DE102007010152A1

DE102007010152A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit dreistufigen Nockenprofilgruppen und radial beweglichen Kulissenelementen

Info

Publication number: DE102007010152A1
Application number: DE200710010152
Authority: DE
Inventors: Christian Geipel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-04-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle (5), die in einem Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagert ist, mindestens einem drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle (5) geführten Nockenträger (6, 7), der mindestens eine Nockenprofilgruppe (8, 9) mit mehreren unterschiedlichen Nockenprofilen (18, 19, 20) umfasst, sowie Einrichtungen (27, 29, 30, 33) zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers (6, 7) auf der Nockenwelle (5), die mindestens ein ortsfestes Stellorgan (33) im Gehäuse der Brennkraftmaschine umfassen. Damit sich die Anzahl der Nockenprofile (18, 19, 20) jeder Nockenprofilgruppe (8, 9) mit minimalem Aufwand auf drei vergrößern lässt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Einrichtungen (27, 29, 30, 33) zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers (6, 7) mindestens ein über den Nockenträger (6, 7) überstehendes Eingriffselement (27) und mindestens ein mittels des Stellorgans (33) quer zur Nockenwelle (5) bewegbares, mit einer Kurvenkulisse (28) versehenes Kulissenelement (29, 30) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften von Brennkraftmaschinen sind mechanische Vorrichtungen bekannt, die das Arbeitsspiel des Ventiltriebes beeinflussen und beispielsweise eine drehzahlabhängige Veränderung der Öffnungszeiten oder des Hubs von Gaswechselventilen von Zylindern der Brennkraftmaschine ermöglichen.
Aus der DE 10 2004 011 586 A1 ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der ein Nockenträger drehfest und axial verschiebbar auf einer Grundnockenwelle angeordnet ist. Zur Betätigung von zwei Gaswechselventilen eines Zylinders der Brennkraftmaschine sind auf dem Nockenträger zwei axial versetzte Nockenprofilgruppen vorgesehen, von denen jede zwei verschiedene Nockenprofile aufweist. Durch axiale Verschiebung des Nockenträgers auf der Grundnockenwelle zwischen zwei Verschiebestellungen kann jeweils eines der beiden Nockenprofile jeder Nockenprofilgruppe mit einem Schlepphebel des Ventiltriebs von einem der Gaswechselventile in Anlagekontakt gebracht werden. Die axiale Verschiebung des Nockenträgers auf der Nockenwelle erfolgt mit Hilfe von zwei Stellorganen in Form von Aktuatoren, die axial versetzt in einem Zylinderkopfgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet sind und jeweils ein Eingriffselement in Form eines Mitnehmerstifts aufweisen. Durch Betätigung von jeweils einem der Stellorgane lässt sich dessen Mitnehmerstift mit einer Kurvenkulisse auf dem Nockenträger in Eingriff bringen. Die Kurvenkulisse weist bei dem einen der beiden Stellorgane eine linksdrehende schraubenförmige Nut und bei dem anderen der beiden Stellorgane eine rechtsdrehende schraubenförmige Nut auf, so dass der Nockenträger zwischen den beiden Verschiebestellungen nach rechts bzw. links verschoben wird, wenn das eine oder das andere Stellorgan betätigt wird. Der Nockenträger ist in einem Drehlager zwischen den beiden Nockenprofilgruppen drehbar und axial verschiebbar gelagert. Die DE 10 2004 021 375 A1 offenbart ebenfalls eine solche Vorrichtung.
