Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung mit einer Nockenwellenvorrichtung sowie einen Aktuator für eine solche Ventiltriebvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Ventiltriebvorrichtung.The invention relates to a valve drive device with a camshaft device and an actuator for such a valve train device and a method for operating such a valve train device.
Es sind bereits Ventiltriebvorrichtungen mit einer Nockenwellenvorrichtung mit zumindest einem Nockenelement, das für eine Ventilhubumschaltung zu einer axialen Verschiebung vorgesehen ist, und das zur Verschiebung zumindest eine Kulissenbahn aufweist, die zumindest ein Schaltsegment aufweist, und die in zumindest einem Teilbereich zur Verzögerung des Nockenelements vorgesehen ist, und mit einem Aktuator bekannt.There are already valve train devices with a camshaft device having at least one cam element, which is provided for a valve lift switching to an axial displacement, and which has at least one slide track for displacement, which has at least one switching segment, and which is provided in at least a portion for delaying the cam member , and known with an actuator.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, Betrieb und Herstellung einer Ventiltriebvorrichtung mit einer schaltbaren Nockenwellenvorrichtung zu vereinfachen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Nockenwellenvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 und einem Aktuator entsprechend dem Anspruch 5 sowie ein Verfahren entsprechend dem Anspruch 8 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object to simplify operation and production of a valve train device with a switchable camshaft device. It is achieved by a camshaft device according to the invention according to claim 1 and an actuator according to claim 5 and a method according to claim 8. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einer Nockenwellenvorrichtung mit zumindest einem Nockenelement, das für eine Ventilhubumschaltung zu einer axialen Verschiebung vorgesehen ist, und das zur Verschiebung zumindest eine Kulissenbahn aufweist, die zumindest ein Schaltsegment aufweist, und in zumindest einem Teilbereich zur Verzögerung des Nockenelements vorgesehen ist.The invention is based on a camshaft device with at least one cam element, which is provided for a valve lift switching to an axial displacement, and which has at least one slide track for displacement, which has at least one switching segment, and is provided in at least a partial area for deceleration of the cam member.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kulissenbahn in dem Teilbereich zur Verzögerung des Nockenelements zumindest einen ansteigenden Kulissengrund aufweist. Dadurch kann das Nockenelement mittels des zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereichs besonders vorteilhaft und schnell abgebremst werden, sodass die Kulissenbahn besonders vorteilhaft kurz ausgebildet werden kann. Durch die kurz ausgebildete Kulissenbahn kann die Nockenwellenvorrichtung besonders kostengünstig hergestellt werden. Unter einem „Nockenelement” soll insbesondere ein Element verstanden werden, das drehfest auf einer Nockenwelle angeordnet und zur Betätigung eines Ventils dazu vorgesehen ist, das entsprechende Ventil direkt oder indirekt mit zumindest einem Hub zu beaufschlagen. Unter einer „Nockenwelle” soll dabei insbesondere eine Welle verstanden werden, die zur Betätigung eines oder mehrerer Ventile einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine vorgesehen ist und zur Betätigung eines Ventils jeweils zumindest eine Nockenbahn aufweist. Dabei ist es sowohl denkbar, dass die Nockenwelle als Einlassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, Einlassventile zu betätigen, als auch, dass die Nockenwelle als Auslassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, Auslassventile zu betätigen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Nockenwelle als kombinierte Ein- Auslassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, zumindest ein Ein- und zumindest ein Auslassventil zu betätigen. Unter einer „axialen Verschiebung” soll dabei insbesondere entlang einer Verschiebeachse, die insbesondere koaxial zu einer Hauptrotationsachse der Nockenwelle liegt, um die die Nockenwelle während eines Betriebs rotiert, verschoben verstanden werden, wodurch insbesondere eine axiale Position des Nockenelements auf der Nockenwelle verstellt werden kann. Unter einer „Kulissenbahn” soll insbesondere eine Bahn zur ein- oder beidseitigen Zwangsführung eines Schaltpins verstanden werden. Die Kulissenbahn ist vorzugsweise in Form eines Stegs, in Form eines Schlitzes und/oder in Form einer Nut ausgebildet. Der Schaltpin ist vorzugsweise in Form eines den Steg umgreifenden Schaltschuhs, in Form eines in den Schlitz eingreifenden Pins und/oder in Form eines in der Nut geführten Pins ausgebildet. Unter „eingreifen” soll dabei insbesondere in einen formschlüssigen Kontakt treten verstanden werden, wobei insbesondere der Schaltpin in zwei axialen Richtungen formschlüssig mit der Kulissenbahn in Kontakt tritt. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem „Schaltsegment” soll insbesondere ein Segment der Kulissenbahn verstanden werden, das zumindest eine axiale Schrägstellung aufweist. Unter einer „axialen Schrägstellung” soll insbesondere verstanden werden, dass die Kulissenbahn in diesem Segment eine Schrägstellung aufweist, durch die ein Verlauf der Kulissenbahn von einer Kreislinie um die Hauptrotationsachse der zumindest drei Nockenelemente axial abweicht, wodurch eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine axial wirkende Kraft umgesetzt werden kann. Unter einem „Segment” soll insbesondere ein Teil der Kulissenbahn verstanden werden, dem eine definierte Funktion, beispielsweise Schalten des zumindest einen Nockenelements, Einspuren eines Schaltpins oder Ausspuren eines Schaltpins, zugeordnet ist. Unter einem „zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich” soll dabei insbesondere ein Teilbereich der Kulissenbahn verstanden werden, der durch seine geometrischen Eigenschaften, wie beispielsweise durch seinen Verlauf, das Nockenelement, während der Schaltpin in dem Teilbereich in Eingriff ist, in Schaltrichtung verzögert. Unter einer „Verzögerung des Nockenelements” soll dabei insbesondere eine Verzögerung des Nockenelements in Schaltrichtung am Ende der axialen Verschiebung des Nockenelements verstanden werden.It is proposed that the slide track in the partial area for deceleration of the cam element has at least one rising cam base. As a result, the cam element can be braked particularly advantageously and quickly by means of the partial region provided for deceleration, so that the slide track can be formed particularly advantageously short. Due to the short-formed slide track, the camshaft device can be made particularly inexpensive. A "cam element" is to be understood in particular an element which is non-rotatably arranged on a camshaft and is provided for actuating a valve to act on the corresponding valve directly or indirectly with at least one hub. A "camshaft" is to be understood in particular as meaning a shaft which is provided for actuating one or more valves of a motor vehicle internal combustion engine and in each case has at least one cam track for actuating a valve. It is also conceivable that the camshaft is formed as an intake camshaft and is provided to actuate intake valves, as well as that the camshaft is formed as an exhaust camshaft and is provided to actuate exhaust valves. In principle, it is also conceivable that the camshaft is designed as a combined inlet-exhaust camshaft and is provided to actuate at least one inlet and at least one outlet valve. An "axial displacement" is to be understood here in particular along a displacement axis which is in particular coaxial with a main axis of rotation of the camshaft about which the camshaft rotates during operation, whereby in particular an axial position of the cam element on the camshaft can be adjusted. A "slide track" is to be understood in particular a track for single or double positive guidance of a shift pin. The slide track is preferably in the form of a web, in the form of a slot and / or in the form of a groove. The switching pin is preferably designed in the form of a bridge shoe encompassing the web, in the form of a pin engaging in the slot and / or in the form of a pin guided in the slot. By "engaging" is to be understood in particular in a positive contact, wherein in particular the switching pin in two axial directions positively engages the slide track in contact. By "intended" is intended to be understood in particular specially designed and / or equipped. A "switching segment" is to be understood in particular a segment of the slide track, which has at least one axial inclined position. By an "axial inclination" is to be understood in particular that the slide track in this segment has an inclined position through which a course of the slide track of a circular line around the main axis of rotation of the at least three cam elements axially deviates, whereby a rotational movement of the camshaft in an axially acting force can be implemented. A "segment" is to be understood, in particular, as a part of the slide track, to which a defined function, for example switching of the at least one cam element, engagement of a shift pin or out of alignment of a shift pin, is assigned. A "portion intended for deceleration" should be understood to mean, in particular, a partial region of the slide track which, due to its geometric properties, such as, for example, its course, delays the cam element while the shift pin is engaged in the partial area in the shift direction. A "deceleration of the cam element" is to be understood in particular as a deceleration of the cam element in the switching direction at the end of the axial displacement of the cam element.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kulissenbahn zumindest ein Ausspursegment umfasst, das überlappend mit dem Teilbereich zur Verzögerung des Nockenelements ausgebildet ist. Dadurch kann der Teilbereich zur Verzögerung besonders vorteilhaft in das Ausspursegment integriert werden und so die Kulissenbahn besonders vorteilhaft kurz ausgebildet werden. Unter einem „Ausspursegment” soll insbesondere ein Segment verstanden werden, bei dem die radiale Schrägstellung eine in Drehrichtung abnehmende Wirkhöhe bewirkt. Unter einer „Drehrichtung” soll insbesondere eine Drehrichtung verstanden werden, entlang der das Nockenelement bei einer Ventilbetätigung mit einer Drehbewegung beaufschlagt wird.It is further proposed that the at least one slide track comprises at least one Ausspursegment that overlaps with the Subregion is formed for delaying the cam member. As a result, the sub-region for deceleration can be integrated into the Ausspursegment particularly advantageous and so the slide track are formed particularly advantageous short. A "Ausspursegment" should be understood in particular a segment in which the radial skew causes a decreasing in the direction of rotation effective height. A "direction of rotation" should in particular be understood as meaning a direction of rotation along which the cam element is subjected to a rotational movement during a valve actuation.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kulissenbahn in einem mit dem Teilbereich zur Verzögerung des Nockenelements überlappenden Bereich des Ausspursegments den in Radialrichtung ansteigenden Kulissengrund und eine in Schaltrichtung abnehmende Komponente aufweist. Dadurch können das Ausspursegment und der zur Verzögerung vorgesehene Teilbereich besonders vorteilhaft ausgebildet werden.In addition, it is proposed that the at least one slide track has in a region of the Ausspursegments overlapping with the sub-region for deceleration of the cam element in the radial direction rising cam base and a decreasing in the switching direction component. As a result, the Ausspursegment and provided for the delay portion can be formed particularly advantageous.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Kulissengrund in dem zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich eine Erhebung ausbildet. Dadurch kann der zur Verzögerung vorgesehene Teilbereich besonders vorteilhaft kurz und insbesondere kürzer als ein zur Beschleunigung vorgesehener Teilbereich der Kulissenbahn ausgebildet werden. Unter einer „Erhebung” soll dabei insbesondere eine Anhebung des Kulissengrunds über eine definierte Länge verstanden werden, wobei der Kulissengrund im Bereich der Erhebung von seiner niedersten Ebene bis auf eine Plateauebene der Erhebung ansteigt, über die definierte Länge eben zu der Plateauebene verläuft und dann von der Plateauebene wieder auf die niederste Ebene des Kulissengrunds absinkt. Es ist ebenso denkbar, dass die Erhebung nicht eben und damit nicht plateauartig ausgeführt ist.Furthermore, it is proposed that the backdrop reason forms an elevation in the partial area provided for deceleration. As a result, the partial region provided for deceleration can be designed to be particularly short and, in particular, shorter than a partial region of the slide track intended for acceleration. A "survey" is to be understood in particular an increase in the backdrop reason over a defined length, the backdrop reason in the survey rises from its lowest level to a plateau level of survey, over the defined length just to the plateau level and then from The plateau level drops back to the lowest level of the backdrop reason. It is also conceivable that the survey is not flat and therefore not executed plateau-like.
Ferner wird erfindungsgemäß ein Aktuator mit zumindest einem Schaltpin, der zur axialen Verstellung eines Nockenelements dazu vorgesehen ist, in eine Kulissenbahn des Nockenelements einzugreifen, und in zumindest einem Betriebszustand zur Verzögerung des Nockenelements gegen eine Bremsfläche, wie beispielsweise einen Kulissengrund des Nockenelements, gedrückt zu werden, vorgeschlagen. Damit wird eine besonders kostengünstige Verzögerungseinheit geschaffen.Further, according to the invention an actuator with at least one switching pin, which is provided for the axial displacement of a cam member to engage in a slide track of the cam member, and in at least one operating state for deceleration of the cam member against a braking surface, such as a crank base of the cam member to be pressed , proposed. This creates a particularly cost-effective delay unit.
Ebenso wird erfindungsgemäß ein Aktuator mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit vorgeschlagen, die dazu vorgesehen ist, den Schaltpin zumindest in einem für eine Verzögerung vorgesehenen Teilbereich der Kulissenbahn aktiv gegen eine Bremsfläche, wie beispielsweise den Kulissengrund, zu drücken. Dadurch kann ein Nockenelement mittels des Aktuators besonders schnell in axialer Richtung verzögert werden und eine Kulissenbahn des Nockenelements dadurch besonders vorteilhaft kurz ausgebildet werden. Unter „aktiv gegen den Kulissengrund drücken” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der Schaltpin des Aktuators mit einer Gegenkraft beaufschlagt wird, die den Schaltpin gegen eine Bremsfläche, wie beispielsweise den Nutgrund, drückt. Durch eine Variation der Gegenkraft kann die Verzögerungswirkung an wechselnde Betriebs- und/oder Umgebungsbedingungen angepasst werden. Unter einer ”Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem ”Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.Likewise, according to the invention, an actuator with a control and / or regulating unit is proposed, which is intended to actively press the switching pin against a braking surface, such as the slide base, at least in a portion of the slide track intended for deceleration. As a result, a cam element can be retarded particularly quickly in the axial direction by means of the actuator, and a slide track of the cam element can thereby be formed particularly advantageously short. Under "actively press against the backdrop reason" is to be understood in particular that the switching pin of the actuator is acted upon by a counter force that presses the shift pin against a braking surface, such as the groove bottom. By varying the counterforce, the delay effect can be adapted to changing operating and / or ambient conditions. A "control and / or regulating unit" should in particular be understood to mean a unit having at least one control unit. A "control unit" is to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system.
Ferner wird eine Ventiltriebvorrichtung mit einer Nockenwellenvorrichtung und/oder einem Aktuator vorgeschlagen. Dadurch kann eine Ventiltriebvorrichtung besonders einfach und vorteilhaft ausgebildet werden.Furthermore, a valve drive device with a camshaft device and / or an actuator is proposed. As a result, a valve drive device can be designed in a particularly simple and advantageous manner.
Zudem wird ein Verfahren für eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einer Nockenwellenvorrichtung, die zumindest ein Nockenelement, das für eine Ventilhubumschaltung zu einer axialen Verschiebung vorgesehen ist und dazu eine Kulissenbahn aufweist, die zumindest ein Schaltsegment umfasst, und zumindest in einem Teilbereich zur Verzögerung des Nockenelements vorgesehen ist, und mit einem Aktuator, der zum Verschieben des Nockenelements zumindest einen Schaltpin umfasst, der zur Verschiebung des Nockenelements in die Kulissenbahn eingreift, vorgeschlagen, wobei das Nockenelement durch einen reibschlüssigen Kontakt des Schaltpins mit einer Bremsfläche, wie beispielsweise dem ansteigenden Kulissengrund, des Teilbereichs zur Verzögerung des Nockenelements und/oder durch aktives drücken des Schaltpins auf den Kulissengrund verzögert wird.In addition, a method for a valve drive device for an internal combustion engine, with a camshaft device having at least one cam element, which is provided for a valve lift switching to an axial displacement and to a slide track, which comprises at least one switching segment, and at least in a partial region for decelerating Cam member is provided, and with an actuator which comprises at least one shift pin for moving the cam member, which engages the displacement of the cam member in the slide track proposed, wherein the cam member by a frictional contact of the switch pin with a braking surface, such as the rising backdrop, of the portion for delaying the cam member and / or delayed by actively pressing the switch pin on the backdrop reason.
Dadurch kann das Nockenelement besonders vorteilhaft und schnell axial verschoben werden.As a result, the cam element can be displaced axially particularly advantageously and quickly.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung 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 will become apparent from the following description of the figures. In the figures, three embodiments of the invention are shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Dabei zeigen: Showing:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung mit einer Nockenwellenvorrichtung und einem Aktuator in einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 a schematic representation of a valve drive device according to the invention with a camshaft device and an actuator in a first embodiment,
2 eine schematische Abwicklung einer Kulissenbahn der Nockenwellenvorrichtung, 2 a schematic development of a slide track of the camshaft device,
3 eine schematische Abwicklung einer Kulissenbahn einer Nockenwellenvorrichtung und ein Aktuator in einem zweiten Ausführungsbeispiel und 3 a schematic development of a slide track of a camshaft device and an actuator in a second embodiment and
4 eine schematische Abwicklung einer Kulissenbahn einer Nockenwellenvorrichtung und ein Aktuator in einem dritten Ausführungsbeispiel. 4 a schematic development of a slide track of a camshaft device and an actuator in a third embodiment.
Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung. Die Ventiltriebvorrichtung ist Teil einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Die Brennkraftmaschine ist zur Erzeugung einer Antriebsenergie für das Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Brennkraftmaschine umfasst eine dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anzahl an Zylindern. Die Brennkraftmaschine weist je Zylinder zwei als Einlassventile ausgebildete Ventile und zwei als Auslassventile ausgebildete Ventile auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Brennkraftmaschine je Zylinder eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anzahl an Ventilen aufweist. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst zur Betätigung der Ventile eine Nockenwellenvorrichtung 23a, die zur Betätigung der als Einlassventile ausgebildeten Ventile eine als Einlassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle 25a und zur Betätigung der als Auslassventile ausgebildeten Ventile eine nicht näher dargestellte, als Auslassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle aufweist. Je Zylinder weist die Nockenwellenvorrichtung 23a jeweils ein Nockenelement 10a auf. Die Nockenelemente 108 sind dabei axial verschiebbar auf der entsprechenden Nockenwelle 25a gelagert. Dabei sind die Nockenelemente 10a drehfest auf der entsprechenden Nockenwelle 25a angeordnet. Im Folgenden sollen lediglich die als Einlassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle 25a und ein darauf angeordnetes Nockenelement 10a beschrieben werden. Die Beschreibung der als Einlassnockenwelle ausgebildeten Nockenwelle 25a und des auf ihr angeordneten Nockenelements 10a kann auch zur Erläuterung der restlichen Nockenelemente und der als Auslassnockenwelle ausgebildeten Nockenwelle und der darauf angeordneten Nockenelemente herangezogen werden.The 1 and 2 show a valve drive device according to the invention. The valve drive device is part of a non-illustrated internal combustion engine for a motor vehicle. The internal combustion engine is provided for generating a drive energy for the motor vehicle. The internal combustion engine comprises a number of cylinders that appears appropriate to a person skilled in the art. The internal combustion engine has two valves designed as inlet valves per cylinder and two valves designed as exhaust valves. In principle, it is also conceivable for the internal combustion engine to have a different number of valves per cylinder for a person skilled in the art. The valve drive device comprises a camshaft device for actuating the valves 23a in that, for actuating the valves designed as inlet valves, a camshaft designed as an intake camshaft 25a and for actuating the exhaust valves designed as a cam not shown, designed as an exhaust camshaft. Each cylinder has the camshaft device 23a one cam element each 10a on. The cam elements 108 are axially displaceable on the corresponding camshaft 25a stored. Here are the cam elements 10a rotationally fixed on the corresponding camshaft 25a arranged. In the following, only designed as the intake camshaft camshaft 25a and a cam member disposed thereon 10a to be discribed. The description of the formed as an intake camshaft camshaft 25a and the cam member disposed thereon 10a can also be used to explain the remaining cam elements and designed as an exhaust camshaft camshaft and the cam elements arranged thereon.
Die Nockenelemente 10a umfassen je zu betätigendem Ventil zwei Nockenbahnen 26a, 27a. Die ersten Nockenbahnen 26a sind einem ersten Betriebsbereich und die zweiten Nockenbahnen 27a einem zweiten Betriebsbereich der Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine zugeordnet. Die zweiten Nockenbahnen 27a weisen dabei beispielsweise eine größere Erhebung auf als die ersten Nockenbahnen 26a und lösen dadurch bei dem entsprechenden Ventil eine größere Ventilerhebung aus. Die Ventiltriebvorrichtung ist dazu vorgesehen, die Nockenelemente 10a zwischen den ersten Nockenbahnen 26a und den zweiten Nockenbahnen 27a umzuschalten, wobei jeweils die ersten Nockenbahnen 26a oder die zweiten Nockenbahnen 27a eines Nockenelements 10a mit dem entsprechenden Ventil in Eingriff sind und dieses betätigen. Das Nockenelement 10a weist zwei Schaltstellungen auf. In den zwei Schaltstellungen weist das Nockenelement 10a jeweils eine unterschiedliche axiale Stellung auf der Nockenwelle 25a auf. In einer ersten Schaltstellung des Nockenelements 10a sind die ersten Nockenbahnen 26a in Eingriff und betätigen das entsprechende Ventil. In einer zweiten Schaltstellung des Nockenelements 10a sind die zweiten Nockenbahnen 27a in Eingriff und betätigen das entsprechende Ventil. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Nockenelemente 10a je zu betätigendem Ventil eine andere Anzahl an Nockenbahnen 26a, 27a aufweisen. Ebenso ist es denkbar, dass die Nockenwelle mit einer oder mehreren Nockenbahnen mehr als ein, also insbesondere zwei oder auch mehr Ventile, betätigt. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar, dass die Nockenelemente 10a jeweils lediglich Nockenbahnen 26a, 27a zur Betätigung eines Ventils aufweisen. Aus Übersichtlichkeitsgründen werden im Folgenden lediglich das Nockenelement 10a und dessen Nockenbahnen 26a, 27a zur Betätigung eines Ventils näher beschrieben und dargestellt. Die folgende Beschreibung ist dabei auch für die restlichen Nockenelemente der Brennkraftmaschine gültig und kann zu deren Erläuterung herangezogen werden.The cam elements 10a Each valve to be actuated comprises two cam tracks 26a . 27a , The first cam tracks 26a are a first operating area and the second cam tracks 27a assigned to a second operating range of the motor vehicle internal combustion engine. The second cam tracks 27a have, for example, a larger survey than the first cam tracks 26a and thereby trigger a larger valve lift at the corresponding valve. The valve drive device is provided for the cam elements 10a between the first cam tracks 26a and the second cam tracks 27a to switch, where in each case the first cam tracks 26a or the second cam tracks 27a a cam element 10a engage with the corresponding valve and operate this. The cam element 10a has two switch positions. In the two switching positions, the cam element 10a each a different axial position on the camshaft 25a on. In a first switching position of the cam element 10a are the first cam tracks 26a engaged and actuate the corresponding valve. In a second switching position of the cam element 10a are the second cam tracks 27a engaged and actuate the corresponding valve. In principle, it is also conceivable that the cam elements 10a each actuated valve, a different number of cam tracks 26a . 27a exhibit. It is also conceivable that the camshaft with one or more cam tracks more than one, so in particular two or more valves operated. In principle, it is also conceivable that the cam elements 10a in each case only cam tracks 26a . 27a have to actuate a valve. For reasons of clarity, in the following only the cam element 10a and its cam tracks 26a . 27a to actuate a valve described and illustrated. The following description is also valid for the remaining cam elements of the internal combustion engine and can be used to explain them.
Das Nockenelement 10a weist zur axialen Verschiebung auf der Nockenwelle 25a eine erste Kulissenbahn 12a auf. Über die erste Kulissenbahn 12a kann das Nockenelement 10a von seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung geschaltet werden. Das Nockenelement 10a weist eine zweite, nicht näher dargestellte Kulissenbahn auf, die zur Verschiebung des Nockenelements 10a von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung vorgesehen ist. Die Kulissenbahnen 12a sind dabei an einem Umfang des Nockenelements 10a zwischen den Nockenbahnen 26a, 27a zur Betätigung des einen Ventils und den Nockenbahnen zur Betätigung des anderen Ventils angeordnet. Grundsätzlich können die Kulissenbahnen auch an anderen Stellen angeordnet sein. Die Kulissenbahnen 12a weisen dabei jeweils teilweise eine S-Form auf. Dabei sind die Kulissenbahnen 12a im wesentlichen äquivalent zueinander ausgebildet, wobei die Kulissenbahnen 12a jeweils einander entgegengesetzte Schaltrichtungen aufweisen, weswegen im Folgenden lediglich die erste Kulissenbahn 12a beschrieben wird, wobei zur Erläuterung der zweiten nicht näher dargestellten Kulissenbahn die folgende Beschreibung herangezogen werden kann.The cam element 10a points to the axial displacement on the camshaft 25a a first slide track 12a on. About the first slide track 12a can the cam element 10a be switched from its first switching position to its second switching position. The cam element 10a has a second, not shown slide track, which is used for displacement of the cam member 10a is provided by the second switching position in the first switching position. The slide tracks 12a are at a circumference of the cam member 10a between the cam tracks 26a . 27a arranged for actuating the one valve and the cam tracks for actuating the other valve. In principle, the slide tracks can also be arranged at other locations. The slide tracks 12a each partially have an S-shape. Here are the slide tracks 12a formed substantially equivalent to each other, wherein the slide tracks 12a each having opposite switching directions, which is why in the following only the first slide track 12a is described, wherein the Explanation of the second gate track, not shown, the following description can be used.
Die Kulissenbahn 12a weist ein Einspursegment 28a auf. Das Einspursegment 28a der Kulissenbahn 12a verläuft in Umfangsrichtung und steht zumindest teilweise im Wesentlichen orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung des Nockenelements 10a. In einem Bereich des Einspursegments 28a weist die Kulissenbahn 12a in Drehrichtung des Nockenelements 10a eine kontinuierlich zunehmende Tiefe auf. Die Kulissenbahn 12a weist einen Kulissengrund 18a auf, der im Bereich des Einspursegments 28a in Drehrichtung des Nockenelements 10a von seiner höchsten Ebene 29a bis auf seine niedrigste Ebene 30a verläuft. Die Kulissenbahn 12a weist ein Schaltsegment 14a auf. Das Schaltsegment 14a weist zusätzlich zu der in Umfangsrichtung verlaufenden Komponente eine in Schaltrichtung, parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Nockenelements 10a verlaufende Komponente auf. Das Schaltsegment 14a verläuft dabei schräg zu der Umfangsrichtung des Nockenelements 10a und dem Einspursegment 28a. Dabei weist das Schaltsegment 14a einen Teilbereich 31a zur Beschleunigung des Nockenelements 10a und einen Teilbereich 16a zur Verzögerung des Nockenelements 10a auf. In dem zur Beschleunigung des Nockenelements 10a vorgesehenen Teilbereich 31a der Kulissenbahn 12a nimmt die in Schaltrichtung verlaufende Komponente sukzessive zu. Dabei ist der zur Beschleunigung des Nockenelements 10a vorgesehene Teilbereich 31a dazu vorgesehen, das Nockenelement 10a axial in der Schaltrichtung zu beschleunigen. In dem zur Verzögerung des Nockenelements 10a vorgesehenen Teilbereich 16a der Kulissenbahn 12a nimmt die in Schaltrichtung verlaufende Komponente sukzessive ab. Dabei ist der zur Verzögerung des Nockenelements 10a vorgesehene Teilbereich 16a dazu vorgesehen, das Nockenelement 10a axial in der Schaltrichtung zu verzögern und eine Axialbewegung des Nockenelements 10a zumindest teilweise zu stoppen. Dabei geht der Teilbereich 31a zur Beschleunigung des Nockenelements 10a unmittelbar in den Teilbereich 16a zur Verzögerung des Nockenelements 10a über. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass zwischen dem Teilbereich 31a zur Beschleunigung des Nockenelements 10a und dem Teilbereich 16a zur Verzögerung des Nockenelements 10a ein weiterer Teilbereich angeordnet ist, in dem beispielsweise die in Schaltrichtung verlaufende Komponente der Kulissenbahn 12a konstant ist. Die Kulissenbahn 12a weist ein Ausspursegment 19a auf. Das Schaltsegment 14a der Kulissenbahn 12ea mündet in das Ausspursegment 19a. Der zur Verzögerung vorgesehene Teilbereich 16a des Schaltsegments 14a geht dabei unmittelbar in das Ausspursegment 19a über. Das Ausspursegment 19a weist dabei eine in Drehrichtung abnehmende Tiefe auf. Der Kulissengrund 18a steigt in dem Ausspursegment 19a kontinuierlich von seiner niedrigsten Ebene 30a auf seine höchste Ebene 29a.The slide track 12a has a single track segment 28a on. The single track segment 28a the slide track 12a extends in the circumferential direction and is at least partially substantially orthogonal to a main extension direction of the cam member 10a , In one area of the one-way segment 28a has the slide track 12a in the direction of rotation of the cam element 10a a continuously increasing depth. The slide track 12a has a backdrop reason 18a up in the area of the one-way segment 28a in the direction of rotation of the cam element 10a from its highest level 29a down to its lowest level 30a runs. The slide track 12a has a switching segment 14a on. The switching segment 14a has in addition to the circumferentially extending component in a switching direction, parallel to a main extension direction of the cam member 10a running component on. The switching segment 14a runs obliquely to the circumferential direction of the cam member 10a and the single track segment 28a , In this case, the switching segment 14a a subarea 31a to accelerate the cam element 10a and a subarea 16a for delaying the cam element 10a on. In the acceleration of the cam member 10a intended subarea 31a the slide track 12a takes the running in the switching direction component gradually. In this case, the acceleration of the cam element 10a intended subarea 31a provided to the cam member 10a accelerate axially in the shift direction. In which for delaying the cam member 10a intended subarea 16a the slide track 12a takes the running in the switching direction component gradually from. In this case, the delay for the cam element 10a intended subarea 16a provided to the cam member 10a axially to retard in the shift direction and an axial movement of the cam member 10a to at least partially stop. This is the subarea 31a to accelerate the cam element 10a directly into the subarea 16a for delaying the cam element 10a above. In principle, it is also conceivable that between the subarea 31a to accelerate the cam element 10a and the subarea 16a for delaying the cam element 10a a further sub-area is arranged, in which, for example, extending in the switching direction component of the slide track 12a is constant. The slide track 12a has a breakout segment 19a on. The switching segment 14a the slide track 12EA flows into the Ausspursegment 19a , The part intended for deceleration 16a of the switching segment 14a goes directly into the Ausspursegment 19a above. The Ausspursegment 19a has a decreasing in the direction of rotation depth. The backdrop reason 18a rises in the segment 19a continuously from its lowest level 30a to its highest level 29a ,
Zur Verzögerung des Nockenelements 10a in der Schaltrichtung weist der zur Verzögerung vorgesehene Teilbereich 16a einen ansteigenden Kulissengrund 18a auf. Dabei ist der Teilbereich 16a der Kulissenbahn 12a zur Verzögerung des Nockenelements 10a überlappend mit dem Ausspursegment 19a der Kulissenbahn 12a ausgebildet. Der ansteigende Kulissengrund 18a des zur Verzögerung ausgebildeten Teilbereichs 16a der Kulissenbahn 12a ist als der steigende Kulissengrund 18a des Ausspursegments 19a ausgebildet. Dabei steigt der Kulissengrund 18a der Kulissenbahn 12a in dem mit dem Ausspursegment 19a überlappenden Teilbereich 16a des Schaltsegments 14a an, während die Kulissenbahn 12a noch eine Komponente in Schaltrichtung aufweist. Der Kulissengrund 18a steigt in einer Kurve, in der das Schaltsegment 14a in das Ausspursegment 19a übergeht, an.To delay the cam element 10a in the switching direction, the portion provided for deceleration has 16a a rising backdrop 18a on. Here is the subarea 16a the slide track 12a for delaying the cam element 10a overlapping with the segment 19a the slide track 12a educated. The rising backdrop 18a of the deceleration formed subarea 16a the slide track 12a is as the rising backdrop 18a of the exit segment 19a educated. The backdrop is rising 18a the slide track 12a in the with the Ausspursegment 19a overlapping subarea 16a of the switching segment 14a on, while the slide track 12a still has a component in the switching direction. The backdrop reason 18a rises in a curve in which the switching segment 14a in the Ausspursegment 19a passes on.
Die Ventiltriebvorrichtung umfasst zum Verstellen des Nockenelements 10a einen Aktuator 24a. Der Aktuator 24a ist gehäusefest angeordnet. Der Aktuator 24a weist zur axialen Verstellung des Nockenelements 10a einen Schaltpin 21a auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Aktuator 24a einen weiteren Schaltpin zum Schalten eines weiteren Nockenelements 10a aufweist. Der Schaltpin 21a greift zur Verstellung des Nockenelements 10a von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung in die erste Kulissenbahn 12a ein. Der Schaltpin 21a ist dabei axial in einer Verschiebeachse linear verschiebbar. Der Schaltpin 21a weist einen unbetätigten Zustand und einen betätigten Zustand auf. In einem unbetätigten Zustand greift der Schaltpin 21a nicht in die Kulissenbahn 12a ein und ist vorzugsweise in den Aktuator 24a eingefahren. In einem betätigten Zustand greift der Schaltpin 21a in die Kulissenbahn 12a ein und ist aus dem Aktuator 24a herausgefahren. Zum Schalten des Schaltpins 21a zwischen dem unbetätigten Zustand in den betätigten Zustand wird der Schaltpin 21a entlang der Verschiebeachse linear verschoben. Zum Verschieben des Schaltpins 21a weist der Aktuator 24a ein nicht näher dargestelltes Aktuatorelement auf. Das Aktuatorelement ist als ein elektromagnetisches Aktuatorelement ausgebildet und beaufschlagt den Schaltpin 21a durch ein elektromagnetisches Wirkprinzip mit einer Schaltkraft und verstellt den Schaltpin 21a so von einem Zustand in den anderen Zustand. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Aktuatorelement als ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Aktuatorelement, beispielsweise als ein pneumatisches Aktuatorelement, ausgebildet ist. Zur Schaltung des Nockenelements 10a von der ersten Schaltstellung in die zweiten Schaltstellung wird der Schaltpin 21a von dem Aktuatorelement von dem unbetätigten Zustand in den betätigten Zustand geschaltet, während die erste Kulissenbahn 12a mit dem Einspursegment 28a unter dem Schaltpin 21a ist. Der Schaltpin 21a spurt über das Einspursegment 28a in die Kulissenbahn 12a ein. In dem Schaltsegment 14a tritt der Schaltpin 21a in Kontakt mit seitlichen Wandungen der Kulissenbahn 12a, wodurch der Schaltpin 21a des ortsfesten Aktuators 24a das Nockenelement 10a axial auf der Nockenwelle 25b verschiebt. Nachdem das Nockenelement 10a von dem Schaltpin 21a in die zweite Schaltstellung geschaltet wurde spurt der Schaltpin 21a über das Ausspursegment 19a der Kulissenbahn 12a wieder aus der Kulissenbahn 12a aus und wird von dem Ausspursegment 19a zurück in den unbetätigten Zustand gedrückt.The valve drive device comprises for adjusting the cam element 10a an actuator 24a , The actuator 24a is arranged on the housing. The actuator 24a points to the axial displacement of the cam member 10a a switching pin 21a on. In principle, it is also conceivable that the actuator 24a another switching pin for switching a further cam element 10a having. The switching pin 21a accesses the adjustment of the cam element 10a from the first switching position to the second switching position in the first slide track 12a one. The switching pin 21a is axially displaceable axially in a displacement axis. The switching pin 21a has an unactuated state and an actuated state. In an unactuated state, the shift pin engages 21a not in the slide track 12a and is preferably in the actuator 24a retracted. In an actuated state, the shift pin engages 21a in the slide track 12a one and is off the actuator 24a moved out. For switching the switching pin 21a between the unactuated state in the actuated state, the shift pin 21a linearly displaced along the displacement axis. To move the switch pin 21a points the actuator 24a a not shown actuator element on. The actuator element is designed as an electromagnetic actuator element and acts on the switching pin 21a by an electromagnetic action principle with a switching force and adjusts the switching pin 21a so from one state to the other state. In principle, it is also conceivable that the actuator element is designed as another actuator element that appears meaningful to the person skilled in the art, for example as a pneumatic actuator element. To switch the cam element 10a from the first switching position to the second switching position, the switching pin 21a from the actuator element from the unactuated state switched to the actuated state while the first slide track 12a with the single track segment 28a under the switching pin 21a is. The switching pin 21a spurt over the one-track segment 28a in the slide track 12a one. In the switching segment 14a occurs the switching pin 21a in contact with lateral walls of the slide track 12a , whereby the switching pin 21a of the stationary actuator 24a the cam element 10a axially on the camshaft 25b shifts. After the cam element 10a from the switching pin 21a was switched to the second switching position spurt the switching pin 21a over the Ausspursegment 19a the slide track 12a back from the slide track 12a off and off the segment 19a pressed back to the unactuated state.
Zur Steuerung des Aktuators 24a weist die Ventiltriebvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 22a auf. Die Steuer- und Regeleinheit 22a ist als ein Teil eines Motorsteuergerätes ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Steuer- und Regeleinheit 22a als ein eigenständiges Steuergerät ausgebildet ist. Die Steuer- und Regeleinheit 22a steuert den Aktuator 24a über ein elektrisches oder elektronisches Signal, das über eine Verkabelung von der Steuer- und Regeleinheit 22a an den Aktuator 24a übertragen wird. Die Steuer- und Regeleinheit 22a bestromt den Aktuator 24a, um dessen Schaltpin 21a zwischen seinem unbetätigten Zustand und seinem betätigten Zustand umzuschalten. Dabei wird der Aktuator 24a zum Schalten des Schaltpins 21a von dem unbetätigten Zustand in den betätigen Zustand bestromt und bleibt dabei zum Halten des Schaltpins 21a weiter bestromt. In dem unbetätigten Zustand des Schaltpins 21a ist der Aktuator 24a von der Steuer- und Regeleinheit 22a unbestromt.For controlling the actuator 24a the valve drive device has a control and regulation unit 22a on. The control unit 22a is designed as a part of an engine control unit. In principle, it is also conceivable that the control unit 22a is designed as a stand-alone controller. The control unit 22a controls the actuator 24a via an electrical or electronic signal via a wiring from the control unit 22a to the actuator 24a is transmitted. The control unit 22a energizes the actuator 24a to its switching pin 21a switch between its unactuated state and its actuated state. This is the actuator 24a for switching the switching pin 21a energized from the unactuated state in the actuated state and remains to hold the switch pin 21a energized further. In the unactuated state of the switch pin 21a is the actuator 24a from the control unit 22a energized.
Zum Schalten des Nockenelements 10a von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung wird der Schaltpin 21a des Aktuators 24a von der Steuer- und Regeleinheit 22a, wenn sich der Schaltpin 21a über dem Einspursegment 28a der Kulissenbahn 12a befindet, von dem unbetätigten Zustand in den betätigten Zustand geschaltet. Dadurch gleitet der Schaltpin 21a über den in dem Einspursegment 28a abfallenden Kulissengrund 18b der Kulissenbahn 12a in die Kulissenbahn 12a ein. Nachdem der Schaltpin 21a über das Einspursegment 28a vollständig in die Kulissenbahn 12a eingetaucht ist und dabei den Kulissengrund 18a nicht kontaktiert, tritt der Schaltpin 21a in dem zur Beschleunigung vorgesehenen Teilbereich 31a des Schaltsegments 14a in Kontakt mit der ersten seitlichen Wandung der Kulissenbahn 12a und beschleunigt das Nockenelement 10a dadurch in Schaltrichtung und verschiebt es dadurch in Schaltrichtung auf der Nockenwelle 25a. Nach dem zur Beschleunigung vorgesehenen Teilbereich 31a gleitet der Schaltpin 21a in den zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 16a des Schaltsegments 14a, wo er zunächst mit der zweiten seitlichen Wandung der Kulissenbahn 12a in Kontakt tritt und das Nockenelement 10a durch die in Schaltrichtung abnehmende Komponente der Kulissenbahn 12a verzögert wird. Dabei wird eine Kraft zur Verzögerung des Nockenelements 10a zwischen der seitlichen Wandung der Kulissenbahn 12a und einer Umfangsfläche, die dem Schaltpin 21a zugewandt ist, übertragen. In dem Bereich, in dem der Kulissengrund 18a in dem zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 16a ansteigt, tritt der Schaltpin 21a mit seiner dem Kulissengrund 18a zugewandten Unterseite 32a in Kontakt mit einer Bremsfläche, die als der Kulissengrund 18a ausgebildet ist, wodurch zur axialen Verzögerung des Nockenelements 10a ebenfalls über die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Kulissengrund 18a und der Unterseite 32a des Schaltpins 21a eine Kraft übertragen werden kann. Dabei erzeugt die Steuer- und Regeleinheit 22a mittels des Aktuatorelements eine Gegenkraft, die den Schaltpin 21a gegen den ansteigenden Kulissengrund 18a drückt, um eine Kraftübertragung zwischen dem Kulissengrund 18a und dem Schaltpin 21a zu ermöglichen. Dabei wird der Schaltpin 21a in dem Bereich, in dem der Teilbereich 16a zur Verzögerung des Nockenelements 10a überlappend mit dem Ausspursegment 19a ausgebildet ist, über den ansteigenden Kulissengrund 18a aus der Kulissenbahn 12a gedrückt, wobei das Nockenelement 10a mittels des Schaltpins 21a in Schaltrichtung verzögert wird.For switching the cam element 10a from the first switching position to the second switching position, the switching pin 21a of the actuator 24a from the control unit 22a when the switching pin 21a above the entry segment 28a the slide track 12a is switched from the unactuated state to the actuated state. As a result, the shift pin slides 21a about the one-track segment 28a sloping backdrop reason 18b the slide track 12a in the slide track 12a one. After the switching pin 21a about the Einspursegment 28a completely in the slide track 12a is immersed and doing the backdrop 18a not contacted, the switching pin occurs 21a in the section intended for acceleration 31a of the switching segment 14a in contact with the first lateral wall of the slide track 12a and accelerates the cam element 10a thereby in the switching direction and thereby displaces it in the switching direction on the camshaft 25a , After the acceleration section 31a slides the switching pin 21a in the partial area intended for delay 16a of the switching segment 14a where he first with the second lateral wall of the slide track 12a comes into contact and the cam element 10a by the decreasing in the switching direction component of the slide track 12a is delayed. In this case, a force for deceleration of the cam element 10a between the lateral wall of the slide track 12a and a peripheral surface that the switching pin 21a facing, transferred. In the area where the backdrop reason 18a in the partial area intended for deceleration 16a rises, the switching pin occurs 21a with his the backdrop 18a facing bottom 32a in contact with a braking surface, as the backdrop reason 18a is formed, whereby the axial delay of the cam member 10a also on the frictional connection between the backdrop reason 18a and the bottom 32a of the switch pin 21a a force can be transmitted. The control unit generates this 22a by means of the actuator element a counterforce, the switching pin 21a against the rising backdrop 18a pushes to a power transmission between the backdrop reason 18a and the switching pin 21a to enable. This is the switching pin 21a in the area where the subarea 16a for delaying the cam element 10a overlapping with the segment 19a is formed, on the rising backdrop 18a from the slide track 12a pressed, with the cam element 10a by means of the switching pin 21a is delayed in the switching direction.
In den 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch die Buchstaben b und c in den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele der 3 und 4 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden.In the 3 and 4 two further embodiments of the invention are shown. The following descriptions are essentially limited to the differences between the embodiments, with respect to the same components, features and functions on the description of the other embodiments, in particular the 1 and 2 , can be referenced. To distinguish the embodiments, the letter a in the reference numerals of the embodiment in the 1 and 2 by the letters b and c in the reference numerals of the embodiments of the 3 and 4 replaced. With regard to identically designated components, in particular with regard to components with the same reference numerals, can in principle also to the drawings and / or the description of the other embodiments, in particular the 1 and 2 , to get expelled.
Die 3 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung mit einer Nockenwellenvorrichtung 23b und einem Aktuator 24b. Die Ventiltriebvorrichtung ist Teil einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Die Brennkraftmaschine weist je Zylinder zwei als Einlassventile ausgebildete Ventile und zwei als Auslassventile ausgebildete Ventile auf. Die Ventiltriebvorrichtung weist zur Betätigung der Ventile die Nockenwellenvorrichtung 23b auf, die zur Betätigung der als Einlassventile ausgebildeten Ventile eine als Einlassnockenwelle ausgebildete, nicht näher dargestellte Nockenwelle und zur Betätigung der als Auslassventile ausgebildeten Ventile eine nicht näher dargestellte, als Auslassnockenwelle ausgebildete Nockenwelle aufweist. Je Zylinder weist die Nockenwellenvorrichtung 23b jeweils ein Nockenelement 10b, 11b auf. Es ist auch denkbar, dass die Nockenelemente 10b, 11b zur Betätigung der Ventile zweier oder mehrerer Zylinder dienen. Die Nockenelemente 10b, 11b sind dabei axial verschiebbar auf der entsprechenden Nockenwelle 25b gelagert. Dabei sind zwei benachbarte Nockenelemente 10b, 11b, die zur Betätigung der Ventile des gleichen oder unterschiedlicher Zylinder vorgesehen sind, gemeinsam schaltbar.The 3 shows a part of a valve drive device according to the invention with a camshaft device 23b and an actuator 24b , The valve drive device is part of a non-illustrated internal combustion engine for a motor vehicle. The internal combustion engine has two valves designed as inlet valves per cylinder and two valves designed as exhaust valves. The valve train device has the camshaft device for actuating the valves 23b on, to the actuation the valves designed as intake valves has a camshaft which is designed as an intake camshaft and is not shown in more detail, and for actuation of the valves designed as exhaust valves has a camshaft (not illustrated in more detail) designed as an exhaust camshaft. Each cylinder has the camshaft device 23b one cam element each 10b . 11b on. It is also conceivable that the cam elements 10b . 11b to operate the valves of two or more cylinders. The cam elements 10b . 11b are axially displaceable on the corresponding camshaft 25b stored. There are two adjacent cam elements 10b . 11b , which are provided for actuating the valves of the same or different cylinders, jointly switchable.
Der Aktuator 24b ist äquivalent zu dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 und 2 ausgebildet. Der Aktuator 24b umfasst einen Schaltpin 21b, der zur axialen Verschiebung der beiden benachbarten Nockenelemente 10b, 11b des einen oder mehrerer Zylinder vorgesehen ist.The actuator 24b is equivalent to the first embodiment of the 1 and 2 educated. The actuator 24b includes a switching pin 21b , for the axial displacement of the two adjacent cam elements 10b . 11b the one or more cylinders is provided.
Die Nockenelemente 10b, 11b weisen zur axialen Verstellung jeweils eine Kulissenbahn 12b, 13b auf. Dabei sind die Nockenelemente 10b, 11b verschachtelt ausgebildet und die Kulissenbahn 13b des Nockenelements 11b geht in die Kulissenbahn 12b des Nockenelements 10b über. Dabei gleitet der Schaltpin 21b des Aktuators 24b während eines Schaltvorgangs der beiden Nockenelemente 10b, 11b von der Kulissenbahn 13b des Nockenelements 11b direkt in die Kulissenbahn 12b des Nockenelements 10b. Dabei weist die Kulissenbahn 13b des Nockenelements 11b ein Einspursegment 28b auf. Das Einspursegment 28b der Kulissenbahn 13b verläuft in Umfangsrichtung und steht orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung des Nockenelements 11b. In einem Bereich des Einspursegments 28b weist die Kulissenbahn 13b in Drehrichtung des Nockenelements 11b eine kontinuierlich zunehmende Tiefe auf. Die Kulissenbahn 13b weist einen Kulissengrund 18b auf, der im Bereich des Einspursegments 28b in Drehrichtung des Nockenelements 11b von seiner höchsten Ebene 29b bis auf seine niedrigste Ebene 30b verläuft. Die Kulissenbahn 13b des Nockenelements 11b weist ein Schaltsegment 14b auf. Das Schaltsegment 14b weist zusätzlich zu einer in Umfangsrichtung verlaufenden Komponente eine in Schaltrichtung, parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Nockenelements 11b verlaufende Komponente auf. Das Schaltsegment 14b verläuft dabei schräg zu der Umfangsrichtung des Nockenelements 11b und dem Einspursegment 28b. Dabei weist das Schaltsegment 14b einen Teilbereich 33b zur Beschleunigung des Nockenelements 11b und einen Teilbereich 17b zur Verzögerung des Nockenelements 11b auf. In dem zur Beschleunigung des Nockenelements 11b vorgesehenen Teilbereich 33b der Kulissenbahn 13b nimmt die in Schaltrichtung verlaufende Komponente sukzessive zu. Dabei ist der zur Beschleunigung des Nockenelements 11b vorgesehene Teilbereich 33b dazu vorgesehen, das Nockenelement 11b axial in der Schaltrichtung zu beschleunigen. In dem zur Verzögerung des Nockenelements 11b vorgesehenen Teilbereich 17b der Kulissenbahn 13b nimmt die in Schaltrichtung verlaufende Komponente sukzessive ab. Dabei ist der zur Verzögerung des Nockenelements 11b vorgesehene Teilbereich 17b dazu vorgesehen, das Nockenelement 11b axial in der Schaltrichtung zu verzögern und eine Axialbewegung des Nockenelements 11b zumindest annähernd zu stoppen. In dem zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 17b des Schaltsegments 14b weist die Kulissenbahn 13b dabei einen ansteigenden Kulissengrund 18b auf. Der Kulissengrund 18b bildet in dem zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 17b eine Erhebung 20b aus. Dabei steigt der Kulissengrund 18b von dem in Rotationsrichtung gesehenen Beginn des zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereichs 17b des Schaltsegments 15b gleichmäßig um wenige Millimeter bis auf eine Plateauhöhe an. Bis kurz vor Ende des zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereichs 17b bleibt der Kulissengrund 18b stetig auf der Plateauhöhe und fällt äquivalent zu dem Anstieg des Kulissengrunds 18b am Anfang des zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereichs 17b wieder auf seine ursprüngliche, niedrigste Ebene 30b ab. Während der Schaltpin 21b während einer axialen Verschiebung des ersten Nockenelements 11b durch den zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 17b des Schaltsegments 14b der Kulissenbahn 13b gleitet, tritt der Schaltpin 21b zur Verzögerung mit einem Teil seiner Mantelfläche in Kontakt mit einer seitlichen Wandung der Kulissenbahn 13b und zusätzlich mit seiner dem Kulissengrund 18b zugewandten Unterseite 32b mit einer Bremsfläche, die als der erhöhte Kulissengrund 18b der Erhebung 20b ausgebildet ist, in einen Reibkontakt. Durch den Kontakt mit der Mantelfläche und den Reibkontakt über die Unterseite 32b des Schaltpins 21b mit der Kulissenbahn 13b kann eine Kraft besonders vorteilhaft von dem Schaltpin 21b auf das Nockenelement 11b übertragen werden und das Nockenelement 11b dadurch in Schaltrichtung schneller verzögert werden, wodurch der zur Verzögerung vorgesehene Teilbereich 17b des Schaltsegments 14b, und dadurch die gesamte Kulissenbahn 13b, vorteilhaft kurz ausgebildet werden können. Die Kulissenbahn 13b des ersten Nockenelements 11b weist einen Übergangsbereich 34b auf. Der Übergangsbereich 34b der Kulissenbahn 13b verläuft in Umfangsrichtung und steht orthogonal zu einer Haupterstreckungsrichtung des Nockenelements 11b, wobei der Kulissengrund 18b auf seiner niedrigsten Ebene 30b bleibt. Der Übergangsbereich 34b ist zur Überbrückung zwischen einer Beendigung der axialen Verschiebung des Nockenelements 11b und einem Start der axialen Verschiebung des Nockenelements 10b vorgesehen. Der Übergangsbereich 34b der Kulissenbahn 13b des Nockenelements 11b grenzt unmittelbar an die Kulissenbahn 12b des Nockenelements 10b an. Die Kulissenbahn 12b des Nockenelements 10b weist ein Schaltsegment 15b auf. Das Schaltsegment 15b umfasst einen zur Beschleunigung vorgesehenen Teilbereich 31b und einen zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 16b. Die Kulissenbahn 12b weist ein Ausspursegment 19b auf. Das Schaltsegment 15b der Kulissenbahn 12b mündet in das Ausspursegment 19b. Der zur Verzögerung vorgesehene Teilbereich 16b des Schaltsegments 15b geht dabei unmittelbar in das Ausspursegment 19b über. Das Ausspursegment 19b weist dabei eine in Drehrichtung abnehmende Tiefe auf. Der Kulissengrund 18b steigt in dem Ausspursegment 19b kontinuierlich von seiner niedrigsten Ebene 29b auf seine höchste Ebene 30b. Das Schaltsegment 15b und das Ausspursegment 19b der Kulissenbahn 12b des zweiten Nockenelements 10b sind dabei äquivalent zu dem Schaltsegment und dem Ausspursegment des Nockenelements des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 und 2 ausgestaltet.The cam elements 10b . 11b have for axial adjustment in each case a slide track 12b . 13b on. Here are the cam elements 10b . 11b nested trained and the slide track 13b of the cam element 11b goes to the slide track 12b of the cam element 10b above. The shift pin slides 21b of the actuator 24b during a switching operation of the two cam elements 10b . 11b from the slide railway 13b of the cam element 11b directly into the slide track 12b of the cam element 10b , In this case, the slide track 13b of the cam element 11b a single track segment 28b on. The single track segment 28b the slide track 13b extends in the circumferential direction and is orthogonal to a main extension direction of the cam member 11b , In one area of the one-way segment 28b has the slide track 13b in the direction of rotation of the cam element 11b a continuously increasing depth. The slide track 13b has a backdrop reason 18b up in the area of the one-way segment 28b in the direction of rotation of the cam element 11b from its highest level 29b down to its lowest level 30b runs. The slide track 13b of the cam element 11b has a switching segment 14b on. The switching segment 14b has in addition to a circumferentially extending component in a switching direction, parallel to a main extension direction of the cam member 11b running component on. The switching segment 14b runs obliquely to the circumferential direction of the cam member 11b and the single track segment 28b , In this case, the switching segment 14b a subarea 33b to accelerate the cam element 11b and a subarea 17b for delaying the cam element 11b on. In the acceleration of the cam member 11b intended subarea 33b the slide track 13b takes the running in the switching direction component gradually. In this case, the acceleration of the cam element 11b intended subarea 33b provided to the cam member 11b accelerate axially in the shift direction. In which for delaying the cam member 11b intended subarea 17b the slide track 13b takes the running in the switching direction component gradually from. In this case, the delay for the cam element 11b intended subarea 17b provided to the cam member 11b axially to retard in the shift direction and an axial movement of the cam member 11b at least approximately to stop. In the part intended for delay 17b of the switching segment 14b has the slide track 13b doing a rising backdrop 18b on. The backdrop reason 18b forms in the partial area intended for deceleration 17b a survey 20b out. The backdrop is rising 18b from the beginning of the deceleration section as viewed in the direction of rotation 17b of the switching segment 15b uniformly by a few millimeters up to a plateau height. Until just before the end of the delay section 17b remains the backdrop 18b steadily at the plateau level and is equivalent to the rise of the backdrop reason 18b at the beginning of the delay section 17b back to its original, lowest level 30b from. During the switching pin 21b during an axial displacement of the first cam element 11b through the partial area intended for deceleration 17b of the switching segment 14b the slide track 13b slides, the switching pin occurs 21b for deceleration with a part of its lateral surface in contact with a lateral wall of the slide track 13b and additionally with its the backdrop reason 18b facing bottom 32b with a braking surface that serves as the elevated backdrop reason 18b the survey 20b is formed, in a frictional contact. Due to the contact with the lateral surface and the frictional contact on the underside 32b of the switch pin 21b with the slide track 13b a force can be particularly advantageous from the switching pin 21b on the cam element 11b be transferred and the cam member 11b thereby be delayed faster in the switching direction, whereby the delay provided for sub-area 17b of the switching segment 14b , and thereby the entire slide track 13b , can be advantageously designed short. The slide track 13b of the first cam element 11b has a transition area 34b on. The transition area 34b the slide track 13b extends in the circumferential direction and is orthogonal to a main extension direction of the cam member 11b , where the backdrop reason 18b at its lowest level 30b remains. The transition area 34b is to bridge between a termination of the axial displacement of the cam member 11b and a start of the axial displacement of the cam member 10b intended. The transition area 34b the slide track 13b of the cam element 11b adjoins directly to the slide railway 12b of the cam element 10b at. The slide track 12b of the cam element 10b has a switching segment 15b on. The switching segment 15b includes a portion provided for acceleration 31b and a delay section 16b , The slide track 12b has a breakout segment 19b on. The switching segment 15b the slide track 12b flows into the Ausspursegment 19b , The part intended for deceleration 16b of the switching segment 15b goes directly into the Ausspursegment 19b above. The Ausspursegment 19b has a decreasing in the direction of rotation depth. The backdrop reason 18b rises in the segment 19b continuously from its lowest level 29b to its highest level 30b , The switching segment 15b and the segment 19b the slide track 12b of the second cam element 10b are equivalent to the switching segment and the Ausspursegment of the cam member of the first embodiment of the 1 and 2 designed.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung mit einer Nockenwellenvorrichtung 23c und einem Aktuator 24c. Die Ventiltriebvorrichtung ist Teil einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Die Brennkraftmaschine weist je Zylinder zwei als Einlassventile ausgebildete Ventile und zwei als Auslassventile ausgebildete Ventile auf. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst zur Betätigung der Ventile die Nockenwellenvorrichtung 23c, die zur Betätigung der als Einlassventile ausgebildeten Ventile eine als Einlassnockenwelle ausgebildete, nicht näher dargestellte Nockenwelle aufweist. Je Zylinder weist die Nockenwellenvorrichtung 23c jeweils ein Nockenelement 10c, 11c auf. 4 shows a third embodiment of a valve drive device according to the invention with a camshaft device 23c and an actuator 24c , The valve drive device is part of a non-illustrated internal combustion engine for a motor vehicle. The internal combustion engine has two valves designed as inlet valves per cylinder and two valves designed as exhaust valves. The valve drive device comprises the camshaft device for actuating the valves 23c , which has a camshaft, designed as an intake camshaft, for actuation of the valves designed as intake valves. Each cylinder has the camshaft device 23c one cam element each 10c . 11c on.
Es ist auch denkbar, dass die Nockenelemente 10c, 11c zur Betätigung der Ventile zweier oder mehrerer Zylinder dienen. Die Nockenelemente 10c, 11c sind dabei axial verschiebbar auf der entsprechenden Nockenwelle 25c gelagert. Dabei sind zwei benachbarte Nockenelemente 10c, 11c, die zur Betätigung der Ventile des gleichen oder mehrerer Zylinder vorgesehen sind, gemeinsam schaltbar.It is also conceivable that the cam elements 10c . 11c to operate the valves of two or more cylinders. The cam elements 10c . 11c are axially displaceable on the corresponding camshaft 25c stored. There are two adjacent cam elements 10c . 11c , which are provided for actuating the valves of the same or more cylinders, jointly switchable.
Die Nockenelemente 10c, 11c weisen zur axialen Verstellung jeweils eine Kulissenbahn 12c, 13c auf. Dabei sind die Nockenelemente 10c, 11c verschachtelt ausgebildet und die Kulissenbahn 13c des ersten Nockenelements 11c geht in die Kulissenbahn 12c des zweiten Nockenelements 10c über. Die Kulissenbahnen 12c, 13c sind dabei im Wesentlichen äquivalent zu den Kulissenbahnen des zweiten Ausführungsbeispiels aus der 3 ausgebildet. Ein Verlauf der Kulissenbahnen 12c, 13c ist dabei identisch. Im Gegensatz zu dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der 3 weist die Kulissenbahn 13c des ersten Nockenelements 11c in seinem zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 17c seines Schaltsegments 14c einen ebenen Kulissengrund 18c auf. Der Kulissengrund 18c steigt dabei in dem zur Verzögerung des Nockenelements 11c vorgesehenen Teilbereich 17c insbesondere nicht an. Der Kulissengrund 18c weist über das gesamte Schaltsegment 15c einen ebenen Verlauf auf.The cam elements 10c . 11c have for axial adjustment in each case a slide track 12c . 13c on. Here are the cam elements 10c . 11c nested trained and the slide track 13c of the first cam element 11c goes to the slide track 12c of the second cam element 10c above. The slide tracks 12c . 13c are essentially equivalent to the slide tracks of the second embodiment of the 3 educated. A course of the slide tracks 12c . 13c is identical. In contrast to the second embodiment of the 3 has the slide track 13c of the first cam element 11c in its delayed section 17c its switching segment 14c a level backdrop 18c on. The backdrop reason 18c increases while in the delay of the cam member 11c intended subarea 17c especially not. The backdrop reason 18c points over the entire switching segment 15c a flat course.
Der Aktuator 24c ist äquivalent zu dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 und 2 ausgebildet. Der Aktuator 24c umfasst einen Schaltpin 21c, der zur axialen Verschiebung der beiden benachbarten Nockenelemente 10c, 11c des einen Zylinders vorgesehen ist. Zur axialen Verschiebung der Nockenelemente 10c, 11c wird der Schaltpin 21c des Aktuators 24c zunächst in die Kulissenbahn 13c des ersten Nockenelements 11c eingefahren und verschiebt dadurch zunächst das erste Nockenelement 11c axial, gleitet dann in die Kulissenbahn 12c des zweiten Nockenelements 10c und verschiebt dadurch das zweite Nockenelement 10c, bevor der Schaltpin 21c aus der Kulissenbahn 12c des zweiten Nockenelements 10c ausspurt. Der Aktuator 24c umfasst eine Steuer- und Regeleinheit 22c, die den Schaltpin 21c ansteuert. Der Schaltpin 21c wird von der Steuer- und Regeleinheit 22c in dem zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 17c zur Verzögerung des Nockenelements 11c aktiv gegen eine Bremsfläche, die von dem ebenen Kulissengrund 18c gebildet wird, gedrückt. Dabei ist der Schaltpin 21c in dem zur Verzögerung vorgesehenen Teilbereich 17c weiter in die Kulissenbahn 12c eingetaucht als in seinem zur Beschleunigung vorgesehen Teilbereich 33c. Dabei ist es grundsätzlich auch denkbar, dass dabei eine Kraft zur Verzögerung des Nockenelements 11c in Schaltrichtung, eine Kraft zwischen einer Unterseite 32c des Schaltpins 21c und dem Kulissengrund 18c übertragen wird und der Schaltpin 21c insbesondere nicht mit Wandungen der Kulissenbahn 13c in Kontakt kommt. Die Kulissenbahn 12c des Nockenelements 10c ist dabei gleich ausgebildet wie die entsprechende Kulissenbahn des entsprechenden Nockenelements aus dem zweiten Ausführungsbeispiel der 3.The actuator 24c is equivalent to the first embodiment of the 1 and 2 educated. The actuator 24c includes a switching pin 21c , for the axial displacement of the two adjacent cam elements 10c . 11c of a cylinder is provided. For the axial displacement of the cam elements 10c . 11c becomes the switching pin 21c of the actuator 24c first in the slide track 13c of the first cam element 11c retracted and thus initially displaces the first cam element 11c axially, then slides into the slide track 12c of the second cam element 10c and thereby displaces the second cam member 10c before the switching pin 21c from the slide track 12c of the second cam element 10c disengages. The actuator 24c includes a control unit 22c that the switching pin 21c controls. The switching pin 21c is from the control unit 22c in the partial area intended for deceleration 17c for delaying the cam element 11c active against a braking surface of the plane backdrop reason 18c is formed, pressed. Here is the switching pin 21c in the partial area intended for deceleration 17c further into the slide track 12c submerged as in its intended for acceleration subsection 33c , It is also conceivable that there is a force for deceleration of the cam element 11c in shift direction, a force between a bottom 32c of the switch pin 21c and the backdrop 18c is transmitted and the switching pin 21c especially not with walls of the slide track 13c comes into contact. The slide track 12c of the cam element 10c is the same design as the corresponding slide track of the corresponding cam member of the second embodiment of the 3 ,
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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1010
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Nockenelementcam member
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1111
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Nockenelementcam member
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1212
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Kulissenbahnlink path
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1313
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Kulissenbahnlink path
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1414
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Schaltsegmentswitching segment
-
1515
-
Schaltsegmentswitching segment
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1616
-
Teilbereichsubregion
-
1717
-
Teilbereichsubregion
-
1818
-
Kulissengrundbackdrop base
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1919
-
Ausspursegmentdisengagement
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2020
-
Erhebungsurvey
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2121
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Schaltpinswitch pin
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2222
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Steuer- und/oder RegeleinheitControl and / or regulating unit
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2323
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Nockenwellenvorrichtungcamshafts device
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2424
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Aktuatoractuator
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2525
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Nockenwellecamshaft
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2626
-
Nockenbahncam track
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2727
-
Nockenbahncam track
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2828
-
EinspursegmentEinspursegment
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2929
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Ebenelevel
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3030
-
Ebenelevel
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3131
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Teilbereichsubregion
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3232
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Unterseitebottom
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3333
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Teilbereichsubregion
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3434
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ÜbergangsbereichTransition area
