindung nachfolgend anhand des in der Beschreibung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:Moreover, the invention is explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the description. Showing:

1 in schematischer Darstellung ein Zeitdiagramm für die Zündreihenfolge und die zugehörige Relativlage der Nocken einer Grundwelle mit Nockenträgern 1 a schematic diagram of a timing diagram for the firing order and the associated relative position of the cam of a fundamental wave with cam carriers

2 in schematischer Darstellung die Anordnung von Stellern an den Nockenträgern. 2 in a schematic representation of the arrangement of actuators on the cam carriers.

Die 1 zeigt Nocken 10a–10d von den Nockenträgern 16 einer Nockenwellenanordnung, die in ihrer Relativlage, wie sie zueinander auf der Grundwelle angeordnet sind, gezeigt sind. Dabei sind die Grundkreise 11 der Nocken 10a–10d als strichlierte Bereiche der Nockenkurve 12 gezeigt. Dabei sind nebeneinander die Zylinder 1 bis Zylinder 4, 20a–20d, der Zylinderbank 21 dargestellt, wobei für jeden Zylinder 20a–20d auf jeder der ihm zugehörigen Grundwellen jeweils ein Nockenträger 16 angeordnet ist, wobei nachfolgend anstatt auf Zuordnung der Nockenträger 16 zu den Zylindern 20a–20d auch auf die Beziehung zwischen Nocken 10a–10d zu den Zylindern 20a–20d, die hieraus resultiert, zurückgegriffen wird.The 1 shows cams 10a - 10d from the cam carriers 16 a camshaft assembly, which are shown in their relative position, as they are arranged to each other on the fundamental shaft. Here are the basic circles 11 the cam 10a - 10d as dashed areas of the cam curve 12 shown. The cylinders 1 to 4 are next to each other, 20a - 20d , the cylinder bank 21 shown, wherein for each cylinder 20a - 20d one cam carrier on each of its basic shafts 16 is arranged, with subsequent instead of assignment of the cam carrier 16 to the cylinders 20a - 20d also on the relationship between cams 10a - 10d to the cylinders 20a - 20d which results from this, is used.

Die Grundkreise 11 der Nockenkurve 12 erstrecken sich dabei jeweils über einen mehr als 180° großen Bereich der Nocken 10a–10d, im übrigen weisen die Nocken 10a–10d eine Nockenkurve 12 auf. Über die Nockenkurve 12 erfolgt eine Kraftübertragung auf die Ventilbetätigungsmittel 13, die in der 1 nur bei dem Nocken 10a gezeigt ist. Die Ventilbetätigungsmittel 13 sind dabei beispielsweise die Rollen von Rollenkipphebeln, welche über eine Nockenkurve 12 des Nockens 10a–10d streichen. Dabei weisen die Nocken 10a–10d jeweils zwei Nockenkurven 12 auf, wobei sich die Nockenkurven 12 zwar nicht im Bereich des Grundkreises 11 voneinander unterscheiden, jedoch im Bereich der Nockenerhebung. Hierdurch werden zwei voneinander verschiedene Nockenkurven 12 gebildet, wobei zwischen den Nockenkurven 12 umgeschaltet werden kann, wenn der Nocken 10a–10d (bzw. der entsprechende Nockenträger 16) auf der Grundwelle axial verschoben wird. In der Zeichnung sind die Nocken 10a–10d der Zylinder 1 bis Zylinder 4, 20a–20d, nebeneinander dargestellt, wobei in dem Diagramm über der Darstellung der Zylinder 20a–20d die Zündreihenfolge wiedergegeben ist. Dabei ist auf der Hochachse die Zündreihenfolge aufgetragen, während auf der Längsachse die Zeiträume der Verbrennungsvorgänge in den einzelnen Zylindern aufgetragen ist.The basic circles 11 the cam curve 12 each extend over a more than 180 ° range of cams 10a - 10d , by the way, the cams point 10a - 10d a cam curve 12 on. About the cam curve 12 a force is transmitted to the valve actuating means 13 in the 1 only with the cam 10a is shown. The valve actuators 13 are, for example, the roles of Rollenkipphebeln, which via a cam curve 12 of the cam 10a - 10d to brush. This show the cams 10a - 10d two cam curves each 12 on, with the cam curves 12 not in the area of the base circle 11 differ from each other, but in the area of the cam lobe. This will produce two different cam curves 12 formed, being between the cam curves 12 can be switched when the cam 10a - 10d (or the corresponding cam carrier 16 ) is axially displaced on the fundamental shaft. In the drawing are the cams 10a - 10d the cylinder 1 to cylinder 4, 20a - 20d , shown side by side, wherein in the diagram above the representation of the cylinder 20a - 20d the firing order is displayed. Here, the firing order is plotted on the vertical axis, while on the longitudinal axis, the periods of combustion processes in the individual cylinders is plotted.