Solange die beiden Nockenprofilgruppen auf dem Nockenträger jeweils nur zwei unterschiedliche Nockenprofile aufweisen, sind zum Verschieben des Nockenträgers zwei Stellorgane oder Aktuatoren ausreichend, die sich problemlos im Zylinderkopfgehäuse unterbringen lassen und keinen übermäßigen konstruktiven Aufwand verursachen. Wenn jedoch zur Verbesserung der Beeinflussung des Arbeitsspiels des Ventiltriebs die Nockenprofilgruppen um eine weitere Nockenkontur bzw. um ein weiteres Nockenprofil erweitert werden sollen, muss der Nockenträger zwischen drei verschiedenen Verschiebestellungen hin und her bewegt werden, um die drei Nockenprofile wahlweise mit dem Schlepphebel in Anlagekontakt zu bringen. Dazu müsste die Anzahl der Stellorgane oder Aktuatoren im Zylinderkopf bzw. die Anzahl der Kurvenkulissen auf dem Nockenträger verdoppelt werden, was jedoch sowohl wegen des zur Unterbringung der Stellorgane oder Aktuatoren benötigten axialen Bauraums als auch wegen der verhältnismäßig hohen Kosten der Aktuatoren unerwünscht ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sich die Anzahl der Nockenprofile jeder Nockenprofilgruppe ohne eine Vergrößerung der Anzahl der Stellorgane bzw. Aktuatoren vergrößern lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Einrichtungen zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers mindestens ein über den Nockenträger überstehendes Eingriffselement und mindestens ein quer zur Nockenwelle bewegliches, mit einer Kurvenkulisse versehenes Kulissenelement aufweisen. Das Kulissenelement lässt sich mit Hilfe des zugehörigen Stellorgans quer zur Nockenwelle bewegen, um das Eingriffselement mit der Kurvenkulisse in Eingriff zu bringen und dadurch den Nockenträger zu verschieben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, an Stelle eines quer zur Nockenwelle beweglichen, mittels des Stellorgans betätigten Eingriffselements und einer auf dem Nockenträger ausgebildeten Kurvenkulisse ein nach außen über den Nockenträger überstehendes feststehendes Eingriffselement und ein mit einer Kurvenkulisse versehenes Kulissenelement zu verwenden, das seitlich von der Nockenwelle im Zylinderkopf angeordnet ist und sich mit Hilfe des Stellorgans quer zur Nockenwelle bewegen lässt, um das Eingriffselement mit der Kurvenkulisse in Eingriff zu bringen.
Durch diese Maßnahme wird es möglich, ohne eine Vergrößerung der Anzahl der Stellorgane und des benötigten axialen Bauraums eine axiale Verschiebung des Nockenträgers in drei verschiedene Stellungen zu erreichen. Die Erfindung hat darüber hinaus den Vorteil, dass das feststehende Eingriffselement nur eine sehr geringe bewegte Masse auf dem Nockenträger darstellt.
Die Kurvenkulisse ist vorzugsweise auf einer zum Nockenträger benachbarten Innenseite des Kulissenelements angeordnet und weist zwei in Umfangsrichtung und in axialer Richtung verlaufende Nuten auf, um während einer Drehung der Nockenwelle durch den Eingriff der Eingriffselemente in die zugehörige Kurvenkulisse eine axiale Verschiebung des Nockenträgers zu erreichen. Die beiden Nuten erstrecken sich in einem axialen Abstand nebeneinander her und bilden vorzugsweise Teile oder Hälften von zwei gleichsinnigen Schraubenwindungen. Der Mittenabstand der beiden Nuten und deren axiale Erstreckung entlang des Eingriffswegs des Eingriffselements in jede der beiden Nuten entspricht dem axialen Abstand zwischen den Mitten zweier benachbarter Nockenprofile bzw. dem Verschiebeweg des Nockenträgers zwischen zwei benachbarten Verschiebestellungen.
Die Verschiebung des Nockenträgers erfolgt jeweils während eines Zeitraums, in dem die mit der Nockenwelle gesteuerten Gaswechselventile nicht betätigt werden, das heißt in einem Zeitraum, in dem die Schlepphebel der Ventile gegen einen Grundkreisabschnitt der Nockenprofile anliegen, dessen Umfangswinkel etwa 180 Grad beträgt.
