DE102009006632A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Nockenwelle (2), auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein Nockenträger (3) vorgesehen ist, und mit einer Verschiebevorrichtung (14) zum axialen Verschieben des Nockenträgers (3) auf der Nockenwelle (2), wobei die Verschiebevorrichtung (14) mindestens einen in eine von mindestens zwei auf dem Nockenträger (3) vorgesehenen, zumindest abschnittsweise schräg verlaufenden Verschiebenuten (19, 20) einbringbaren Aktor (15, 16) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Verschiebenuten (19, 20) sich im Verlauf unterscheidende Ausschieberampen (21, 22) zum Ausschieben des eingebrachten Aktors (15, 16) aufweisen und dass der Aktor (15, 16) über Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs verfügt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Nockenwelle, auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein Nockenträger vorgesehen ist, und mit einer Verschiebevorrichtung zum axialen Verschieben des Nockenträgers auf der Nockenwelle, wobei die Verschiebevorrichtung mindestens einen in eine von mindestens zwei auf dem Nockenträger vorgesehenen zumindest abschnittsweise schräg verlaufenden Verschiebenuten einbringbaren Aktor aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.
  • Ventiltriebe der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die EP 1 608 849 B1 einen Ventiltrieb einer einen Zylinderkopf aufweisenden Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle, auf der drehfest und axial verschiebbar ein Nockenträger angeordnet ist. Auf dem Nockenträger ist mindestens ein Nocken vorgesehen, auf welchem mindestens zwei unterschiedliche Nockenlaufbahnen ausgebildet sind. Die Nockenlaufbahnen gehen beispielsweise aus dem gleichen Grundkreis des Nockens, jedoch axial versetzt hervor. Die Nocken betätigen Gaswechselventile der Brennkraftmaschine über Schlepphebel, die zur Reibungsreduzierung mit einer Rolle ausgebildet sein können. Die Schlepphebel werden entsprechend des Verlaufs der Nockenlaufbahn, über welcher sich der Schlepphebel momentan befindet, betätigt. Durch das axiale Verschieben des Nockenträgers, beispielsweise zwischen einer ersten axialen Position und einer zweiten axialen Position, kann jeweils eine der unterschiedlichen Nockenlaufbahnen des Nockens so angeordnet werden, dass sie den Schlepphebel betätigt. Das axiale Verschieben erfolgt durch Einbringen des Aktors in eine der Verschiebenuten. Häufig entscheidet allein die axiale Position des Nockenträgers, in welche der Verschiebenuten der Aktor eingreift beziehungsweise eingebracht wird. Die axiale Position des Nockenträgers vor beziehungsweise unmittelbar nach dem Verschiebevorgang muss mit geeigneten Mitteln festgestellt werden, was aufwendig ist beziehungsweise kostenintensive Sensoren erfordert.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Ventiltrieb bereitzustellen, mittels welchem eine einfache, zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit zur Bestimmung der axialen Position des Nockenträgers realisiert werden kann.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Verschiebenuten sich im Verlauf unterscheidende Ausschieberampen zum Ausschieben des eingebrachten Aktors aufweisen und dass der Aktor über Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs verfügt. Dabei ist jeder Verschiebenut jeweils eine Ausschieberampe zugeordnet. Die Ausschieberampen dienen dazu, den in die Verschiebenut eingebrachten Aktor wieder aus dieser auszuschieben und in seine ursprüngliche Position zurückzuversetzen. In dieser verbleibt der Aktor, bis er erneut zum Verschieben des Nockenträgers eingesetzt werden soll. Das Einbringen des Aktors in die Verschiebenut geschieht über eine geeignete Einbringvorrichtung. Da die Verschiebenuten zumindest abschnittsweise schräg verlaufen, bewirkt der in die Verschiebenut eingebrachte Aktor bei Drehung des Nockenträgers mit der Nockenwelle eine Kraft in axialer Richtung, indem der Aktor an Seitenflächen der Verschiebenut anliegt beziehungsweise an diesen entlang geführt wird. Durch diese Kraft wird der Nockenträger axial bewegt, bis der Aktor das Ende der Verschiebenut erreicht hat. Am Ende der Verschiebenut ist die Aufschieberampe vorgesehen, die dafür sorgt, dass der Aktor wieder in seine Ausgangsposition zurückverlagert wird. Sind mehrere Verschiebenuten mit jeweils zugeordneter Ausschieberampe vorgesehen, so kann üblicherweise nicht festgestellt werden, durch welche Verschiebenut sich der Aktor bewegt hat beziehungsweise welche axiale Position der Nockenträger nach dem Durchlaufen des Aktors der Verschiebenut aufweist. Daher verfügen die Verschiebenuten des erfindungsgemäßen Ventiltriebs über Ausschieberampen, die sich in ihrem Verlauf voneinander unterscheiden. Gleichzeitig hat der Aktor Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs. Diese Mittel können beispielsweise Sensoren, insbesondere zur Wegerfassung des Aktors, sein. Das bedeutet, dass in einer ersten Variante der von dem Aktor während des Ausschiebens durch die Ausschieberampe zurückgelegte Weg zeitlich aufgelöst erfasst wird. Damit kann beispielsweise in einer zugeordneten Steuerungs- und/oder Regelungseinheit festgestellt werden, durch welche Ausschieberampe der Aktor ausgeschoben wurde, womit auch die durchlaufene Verschiebenut in eindeutiger Weise bekannt ist. Gleichzeitig mit der durchlaufenen Verschiebenut ist auch die axiale Position des Nockenträgers bekannt. Alternativ zur zeitlichen Auflösung des gesamten, von dem Aktor zurückgelegten Weges kann es auch vorgesehen sein, dass der Aktor bei Erreichen einer bestimmten Position während seines Ausschiebens ein Signal generiert. Dieses Signal kann, wenn die Winkelposition der Nockenwelle beziehungsweise des Nockenträgers bekannt ist, zur eindeutigen Zuordnung zu einer Ausschieberampe und damit einer Verschiebenut verwendet werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich die Verläufe in ihrer Winkelposition bezüglich der Nockenwelle und/oder der Ausschiebesteigung unterscheiden. Die zu den Verschiebenuten gehörigen Ausschieberampen können also in unterschiedlicher Winkelposition auf der Nockenwelle beziehungsweise dem Nockenträger angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können sie auch unterschiedliche Ausschiebesteigungen aufweisen. Von Ausschieberampen mit unterschiedlichen Winkelpositionen ausgeschobene Aktoren generieren an unterschiedlichen Winkelpositionen der Nockenwelle das Signal. Unterscheidet sich die Ausschiebesteigung der Ausschieberampen, so kann beispielsweise durch Erzeugen von mindestens zwei Signalen pro Ausschiebevorgang die Geschwindigkeit des Ausbringens festgestellt und somit eindeutig die dazugehörige Ausschieberampe beziehungsweise Verschiebenut zugeordnet werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass Verschiebenuten voneinander beabstandet auf dem Nockenträger angeordnet sind, wobei insbesondere jeder Verschiebenut ein Aktor zugeordnet ist. Die Verschiebenuten sollen also nicht unmittelbar zueinander benachbart sein oder über Kreuz verlaufen, sondern es soll ein gewisser Abstand zwischen den Verschiebenuten vorliegen. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass einige Verschiebenuten nebeneinander, das heißt unmittelbar benachbart, oder kreuzförmig angeordnet sind und weitere Verschiebenuten von diesen Verschiebenuten beabstandet vorgesehen sind. Es sind also verschiedene Kombinationen von nebeneinander beziehungsweise kreuzförmig angeordneten und beabstandeten Verschiebenuten möglich. Sind die Verschiebenuten voneinander beabstandet, so kann es insbesondere vorgesehen sein, dass jeder Verschiebenut ein eigener Aktor zugordnet ist. Die Aktoren können gekoppelt sein, sodass sie gleichzeitig in ihre zugeordnete Verschiebenut eingebracht werden. Es ist jedoch auch eine getrennte Ansteuerung der Aktoren möglich, sodass jeweils lediglich der Aktor angesteuert wird, der den Nockenträger in die gewünschte axiale Position verschieben kann.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeweils zwei Verschiebenuten X-förmig angeordnet sind. Die Verschiebenuten verlaufen somit kreuzförmig zueinander und weisen einen Kreuzungspunkt auf, in welchem sie sich überschneiden. Die Verschiebenuten verlaufen somit gegeneinander schräg, weisen also gegensätzliche Steigungen auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn den X-förmig verlaufenden Verschiebenuten lediglich ein Aktor zugeordnet ist. Dieser greift je nach axialer Position des Nockenträgers entweder in die eine oder die andere der beiden Verschiebenuten ein. Bei einem ersten Einbringen des Aktors in die erste Verschiebenut wird der Nockenträger also aus einer ersten Axialposition in eine zweite Axialposition verlagert. In dieser zweiten Axialposition greift der (erneut eingebrachte) Aktor in die zweite Verschiebenut ein und verlagert den Nockenträger wieder in die erste Axialposition zurück. Jeweils bei Erreichen der ersten oder zweiten Axialposition wird der Aktor von der jeweiligen Verschieberampe aus der Verschiebenut ausgebracht.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die X-förmige Anordnung mindestens eine weitere Ausschieberampe aufweist, deren Verlauf von den Verläufen der den Verschiebenuten zugeordneten Ausschieberampen verschieden ist. Die weitere Ausschieberampe dient vor allem dazu, den Aktor wieder aus den Verschiebenuten auszubringen und feststellen, ob die axiale Verlagerung des Nockenträgers eventuell nicht erfolgreich war. Zu diesem Zweck ist der Verlauf der weiteren Ausschieberampe von den Verläufen der den Verschiebenuten zugeordneten Ausschieberampen verschieden. Die Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs des Aktors können also feststellen, ob die Ausschieberampen, die den Verschiebenuten zugeordnet sind, durchlaufen wurden oder die weitere Ausschieberampe. Ist letzteres der Fall, kann beispielsweise ein Fehlersignal gesetzt werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die weitere Ausschieberampe in einen Kreuzungspunkt der X-förmigen Anordnung mündet. Im Falle der X-förmigen Anordnung ist der Aktor während des Verschiebevorgangs des Nockenträgers im Kreuzungspunkt der Anordnung kräftefrei, da er an keiner seitlichen Wandung der Verschiebenuten anliegt. Ist der Nockenträger zu schwergängig auf der Nockenwelle gelagert, so kann es vorkommen, dass der Nockenträger sich nicht weiterbewegt, sobald der Aktor sich in dem Kreuzungspunkt befindet. Der Nockenträger bleibt also zwischen zwei seiner Axialpositionen stehen. Um einen solchen Zustand festzustellen, ist die weitere Ausschieberampe in dem Kreuzungspunkt der Anordnung vorgesehen. Ist das axiale Verschieben des Nockenträgers nicht erfolgreich, so wird der Aktor von der weiteren Ausschieberampe ausgeschoben. Da die weitere Ausschieberampe einen Verlauf aufweist, der sich von den Verläufen der den Verschiebenuten zugeordneten Ausschieberampen unterscheidet, kann unter Verwendung der Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs des Aktors dieser Zustand festgestellt und beispielsweise ein Fehlersignal generiert werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen Sensor zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle vor. Ist die Winkelposition der Nockenwelle beziehungsweise des Nockenträgers bekannt, so kann das von dem Aktor erzeugte Signal der Winkelposition zugeordnet werden, womit die jeweilige Ausschieberampe beziehungsweise Verschiebenut bekannt ist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein von den Mitteln entsprechend des Verlaufs erzeugtes Signal einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Bestimmung der den Aktor ausschiebenden Ausschieberampe dient. Der Ventiltrieb weist also die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auf. Diese wertet das von den Mittels des Aktors erzeugte Signal aus und bestimmt damit die Ausschieberampe, welche den Aktor ausschiebt.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit das Signal anhand der Winkelposition der Nockenwelle auswertet. Sobald die Winkelposition der Nockenwelle mittels des Sensors bestimmt ist, kann die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit das Signal einfach auswerten. Alternativ ist es auch möglich, die Ausschiebesteigung der jeweiligen Ausschieberampe in Relation zu einer Drehzahl der Nockenwelle auszuwerten.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Verschiebevorrichtung vorgesehen ist. Neben dem Auswerten des Signals des Aktors dient die Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung auch dem Steuern und/oder Regeln der Verschiebevorrichtung. Zu diesem Zweck kann es vorgesehen sein, dass der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit eine Sollposition des Nockenträgers vorgegeben wird, die nachfolgend unter Beachtung der aktuellen Position des Nockenträgers eingestellt wird, indem auf geeignete Weise der Aktor beziehungsweise die Aktoren angesprochen werden.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine einen Ventiltrieb, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, besitzt, der über mindestens eine Nockenwelle, auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein Nockenträger vorgesehen ist, und eine Verschiebevorrichtung zum axialen Verschieben des Nockenträgers auf der Nockenwelle verfügt, wobei die Verschiebevorrichtung mindestens einen, in eine von mindestens zwei auf dem Nockenträger vorgesehenen, zumindest abschnittsweise schräge verlaufenden Verschiebenuten einbringbaren Aktor aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Verschiebenuten sich im Verlauf unterscheidende Ausschieberampen zum Ausschieben des eingebrachten Aktors aufweisen und dass der Aktor über Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs verfügt. Das Verschieben des Nockenträgers erfolgt also, indem der Aktor in eine von mindestens zwei Verschiebenuten eingreift, wodurch der Nockenträger, bedingt durch die zumindest abschnittsweise schräg verlaufende Verschiebenut axial verscho ben wird. Am Ende der Verschiebenut wird der Aktor von einer Auslauframpe, die der Verschiebenut zugeordnet ist, in seine Ausgangsposition zurückgeschoben. Dabei kann beispielsweise von dem Aktor ein Signal generiert werden, der von einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit ausgewertet wird. Dabei weisen die Verläufe der Ausschieberampen unterschiedliche Winkelpositionen bezüglich der Nockenwelle und/oder unterschiedlicher Ausschiebesteigungen auf. Das Auftreten des elektrischen Signals kann mit dem Signal eines Sensors zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle verglichen werden, womit eindeutig die Ausschieberampe zugeordnet werden kann.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:
  • 1 einen Bereich eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine,
  • 2 einen Bereich eines Nockenträgers mit X-förmig angeordneten Verschiebenuten,
  • 3 dem aus 2 bekannten Nockenträger, wobei im Bereich eines Kreuzungspunkt der X-förmigen Anordnung eine weitere Ausschieberampe vorgesehen ist, und
  • 4 ein Diagramm, in welchem Ausschiebewege des Aktors für verschiedene Ausschieberampen über einem Kurbelwellenwinkel aufgetragen sind.
  • Die 1 zeigt einen Bereich eines Ventiltriebs 1. Dargestellt ist eine Nockenwelle 2, auf welcher drehfest und axial verschiebbar ein Nockenträger 3 angeordnet ist. Zum drehfesten und axial verschiebbaren Anordnen des Nockenträgers 3 auf der Nockenwelle 2 weist letztere eine Außenzahnung 4 auf, die mit einer Innenzahnung (nicht dargestellt) des Nockenträgers 3 kämmt. Der Nockenträger 3 ist dabei im Wesentlichen rohrförmig. Eine Vorzugsdrehrichtung der Nockenwelle 2 ist durch den Pfeil 5 gekennzeichnet. In dem dargestellten Beispiel weist der Nockenträger 3 zwei Nocken 6 und 7 auf, auf welchen jeweils aus einem gemeinsamen Grundkreis axial versetzt zwei Nockenbahnen 8 und 9 (Nocken 6) beziehungsweise 10 und 11 (Nocken 7) hervorgehen. Die Nocken 6 und 7 dienen der Betätigung von Gaswechselventilen (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine. Dies erfolgt über Schlepphebel 12 und 13, welche auf den Nockenlaufbahnen 8 oder 9 (Schlepphebel 12) beziehungsweise 10 oder 11 (Schlepphebel 13) ablaufen. Zur Reduzierung der Reibung zwischen Schlepphebel 12 und 13 und den Nockenlauf bahnen 8 und 9 beziehungsweise 10 und 11 ist an dem Schlepphebel 12 eine Rolle 30 und an dem Schlepphebel 13 eine Rolle 31 vorgesehen.
  • Die Gaswechselventile werden nun entsprechend der unterschiedlich geformten Nockenlaufbahnen 8, 9 beziehungsweise 10, 11 betätigt. Die Nockenlaufbahnen 8, 9 beziehungsweise 10 und 11 können sich dabei in der Hubkontur und/oder in ihrer Phasenlage bezüglich eines Nockenwellenwinkels der Nockenwelle 2 unterscheiden. Um zwischen den Nockenlaufbahnen 8 und 9 beziehungsweise 10 und 11 umschalten zu können, ist der Nockenträger 3 wie beschrieben axial verschiebbar. Zum Verschieben des Nockenträgers 3 ist eine Verschiebevorrichtung 14 vorgesehen, die in dem dargestellten Beispiel Aktoren 15 und 16 aufweist, deren Aktorstifte 17 und 18 in Verschiebenuten 19 und 20 des Nockenträgers 3 eingebracht werden können. Jeder Verschiebenut 19 und 20 ist jeweils eine Ausschieberampe 21 beziehungsweise 22 zugeordnet. Die Aktoren 15 und 16 beziehungsweise deren Aktorstifte 17 und 18 sind mittels eines geeigneten Einbringmechanismus (nicht dargestellt) in die Verschiebenuten 19 und 20 einbringbar. Durch den zumindest abschnittsweise schrägen Verlauf beziehungsweise spiralförmigen Verlauf der Verschiebenuten 19 und 20 bewirkt der Aktor 15 beziehungsweise 16 in diesem Fall eine Kraft in Axialrichtung des Nockenträgers, wodurch dieser verschoben wird. Greift der Aktor 15 in die Verschiebenut 19 ein, so wird der Nockenträger 3 in dem dargestellten Beispiel nach rechts verschoben, während der Aktor 15 im Zusammenspiel mit der Verschiebenut 20 den Nockenträger 3 nach links verschiebt.
  • Die Ausschieberampen 21 und 22 unterscheiden sich im Verlauf, in dem dargestellten Beispiel in ihrer Winkelposition bezüglich der Nockenwelle 2. Der jeweilige Verlauf der Ausschieberampen 21 oder 22 ist mit Mitteln (nicht dargestellt) des Aktors 15 oder 16 zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs feststellbar. Eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit (nicht dargestellt) kann mit diesen feststellen, welche Ausschieberampe 21 oder 22 durch den Aktor 15 oder 16 durchlaufen wurde, womit die axiale Position des Nockenträgers 3 bekannt ist. Eine solche Bestimmung der durchlaufenen Verschiebenut 19 oder 20 ist insbesondere dann notwendig, wenn die Aktoren 15 und 16 gleichzeitig, also nicht getrennt voneinander, angesteuert werden. In diesem Fall werden beide Aktoren 15 und 16 in die Verschiebenut 19 und 20 eingebracht. Einer der beiden Aktoren 15 oder 16 wird jedoch sofort ohne ein Verschieben des Nockenträgers 3 bewirkt zu haben durch die Ausschieberampe 21 oder 22 wieder ausgeschoben, während lediglich der andere Aktor 16 oder 15 eine axiale Verschiebung des Nockenträgers 3 bewirkt. In diesem Fall ist es üblicherweise nicht bekannt, in welche Richtung der Nockenträger 3 verschoben wurde. Aus diesem Grund werden die Aktoren 15 und 16 mit den Mitteln zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs ausgestattet, damit nach dem Ausschieben des Aktors 15 oder 16 beziehungsweise deren Aktorstiften 17 oder 18 über die Ausschieberampe 21 oder 22 die jeweilige Ausschieberampe 21 oder 22 und somit die axiale Position des Nockenträgers 3 festgestellt werden kann.
  • Beispielsweise lösen die Aktoren 15 und 16 bei Erreichen einer bestimmten Axialposition während des Ausschiebens ein Signal aus, welches zusammen mit einem Nockenwellenwinkel – der beispielsweise mittels eines Sensors (nicht dargestellt) bestimmt ist – ausgewertet wird, womit die jeweilige Ausschieberampe 21 oder 22 und damit die axiale Position des Nockenträgers 3 bekannt ist. In dem in 1 dargestellten Beispiel sind die Verschiebenuten 19 und 20 voneinander beabstandet auf dem Nockenträger 3 angeordnet. Die Verschiebenuten 19 und 20 laufen also nicht unmittelbar benachbart beziehungsweise weisen keine Berührungspunkte auf. Die Nockenwelle 2 weist eine Drehachse 23 auf, das axiale Verschieben des Nockenträgers 3 erfolgt in Richtung des Pfeils 24, also in Richtung der Drehachse 23.
  • Die 2 zeigt einen Bereich eines alternativ ausgestalteten Nockenträgers 3. Auf diesen sind die Verschiebenuten 19 und 20 derart angeordnet, dass sie sich X-förmig überschneiden. Sie weisen also eine gegensätzliche Steigung in Richtung der Drehachse 23 auf. Die Ausschieberampen 21 und 22 sind in dem dargestellten Beispiel nicht erkennbar, da sie sich auf der abgewandten Seite des Nockenträgers 3 befinden. Eine Drehung der Nockenwelle 2 beziehungsweise des Nockenträgers 3 erfolgt analog zu 1 in Richtung des Pfeils 5, der Nockenträger 3 ist auch in Richtung des Pfeils 24 axial verschiebbar auf der Nockenwelle 2 angeordnet. Im Gegensatz zu dem Beispiel der 1 ist lediglich ein Aktor 15 mit einem Aktorstift 17 vorgesehen. Je nach Axialposition des Nockenträgers 3 greift der Aktor 15 entweder in die Verschiebenut 19 oder in die Verschiebenut 20 ein und wird nachfolgend des axialen Verschiebens des Nockenträgers 3 über die Ausschieberampe 21 oder 22 ausgeschoben. Jedes Betätigen des Aktors 15 bewirkt also eine Verschiebung des Nockenträgers 3 in die jeweils andere Axialposition. Dabei ist die erste Axialposition über die Verschiebenut 20 und die zweite Axialpoisition über die Verschiebenut 19 zu erreichen. Das bedeutet, dass bei Einbringen des Aktors 15 in die Verschiebenut 19 der Nockenträger 3 in die zweite Axialposition, beim Einbringen in die Verschiebenut 20 in die erste Axialposition axial verschoben wird. Da die den Verschiebenuten 19 und 20 zugeordneten Ausschieberampen 21 und 22 unterschiedliche Verläufe aufweisen – sich insbesondere in ihrer Winkelposition unterscheiden – ist nachfolgend des Ausschiebens des Aktors 15 aus der Verschiebenut 19 oder 20 bekannt, welche Verschiebenut 19 oder 20 von dem Aktor 15 durchlaufen wurde.
  • Die 3 zeigt eine Variation des aus der 2 bekannten Nockenträgers 3. Hier ist zwischen den Verschiebenuten 19 und 20 eine weitere Ausschieberampe 25 vorgesehen. Diese mündet in einen Kreuzungspunkt 26 der X-förmigen Anordnung der beiden Verschiebenuten 19 und 20. Mittels dieser weiteren Ausschieberampe 25 kann ein unvollständiges axiales Verschieben des Nockenträgers 3 festgestellt werden. Zu diesem Zweck weist die weitere Ausschieberampe 25 einen Verlauf auf, der von den Verläufen der den Verschiebenuten 19 und 20 zugeordneten Ausschieberampen 21 und 22 verschieden ist. Es kann also eindeutig zwischen den Ausschieberampen 21, 22 und der weiteren Ausschieberampe 25 unterschieden werden, wenn der Aktor 15 beziehungsweise der Aktorstift 17 von diesen ausgeschoben wird. Eine solche Anordnung ist für die X-förmig angeordneten Verschiebenuten 19 und 20 sinnvoll, da es, wenn der Nockenträger 3 beispielsweise schwergängig ist, dazu kommen kann, dass der Nockenträger 3 nicht weiter axial verschoben wird, sobald sich der Aktor im Bereich des Kreuzungspunkts 26 befindet, da er dort nicht mehr an Wandungen der Verschiebenuten 19 oder 20 anliegt und von diesen geführt wird. In diesem Fall wird der Aktor 15 über die weitere Ausschieberampe 25 ausgeschoben und das unvollständige axiale Verschieben des Nockenträgers 3 kann festgestellt werden, woraufhin beispielsweise ein Fehlersignal generiert werden kann.
  • Die 4 zeigt ein Diagramm, in welchem ein Ausschiebeweg s über einem Nockenwellenwinkel ω in der Einheit ° aufgetragen ist. Dabei gibt der Ausschiebeweg an, in welchem Ausmaß der Aktor 15 beziehungsweise 16 bereits von der Ausschieberampe 21 oder 22 beziehungsweise der weiteren Ausschieberampe 25 ausgeschoben wurde. Der Ausschiebeweg s wird in der 4 in einem Wertebereich von 0 bis 1 dargestellt. Dabei bedeutet ein Wert von 0, dass sich der Aktor 15 oder 16 noch vollständig in der Verschiebenut 19 oder 20 befindet, während ein Wert von 1 ein vollständig erfolgtes Ausschieben über die Ausschieberampen 21, 22 oder die weitere Ausschieberampe 25 bedeutet. Die Kurve 27 gibt den Verlauf des Aktors 15 nach einem Durchlaufen der Verschiebenut 19 wieder, während die Kurve 28 den Ausschiebeweg des Aktors 15 oder 16 über die Ausschieberampe 22 wiedergibt. Die Kurve 29 zeigt den Ausschiebeweg über die weitere Ausschieberampe 25. Aus dem Diagramm der 4 wird deutlich, dass das Ausschieben entlang der Ausschieberampen 21, 22 beziehungsweise der weiteren Ausschieberampe 25 über voneinander unterschiedliche Nockenwellenwinkelbereiche verläuft. Die Mittels zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs der Aktoren 15 und 16 können beispielsweise so ausgelegt sein, dass sie bei einem festgelegten Ausschiebeweg sx ein Signal generieren, welches von der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit ausge wertet werden kann. Diese kann, wie aus dem Diagramm der Figur ersichtlich, jeder Kurve 27, 28 und 29 voneinander unterschiedliche Nockenwellenwinkel ω1, ω2 und ω3 zuordnen. Jedem dieser Nockenwellenwinkel ω1, ω2 und ω3 kann folglich die dazugehörige Ausschieberampe 21, 22 beziehungsweise die weitere Ausschieberampe 25 zugeordnet werden, womit die von dem Aktor 15 oder 16 durchlaufene Verschiebenut 19 beziehungsweise 20 bekannt ist.
    • 1
    Ventiltrieb
    2
    Nockenwelle
    3
    Nockenträger
    4
    Außenzahnung
    5
    Pfeil
    6
    Nocken
    7
    Nocken
    8
    Nockenlaufbahn
    9
    Nockenlaufbahn
    10
    Nockenlaufbahn
    11
    Nockenlaufbahn
    12
    Schlepphebel
    13
    Schlepphebel
    14
    Verschiebevorrichtung
    15
    Aktor
    16
    Aktor
    17
    Aktorstift
    18
    Aktorstift
    19
    Verschiebenut
    20
    Verschiebenut
    21
    Ausschieberampe
    22
    Ausschieberampe
    23
    Drehachse
    24
    Pfeil
    25
    weitere Ausschieberampe
    26
    Kreuzungspunkt
    27
    Kurve
    28
    Kurve
    29
    Kurve
    30
    Rolle
    31
    Rolle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1608849 B1 [0002]

Claims (11)

  1. Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Nockenwelle (2) auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein Nockenträger (3) vorgesehen ist, und mit einer Verschiebevorrichtung (14) zum axialen Verschieben des Nockenträgers (3) auf der Nockenwelle (2), wobei die Verschiebevorrichtung (14) mindestens einen, in eine von mindestens zwei auf dem Nockenträger (3) vorgesehenen, zumindest abschnittsweise schräg verlaufenden Verschiebenuten (19, 20) einbringbaren Aktor (15, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebenuten (19, 20) sich im Verlauf unterscheidende Ausschieberampen (21,22) zum Ausschieben des eingebrachten Aktors (15,16) aufweisen und dass der Aktor (15, 16) über Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs verfügt.
  2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verläufe in ihrer Winkelposition bezüglich der Nockenwelle (2) und/oder der Ausschiebesteigung unterscheiden.
  3. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verschiebenuten (19, 20) voneinander beabstandet auf dem Nockenträger (3) angeordnet sind, wobei insbesondere jeder Verschiebenut (19, 20) ein Aktor (15, 16) zugeordnet ist.
  4. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Verschiebenuten (19, 20) X-förmig angeordnet sind.
  5. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die X-förmige Anordnung mindestens eine weitere Ausschieberampe (25) aufweist, deren Verlauf von den Verläufen der den Verschiebenuten (19, 20) zugeordneten Ausschieberampen (21, 22) verschieden ist.
  6. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Ausschieberampe (25) in einen Kreuzungspunkt (26) der X-förmigen Anordnung mündet.
  7. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Bestimmung der Winkelposition der Nockenwelle (2).
  8. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von den Mitteln entsprechend des Verlaufs erzeugtes Signal einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Bestimmung der den Aktor ausschiebenden Ausschieberampe (21, 22, 25) dient.
  9. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit das Signal anhand der Winkelposition der Nockenwelle (2) auswertet.
  10. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Verschiebevorrichtung (14) vorgesehen ist.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine einen Ventiltrieb (1), insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, besitzt, der über mindestens eine Nockenwelle (2), auf der drehfest und axial verschiebbar mindestens ein Nockenträger (3) vorgesehen ist, und eine Verschiebevorrichtung (14) zum axialen Verschieben des Nockenträgers (3) auf der Nockenwelle (2) verfügt, wobei die Verschiebevorrichtung (14) mindestens einen, in eine von mindestens zwei auf dem Nockenträger (3) vorgesehenen, zumindest abschnittsweise schräg verlaufenden Verschiebenuten (19, 20) einbringbaren Aktor (15, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebenuten (19, 20) sich im Verlauf unterscheidende Ausschieberampen (21, 22) zum Ausschieben des eingebrachten Aktors (15, 16) aufweisen und dass der Aktor (15, 16) über Mittel zum Feststellen des jeweiligen Verlaufs verfügt.
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