Es ist zu sehen, dass in der Zylinderanordnung die Zylinder 1 und Zylinder 2, 20a und 20b, bzw. die Zylinder 3 und Zylinder 4, 20c und 20d, einander benachbart sind. Aus der grafischen Darstellung der Lage der Nocken 10a–10d zueinander kann erkannt werden, dass die jeweiligen Grundkreise 11 eine Überdeckung 14 aufweisen, die jeweils als durchgezogene Linie am Rande des Nockens 10a–10d markiert ist. Im Bereich dieser Überdeckung 14 der Nocken 10a–10d benachbarter Zylinder 20a–20d kann ein Umschaltvorgang durchgeführt werden.It can be seen that in the cylinder arrangement the cylinders 1 and cylinders 2, 20a and 20b , or the cylinder 3 and cylinder 4, 20c and 20d , are adjacent to each other. From the graphical representation of the location of the cams 10a - 10d to each other can be seen that the respective basic circuits 11 an overlap 14 each having a solid line at the edge of the cam 10a - 10d is marked. In the area of this overlap 14 the cam 10a - 10d adjacent cylinder 20a - 20d a switching operation can be carried out.

Die 2 zeigt in schematischer Darstellung die Anordnungen der Zylinder 1 bis Zylinder 4, 20a–20d, auf einer Zylinderbank 21 in schematischer Darstellung. Über der Grundwelle ist jeweils ein Nockenträger 16 axial verschiebbar, aber drehfest bezüglich der Drehrichtung der Nockenwellenanordnung aufgesetzt, wobei der Nockenträger 16 jeweils den Nocken 10a–10d des entsprechenden Zylinders 20a–20d beinhalten. Die benachbarten Zylinder 1 und Zylinder 2, 20a und 20b, bzw. Zylinder 3 und Zylinder 4, 20c und 20d, weisen Steller 17a auf, diese wirken dabei auf die Schaltkulisse 18a ein, welche den Nockenträger 16 des ersten bzw. dritten Zylinders 20a bzw. 20c nach rechts drückt. Über den Verbindungssteg 19 wird gleichzeitig mit der Bewegung der Schaltkulisse 16 des ersten bzw. dritten Zylinders 20a bzw. 20c auch der Nockenträger 16 des zweiten bzw. vierten Zylinders 20b bzw. 20d mitbewegt, in dem dargestellten Fall ebenfalls nach rechts. Dies kann einem Umschalten von der Grundstellung, bei der die erste Nockenkurve 12 Verwendung findet, in die Warmlaufstellung, bei der die zweite Nockenkurve 12 Verwendung findet, entsprechen. Dabei ist der Verbindungssteg 19 als von den beiden Nockenträgern 16 unabhängiges Bauteil ausgebildet, welches insbesondere in axialer Richtung (auf Schub) Kräfte zwischen den beiden Nockenträgern 16 übertragen kann.The 2 shows a schematic representation of the arrangements of the cylinder 1 to cylinder 4, 20a - 20d , on a cylinder bank 21 in a schematic representation. Over the fundamental wave is in each case a cam carrier 16 axially displaceable, but rotatably mounted with respect to the direction of rotation of the camshaft assembly, wherein the cam carrier 16 each the cam 10a - 10d the corresponding cylinder 20a - 20d include. The adjacent cylinders 1 and cylinders 2, 20a and 20b , or cylinder 3 and cylinder 4, 20c and 20d , have tellers 17a on, these act on the shift gate 18a one which the cam carrier 16 of the first and third cylinders 20a respectively. 20c pushes to the right. Over the connecting bridge 19 will be simultaneously with the movement of the shift gate 16 of the first and third cylinders 20a respectively. 20c also the cam carrier 16 of the second or fourth cylinder 20b respectively. 20d moved, in the case shown also to the right. This can be a switch from the home position, where the first cam curve 12 Use, in the warm-up position, at the second cam curve 12 Use is, correspond. Here is the connecting bridge 19 as of the two cam carriers 16 formed independent component, which in particular in the axial direction (on thrust) forces between the two cam carriers 16 can transfer.

Der zweite Steller 17b wirkt dabei jeweils auf die Schaltkulisse 18b, welche mit dem Nockenträger 16 des zweiten bzw. vierten Zylinders 20b bzw. 20d verbunden ist, ein und bewegt diesen in axialer Richtung der Grundwelle nach links, beispielsweise von der Warmlaufstellung zurück in die Betriebsstellung.The second stopper 17b acts in each case on the shift gate 18b , which with the cam carrier 16 of the second or fourth cylinder 20b respectively. 20d is connected, and moves it in the axial direction of the fundamental wave to the left, for example, from the warm-up position back to the operating position.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Steller 17a, 17b eines Paares von Zylindern Zylinder 1, Zylinder 2, 20a, 20b; Zylinder 3, Zylinder 4, 20c, 20d jeweils mittig zwischen den beiden Zylindern 20a, 20b, 20c, 20d angeordnet. Entsprechend der mittigen Anordnung der Steller 17a, 17b ist auch eine randständige Anordnung der Steller 17a, 17b möglich.In the illustrated embodiment, the actuator 17a . 17b a pair of cylinders cylinder 1, cylinder 2, 20a . 20b ; Cylinder 3, cylinder 4, 20c . 20d in the middle between the two cylinders 20a . 20b . 20c . 20d arranged. According to the central arrangement of the actuator 17a . 17b is also a marginal arrangement of the actuator 17a . 17b possible.

Claims (5)

Nockenwellenanordnung einer Brennkraftmaschine, mit einer Grundwelle, auf der mindestens zwei axial verschiebbare, aber drehfest gehaltene Nockenträger (16) angeordnet sind, und mit Stellern (17a, 17b) zum Durchführen von Umschaltvorgängen durch axiales Verschieben der Nockenträger (16) auf der Grundwelle, wobei jeder Nockenträger (16) einem Zylinder (20a, 20b, 20c, 20d) zugeordnet ist und auf den mindestens zwei Nockenträgern (16) Nocken (10a, 10b, 10c, 10d) ausgebildet sind, bei denen aus Grundkreisen (11) axial versetzt unterschiedliche Nockenkurven (12) hervorgehen, die voneinander verschiedene Kurvenverläufe aufweisen und wobei durch das Verschieben der Nockenträger (16) jeweils eine andere der Nockenkurven (12) in Anlage mit Ventilbetätigungsmitteln (13) gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Nockenträger (16) benachbarter Zylinder (20a, 20b, 20c, 20d) miteinander gekoppelt sind, und dass die mindestens zwei miteinander gekoppelten Nockenträger (16) zwei gemeinsame Steller (17a, 17b) zum miteinander gekoppelten Durchführen der Umschaltvorgänge aufweisen, wobei die gemeinsamen Steller (17a, 17b) einen ersten Steller (17a) zum Verschieben der miteinander gekoppelten Nockenträger (16) in eine Richtung und einen zweiten Steller (17b) zum Durchführen des Umschaltvorgangs in die Gegenrichtung aufweisen, und wobei eine Überdeckung der Grundkreise (11) der Nocken (10a, 10b, 10c, 10d) wenigstens 70° Grundwellenwinkel beträgt.Camshaft arrangement of an internal combustion engine, with a basic shaft, on which at least two axially displaceable, but rotatably held cam carrier ( 16 ) and with actuators ( 17a . 17b ) for performing switching operations by axial displacement of the cam carrier ( 16 ) on the fundamental, each cam carrier ( 16 ) a cylinder ( 20a . 20b . 20c . 20d ) and on the at least two cam carriers ( 16 ) Cam ( 10a . 10b . 10c . 10d ) are formed, from which basic groups ( 11 ) axially offset different cam curves ( 12 ) emerge, which have mutually different curves and wherein by moving the cam carrier ( 16 ) one each of the cam curves ( 12 ) in contact with valve actuators ( 13 ), characterized in that the at least two cam carriers ( 16 ) of adjacent cylinders ( 20a . 20b . 20c . 20d ) are coupled together, and that the at least two coupled cam carrier ( 16 ) two common controllers ( 17a . 17b ) for mutually coupled performing the switching operations, wherein the common actuator ( 17a . 17b ) a first actuator ( 17a ) for moving the cam carriers ( 16 ) in one direction and a second actuator ( 17b ) for performing the switching operation in the opposite direction, and wherein an overlap of the basic circuits ( 11 ) the cam ( 10a . 10b . 10c . 10d ) is at least 70 ° fundamental angle. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine mindestens eine Zylinderbank aufweist, wobei jede Zylinderbank (21) jeweils über eine geradzahlige Anzahl von Nockenträgern (16) verfügt, wobei jeweils einem Paar der miteinander gekoppelten Nockenträger (16) einer Zylinderbank (21) gemeinsame Steller (17a, 17b) zum Durchführen der Umschaltvorgänge zugeordnet sind.Camshaft arrangement according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine has at least one cylinder bank, each cylinder bank ( 21 ) each over an even number of cam carriers ( 16 ), wherein in each case a pair of the coupled cam carrier ( 16 ) a cylinder bank ( 21 ) common positioners ( 17a . 17b ) are assigned to perform the switching operations. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steller (17a) auf einen der Nockenträger (16) und der zweite Steller (17b) auf einen anderen der Nockenträger (16) einwirkt, wobei zwischen diesen beiden benachbarten Nockenträgern (16) ein in beide Richtungen auf Schub oder Zug belastbarer Verbindungssteg (19) vorgesehen ist.Camshaft arrangement according to claim 1, characterized in that the first actuator ( 17a ) on one of the cam carriers ( 16 ) and the second actuator ( 17b ) to another of the cam carriers ( 16 ), wherein between these two adjacent cam carriers ( 16 ) a in both directions on thrust or train resilient connecting web ( 19 ) is provided. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungssteg als von den miteinander gekoppelten Nockenträgern (16) unabhängiges Bauteil ausgebildet ist.Camshaft assembly according to claim 3, characterized in that the connecting web as of the mutually coupled cam carriers ( 16 ) is formed independent component. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungssteg (19) als eine die Grundwelle umschließende Hülse ausgebildet ist.Camshaft arrangement according to claim 4, characterized in that the connecting web ( 19 ) is formed as a sleeve surrounding the fundamental wave.
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