DE102007052249A1

DE102007052249A1 - Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102007052249A1
Application number: DE102007052249A
Authority: DE
Inventors: Jens Dr. Ing. Meintschel; Thomas Dipl.-Ing. Stolk; Alexander Von Dipl.-Ing. Gaisberg-Helfenberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2027-11-03
Also published as: WO2009056222A1; US8307797B2; DE102007052249B4; US20100236506A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung mit wenigstens zwei durch zumindest eine Kopplungseinheit (14; 14a) gekoppelten Schalteinheiten (10, 12; 10a, 12a). Es wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit (14; 14a) dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei der Schalteinheiten (10, 12; 10a, 12a) auf indirekte Weise schaltungstechnisch zu koppeln.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2004 021 375 A1 ist eine Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung bekannt, bei welcher zwei Schalteinheiten gekoppelt sind.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine hohe Flexibilität bei Schaltvorgängen von Schalteinheiten zu erreichen. Die Aufgabe wird jeweils gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche, wobei weitere Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung mit wenigstens zwei durch zumindest eine Kopplungseinheit gekoppelten Schalteinheiten.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei der Schalteinheiten auf indirekte Weise schaltungstechnisch zu koppeln. Unter „vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden. Unter einer „Schalteinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, an einem Schaltvorgang, insbesondere in einem unmittelbaren Zusammenwirken mit wenigstens einem Schaltmittel oder einer anderen Einheit, mitzuwirken. Unter einem „Schaltvorgang" soll insbesondere eine Relativbewegung und im Besonderen eine axiale Relativbewegung zwischen zwei Bauteilen verstanden werden. Unter einem „Schaltmittel" soll insbesondere ein Mittel verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, einen Schaltvorgang, insbesondere auch in einem Zusammenwirken mit wenigstens einer Schalteinheit oder einer anderen Einheit, zu bewirken und welches insbesondere als Schaltpin ausgebildet ist. Darunter, dass wenigstens zwei Einheiten „gekoppelt" sind, soll insbesondere verstanden werden, dass es in einem montierten Zustand wenigstens eine Bewegung und im Besonderen zwei in zueinander orthogonale Richtungen erfolgende Bewegungen zumindest einer der Einheiten gibt, aufgrund welcher jeweils eine Bewegung der anderen Einheit bewirkt wird. Unter einer „Kopplungseinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zwei Einheiten koppelt. Darunter, dass zwei Einheiten „schaltungstechnisch" gekoppelt sind, soll insbesondere verstanden werden, dass es wenigstens einen Schaltvorgang gibt, bei welchem aufgrund einer Durchführung des Schaltvorgangs durch eine der Einheiten ein Schaltvorgang bewirkt wird, an dem die andere der Schalteinheiten beteiligt ist. Darunter, dass zwei Einheiten „auf indirekte Weise" schaltungstechnisch gekoppelt sind, soll insbesondere verstanden werden, dass die beiden Einheiten gekoppelt sind und dass zwischen den Einheiten eine Einheit, welche im Besonderen als Schalteinheit ausgebildet ist, angeordnet ist, deren Bewegungszustand zumindest teilweise unabhängig und entkoppelt von Schaltvorgängen der beiden Einheiten ist. Darunter, dass eine dritte Einheit „zwischen" einer ersten und einer zweiten Einheit angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass es wenigstens einen Punkt der ersten Einheit und zumindest einen Punkt der zweiten Einheit gibt, so dass eine Strecke, welche die beiden Punkte verbindet und insbesondere in einer axialen Richtung verläuft, die dritte Einheit schneidet. Mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann eine hohe Flexibilität bei Schaltvorgängen von Schalteinheiten erreicht werden.
