DE102008036030A1 - Valve train device for use in internal-combustion engine, has set of cams arranged on set of cam elements, and bearing device rotatably mounting set of partial cams on cam elements in axial and firm manner - Google Patents

Valve train device for use in internal-combustion engine, has set of cams arranged on set of cam elements, and bearing device rotatably mounting set of partial cams on cam elements in axial and firm manner Download PDF

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Abstract

The device has a set of cam elements (10a) axially adjusted to make an adjustable valve train. A set of cams (12a) is arranged on the set of cam elements, and a bearing device (15a) e.g. roller bearing, rotatably mounts a set of partial cams (13a, 14a) on the cam elements in an axial and firm manner. A coupling device (16a) connects one of the partial cams (13a) and the cam element with each other in a torque proof manner. A sliding sleeve (17a) is connected with the cam elements in a torque proof manner. An independent claim is also included for a method for operating a valve train device for an internal-combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a valve drive device according to the preamble of claim 1.

Es sind bereits Ventiltriebvorrichtungen, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nockenelement, das axial verschiebbar ist und das dazu vorgesehen ist, einen schaltbaren Ventiltrieb bereitzustellen, und mit zumindest einem auf dem Nockenelement angeordneten Nockenpaar, das zumindest einen ersten Teilnocken und einen zweiten Teilnocken aufweist, bekannt.It are already valvetrain devices, in particular an internal combustion engine, with at least one cam element, which is axially displaceable and which is intended to provide a switchable valve train, and with at least one cam pair arranged on the cam element, the at least a first part cam and a second part cam has, known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Ventiltriebvorrichtung mit einem kompakten axialen Bauraum und drei Schaltstellungen bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den unabhängigen Nebenansprüchen.Of the The invention is in particular the object of a valve drive device to provide a compact axial space and three switch positions. It is according to the invention by the features of claim 1 solved. Further embodiments will be apparent from the dependent claims and the independent one Besides claims.

Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nockenelement, das axial verschiebbar ist und das dazu vorgesehen ist, einen schaltbaren Ventiltrieb bereitzustellen, und mit zumindest einem auf dem Nockenelement angeordneten Nockenpaar, das zumindest einen ersten Teilnocken und einen zweiten Teilnocken aufweist.The The invention is based on a valve drive device, in particular an internal combustion engine, with at least one cam element, the is axially displaceable and which is intended to be a switchable Provide valve train, and with at least one on the cam member arranged cam pair, the at least a first part cam and having a second part cam.

Es wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung zumindest eine Lagervorrichtung aufweist, die zumindest den ersten Teilnocken auf dem Nockenelement drehbar lagert. Dadurch kann der Teilnocken von einer Drehbewegung der Teilnockenwelle einfach entkoppelt werden, wodurch einfach eine Ventiltriebvorrichtung mit drei Schaltstellungen und einem kompakten axialen Bauraum realisiert werden kann. Vorteilhafterweise ist eine der Schaltstellungen als eine Nullhubschaltstellung ausgebildet. Die Nullhubstellung wird dabei vorzugsweise mittels des drehbar gelagerten Teilnockens bereitgestellt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden. Unter einem Nockenpaar soll dabei insbesondere eine Einheit aus zumindest zwei Teilnocken verstanden werden, die für ein Gaswechselventil vorgesehen sind. Für eine axiale Verschiebung des Nockenelements ist dabei insbesondere eine axiale Verschiebung mittels Schaltkulissen und einer Drehbewegung des Nockenelements vorteilhaft. Als Lagervorrichtung für die Lagerung des Teilnockens sind verschiedene Lagerarten denkbar, wie beispielsweise Rollenlager, Gleitlager oder andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Lagervorrichtungen.It It is proposed that the valve drive device at least one Storage device having at least the first part cam rotatably supports the cam member. This allows the partial cam of a rotational movement of the partial camshaft are easily decoupled, whereby simply a valve drive device with three switching positions and a compact axial space can be realized. advantageously, one of the switching positions is designed as a zero-stroke switching position. The Nullhubstellung is preferably by means of rotatable provided partial cam. In particular, "provided" is intended specially equipped, designed and / or programmed understood become. Under a cam pair is intended in particular a unit from at least two partial cams are understood, for a gas exchange valve are provided. For an axial displacement of the cam element is in particular an axial displacement by means of shift gates and a rotary movement the cam element advantageous. As a storage device for storage Partial cam different types of storage are conceivable, such as Roller bearings, plain bearings or other, the expert appears useful Storage devices.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der erste Teilnocken axial fest auf dem Nockenelement gelagert ist. Dadurch kann ein vorteilhaftes Schaltverhalten erreicht werden.Further It is suggested that the first part cam axially fixed on the Cam element is mounted. This can be an advantageous switching behavior be achieved.

Vorzugsweise weist die Ventiltriebvorrichtung weiter zumindest eine Koppelvorrichtung auf, die dazu vorgesehen ist, den ersten Teilnocken und das Nockenelement drehfest miteinander zu verbinden. Dadurch kann einfach zwischen zwei Schaltstellungen geschalten werden, wodurch in Verbindung mit dem axial verschiebbaren Nockenelement vorteilhaft drei Schaltstellungen realisiert werden können.Preferably the valve drive device further comprises at least one coupling device which is intended to the first part cam and the cam member rotatably connect with each other. This allows easy between two switching positions are switched, which in conjunction with the axially displaceable cam member advantageously three switch positions can be realized.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Koppelvorrichtung eine axial verschiebbare Schiebehülse aufweist. Mittels einer Schiebehülse kann eine besonders einfache und kostengünstige Koppelvorrichtung realisiert werden. Zum Verschieben der Schiebehülse sind verschiedene Aktuatoren denkbar, wie beispielsweise hydraulische, elektrische, elektromagnetische und/oder mechanische Aktuatoren, wobei unter mechanischen Aktuatoren insbesondere eine mechanische Koppelung wie beispielsweise mittels einer Schaltgabel verstanden werden soll.Especially It is proposed that the coupling device has an axially displaceable sliding sleeve having. By means of a sliding sleeve can realize a particularly simple and inexpensive coupling device become. To move the sliding sleeve are different actuators conceivable, such as hydraulic, electrical, electromagnetic and / or mechanical actuators, taking mechanical actuators in particular a mechanical coupling such as by means a shift fork is to be understood.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Schiebehülse drehfest mit dem Nockenelement verbunden ist. Dadurch kann einfach eine Drehbewegung des Nockenelements und des drehbar gelagerten Teilnockens gekoppelt werden.In a particularly advantageous embodiment is proposed that the sliding sleeve rotatably is connected to the cam member. This can simply be a rotary motion coupled to the cam member and the rotatably mounted part cam become.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Koppelvorrichtung eine Verbindungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, den ersten Teilnocken und das Nockenelement formschlüssig miteinander zu verbinden. Mittels einer formschlüssigen Verbindung kann eine Koppel einheit realisiert werden, die eine hohe Verdrehsicherheit und eine hohe übertragbare Kraft ermöglicht. Grundsätzlich sind aber auch andere Verbindungen, wie insbesondere kraftschlüssige Verbindungen, denkbar.Further It is proposed that the coupling device is a connection unit provided, which is intended to the first part cam and the cam member form-fitting to connect with each other. By means of a positive connection, a Coupling unit can be realized, the high security against rotation and a high transferable Power allows. in principle but are also other compounds, such as in particular non-positive connections, conceivable.

Vorteilhafterweise ist die Verbindungseinheit dazu vorgesehen, den ersten Teilnocken und das Nockenelement phasendefiniert miteinander zu verbinden. Dadurch kann eine vorteilhafte Ventilbetätigung erreicht werden. Unter „phasendefiniert” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass eine Phasenlage des Teilnockens und eine Phasenlage des Nockenelements eine definierte Lage zueinander aufweisen. Insbesondere soll darunter verstanden werden, dass das Nockenelement und der Teilnocken lediglich in einer vordefinierten Phasenlage miteinander verbunden werden können.advantageously, the connection unit is intended to be the first part cam and connect the cam element in a phase-defined manner. As a result, an advantageous valve actuation can be achieved. In particular, "phase-defined" is meant here be understood that a phase angle of the partial cam and a Phase position of the cam element have a defined position to each other. In particular, it should be understood that the cam element and the partial cam only in a predefined phase position can be connected to each other.

Vorzugsweise weisen die Verbindungseinheit und der erste Teilnocken korrespondierende Verzahnungen auf, die dazu vorgesehen sind, formschlüssig ineinander zu greifen. Mittels einer Verzahnung ist eine formschlüssige Verbindung besonders einfach realisierbar.The connection unit and the first part cam preferably have corresponding toothings which are intended to engage in one another in a form-fitting manner. By means of a Verzah tion is a form-fitting connection particularly easy to implement.

Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Verzahnungen eine geometrisch codierte Zahneingriffstellung aufweisen, wodurch eine eindeutige Zahneingriffstellung gegeben ist und somit eine phasendefinierte Verbindung vorteilhaft realisierbar ist. Unter „geometrisch codiert” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Verzahnungen lediglich in einer vordefinierten Phasenlage eine formschlüssige Verbindung bilden können und dass eine formschlüssige Verbindung außerhalb der vordefinierten Phasenlage durch eine geometrische Struktur der Verzahnungen verhindert wird.there In particular, it is proposed that the teeth a geometric encoded tooth engagement position, whereby a unique Teeth engaged position is given and thus a phase-defined Connection is advantageously feasible. Under "geometrically coded" should thereby in particular be understood that the gears only can form a positive connection in a predefined phase position and that a form-fitting Connection outside the predefined phase position by a geometric structure of Gears is prevented.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Koppelvorrichtung eine Synchronisiereinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung des Nockenelements und eine Drehbewegung des ersten Teilnockens zu synchronisieren. Dadurch kann eine Drehbewegung des Teilnockens besonders vorteilhaft an eine Drehbewegung des Nockenelements angeglichen werden.Further It is proposed that the coupling device is a synchronization unit which is intended to a rotational movement of the cam member and to synchronize a rotational movement of the first part cam. As a result, a rotational movement of the partial cam can be particularly advantageous be aligned to a rotational movement of the cam member.

Ferner wird ein Verfahren für eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung, vorgeschlagen, bei dem eine Drehbewegung des ersten Teilnockens und eine Drehbewegung des Nockenelements in zumindest einem Betriebszustand gekoppelt und in zumindest einem Betriebszustand entkoppelt werden.Further will be a procedure for a valve drive device, in particular a valve drive device according to the invention, proposed in which a rotational movement of the first part cam and a rotational movement of the cam element in at least one operating state coupled and decoupled in at least one operating state.

Vorzugsweise wird der erste Teilnocken nach einem Schaltvorgang des Nockenelements entkoppelt oder gekoppelt. Dadurch kann ein vorteilhafter Schaltvorgang erreicht werden.Preferably becomes the first part cam after a switching operation of the cam element decoupled or coupled. This can be an advantageous switching operation be achieved.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass der erste Teilnocken während eines Schaltvorgangs des Nockenelements entkoppelt oder gekoppelt wird. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Schaltvorgang erreicht werden. Unter „während” soll dabei insbesondere unmittelbar vor, zeitgleich und/oder unmittelbar nach verstanden werden. Insbesondere soll unter „während” zumindest teilweise zeitlich überschneidend verstanden werden. Vorzugsweise wird der Teilnocken während des Schaltvorgangs des Nockenelements von einer Drehbewegung des Nockenelements entkoppelt.Especially It is suggested that the first part cam during a shift the cam element is decoupled or coupled. This can a particularly advantageous switching operation can be achieved. Under "while" should thereby in particular immediately before, at the same time and / or immediately after be understood. In particular, under "during" at least partially temporally overlapping be understood. Preferably, the partial cam is during the Switching operation of the cam member by a rotational movement of the cam member decoupled.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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.Further Advantages are shown in the following description of the drawing. In the drawings are exemplary embodiments represented the invention. The drawings, the description and the requirements contain numerous features in combination. The specialist will the features expediently also consider individually and to meaningful further combinations sum up.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung, 1 a plan view of a valve drive device according to the invention,

2 eine erste Schaltstellung der Ventiltriebvorrichtung, 2 a first switching position of the valve drive device,

3 eine zweite Schaltstellung der Ventiltriebvorrichtung, 3 a second switching position of the valve drive device,

4 eine dritte Schaltstellung der Ventiltriebvorrichtung, 4 a third shift position of the valve drive device,

5 eine vierte Schaltstellung der Ventiltriebvorrichtung, 5 a fourth shift position of the valve drive device,

6 eine perspektivische Darstellung der Ventiltriebvorrichtung, 6 a perspective view of the valve drive device,

7 eine weitere perspektivische Darstellung der Ventiltriebvorrichtung, 7 a further perspective view of the valve drive device,

8 eine Übersicht über die Ventiltriebvorrichtung und 8th an overview of the valve train device and

9 einen Querschnitt durch eine Ventiltriebvorrichtung mit einer geänderten Lagervorrichtung. 9 a cross section through a valve drive device with a modified storage device.

1 zeigt eine Ventiltriebvorrichtung einer Brennkraftmaschine. Die Ventiltriebvorrichtung weist zwei Nockenelemente 10a, 11a auf, die drehfest und axial verschiebbar auf einer Grundnockenwelle 22a angeordnet sind (vgl. 8). Die Nockenelemente 10a, 11a sind axial verschiebbar. Mittels der Ventiltriebvorrichtung ist ein schaltbarer Ventiltrieb für Gaswechselventile 23a der Brennkraftmaschine realisiert. 1 shows a valve drive device of an internal combustion engine. The valve drive device has two cam elements 10a . 11a on, the rotationally fixed and axially displaceable on a basic camshaft 22a are arranged (see. 8th ). The cam elements 10a . 11a are axially displaceable. By means of the valve drive device is a switchable valve train for gas exchange valves 23a realized the internal combustion engine.

Zum Verschieben der Nockenelemente 10a, 11a weist die Schaltkulisse zwei Kulissenbahnen 24a, 25a auf. Die Kulissenbahnen 24a, 25a sind als nutförmige Vertiefungen ausgeführt und direkt in die Nockenelemente 10a, 11a eingebracht.To move the cam elements 10a . 11a the shift gate has two slide tracks 24a . 25a on. The slide tracks 24a . 25a are designed as groove-shaped recesses and directly into the cam elements 10a . 11a brought in.

Die Kulissenbahnen 24a, 25a sind S-förmig ausgeführt. Um die Nockenelemente 10a, 11a zu verschieben, wird einer von zwei Schaltpins 27a, 26a ausgefahren, der in die entsprechende Kulissenbahn 24a, 25a eingreift. Durch die S-förmige Ausgestaltung der Kulissenbahnen 24a, 25a wirkt bei einer Drehbewegung der Nockenelemente 10a, 11a auf die Nockenelemente 10a, 11a eine axiale Kraft, mittels der die Nockenelemente 10a, 11a verschoben werden.The slide tracks 24a . 25a are S-shaped. To the cam elements 10a . 11a to move, will be one of two switching pins 27a . 26a extended, in the appropriate slide track 24a . 25a intervenes. Due to the S-shaped design of the slide tracks 24a . 25a acts on a rotational movement of the cam elements 10a . 11a on the cam elements 10a . 11a an axial force, by means of which the cam elements 10a . 11a be moved.

Die Nockenelemente 10a, 11a werden mittels der Schaltkulisse sequentiell nacheinander verschoben. Die Nockenelemente 10a, 11a werden dabei in Abhängigkeit von einem Drehwinkel der Grundnockenwelle 22a verschoben. In einer ersten Schaltrichtung wird zunächst das erste Nockenelement 10a verschoben, und anschließend, wenn das erste Nockenelement 10a vollständig verschoben ist, wird das zweite Nockenelement 11a verschoben. In einer zweiten Schaltrichtung wird zunächst das zweite Nockenelement 11a und anschließend das erste Nockenelement 10a verschoben.The cam elements 10a . 11a are sequentially shifted sequentially by means of the shift gate. The cam elements 10a . 11a be there at as a function of a rotation angle of the basic camshaft 22a postponed. In a first switching direction, first the first cam element 10a moved, and then when the first cam element 10a is completely shifted, the second cam element 11a postponed. In a second switching direction, first the second cam element 11a and then the first cam element 10a postponed.

Auf den Nockenelementen 10a, 11a sind nicht näher bezeichnete Nockenpaare angeordnet, die analog zu einem Nockenpaar 12a ausgestaltet sind und die jeweils einen ersten Teilnocken 13a und einen zweiten Teilnocken 14a aufweisen. Die ersten Teilnocken 13a sind einer ersten Schaltstellung der Nockenelemente 10a, 11a zugeordnet. Die zweiten Teilnocken 14a sind einer zweiten Schaltstellung der Nockenelemente 10a, 11a zugeordnet. In der ersten Schaltstellung ist das entsprechende Nockenelement 10a, 11a in die erste Schaltrichtung verschoben, wodurch die mit dem Nockenelement 10a verbundenen Gaswechselventile 23a von den ersten Teilnocken 13a betätigt werden. In der zweiten Schaltstellung ist das entsprechende Nockenelement 10a, 11a in die zweite Schaltrichtung verschoben, wodurch die mit dem Nockenelement 10a verbundenen Gaswechselventile 23a von den zweiten Teilnocken 14a betätigt werden. Die Teilnocken 13a, 14a des Nockenpaares 12a weisen dabei unterschiedliche Teilnockenkonturen auf, mittels denen insbesondere unterschiedliche Ventilhübe und/oder unterschiedliche Ventilöffnungszeiten realisierbar sind.On the cam elements 10a . 11a unspecified cam pairs are arranged, which are analogous to a cam pair 12a are configured and each a first part cam 13a and a second part cam 14a exhibit. The first part cams 13a are a first switching position of the cam elements 10a . 11a assigned. The second part cams 14a are a second switching position of the cam elements 10a . 11a assigned. In the first switching position is the corresponding cam element 10a . 11a shifted in the first switching direction, causing the with the cam element 10a connected gas exchange valves 23a from the first part cams 13a be operated. In the second switching position, the corresponding cam element 10a . 11a shifted in the second switching direction, causing the with the cam element 10a connected gas exchange valves 23a from the second part cam 14a be operated. The partial cams 13a . 14a of the cam pair 12a have different partial cam contours, by means of which in particular different valve strokes and / or different valve opening times can be realized.

Um mittels der zwei Teilnocken 13a, 14a des Nockenpaares 12a drei Schaltstellungen zu realisieren, weist die Ventiltriebvorrichtung eine Lagervorrichtung 15a auf, mittels der der Teilnocken 13a drehbar auf dem Nockenelement 10a gelagert ist (vgl. 2 bis 5). Die Lagervorrichtung 15a ist als eine Gleitlagerung ausgebildet. Die Lagervorrichtung 15a ist als ein Festlager ausgeführt, wodurch der Teilnocken 13a in axialer Richtung auf dem Nockenelement 10a fixiert ist.To by means of the two part cams 13a . 14a of the cam pair 12a To realize three switching positions, the valve drive device has a bearing device 15a on, by means of the part cam 13a rotatable on the cam element 10a is stored (see. 2 to 5 ). The storage device 15a is designed as a sliding bearing. The storage device 15a is designed as a fixed bearing, causing the part cam 13a in the axial direction on the cam element 10a is fixed.

Der Teilnocken 13a ist mittels einer Koppelvorrichtung 16a drehfest mit dem Nockenelement 10a verbindbar (vgl. 6 und 7). Um den Teilnocken 13a mit dem Nockenelement 10a verbinden zu können, weist die Koppelvorrichtung 16a eine Verbindungseinheit 18a auf, mittels der das Nockenelement 10a und der Teilnocken 13a formschlüssig miteinander verbunden werden können.The partial cam 13a is by means of a coupling device 16a rotatably with the cam element 10a connectable (cf. 6 and 7 ). To the part cam 13a with the cam element 10a To connect, has the coupling device 16a a connection unit 18a on, by means of the cam element 10a and the partial cam 13a can be positively connected with each other.

Die Koppelvorrichtung 16a weist eine Schiebehülse 17a auf, die mittels einer Vielzahnverbindung drehfest und axial verschiebbar auf dem Nockenelement 10a angeordnet ist. Ein Aktuatorik zum Verschieben der Schiebehülse 17a ist nicht näher dargestellt. Die Verbindungseinheit 18a weist eine Verzahnung 19a auf, die einstückig mit der Schiebehülse 17a ausgebildet ist. Der Teilnocken 13a weist eine Verzahnung 20a auf, die korrespondierend zu der Verzahnung 19a der Verbindungseinheit 18a ausgebildet ist. Die Verzahnung 20a ist als Ausnehmungen in einer Stirnseite des Teilnockens 13a ausgebildet, in die die als Zähne ausgebildete Verzahnung 19a der Schiebehülse 17a eingreift.The coupling device 16a has a sliding sleeve 17a on, by means of a splined connection rotationally fixed and axially displaceable on the cam member 10a is arranged. An actuator for moving the sliding sleeve 17a is not shown in detail. The connection unit 18a has a toothing 19a on, which is integral with the sliding sleeve 17a is trained. The partial cam 13a has a toothing 20a on, which corresponds to the gearing 19a the connection unit 18a is trained. The gearing 20a is as recesses in a face of the partial cam 13a formed, in which the teeth formed as teeth 19a the sliding sleeve 17a intervenes.

In einer Schaltstellung der Koppelvorrichtung 16a, in der das Nockenelement 10a und der Teilnocken 13a drehfest miteinander verbunden sind, ist die Schiebehülse 17a axial in Richtung des Teilnockens 13a verschoben (vgl. 2 und 3). Dadurch greifen die Verzahnung 19a der Verbindungseinheit 18a und die Verzahnung 20a des Teilnockens 13a ineinander, wodurch die Schiebehülse 17a und der Teilnocken 13a drehfest miteinander verbunden sind. Die Verzahnungen 19a, 20a sind dabei geometrisch codiert und greifen lediglich in einer Zahneingriffstellung ineinander. Die Verbindung des Nockenelements 10a und des Teilnockens 13a ist somit phasendefiniert.In a switching position of the coupling device 16a in which the cam element 10a and the partial cam 13a rotatably connected to each other, is the sliding sleeve 17a axially in the direction of the partial cam 13a postponed (cf. 2 and 3 ). As a result, the teeth intervene 19a the connection unit 18a and the gearing 20a of the partial cam 13a into each other, causing the sliding sleeve 17a and the partial cam 13a rotatably connected to each other. The gears 19a . 20a are geometrically coded and engage only in a tooth engagement position into each other. The connection of the cam element 10a and partial cam 13a is thus phase-defined.

In einer Neutralstellung der Koppelvorrichtung 16a ist die Schiebehülse 17a axial beabstandet zu dem Teilnocken 13a angeordnet (vgl. 4 und 5). Die Verzahnung 19a der Verbindungseinheit 18a und die Verzahnung 20a des Teilnockens 13a sind au ßerhalb eines Eingriffs, wodurch der Teilnocken 13a und das Nockenelement 10a relativ zueinander drehbar sind.In a neutral position of the coupling device 16a is the sliding sleeve 17a axially spaced from the part cam 13a arranged (cf. 4 and 5 ). The gearing 19a the connection unit 18a and the gearing 20a of the partial cam 13a are out of engagement, causing the part cam 13a and the cam member 10a are rotatable relative to each other.

Um bei einem Einkoppelvorgang der Koppelvorrichtung 16a eine Drehbewegung des Nockenelements 10a und des drehbar gelagerten Teilnockens 13a anzugleichen, weist die Koppelvorrichtung 16a eine Synchronisiereinheit 21a auf.In order for a coupling process of the coupling device 16a a rotational movement of the cam member 10a and the rotatably mounted part cam 13a to match, has the coupling device 16a a synchronization unit 21a on.

Die Synchronisiereinheit 21a ist einstückig mit der Verbindungseinheit 18a ausgebildet. Bei einem Einkoppelvorgang wird die Schiebehälse 17a in Richtung des Teilnockens 13a verschoben. Durch eine zunächst schleifende Anlage der Verzahnung 19a der Schiebehülse 17a an die Verzahnung 20a des Teilnockens 13a wird zwischen dem Nockenelement 10a und dem Teilnocken 13a eine reibschlüssige Verbindung hergestellt, durch die die Drehbewegung des Teilnockens 13a und die Drehbewegung des Nockenelements 10a synchronisiert werden. Sobald die Drehbewegungen zumindest annähernd synchron sind, greifen die Verzahnungen 19a, 20a ineinander und das Nockenelement 10a und der Teilnocken 13a sind formschlüssig miteinander verbunden.The synchronization unit 21a is integral with the connection unit 18a educated. In a coupling process, the sliding necks 17a in the direction of the partial cam 13a postponed. By a first grinding attachment of the teeth 19a the sliding sleeve 17a to the gearing 20a of the partial cam 13a is between the cam element 10a and the part cam 13a made a frictional connection through which the rotational movement of the part cam 13a and the rotational movement of the cam member 10a be synchronized. As soon as the rotational movements are at least approximately synchronous, the teeth engage 19a . 20a into each other and the cam element 10a and the partial cam 13a are positively connected with each other.

Nach einem Abkoppelvorgang, bei dem der Teilnocken 13a von dem Nockenelement 10a entkoppelt wird, wird eine Drehbewegung des Teilnockens 13a mittels des Gaswechselventils 23a gehemmt. Dazu wird das Nockenelement 10a in die Schaltstellung verschoben, in der das Gaswechselventil 23a mittels des Teilnockens 13a betätigt wird (vgl. 1 und 5). In einem Bereich, in dem der Teilnocken 13a eine ansteigende Flanke aufweist, wirkt eine Ventilfederkraft des Gaswechselventils 23a der Drehbewegung des Teilnockens 13a entgegen und hemmt die Drehbewegung.After a decoupling process, in which the partial cam 13a from the cam element 10a is decoupled, is a rotary motion of the partial cam 13a by means of the gas exchange valve 23a inhibited. This is the cam element 10a shifted to the switching position in which the gas exchange valve 23a by means of the partial cam 13a is actuated (see. 1 and 5 ). In an area where the partial cam 13a has a rising edge, acts a valve spring force of the gas exchange valve 23a the rotational movement of the part cam 13a counteracts and inhibits the rotational movement.

Der Einkoppelvorgang und der Abkoppelvorgang der Koppelvorrichtung 16a finden in einer Grundkreisphase der beiden Teilnocken 13a, 14a statt. Vorzugsweise finden der Einkoppelvorgang und der Abkoppelvorgang in einem drehmomentfreien Zustand des drehbar gelagerten Teilnockens 13a statt. Der drehmomentfreie Zustand ist insbesondere gegeben, wenn das Gaswechselventil 23a durch den drehfesten Teilnocken 14a betätigt wird (vgl. 3).The coupling process and the decoupling of the coupling device 16a find in a basic circle phase of the two partial cams 13a . 14a instead of. Preferably, the coupling process and the uncoupling find in a torque-free state of the rotatably mounted part cam 13a instead of. The torque-free state is given in particular when the gas exchange valve 23a through the non-rotating part cam 14a is actuated (see. 3 ).

Ein Schaltvorgang des Nockenelements 10a von dem drehfesten Teilnocken 14a auf den drehbaren Teilnocken 13a ist nach dem Einkoppelvorgang bzw. nach dem Abkoppelvorgang möglich. Weiter ist es möglich, den Abkoppelvorgang während des Schaltvorgangs des Nockenelements 10a auszuführen, bzw. den Abkoppelvorgang und den Schaltvorgang zeitlich überschneidend auszuführen, da das Nockenelement 10a in einer Grundkreisphase der Teilnocken 13a, 14a verschoben wird.A switching operation of the cam element 10a from the non-rotatable part cam 14a on the rotatable part cam 13a is possible after the coupling process or after Abkoppelvorgang. Further, it is possible to decouple during the switching operation of the cam member 10a execute, or perform the uncoupling operation and the switching operation in time overlapping, since the cam member 10a in a base circle phase of the partial cams 13a . 14a is moved.

In dem in den 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich der Teilnocken 138 schaltbar. Grundsätzlich ist es auch möglich, mehrere Teilnocken zu schalten, wobei vorteilhafterweise die zusätzlichen Teilnocken analog zu dem Teilnocken 13a ausgeführt sind und in weiteren Nockenpaaren angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, beide Teilnocken 13a, 14a des Nockenpaares 12a drehbar zu lagern und gemeinsam zu schalten. Ferner ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung mit der Schiebehülse 17a auch in Verbindung mit axial fest angeordneten Nockenelementen 10a, 11a oder in Verbindung mit einzeln angeordneten Nocken denkbar.In the in the 1 to 8th embodiment shown is only the partial cam 138 switchable. In principle, it is also possible to switch several partial cams, wherein advantageously the additional partial cams analogous to the partial cams 13a are executed and arranged in further cam pairs. But it is also possible, both partial cams 13a . 14a of the cam pair 12a rotatably store and switch together. Furthermore, an embodiment of the invention with the sliding sleeve 17a also in connection with axially fixed cam elements 10a . 11a or conceivable in connection with individually arranged cams.

In der 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 8 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 9 ersetzt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den 1 bis 8, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 8 verwiesen werden kann.In the 9 a further embodiment of the invention is shown. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 to 8th by the letter b in the reference numerals of the embodiment in the 9 replaced. The following description is essentially limited to the differences from the embodiment in the 1 to 8th , wherein with respect to the same components, features and functions on the description of the embodiment in the 1 to 8th can be referenced.

9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel eine Lagervorrichtung 15b, mittels der ein Teilnocken 13b drehbar auf einem Nockenelement 10b gelagert ist, als eine Rollenlagerung ausgeführt ist. Der Teilnocken 13b gehört zu einem Nockenpaar 12b, das einen zweiten Teilnocken 14b aufweist. Der Teilnocken 14b ist drehfest mit dem Nockenelement 10b verbunden. Der Teilnocken 13b ist mittels einer Koppelvorrichtung 16b, die eine Schiebehülse 17b aufweist, drehfest mit dem Nockenelement 10b verbindbar. Eine weitere Ausgestaltung ist analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel. 9 shows an embodiment in which, unlike the first embodiment, a bearing device 15b , by means of a partial cam 13b rotatable on a cam element 10b is stored, is designed as a roller bearing. The partial cam 13b belongs to a pair of cams 12b that a second part cam 14b having. The partial cam 14b is non-rotatable with the cam element 10b connected. The partial cam 13b is by means of a coupling device 16b that has a sliding sleeve 17b has, rotatably with the cam member 10b connectable. Another embodiment is analogous to the first embodiment.

Claims (13)

Ventiltriebvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nockenelement (10a, 11a; 10b, 11b), das axial verschiebbar ist und das dazu vorgesehen ist, einen schaltbaren Ventiltrieb bereitzustellen, und mit zumindest einem auf dem Nockenelement (10a, 11a; 10b, 11b) angeordneten Nockenpaar (12a; 12b), das zumindest einen ersten Teilnocken (13a; 13b) und einen zweiten Teilnocken (14a; 14b) aufweist, gekennzeichnet durch zumindest eine Lagervorrichtung (15a; 15b), die zumindest den ersten Teilnocken (13a; 13b) auf dem Nockenelement (10a; 10b) drehbar lagert.Valve train device, in particular an internal combustion engine, with at least one cam element ( 10a . 11a ; 10b . 11b ), which is axially displaceable and which is intended to provide a switchable valve train, and with at least one on the cam element ( 10a . 11a ; 10b . 11b ) arranged cam pair ( 12a ; 12b ), which has at least a first part cam ( 13a ; 13b ) and a second partial cam ( 14a ; 14b ), characterized by at least one storage device ( 15a ; 15b ), at least the first part cam ( 13a ; 13b ) on the cam element ( 10a ; 10b ) rotatably supports. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilnocken (13a; 13b) axial fest auf dem Nockenelement (10a; 10b) gelagert ist.Valve drive device according to claim 1, characterized in that the first part cam ( 13a ; 13b ) axially fixed on the cam element ( 10a ; 10b ) is stored. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zumindest eine Koppelvorrichtung (16a; 16b), die dazu vorgesehen ist, den ersten Teilnocken (13a; 13b) und das Nockenelement (10a; 10b) drehfest miteinander zu verbinden.Valve train device according to claim 1 or 2, characterized by at least one coupling device ( 16a ; 16b ) intended to receive the first part cam ( 13a ; 13b ) and the cam element ( 10a ; 10b ) rotatably connected to each other. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung (16a; 16b) eine axial verschiebbare Schiebehülse (17a; 17b) aufweist.Valve train device according to claim 3, characterized in that the coupling device ( 16a ; 16b ) an axially displaceable sliding sleeve ( 17a ; 17b ) having. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (17a; 17b) drehfest mit dem Nockenelement (10a; 10b) verbunden ist.Valve drive device according to claim 4, characterized in that the sliding sleeve ( 17a ; 17b ) rotatably with the cam element ( 10a ; 10b ) connected is. Ventiltriebvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung (16a; 16b) eine Verbindungseinheit (18a; 18b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, den ersten Teilnocken (13a; 13b) und das Nockenelement (10a; 10b) formschlüssig miteinander zu verbinden.Valve train device at least according to claim 3, characterized in that the coupling device ( 16a ; 16b ) a connection unit ( 18a ; 18b ), which is provided to the first part cam ( 13a ; 13b ) and the cam element ( 10a ; 10b ) to be positively connected with each other. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (18a; 18b) dazu vorgesehen ist, den ersten Teilnocken (13a; 13b) und das Nockenelement (10a; 10b) phasendefiniert miteinander zu verbinden.Valve drive device according to claim 6, characterized in that the connection unit ( 18a ; 18b ), the first part cam ( 13a ; 13b ) and the cam element ( 10a ; 10b ) phase-connected with each other. Ventiltriebvorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (18a; 18b) und der erste Teilnocken (13a; 13b) korrespondierende Verzahnungen (19a, 20a; 19b, 20b) aufweisen, die dazu vorgesehen sind, formschlüssig ineinander zu greifen.Valve train device at least according to claim 6, characterized in that the connection unit ( 18a ; 18b ) and the first part cam ( 13a ; 13b ) corresponding toothings ( 19a . 20a ; 19b . 20b ), which are intended to engage positively in one another. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen (19a, 20a; 19b, 20b) eine geometrisch codierte Zahneingriffstellung aufweisen.Valve drive device according to claim 8, characterized in that the toothings ( 19a . 20a ; 19b . 20b ) have a geometrically coded tooth engagement position. Ventiltriebvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelvorrichtung (16a; 16b) eine Synchronisiereinheit (21a; 21b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung des Nockenelements (10a; 10b) und eine Drehbewegung des ersten Teilnockens (13a; 13b) zu synchronisieren.Valve train device at least according to claim 3, characterized in that the coupling device ( 16a ; 16b ) a synchronization unit ( 21a ; 21b ), which is intended, a rotational movement of the cam member ( 10a ; 10b ) and a rotational movement of the first part cam ( 13a ; 13b ) to synchronize. Verfahren für eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Nockenelement (10a, 11a; 10b, 11b), das axial verschiebbar ist und das dazu vorgesehen ist, einen schaltbaren Ventiltrieb bereitzustellen, und mit zumindest einem auf dem Nockenelement (10a, 11a; 10b, 11b) angeordneten Nockenpaar (12a; 12b), das zumindest einen ersten Teilnocken (13a; 13b) und einen zweiten Teilnocken (14a; 14b) aufweist, insbesondere für eine Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehbewegung des ersten Teilnockens (13a; 13b) und eine Drehbewegung des Nockenelements (10a; 10b) in zumindest einem Betriebszustand gekoppelt und in zumindest einem Betriebszustand entkoppelt werden.Method for a valve drive device, in particular an internal combustion engine, with at least one cam element ( 10a . 11a ; 10b . 11b ), which is axially displaceable and which is intended to provide a switchable valve train, and with at least one on the cam element ( 10a . 11a ; 10b . 11b ) arranged cam pair ( 12a ; 12b ), which has at least a first part cam ( 13a ; 13b ) and a second partial cam ( 14a ; 14b ), in particular for a valve drive device according to one of the preceding claims, characterized in that a rotational movement of the first part cam ( 13a ; 13b ) and a rotational movement of the cam element ( 10a ; 10b ) are coupled in at least one operating state and decoupled in at least one operating state. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilnocken (13a; 13b) nach einem Schaltvorgang des Nockenelements (10a; 10b) entkoppelt oder gekoppelt wird.Method according to claim 11, characterized in that the first part cam ( 13a ; 13b ) after a switching operation of the cam element ( 10a ; 10b ) is decoupled or coupled. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilnocken (13a; 13b) während eines Schaltvorgangs des Nockenelements (10a; 10b) entkoppelt oder gekoppelt wird.Method according to claim 11 or 12, characterized in that the first part cam ( 13a ; 13b ) during a switching operation of the cam element ( 10a ; 10b ) is decoupled or coupled.
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