DE102010011897A1 - Ventiltrieb mit Nockenwelle mit axial verschiebbarer Nockeneinheit - Google Patents

Ventiltrieb mit Nockenwelle mit axial verschiebbarer Nockeneinheit Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine Nockenwelle (2) mit einer Nockeneinheit (4) zur Betätigung eines Gaswechselventils, wobei die Nockeneinheit (4) zumindest zwei axial hintereinander angeordnete Nockenbahnen (NB1, NB2) aufweist und drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle (2) angeordnet ist, und ein Betätigungsprofil aufweist, das mit einem zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition radial zur Achse der Nockenwelle (2) verschiebbaren Betätigungselement zum Zwecke des axialen Verschiebens der Nockeneinheit (4) auf der Nockenwelle (2) zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist das Betätigungsprofil durch die seitliche Stirnfläche (AS) der Nockeneinheit (4) gebildet, und weist das Betätigungselement zur Verschiebung der Nockeneinheit (4) von einer axialen Position in eine andere axiale Position zumindest einen in radialer Richtung zwischen der Ruheposition und der Betätigungsposition verschiebbaren Betätigungsstift auf. Dabei wirkt der Betätigungsstift derart mit einer seitlichen Stirnfläche (AS) der Nockeneinheit (4) zusammen, dass eine axiale Verschiebung der Nockeneinheit (4) erfolgt, wobei in jeder axialen Position eine andere Nockenbahn (NB1, NB2) zur Betätigung des Gaswechselventils aktiviert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einer drehfest und axial verschiebbar auf einer Nockenwelle angeordneten Nockeneinheit.
  • Aufgabe einer Nockenwelle ist es, die Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine zu steuern. Um dies möglichst effizient und in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine durchführen zu können, weisen heutige Nockenwellen zum Teil axial verschiebbare Nockeneinheiten mit mehreren unterschiedlichen Nocken(hub)profilen auf. Die unterschiedlichen Nocken(hub)profile der Nockeneinheiten, welche auf das jeweilige Gaswechselventil wirken, sind dabei unterschiedlich ausgeprägt bzw. mit unterschiedlichem Hub(verlauf) ausgebildet und verfügen im Extremfall über keine ausgeprägte Hubkurve (Nullhub), sondern lediglich über einen Grundkreisradius, was eine selektive Zylinderabschaltung ermöglicht.
  • Aus der EP 0 798 451 B1 ist bereits ein Ventiltrieb bekannt, der eine Nockenwelle mit Nocken zur Betätigung von Gaswechselventilen umfasst, wobei mindestens ein Nocken mit mehreren axial hintereinander angeordneten Nockenbahnen versehen und drehfest aber axial verschieblich auf der Nockenwelle angeordnet ist. Der Nocken weist ein sogenanntes Hubprofil auf, welches mit einem Betätigungselement zum Verschieben des Nockens zusammenwirkt, wobei das Hubprofil am Nocken ausgebildet ist, und das Betätigungselement einen Betätigungsstift aufweist, der radial zur Nockenwelle verschieblich in Eingriff mit dem Hubprofil zu bringen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Nocken insgesamt drei nebeneinander angeordnete Nockenbahnen auf, wobei der Nocken ausgehend von einer mittleren Arbeitsstellung in der die mittlere Nockenbahn aktiv ist, um eine Stufe nach links oder um eine Stufe nach rechts verschiebbar ist. Hierfür weist der Nocken an seinen beiden äußeren zylindrischen Enden jeweils eine Hubkurve auf. Dabei ist der Nocken durch Eingriff eines ersten, seiner stirnseitigen Hubkurve zugeordneten, Betätigungsstiftes in eine erste axiale Verschieberichtung verschiebbar, und über einen zweiten Betätigungsstift, der am gegenüberliegenden Ende des Nockens mit einer anderen Hubkurve zusammenwirkt, wieder entgegen dieser Arbeitsrichtung zurückverschiebbar.
  • Ferner ist aus der DE 42 30 877 A1 ein drehfest und axial verschiebbar auf einer Nockenwelle angeordneter Nockenblock mit zwei axial nebeneinander angeordneten Nockenbahnen bekannt, wobei zum Zwecke der axialen Verschiebung des Nockenblocks dieser mit seiner konturierten Stirnfläche mit der konturierten Stirnfläche eines benachbarten Druckringes zusammenwirkt, sobald der Druckring über einen radial in den Druckring eingreifenden Fanghaken blockiert wird.
  • Eine weitere Ausführungsform einer axial verschiebbaren und mehrere nebeneinander angeordnete Nockenbahnen aufweisenden Nockeneinheit ist aus der DE 10 2004 011 586 A1 bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, der eine sehr spezifische Steuerung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit unterschiedlicher Betriebsparameter gewährleistet und dabei konstruktiv derart ausgestaltet ist, dass der erforderliche Bauraum innerhalb der Brennkraftmaschine im Vergleich zu bislang bekannten Ausführungsformen reduziert ist bzw. so klein wie möglich dimensioniert werden kann. Ferner sollen durch die Erfindung auf platzsparende Weise auch Nockeneinheiten mit mehr als zwei axial benachbarten, unterschiedlichen Nockenbahnprofilen bereitstellbar sein.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Ventiltrieb gemäß der Erfindung umfasst eine Nockenwelle mit einer drehfest und axial verschiebbar gelagerten Nockeneinheit zur Betätigung eines Gaswechselventils, wobei die Nockeneinheit zumindest zwei axial hintereinander (nebeneinander) angeordnete Nockenbahnen aufweist. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Nockeneinheit eine Mehrzahl n von Nockenbahnen mit n ≥ 3 auf. Darüber hinaus weist die Nockeneinheit gemäß der Erfindung ein Betätigungsprofil auf, das mit einem zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition radial zur Achse der Nockenwelle verschiebbaren (und ortsfest in einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine angeordneten) Betätigungselement zum Zwecke des (stufenweisen) axialen Verschiebens der Nockeneinheit auf der Nockenwelle zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist das Betätigungsprofil der Nockeneinheit durch die seitliche Stirnfläche derselben gebildet. Gemäß der Erfindung ist das Betätigungselement der Nockeneinheit als mit einem (insbesondere als mit einer Mehrzahl (n – 1) von) in radialer Richtung zwischen der Ruheposition und der Betätigungsposition verschiebbaren Betätigungsstiften) ausgebildet, wobei der zumindest eine Betätigungsstift derart mit der seitlichen Stirnfläche der Nockeneinheit zusammenwirkt, dass eine axiale seitliche Verschiebung der Nockeneinheit auf der Nockenwelle erfolgt. Dabei ist in jeder Position der Nockeneinheit eine andere Nockenbahn zur Betätigung des Gaswechselventils aktiviert (bzw. wirkt in jeder Stufe eine andere Nockenbahn zur Betätigung des Gaswechselventils mit dem Nockenfolger zur Gaswechselventilbetätigung zusammen).
  • In unterschiedlichen Weiterbildungen der Erfindung kann das Betätigungselement entweder eine Mehrzahl von separaten axial (unmittelbar) nebeneinander angeordneten (einzeln radial verschiebbaren) Betätigungsstiften oder aber eine Mehrzahl von koaxial zueinander angeordneten (einzeln radial verschiebbaren) Betätigungsstiften aufweisen. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die durch das auf einer Seite der Nockeneinheit angeordnete Betätigungselement (bzw. durch dessen einzelne Betätigungsstifte) bereitgestellte und mit der seitlichen Stirnfläche der Nockeneinheit zusammenwirkende (wirksame) Betätigungsfläche durch die Schaltung des zumindest einen Betätigungsstiftes einfach – oder bevorzugt mehrfach in die gleiche Verschieberichtung – verschoben wird bzw. wandert.
  • Die Nockeneinheit kann an beiden seitlichen Stirnflächen ein entsprechendes Betätigungsprofil aufweisen, so dass beiden seitlichen Stirnflächen der Nockeneinheit jeweils ein separates, insbesondere mehrstufig schaltbares Betätigungselement zugeordnet ist. Hierdurch ist eine Art Zwangsführung bzw. Zwangsverschiebung in beide Verschieberichtungen gewährleistet. Alternativ hierzu kann die Nockeneinheit an lediglich einer Stirnfläche ein mit dem Betätigungselement zusammenwirkendes Betätigungsprofil aufweisen, und auf ihrer anderen Stirnfläche im Wesentlichen plan ausgebildet und über ein Federelement (Rückstellfeder) entgegen der Verschieberichtung mit einer Federkraft beaufschlagt sein kann. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnungsfigur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In der einzigen Zeichnungsfigur (1) ist ausschnittsweise eine Nockenwelle 2 mit einer darauf angeordneten Nockeneinheit 4 schematisch dargestellt. Die Nockeneinheit 4 ist in herkömmlich bekannter Weise drehfest und axial verschiebbar gelagert auf der Nockenwelle 2 angeordnet. Die Nockeneinheit 4 weist zumindest ein als Mehrfachnocken ausgebildetes und mit einem Nockenfolger NF zusammenwirkendes Betätigerelement BE auf.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Nockeneinheit 4 insgesamt zwei als Mehrfachnocken ausgebildete und axial voneinander beabstandete Betätigerelemente BE, BE' zur zeitgleichen Betätigung von zwei Einlass- oder Auslassgaswechselventilen eines Zylinders einer Brennkraftmaschine auf. Dabei sind die beiden benachbarten Betätigerelemente BE, BE' über einen ringzylindrisch ausgebildeten Verbindungskörper (insbesondere einteilig) miteinander verbunden. Die Nockenwelle 2 ist im Bereich des Nockenelementes 4 über deren Verbindungskörper drehbar in einer Lageraufnahme L eines Leiterrahmens oder eines Zylinderkopfes angeordnet. Die Nockeneinheit 4 ist zur Einstellung unterschiedlicher Nockenhubprofile als Verschiebe-Nockeneinrichtung verschiebbar (angedeutet durch Doppelpfeil) in der Lageraufnahme L angeordnet. Mit Vorteil verfügt jeder Mehrfachnocken der Nockeneinheit 4 über insgesamt mindestens zwei (im dargestellten Ausführungsbeispiel über drei) unterschiedliche Nockenbahnen (Nockenhubprofile) NB1, NB2, NB3; NB1', NB2', NB3'. Ferner weist die Nockeneinheit 4 im dargestellten Ausführungsbeispiel stirnseitig an beiden axialen Enden ein Betätigungsprofil (bzw. ein in axialer Richtung wirkendes Hubprofil) auf, welches durch die jeweilige seitliche Stirnfläche AS, AS' der Nockeneinheit 4 gebildet ist. Zum Zwecke der axialen Verschiebung der Nockeneinheit 4 auf der Nockenwelle 2 ist ein Betätigungselement 6(6.1; 6.2); 6'(6.1'; 6.2') mit radial ausfahrbaren Betätigungsstiften 6.11, 6.12; 6.21, 6.22; 6.11', 6.12'; 6.21', 6.22' vorgesehen, welches mit Vorteil an einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine angebunden und damit ortsfest zur Nockenwelle 2 angeordnet/positioniert ist.
  • Das Betätigungselement 6(6.1; 6.2); 6'(6.1'; 6.2') ist beispielhaft in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt.
  • In einer ersten Ausführungsform kann das Betätigungselement 6(6.1); 6'(6.1') eine Mehrzahl von separaten axial nebeneinander angeordneten und einzeln schaltbaren (radial verschiebbaren/ausfahrbaren) Betätigungsstiften 6.11, 6.12; 6.11', 6.12' aufweisen (untere Ausführung des Betätigungselementes – Ausschnitt I). In einer alternativen Ausführungsform des Betätigungselementes 6(6.2); 6'(6.2') weist dieses eine Mehrzahl von koaxial zueinander angeordneten (radial verschiebbaren/ausfahrbaren) und einzeln schaltbaren Betätigungsstiften 6.21, 6.22; 6.21', 6.22' auf (obere Ausführungsform des Betätigungselementes – Ausschnitt II).
  • Die im dargestellten Ausführungsbeispiel doppelt vorhandenen und gleich wirkenden Bauteile (für die beidseitige axiale Verschiebung der Nockeneinheit 4) werden einheitlich mit gleichen Bezugzeichen bezeichnet, wobei die Bauteile für die Rückstellung (bzw. die Verstellung zurück in die dargestellte Ausgangsposition) gestrichen bezeichnet sind. Die Wirkungsweise der Erfindung wird der besseren Übersichtlichkeit halber vorrangig unter Bezugnahme auf die nicht gestrichenen Bezugszeichen beschrieben. Erst bei der Beschreibung der rückstellenden Wirkungsweise werden die gestrichenen Bezugszeichen verwendet.
  • Die Betätigung bzw. Verschiebung der drehfest und axial auf der Nockenwelle 2 verschiebbar gelagerten Nockeneinheit 4 erfolgt durch ein Betätigungselement 6.1; 6.2, wie es vorstehend in zwei unterschiedlichen, alternativen Ausführungsformen beschrieben wurde. Die durch die seitliche Stirnfläche AS gebildete (randseitig offene) Kurvenbahn der Nockeneinheit 4 ermöglicht es, durch Zusammenwirken mit einem Betätigungsstift (bzw. durch Betätigung mittels eines Betätigungsstiftes) 6.11, 6.12; 6.21, 6.22 die Nockeneinheit 4 auf der Nockenwelle 2 axial um die Hubbreite bhub bzw. durch den Hub der stirnseitigen Kurvenbahn zu verschieben. Hierfür sind Stirnfläche AS und Betätigungselemente 6.1; 6.2 derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass gewährleistet ist, dass der Nockenfolger NF zum Zeitpunkt der durch das Zusammenwirken von Betätigungselement 6.1; 6.2 und Stirnfläche AS bewirkten axialen Verschiebung mit dem gemeinsamen Grundkreisbereich der Nockeneinheit 4 zusammenwirkt. Die wirksamen Betätigungsflächen der Betätigungsstifte 6.11, 6.12; 6.21, 6.22 des Betätigungselementes 6(6.1; 6.2) sind um eine Breite b, welche i. W. auch der einzelnen Breite einer Nockenbahnen NB1, NB2, NB3 als auch i. W. der axialen Hubbreite bhub des Betätigungsprofils entspricht, axial voneinander beabstandet. Dabei ist die stirnseitige Kurvenbahn der Nockeneinheit 4 derart ausgebildet, dass in einer Draufsicht gemäß 1 gesehen, die Nockeneinheit 4 ausgehend von einem Punkt P1 der geringsten axialen Breite im Verlaufe der stirnseitigen Kurvenbahn aufgrund einer Verdrehung von 180 Grad um den Abstand bzw. die Hubbreite bhub im Punkt P2 verbreitert wird. Mit Vorteil fallen der Punkt P1 der geringsten axialen Breite und der Scheitelpunkt von zumindest einem Nockenhub des Mehrfachnockens umfänglich gesehen zusammen.
  • Ausgehend von einer in 1 dargestellten Betriebsposition, in der die Nockeneinheit 4 axial in ihre rechte Endposition verschoben ist und somit die am weitesten links stehende Nockenbahn NB1 mit dem Nockenfolger NF zusammenwirkt, kann die Nockeneinheit 4 stufenweise (hier: in zwei Stufen) axial nach links verschoben werden, sodass wahlweise von der Nockenbahn NB1 mit dem größten Nockenhub auf eine Nockenbahn NB2 mit einem mittleren Ventilhub oder eine Nockenbahn NB3 mit einem geringen Ventilhub (beispielsweise auch einem Nullhub) umgeschaltet werden kann. Hierfür sind in der dargestellten Ausführungsform die Betätigungsstifte 6.11, 6.12; 6.21, 6.22 des Betätigungselementes 6.1; 6.2 auf der rechten Seite der Nockeneinheit 4 (wobei ausgehend von der dargestellten Betriebsposition eine Verschiebung nach links erfolgen soll) derart oberhalb (bzw. radial beabstandet von) der Nockeneinheit 4 angeordnet, dass ein erster Betätigungsstift 6.11; 6.21 im Punkt P1 der geringsten axialen Breite im Falle seines Ausfahrens mit der seitlichen Stirnfläche AS (Kurvenbahn) der Nockeneinheit 4 zusammenwirkt, und dass ein zweiter – mit seiner wirksamen Betätigungsfläche in axialer Verschieberichtung gesehen unmittelbar (links) neben dem ersten Betätigungs stift 6.11; 6.21 angeordneter – Betätigungsstift 6.12; 6.22 im Falle seines Ausfahrens keinen Eingriff mit der stirnseitigen Kurvenbahn nehmen kann, sondern vielmehr auf den zylindrischen Abschnitt der Nockeneinheit 4 (ohne einen verschiebewirksamen Profileingriff) zum Aufliegen kommen würde. In einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform der Nockeneinheit 4 kann der zylindrische Abschnitt zwischen äußerer Nockenbahn NB3 und dem Punkt P1 mit der geringsten axialen Breite entfallen, so dass der Punkt P1 unmittelbar an die äußere Nockenbahn NB3 angrenzt (also um die Breite des zylindrischen Abschnitts nach innen verlagert ist).
  • Zum Zwecke der Verschiebung der Nockeneinheit 4 aus der dargestellten rechten Endposition in Verschieberichtung nach links wird der erste, rechts außen befindliche Betätigungsstift 6.12; 6.21 (bzw. der Betätigungsstift, dessen wirksame der Stirnfläche AS zugekehrte Betätigungsfläche (Betätigungsfläche jeweils mit dicker Zeichenlinie dargestellt) sich am weitesten rechts befindet) radial in Richtung Nockenwellenachse ausgefahren, sodass er mit seiner wirksamen Betätigungsfläche dann bei Verdrehung der Nockenwelle 2 mit der stirnseitigen Kurvenbahn der Nockeneinheit 4 zusammenwirkt. Bei radial ausgefahrenem Betätigungsstift 6.11; 6.21 setzt die axiale Verschiebung der Nockeneinheit 4 – ausgehend von der dargestellten Position – erst nach einer Verdrehung der Nockenwelle 2 um ca. 90° ein. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Nockenfolger dann bereits im gemeinsamen Grundkreisbereich des rechten Betätigungselements (Mehrfachnockens) BE, sodass eine axiale Verschiebung in Verschieberichtung nach links erfolgen kann. Sobald aufgrund der Nockenwellendrehung (von 180°) eine Verschiebung der Nockeneinheit 4 um eine Hubbreite bhub erfolgt ist, kann die Nockeneinheit 4 in der erreichten Verschiebeposition, in der sie mit ihrer mittleren Nockenbahn NB2 mit dem Nockenfolger NF zusammenwirkt, arretiert werden. Hierfür ist in den Nockenwellenschaft der Nockenwelle 2 eine entsprechende Arretierungsvorrichtung AV integriert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Arretierungseinrichtung AV durch eine im Inneren der Nockenwelle 2 gegen eine Federkraft gelagerte Kugel K gebildet, welche zum Zwecke der Arretierung mit einer der jeweiligen Nockenbahn NB1, NB2, NB3 zugeordneten Profilnut N zusammenwirkt. Ausgehend von der mittleren Nockenbahnposition (NB2) kann die Nockeneinheit 4 um eine weitere Stufe (um die Hubbreite bhub ) in die gleiche Verschieberichtung (hier: nach links) verschoben werden. Hierfür wird der mit seiner Betätigungsfläche unmittelbar in Verschieberichtung gesehen neben dem ersten Betätigungsstift 6.11; 6.21 angeordnete zweite Betätigungsstift 6.12; 6.22 radial ausgefahren, so dass er mit seiner Betätigungsfläche mit der seitlichen Stirnfläche AS der Nockeneinheit 4 zusammenwirkt und diese um eine weitere Stufe (der Hubbreite bhub ) nach links (in die linke End- bzw. Anschlagposition) verschiebt.
  • Zum Zwecke der Rückstellung der Nockeneinheit 4 aus einer um eine Position/Stufe nach links verschobenen Betriebsposition in die ursprüngliche Ausgangsposition ganz nach rechts kann die Nockeneinheit 4 mit einer (nicht dargestellten) Federeinheit (Rückstellfeder) beaufschlagt sein. In diesem Falle würde die Arretierung nicht wie dargestellt durch eine druckfederbeaufschlagte Kugel K, die mit einer Profilnut N zusammenwirkt gebildet, sondern durch steuerbare/schaltbare beispielsweise hydraulisch betätigbare, steuerbare Arretierelemente, welche mit entsprechenden den Nockenbahnen NB1, NB2, NB3 zugeordneten Öffnungen der Nockeneinheit 4 zusammenwirken.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Rückstellung der Nockeneinheit 4 (aus der vorstehend beschriebenen mittleren Position oder der linken Endposition) in die andere axiale Verschieberichtung nach rechts über ein zweites (linksseitig angeordnetes) Betätigungselement 6'(6.1'; 6.2') vorgesehen. Hierfür weist die Nockeneinheit 4 auf ihrer gegenüberliegenden Seite (hier ihrer linken seitlichen Stirnfläche AS') eine insbesondere spiegelsymmetrisch zur Stirnfläche AS der rechten Seite ausgebildete Stirnfläche AS' (Kurvenbahn) auf. Diese Kurvenbahn wirkt (analog zu der Betätigerausgestaltung auf der rechten Seite) mit einem Betätigungselement 6'(6.1'; 6.2'), welches entweder eine Mehrzahl axial nebeneinander angeordneter und einzeln schaltbarer Betätigungsstifte 6.11', 6.12' oder eine Mehrzahl koaxial zueinander angeordnete und einzeln schaltbarer Betätigungsstifte 6.21', 6.22' aufweist, zusammen.
  • Um eine zwangsgeführte Rückführung bzw. axiale Rückverstellung der Nockeneinheit 4 zu gewährleisten, ist – ausgehend von der dargestellten Ausgangsposition (Nockeneinheit 4 in rechter Anschlagposition) – das der gegenüberliegenden Stirnfläche AS' der Nockeneinheit 4 zugeordnete Betätigungselement 6.1'; 6.2' axial derart ortsfest im Gehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet, dass deren Betätigungsstift 6.12'; 6.22' für die Rückstellung aus der mittleren Nockenbahnpostion NB2 (bzw. aus der Position der einstufig nach links verstellten Nockeneinheit 4) mit seiner der seitlichen Stirnfläche AS' zugekehrten (wirksamen) Betätigerfläche in axialer Richtung um mindestens eine axiale Hubbreite bhub von dem Punkt P1' mit der geringsten axialen Breite der stirnseitigen Kurvenbahn beabstandet ist. Da der Punkt P1' der geringsten axialen Breite der Kurvenbahn und ihr Punkt P2' mit der größten axialen Breite ebenfalls axial um die Hubbreite bhub beabstandet sind, ist der der Nockeneinheit 4 nächstliegende Betätigungsstift 6.12'; 6.22' (Betätigungsstift für Rückstellung der aus rechter Endposition einstufig nach links verschobenen Nockeneinheit 4) mit seiner wirksamen Fläche derart angeordnet, dass bei radialer Verschiebung des Betätigungsstiftes 6.12'; 6.22' (bei axialer rechter Endposition der Nockeneinheit 4), zu jedem Verdrehwinkel der Nockenwelle 2 gerade kein Eingriff des Betätigungsstiftes 6.12'; 6.22' mit seiner wirksamen Betätigungsfläche an der stirnseitigen Kurvenbahn der seitlichen Stirnfläche AS' der Nockeneinheit 4 erfolgt. Der Betätigungsstift 6.11'; 6.21' für die Rückstellung nach zweistufiger Verschiebung nach links (bzw. Rückstellung aus linker Anschlagposition) ist mit seiner wirksamen Betätigungsfläche um zirka die zweifache Hubbreite bhub vom Punkt P1' der geringsten axialen Breite der Nockeneinheit 4 beabstandet angeordnet.
  • Ausgehend von einer axialen Endposition, in der die Nockeneinheit 4 wie in 1 dargestellt ganz nach rechts verschoben ist (rechte Endposition), kann die Nockeneinheit 4 durch eine Betätigung des Betätigungsstiftes 6.11; 6.21, welcher sich mit seiner wirksamen Betätigungsfläche rechts außen befindet und als einziger in der dargestellten Position mit der stirnseitigen Kurvenbahn der seitlichen Stirnfläche AS in Eingriff bringbar ist, um eine Stufe nach links verschoben werden. Hierfür wird der Betätigungsstift 6.11; 6.21 radial in Richtung Nockenwellenachse verschoben bzw. ausgefahren, so dass bei einer Verdrehung der Nockenwelle 2 der Betätigungsstift 6.11; 6.21 mit seiner wirksamen Fläche mit der stirnseitigen Kurvenbahn der Nockeneinheit 4 zusammenwirkt und die Nockeneinheit 4 um eine Stufe (welche i. W. der Hubbreite bhub entspricht) nach links verschiebt. Ausgehend von diesem Betriebszustand, in dem die Nockeneinheit 4 um eine Stufe (nach links) verschoben und durch eine vorstehend beschriebene Arretiervorrichtung AV fixiert ist, kann die Nockeneinheit 4 durch eine Betätigung des linken Betätigungsstiftes 6.12 bzw. des als äußerer Koaxialringstift ausgebildeten Betätigungsstiftes 6.22 des rechtsseitig angeordneten Betätigungselements 6.1; 6.2 um eine weitere Position nach links verschoben werden, so dass die Nockeneinheit 4 mit ihrer Nockenbahn NB3 mit dem kleinsten Ventilhub mit dem Nockenfolger NF in Eingriff steht.
  • Soll die Nockeneinheit 4 ausgehend von dieser nunmehr eingenommenen axialen (linken) Endposition, in der die Nockeneinheit 4 ganz nach links verschoben ist, wieder nach rechts verschoben werden, muss in umgekehrter Reihenfolge eine Betätigung des Betätigungselements 6.1'; 6.2' der linken Seite erfolgen, indem in einem ersten Schritt der mit seiner wirksamen Betätigungsfläche links außen liegende Betätigungsstift 6.11'; 6.21' ausgefahren und mit seiner wirksamen Fläche mit der stirnseitigen Kurvenbahn der seitlichen Stirnfläche AS' auf der linken Seite der Nockeneinheit 4 in Eingriff gebracht wird, so dass eine Verschiebung um eine Hubbreite bhub in eine Betriebsposition erfolgt, in der die Nockeneinheit 4 mit der mittleren Nockenbahn NB2 in Eingriff steht. Analog hierzu kann in einem zweiten Schritt durch Betätigung des mit seiner wirksamen Betätigungsfläche rechts (innen) liegenden Betätigungsstiftes 6.12' bzw. des äußeren koaxialen Betätigungsstiftes 6.22' (Koaxialringstift) auf der linken Seite der Nockeneinheit 4 eine weitere Verschiebung um eine Position nach rechts in die rechte Anschlagposition erfolgen.
  • Das der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel, in welchem die Nockeneinheit 4 insgesamt zwei voneinander beabstandete Betätigungselemente (Mehrstufennocken) mit insgesamt drei Nockenbahnprofilen NB1, NB2, NB3 aufweist, ist lediglich eine mögliche Ausführungsform der Erfindung. Alternativ kann eine Nockeneinheit 4 ebenfalls mit lediglich einem Betätigungselement BE oder mit mehr als zwei Betätigungselementen BE mit unterschiedlichen Nockenprofilbahnen NB1, NB2, NB3 (auch mit zwei oder mit mehr als drei verschiedenen Nockenprofilbahnen) vorgesehen sein, bei dem entweder an einer seitlichen Stirnfläche AS eine stirnseitige randoffene Kurvenbahn oder aber an beiden Seiten (AS; AS') eine stirnseitige offene Kurvenbahn vorgesehen ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0798451 B1 [0003]
    • DE 4230877 A1 [0004]
    • DE 102004011586 A1 [0005]

Claims (6)

  1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, umfassend – eine Nockenwelle (2) mit einer Nockeneinheit (4) zur Betätigung eines Gaswechselventils, wobei die Nockeneinheit (4) zumindest zwei axial hintereinander angeordnete Nockenbahnen (NB1, NB2) aufweist und drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle (2) angeordnet ist, und ein Betätigungsprofil aufweist, das mit einem zwischen einer Ruheposition und einer Betätigungsposition radial zur Achse der Nockenwelle (2) verschiebbaren Betätigungselement (6) zum Zwecke des axialen Verschiebens der Nockeneinheit (4) auf der Nockenwelle (2) zusammenwirkt, wobei – das Betätigungsprofil durch eine seitliche Stirnfläche (AS) der Nockeneinheit (4) gebildet ist, – und das Betätigungselement (6) zur Verschiebung der Nockeneinheit (4) von einer axialen Position in eine andere axiale Position zumindest einen in radialer Richtung zwischen der Ruheposition und der Betätigungsposition verschiebbaren Betätigungsstift aufweist, der derart mit der seitlichen Stirnfläche (AS) zusammenwirkt, dass eine axiale Verschiebung der Nockeneinheit (4) erfolgt, wobei in jeder axialen Position eine andere Nockenbahn (NB1, NB2) zur Betätigung des Gaswechselventils aktiviert ist.
  2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Nockeneinheit (4) zumindest drei axial hintereinander angeordnete Nockenbahnen (NB1, NB2, NB3) aufweist, – und das Betätigungselement (6) zur mehrstufigen Verschiebung der Nockeneinheit (4) eine Mehrzahl von Betätigungsstiften (6.11, 6.12) aufweist.
  3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das Betätigungselement (6.1) eine Mehrzahl von separaten, axial nebeneinander angeordneten Betätigungsstiften (6.11, 6.12) aufweist.
  4. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das Betätigungselement (6.2) eine Mehrzahl von koaxial zueinander angeordneten Betätigungsstiften (6.21, 6.22) aufweist.
  5. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Nockeneinheit (4) an beiden seitlichen Stirnflächen (AS, AS') ein Betätigungsprofil aufweist, und – beiden seitlichen Stirnflächen (AS, AS') jeweils ein separates Betätigungselement (6.1, 6.1'; 6.2, 6.2') zugeordnet ist.
  6. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – eine Arretierungsvorrichtung (AV) zur zeitweisen Arretierung der Nockeneinheit (4) in unterschiedlichen axialen Positionen, wobei in jeder axialen Position ein Nockenfolger (NF) mit einer anderen Nockenbahn (NB1, NB2) der Nockeneinheit (4) in Eingriff steht, und wobei durch die Mittel (AV) eine kraftformschlüssige Verbindung zwischen Nockenwelle (2) und Nockeneinheit (4) gebildet ist.
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