Mit Vorteil sind die wenigstens zwei Schalteinheiten auf derselben Welle angeordnet. Darunter, dass eine Schalteinheit „auf" einer Welle angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Schalteinheit die Welle umschließt und/oder mit ihr verbunden ist und/oder bei einer Drehung der Welle von der Welle gedreht wird und/oder in eine Richtung entlang der Welle relativ zu der Welle bewegbar ist. Hiermit kann eine einfache Konstruktion erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung wenigstens eine Einheit aufweist, innerhalb welcher die Kopplungseinheit zumindest zu einem erheblichen Teil verläuft. Darunter, dass die Kopplungseinheit „zu einem erheblichen Teil" innerhalb einer Einheit verläuft, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest fünfundzwanzig Prozent, im Besonderen mindestens fünfzig Prozent, insbesondere wenigstens siebzig Prozent und besonders vorteilhaft mehr als fünfundachtzig Prozent einer Ausdehnung der Kopplungseinheit in eine Richtung innerhalb der Einheit verläuft. Hiermit kann ein kompakter Aufbau erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Einheit als Schalteinheit ausgebildet. Hierdurch kann eine hohe Schaltvariabilität aufeinanderfolgender Schalteinheiten erreicht werden. Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Einheit als Hohlwelle ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Konstruktion erreicht werden.
Vorzugsweise ist die Kopplungseinheit mittels einer Formschlussverbindung an wenigstens einer der Schalteinheiten befestigt. Damit können vorteilhaft Bauteile eingespart werden, und es kann eine sichere Kraftübertragung erreicht werden, und zwar insbesondere, wenn die Formschlussverbindung in wenigstens einer Schaltrichtung, welches insbesondere eine axiale Richtung ist, vorliegt.
Mit Vorteil koppelt die Kopplungseinheit die beiden Schalteinheiten in wenigstens einer axialen Richtung. Unter einer „axialen Richtung" soll insbesondere eine Richtung parallel zu einer Drehachse einer Welle verstanden werden. Hierdurch können Schaltvorgänge voneinander entfernt angeordneter Schalteinheiten in die axiale Richtung kombiniert durchgeführt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kopplungseinheit eine Zugverbindung und/oder Druckverbindung vermittelt. Damit kann auf einfache und präzise Weise eine Position einer von einer Welle angetriebenen Einheit eingestellt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung,
2 einen Schnitt durch eine Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung und
3 eine Draufsicht auf ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung.
1 zeigt eine Draufsicht auf eine Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung mit einer Welle 16. In einem Betriebsmodus dreht sich die Welle 16 um eine Drehachse 26. Die Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung weist zwei einstückig ausgebildete Schalteinheiten 10, 12 auf, welche auf indirekte Weise durch eine Kopplungseinheit 14 schaltungstechnisch gekoppelt sind. In einer Richtung parallel zu der Drehachse 26 ist zwischen den Schalteinheiten 10, 12 eine Einheit 18 angeordnet, welche als einstückige Schalteinheit 20 ausgebildet ist. Die Schalteinheiten 10, 12, 20 sind nebeneinander auf der Welle 16 angeordnet und umschließen diese hülsenartig. Die Welle 16 überträgt in dem Betriebsmodus ein Drehmoment auf die Schalteinheiten 10, 12, 20. Die Schalteinheit 10 weist eine Steuerkulisse auf, die dazu vorgesehen ist, in einem Zusammenwirken mit einem Schaltpin 44 eine axiale Verlagerung der Schalteinheit 10 relativ zu der Welle 16 in eine zu der Drehachse 26 parallelen, auf die Schalteinheit 12 zulaufende axialen Richtung 24 zu bewirken. Die Schalteinheit 20 ist als Nockenträger ausgebildet und weist Nocken 28, 29 auf, welche dazu vorgesehen sind, Ventile zu betätigen. Die Schalteinheit 12 umfasst eine Steuerkulisse und einen Nocken 30. Die Steuerkulisse ist dazu vorgesehen, in einem Zusammenwirken mit einem Schaltpin 46 ein Verlagern der Schalteinheit 12 in eine der Richtung 24 entgegengesetzte Richtung 25 zu bewirken. Prinzipiell ist auch denkbar, dass wenigstens eine der Schalteinheiten 10, 12 als reiner Nockenträger ausgebildet ist.
2 zeigt einen Schnitt durch die Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung. Die Schnittebene umfasst die Drehachse 26 der Welle 16. Eine Haupterstreckungsrichtung der einstückig ausgebildeten Kopplungseinheit 14 ist parallel zu der Richtung 24. Die Kopplungseinheit 14 koppelt die beiden Schalteinheiten 10, 12 in den axialen Richtung 24, 25. Hierzu sind an zwei Enden eines Grundkörpers der Kopplungseinheit 14, welcher von einer Strebe gebildet ist, jeweils Winkel 32, 34 angeformt. Die Winkel 32, 34 sind in Ausnehmungen 36, 38 der Schalteinheiten 10, 12 eingelassen. Auf diese Weise ist die Kopplungseinheit 14 formschlüssig in Bezug auf Bewegungen relativ zu den Schalteinheiten 10, 12 entlang der Drehachse 26 und in eine Umfangsrichtung der Welle 16 an den Schalteinheiten 10, 12 befestigt und gegen diese Bewegungen gesichert. Aufgrund dieses Formschlusses werden die axialen Verlagerungen der Schalteinheit 10 in die Richtung 24, welche einen Druck auf die Kopplungseinheit 14 und damit auf die Schalteinheit 12 ausüben, auf die Schalteinheit 12 übertragen. Analog werden axiale Verlagerungen der Schalteinheit 12 in die Richtung 25 auf die Schalteinheit 10 übertragen. Die Schalteinheiten 10, 12 führen dieselben Bewegungen entlang der Drehachse 26 aus.
Ferner verläuft die Kopplungseinheit 14 zu einem erheblichen Teil innerhalb der Schalteinheit 20, welche von den axialen Verlagerungen der Schalteinheiten 10, 12 entkoppelt ist. Die Kopplungseinheit 14 berührt die Schalteinheit 20 und die Welle 16 und ist so formschlüssig in eine in Bezug auf die Drehachse 26 radiale Richtung fixiert. Die Welle 16 weist Ausnehmungen 40, 42, 43 auf, welche dazu vorgesehen sind, einen Teil des Grundkörpers der Kopplungseinheit 14 bei einer entsprechenden axialen Verlagerung aufzunehmen.
In 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funk tionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 3 der Buchstaben „a" hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 und 2, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 verwiesen werden kann.
Die in 3 dargestellte Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung weist zwei Schalteinheiten 10a, 12a auf, welche auf einer Einheit 19 angeordnet sind, die als Welle 16a ausgebildet ist. In einer Haupterstreckungsrichtung der Welle 16a ist zwischen den Schalteinheiten 10a, 12a eine weitere Einheit 18a angeordnet, welche als Schalteinheit 20a ausgebildet ist. Die Welle 16a dreht sich in einem Betriebsmodus um eine Drehachse 26a und überträgt jeweils ein Drehmoment auf die Schalteinheiten 10a, 12a, 20a. Die Schalteinheiten 10a, 20a sind als Nockenträger ausgebildet und umschließen die Welle 16a hülsenartig. Auf der Welle 16a ist eine weitere Schalteinheit 13 angeordnet, welche wie die Schalteinheit 12a die Welle 16a in hundertachtzig Grad eines Drehwinkels der Welle 16a umgreift. Ferner greift die Schalteinheit 13 in die Schalteinheit 12a ein und ist relativ zu dieser entlang der Drehachse 26a beweglich angeordnet. Die Schalteinheiten 12a, 13 umschließen in Kombination die Welle 16a hülsenartig. Die Schalteinheiten 12a, 13 weisen Steuerkurven 48, 50 auf, welche dazu vorgesehen sind, von nicht weiter dargestellten Schaltpins durchfahren zu werden. Hierbei sind die Schalteinheiten in dem Betriebsmodus so angeordnet, dass einer der Schaltpins bei einem verlassen einer der Steuerkurven 48, 50 in eine weitere der Steuerkurven 48, 50 einfährt. Mittels der Schaltpins und den Steuerkurven 48 ist die Schalteinheit 12a relativ zu der Drehachse 26a wahlweise in eine axiale Richtung 24a parallel zu der Drehachse 26a von der Schalteinheit 20a weg oder in eine zu der Richtung 24a entgegen gerichtete Richtung 25a verlagerbar.
Eine Kopplungseinheit 14a koppelt die Schalteinheiten 10a, 12a auf indirekte Weise schaltungstechnisch. Eine Haupterstreckungsrichtung der Kopplungseinheit 14a ist parallel zu der Richtung 24a. An einem ersten Endbereich 52 der Kopplungseinheit 14a ist die einstückig ausgebildete Kopplungseinheit 14a an der Schalteinheit 10a befestigt und an einem zweiten Endbereich 54 der Kopplungseinheit 14a ist die Kopplungseinheit 14a an der Schalteinheit 12a befestigt. Die Endbereiche 52, 54 liegen in der Haupterstreckungsrichtung der Kopplungseinheit 14a einander gegenüber. Die Kopplungseinheit 14a verläuft zu einem erheblichen Teil innerhalb der Schalteinheit 20a. Weiterhin verläuft die Kopplungseinheit 14a zu einem erheblichen Teil innerhalb der als Hohlwelle 22 ausgebildeten Welle 16a. Bei einer Verlagerung der Schalteinheit 12a in die Richtung 24a wird ein Zug auf die Kopplungseinheit 14a und dadurch ein Zug auf die Schalteinheit 10a ausgeübt. Hierdurch wird die Schalteinheit 10a zusammen mit der Schalteinheit 12a in die Richtung 24a relativ zu der Welle 16a verlagert. Ferner wird bei einer Verlagerung der Schalteinheit 12a in die Richtung 25a ein Druck auf die Kopplungseinheit 14a und damit auf die Schalteinheit 10a ausgeübt, so dass die beiden Schalteinheiten 10a, 12a relativ zu der Welle 16a in die Richtung 25a verlagert werden. Die Kopplungseinheit 14a koppelt die beiden Schalteinheiten 10a, 12a in die axialen Richtungen 24a, 25a.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004021375 A1 [0002]

Claims

Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung mit wenigsten zwei durch zumindest eine Kopplungseinheit (14; 14a) gekoppelten Schalteinheiten (10, 12; 10a, 12a), dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (14; 14a) dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei der Schalteinheiten (10, 12; 10a, 12a) auf indirekte Weise schaltungstechnisch zu koppeln.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Schalteinheiten (10, 12; 10a, 12a) auf derselben Welle (16; 16a) angeordnet sind.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine Einheit (18; 18a, 19), innerhalb welcher die Kopplungseinheit (14; 14a) zumindest zu einem erheblichen Teil verläuft.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (18; 18a) als Schalteinheit (20; 20a) ausgebildet ist.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (19) als Hohlwelle (22) ausgebildet ist.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (14) mittels einer Formschlussverbindung an wenigstens einer der Schalteinheiten (10, 12) befestigt ist.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (14; 14a) die beiden Schalteinheiten (10, 12; 10a, 12a) in wenigstens einer axialen Richtung (24, 25; 24a, 25a) koppelt.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinheit (14; 14a) eine Zugverbindung und/oder Druckverbindung vermittelt.
Brennkraftmotorenventiltriebumschaltkopplungsverfahren, insbesondere mit einer Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei zumindest zwei gekoppelte Schalteinheiten (10, 12; 10a, 12a) schaltungstechnisch auf indirekte Weise gekoppelt werden.