Um einen Nockenträger aus einer ersten äußeren Verschiebestellung in eine zweite mittlere Verschiebestellung und dann in eine dritte äußere Verschiebestellung zu bewegen, in denen jeweils ein anderes Nockenprofil mit den Schlepphebeln der Gaswechselventile in Anlagekontakt gebracht wird, wird ein zugehöriges Kulissenelement durch Betätigung seines Stellorgans quer zur Nockenwelle verschoben, vorzugsweise radial zur Drehachse der Nockenwelle, um es an den Nockenträger anzunähern. Nach der Annäherung des vorzugsweise halbringförmig ausgebildeten Kulissenelements an den Nockenträger tritt in der ersten Verschiebestellung das über den Nockenträger überstehende Eingriffselement infolge der Drehung der Nockenwelle und des Nockenträgers mit dem Beginn der ersten Nut der Kurvenkulisse in Eingriff, mit der es über einen Drehwinkel von vorzugsweise 180 Grad im Eingriff bleibt. Da das Kulissenelement während des Eingriffs in axialer Richtung der Nockenwelle unverschiebbar festgehalten wird und da die axiale Erstre ckung der Nut entlang der Innenseite des Eingriffselements dem Mittenabstand der benachbarten Nockenprofile entspricht, wird der Nockenträger mit dem Eingriffselement entlang der Nockenwelle in die benachbarte zweite Verschiebestellung bewegt. In der zweiten Verschiebestellung tritt das Eingriffselement am Ende der ersten Nut aus dieser aus und dreht sich zusammen mit dem Nockenträger um weitere 180 Grad, wobei es nicht mit der Kurvenkulisse im Eingriff steht. Nach eine vollen Umdrehung der Nockenwelle liegt daher das Eingriffselement dem Beginn der zweiten Nut gegenüber, so dass es während einer anschließenden Drehung der Nockenwelle um 180 Grad durch die zweite Nut hindurch bewegt wird. Deren axiale Erstreckung entspricht ebenfalls dem Mittenabstand der benachbarten Nockenprofile, so dass der Nockenträger während des Eingriffs in die benachbarte dritte Verschiebestellung bewegt wird. Bei Erreichen dieser Verschiebestellung wird das Kulissenelement durch erneute Betätigung des Stellorgans wieder von der Nockenwelle weg bewegt, so dass der Nockenträger in der dritten Verschiebestellung bleibt.
Wenn der Nockenträger in der zweiten Verschiebestellung bleiben soll, wird das Kulissenelement bereits nach einer einzigen 180 Drehung der Nockenwelle wieder von dieser weg bewegt, nachdem sich das Eingriffselement durch die erste Nut hindurch bewegt hat.
Um den Nockenträger in der gewünschten Verschiebestellung festzuhalten, können zwischen dem Nockenträger und der Nockenwelle Rastmittel vorgesehen sein, ähnlich wie in der eingangs genannten DE 10 2004 011 586 A1 beschrieben.
Die Rückstellung des Nockenträgers erfolgt in analoger Weise wie beim eingangs genannten Stand der Technik mit Hilfe eines weiteren, neben der Nockenwelle axial unverschiebbar im Zylinderkopfgehäuse untergebrachten Kulissenelements, das ebenfalls quer zur Nockenwelle beweglich ist. Die Kurvenkulisse dieses Kulissenelements weist ebenfalls zwei in Umfangsrichtung und in axialer Richtung verlaufende Nuten auf, die sich in einem axialen Abstand nebeneinander her erstrecken und vorzugsweise Teile oder Hälften von zwei Schraubenwindungen bilden, jedoch mit gegensinniger Richtung wie bei dem anderen Kulissenelement.
Die Betätigung der Stellorgane zur Annäherung eines oder mehrerer Kulissenelemente an die Nockenwelle erfolgt bevorzugt hydraulisch, indem eine Zylinder/Kolben- Anordnung des Stellorgans mit Motoröl unter Druck beaufschlagt wird, um das oder die gewünschten Kulissenelemente quer zur Drehachse der Nockenwelle zu bewegen. Die Annäherung der Kulissenelemente kann dabei entgegen der Kraft einer Rückstellfeder erfolgen, die für eine Rückstellung der Kulissenelemente sorgt. Alternativ können jedoch auch Stellorgane mit einer doppeltwirkenden Zylinder/Kolben-Anordnung oder mit einem mit Strom beaufschlagbaren Elektromagneten oder mechanisch betätigte Stellorgane mit parallel zur Drehachse der Nockenwelle verschiebbaren Keilflächen verwendet werden, die mit entsprechenden Keilflächen der Kulissenelemente in Eingriff treten. Die zuletzt genannte Anordnung benötigt sehr wenig radialen Bauraum und hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Verschiebung sämtlicher Nockenträger auf der Nockenwelle zumindest in einer Richtung mittels eines einzigen Stellorgans vorgenommen werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht eines Teils einer Nockenwelle mit einem Ventiltrieb für eine Mehrzahl von Einlassventilen von Zylindern einer Brennkraftmaschine, der mehrere auf der Nockenwelle verschiebbare Nockenträger aufweist;
2: eine teilweise weggeschnittene vergrößerte perspektivische Ansicht des Ventiltriebs von zwei der Einlassventile und einem der verschiebbaren Nockenträger;
3: eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie III-III der 1 während eines Eingriffs eines über einen Nockenträger überstehenden Eingriffselements in eine Nut einer Kurvenkulisse eines quer zur Drehachse der Nockenwelle beweglichen Kulissenelements;
4: eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend 3, jedoch nach dem Ausrücken des Eingriffselements aus der Nut der Kurvenkulisse;
5: eine perspektivische Innen- bzw. Unterseitenansicht eines Kulissenelements;
6: eine Querschnittsansicht des Nockenträgers und der Nockenwelle entlang der Linie VI-VI in 2.
Bei dem in der Zeichnung nur teilweise dargestellten Ventiltrieb für eine Mehrzahl von Einlassventilen 1, 2, 3, 4 von Zylindern einer Brennkraftmaschine mit einer obenliegenden, in einem Zylinderkopfgehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Nockenwelle 5 lassen sich der Hub und die Öffnungszeiten der beiden von der Nockenwelle 5 betätigten Einlassventile 2, 3 bzw. 4, 5 jedes Zylinders verstellen.
Wie am besten in 1 dargestellt, umfasst der Ventiltrieb dazu für jedes Paar von Einlassventilen 1, 2 bzw. 3, 4 einen drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle 5 montierten Nockenträger 6 bzw. 7.
Wie am besten in 2 am Beispiel des Nockenträgers 6 dargestellt, weist jeder Nockenträger 6, 7 zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Nockenprofilgruppen 8, 9 auf. Jede der beiden Nockenprofilgruppen 8, 9 wirkt mit einem schwenkbar gelagerten Rollenschlepphebel 10 von einem der Einlassventile 1, 2, 3, 4 zusammen, der eine im Anlagekontakt mit dem Nockenträger 6, 7 stehende Rolle 11 aufweist. Über die Rolle 11 wird ein am unteren Ende mit einem Ventilteller 12 versehenes Ventilglied 13 betätigt, das sich zum Öffnen des jeweiligen Ventils 1, 2, 3, 4 entgegen der Kraft einer Ventilfeder 14 im Zylinderkopf nach unten drücken lässt. Der Ventiltrieb umfasst darüber hinaus für jedes der Ventile 1, 2, 3, 4 ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement 15.
Wie am besten in den 1 und 2 schematisch dargestellt, sind die Nockenträger 6 und 7 jeweils zwischen zwei Ventilen 1, 2 bzw. 3, 4 mittels Wälz- oder Gleitlagern 16 in zylinderkopffesten Lagerböcken 17 gelagert, von denen nur die untere Hälfte dargestellt ist.
Jede der beiden Nockenprofilgruppen 8, 9 jedes Nockenträgers 6, 7 weist drei unterschiedliche Nockenkonturen oder Nockenprofile 18, 19, 20 auf, die sich durch axiale Verschiebung der Nockenträger 6, 7 auf der Nockenwelle 5 in drei verschiedene Verschiebestellungen wahlweise mit der Rolle 11 des Schlepphebels 10 des zugehörigen Einlassventils 1, 2, 3, 4 in Anlagekontakt bringen lassen, wie am besten in 2 dargestellt.
Von den drei Nockenprofilen 18, 19, 20 ist das am weitesten rechts dargestellte als ein zur Drehachse 21 der Nockenwelle 5 konzentrisches Grundkreisprofil 20 ausgebildet, dessen Außendurchmesser wie dargestellt dem Durchmesser eines Grundkreisabschnitts 22 (vgl. 6) der beiden anderen Nockenprofile 18, 19 entsprechen kann. Demgegenüber weisen die beiden Nockenprofile 18, 19 über das Grundkreisprofil 20 überstehende Hubkurven auf, deren Scheitel jeweils in unterschiedlich großen Abständen von der Drehachse 21 der Nockenwelle 5 angeordnet sind. Diese Abstände sind so an die Hubhöhen der Ventilglieder 12 angepasst, dass die Einlassventile 1, 2, 3, 4 ganz geöffnet werden, wenn in einer ersten Verschiebestellung der Nockenträger 6, 7 die größten Nockenprofile 18 mit der Rolle 11 des zugehörigen Schlepphebels 10 zusammenwirken, wie in 2 dargestellt, während die Einlassventile 1, 2, 3, 4 teilweise geöffnet werden, wenn in einer zweiten Verschiebestellung der Nockenträger 6, 7 die zu den Nockenprofilen 18 benachbarten mittleren Nockenprofile 19 oberhalb der Rolle 11 des zugehörigen Schlepphebels 10 angeordnet sind und mit dieser zusammenwirken. Wenn in einer dritten Verschiebstellung der Nockenträger 6, 7 das Grundkreisprofil 20 mit der Rolle 11 der zugehörigen Schlepphebel 10 zusammenwirkt, bleiben die Einlassventile 1, 2, 3, 4 hingegen während der gesamten Umdrehung der Nockenwelle 5 geschlossen. Die Reihenfolge der drei Nockenprofile 18, 19, 20 ist bei allen Nockenprofilgruppen 8, 9 auf den Nockenträgern 6, 7 dieselbe, jedoch können die Nockenprofile 18, 19 verschiedener Nockenprofilgruppen 8, 9 unterschiedlich geformt und/oder bemessen sein.
Die axiale Verschiebung der Nockenträger 6, 7 auf der Nockenwelle 5 zur Verstellung des Hubs oder der Öffnungszeiten der Einlassventile 1, 2, 3, 4 erfolgt bei Bedarf und wird immer dann vorgenommen, wenn der Grundkreisabschnitt 22 der Nockenprofile 18 und 19 während eines Drehwinkels der Nockenwelle 5 von etwa 180 Grad den Rollen 11 der Schlepphebel 10 gegenüberliegt. Das Maß der axialen Verschiebung des Nockenträgers 6, 7 zwischen benachbarten Verschiebestellungen entspricht dem Mittenabstand benachbarter Nockenprofile 18, 19 bzw. 19, 20.
Wie am besten in 6 dargestellt, weisen die hohlzylindrischen Nockenträger 6, 7 an ihrem inneren Umfang eine Längsverzahnung 23 auf, die mit einer komplementären Außenverzahnung 24 auf der Nockenwelle 5 kämmt, um die axiale Verschiebung der Nockenträger 6, 7 auf der Nockenwelle 5 zu ermöglichen.
Um die axiale Verschiebung der Nockenträger 6, 7 vorzunehmen, sind diese an ihren entgegengesetzten, im Durchmesser erweiterten Stirnenenden 25, 26 jeweils mit einem starr mit dem Nockenträger 6, 7 verbundenen Eingriffsbolzen 27 versehen, wie am bes ten in 1 und 2 dargestellt. Die beiden Eingriffsbolzen 27 jedes Nockenträgers 6, 7 stehen ein Stück weit radial über die Umfangsflächen der zylindrischen Stirnenden 25, 26 über und lassen sich jeweils mit einer Kurvenkulisse 28 eines von mehreren, in Richtung der Doppelpfeile A in 1 quer zur Nockenwelle 5 beweglichen Kulissenelementen 29 bzw. 30 in Eingriff bringen, um die Nockenträger 6, 7 nach Bedarf zwischen den verschiedenen Verschiebestellungen hin und her zu bewegen. Das nicht sichtbare untere Ende jedes Eingriffsbolzens 27 trägt zweckmäßig ein Außengewinde und ist in eine radiale Gewindebohrung des zugehörigen Nockenträgers 6, 7 eingeschraubt, jedoch sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar.
Die zwei halbringförmigen Kulissenelemente 29 und 30 für jedes Paar von Einlassventilen 1, 2 bzw. 3, 4 sind seitlich von der Nockenwelle 5 bzw. vom jeweiligen Nockenträger 6, 7 im Zylinderkopfgehäuse (nicht dargestellt) untergebracht, so dass ihre mit der Kurvenkulisse 28 versehene halbzylindrische Innenseite den Umfangsflächen der Stirnenden 25, 26 des Nockenträgers 6, 7 im Bereich der überstehenden Eingriffsbolzen 27 gegenüberliegt.
Wie am besten in 5 am Beispiel des Kulissenelements 29 dargestellt, besteht die Kurvenkulisse 28 in der Innenseite der Kulissenelemente 29, 30 aus zwei Nuten 31, 32, die sich in Form einer halben Schraubenwindung sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung über die Innenseite des Kulissenelements 29, 30 erstrecken und an ihren beiden entgegengesetzten Stirnenden offen sind. Die in der Innenseite der Kulissenelemente 29, 30 ausgesparten Nuten 31, 32 weisen einen rechteckigen Querschnitt auf und sind durch eine dünne Trennwand 36 voneinander getrennt. Die Breite der Nuten 31, 32 ist geringfügig größer als die Durchmesser der Eingriffsbolzen 27, so dass sich deren freie Enden leicht durch die Nuten 31, 32 hindurch bewegen können. Der axiale Abstand zwischen den Mitten der beiden entgegengesetzten Stirnenden jeder Nut 31, 32 entspricht dem Mittenabstand zwischen zwei benachbarten Nockenprofilen 18, 19 bzw. 19, 20 des Nockenträgers 6, 7 bzw. dem Maß der gewünschten axialen Verschiebung des Nockenträgers 6, 7 zwischen zwei benachbarten Verschiebestellungen. Die Schraubenwindung der Nuten 31, 32 im Kulissenelement 29 ist rechtsgängig, wie in 5 dargestellt, während die Schraubenwindung der Nuten 31, 32 im Kulissenelement 30 linksgängig ist, so dass die Nockenträger 6, 7 auf der Nockenwelle wahlweise nach links und nach rechts verschoben werden können.
Die Kulissenelemente 29, 30 sind im Zylinderkopfgehäuse einzeln vertikal beweglich gelagert, so dass sie sich jeweils mittels eines Stellorgans in Form einer Zylinder/Kolben-Anordnung 33 entgegen der Kraft zweier Rückstellfedern 34 radial zur Drehachse 21 der Nockenwelle 5 aus einer angehobenen Normalstellung (4) in eine abgesenkte Eingriffsstellung (3) bewegen lassen, um den über den Nockenträger 6, 7 überstehenden Eingriffsbolzen 27 mit einer der Nuten 31, 32 in Eingriff zu bringen. Wie in 3 dargestellt, sind die Kulissenelemente 29, 30 in der angehobenen Normalstellung so weit von der Umfangsfläche der Stirnenden 25, 26 des Nockenträgers 6, 7 entfernt, dass sich die überstehenden Eingriffsbolzen 27 während der Drehung der Nockenwelle 5 frei durch einen Ringspalt 35 zwischen dem Kulissenelement 29 bzw. 30 und der Umfangsfläche der Stirnenden 25, 26 hindurch bewegen, wie in 4 dargestellt. Wenn hingegen einer oder beide Nockenträger 6, 7 in einer Richtung auf der Nockenwelle 5 verschoben werden sollen, können die zugehörigen Kulissenelemente 29 bzw. 30 mit Hilfe des Stellorgans 33 entgegen der Kraft der Rückstellfedern 34 von oben her an die Umfangsflächen des benachbarten Stirnendes 25 bzw. 26 der Nockenträger 6, 7 angenähert werden. Die Annäherung erfolgt so weit, dass der jeweilige überstehende Eingriffsbolzen 27 mit seinem freien Ende in das nach unten zu offene Stirnende von einer der beiden Nuten 31, 32 eintritt und während einer halben Umdrehung der Nockenwelle 5 mit dieser Nut 31, 32 im Eingriff bleibt, wie in 3 dargestellt, bis er nach einer Drehung der Nockenwelle 5 um 180 Grad durch das entgegengesetzte Stirnende der Nut 31, 32 erneut aus dieser austritt.
Durch den Eingriff des Bolzens 27 in eine der beiden Nuten 31, 32 des axial unverschiebbaren Kulissenelements 29, 30 wird der Nockenträger 6, 7 entlang der Nockenwelle 5 in die jeweils benachbarte Verschiebestellung verschoben, während sich der Bolzen 27 im Zuge einer Drehung der Nockenwelle 5 um 180 Grad durch die Nut 31 oder 32 hindurch bewegt. Wenn sich der Nockenträger 6, 7 vor der Annäherung eines Kulissenelements 29, 30 an die Nockenwelle 5 in einer seiner beiden Endstellungen befindet, in denen eines der Nockenprofile 18 oder 20 mit der Rolle 11 des Schlepphebels 10 zusammenwirkt, tritt der Bolzen 27 zuerst in ein zu einer Stirnseite des Kulissenelements 29, 30 benachbartes offenes Stirnende von einer der beiden Nuten 31 oder 32 ein und durch das in der Mitte des Kulissenelements 29, 30 angeordnete Stirnende dieser Nut 31 oder 32 wieder aus, wobei er entlang der Nockenwelle 5 in einer solchen Position ausgerichtet wird, dass er nach einer weiteren Drehung der Nockenwelle 5 um 180 Grad in das in der Mitte des Kulissenelements 29, 30 angeordnete Stirnende der benachbar ten Nut 32 oder 31 eintritt. Beim Hindurchtritt des Bolzens 27 durch die benachbarte Nut 32 oder 31 wird der Nockenträger 6, 7 dann erneut um den Mittenabstand benachbarter Nockenprofile 18, 19 bzw. 19, 20 auf der Nockenwelle 5 verschoben.
Die eintrittsseitigen Stirnenden der Nuten 31, 32 in den Kulissenelementen 29 und 30 können mit einer Fase (nicht dargestellt) versehen sein, um den Eintritt der zugehörigen Eingriffsbolzen 27 zu erleichtern.

1: Einlassventil
2: Einlassventil
3: Einlassventil
4: Einlassventil
5: Nockenwelle
6: Nockenträger
7: Nockenträger
8: Nockenprofilgruppe
9: Nockenprofilgruppe
10: Rollenschlepphebel
11: Rolle
12: Ventilteller
13: Ventilglied
14: Ventilfeder
15: Ventilspielausgleichselement
16: Lager
17: Lagerbock
18: Nockenprofil
19: Nockenprofil
20: Grundkreisprofil
21: Drehachse Nockenwelle
22: Grundkreisabschnitt
23: Innenverzahnung Nockenträger
24: Außenverzahnung Nockenwelle
25: erweitertes Stirnende Nockenträger
26: erweitertes Stirnende Nockenträger
27: überstehender Eingriffsbolzen
28: Kurvenkulisse
29: Kulissenelement
30: Kulissenelement
31: Nut
32: Nut
33: Stellorgan
34: Rückstellfeder
35: Ringspalt
36: Trennwand

Claims

Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, die in einem Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagert ist, mindestens einem drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle geführten Nockenträger, der mindestens eine Nockenprofilgruppe mit mehreren unterschiedlichen Nockenprofilen umfasst, sowie Einrichtungen zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers auf der Nockenwelle, die mindestens ein ortsfestes Stellorgan im Gehäuse der Brennkraftmaschine umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers (6, 7) mindestens ein über den Nockenträger (6, 7) überstehendes Eingriffselement (27) und mindestens ein mittels des Stellorgans (33) quer zur Nockenwelle (5) bewegbares, mit einer Kurvenkulisse (28) versehenes Kulissenelement (29, 30) aufweisen.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (27) radial über den Nockenträger (6, 7) übersteht.
Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (27) über ein erweitertes zylindrisches Stirnende (25, 26) des Nockenträgers (6, 7) übersteht
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (27) starr mit dem Nockenträger (6, 7) verbunden ist.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kulissenelement (29, 30) den Nockenträger (6, 7) mindestens teilweise umgibt.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kulissenelement (29, 30) den Nockenträger (6, 7) etwa halbkreisförmig umgibt.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenkulisse (28) in einer dem Nockenträger (6, 7) zugewandten teilzylindrischen Innenseite des Kulissenelements (29, 30) angeordnet ist.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenkulisse (28) mindestens eine in Umfangsrichtung und in axialer Richtung über die Innenseite des Kulissenelements (29, 30) verlaufende Nut (31, 32) umfasst.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (31, 32) schraubenförmig ist und sich etwa über eine halbe Schraubenwindung erstreckt.
Ventiltrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenkulisse (28) zwei mit konstantem Abstand nebeneinander her verlaufende Nuten (31, 32) umfasst.
Ventiltrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenabstand der beiden Nuten (31, 32) dem Mittenabstand benachbarter Nockenprofile (18, 19, 20) des Nockenträgers (6, 7) entspricht.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (33) das Kulissenelement (29, 30) entgegen der Kraft mindestens einer Rückstellfeder (34) bewegt.
Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan (33) hydraulisch betätigbar ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan mindestens eine mit Motoröl unter Druck gespeiste Zylinder/Kolben-Anordnung (33) umfasst.
Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan elektrisch betätigbar ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan einen Elektromagneten umfasst.
Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan mechanisch betätigbar ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan mindestens eine parallel zur Drehachse der Nockenwelle verschiebbare Keilfläche umfasst, die mit einer entsprechenden Keilfläche des Kulissenelements in Eingriff tritt.
Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (27, 29, 30, 33) zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers (6, 7) zwei über den Nockenträger (6, 7) überstehende Eingriffselemente (27) und zwei Kulissenelemente (29, 30) aufweisen, die getrennt voneinander quer zur Nockenwelle (5) bewegbar sind.
Ventiltrieb nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenkulissen (28) der beiden Kulissenelemente (29, 30) schraubenförmige Nuten (31, 32) mit gegensinniger Windungsrichtung umfassen.
Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch mindestens einen Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche.