DE102015009877A1

DE102015009877A1 - Ventiltriebvorrichtung, Brennkraftmaschine mit einer Ventiltriebvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Ventiltriebvorrichtung

Info

Publication number: DE102015009877A1
Application number: DE102015009877.2A
Authority: DE
Inventors: Matthias Lahr
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-02-02
Also published as: CN107923276B; WO2017016625A1; US10458295B2; US20190010840A1; CN107923276A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung (10) mit zumindest einer Nockenwelle (11), mit einer ersten Ventilbetätigungseinheit (18) zur Betätigung zumindest eines ersten Gaswechselventils (38, 39), die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle (11) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen ersten Gaswechselventil (38, 39) zugeordneten Nockenfolgern (40, 41) umzusetzen, und mit einer zweiten Ventilbetätigungseinheit (19) zur Betätigung zumindest eines zweiten Gaswechselventils, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle (11) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen zweiten Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, wobei die erste Ventilbetätigungseinheit (18) zumindest ein erstes, drehfest mit der Nockenwelle (11) verbundenes Auslöseelement (21, 22) und die zweite Ventilbetätigungseinheit (19) zumindest ein zweites, drehfest mit der Nockenwelle (11) verbundenes Auslöseelement (23, 24) aufweist, wobei die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) miteinander gekoppelt sind, sowie eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung (10) und ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung (10), bei dem die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) gleichzeitig betätigt werden und die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) eine sukzessive Umschaltung der zugeordneten Ventilbetätigungseinheiten (18, 19) zwischen den Nockenfolgern (40, 41) auslösen

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung, eine Brennkraftmaschine mit einer Ventiltriebvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Ventiltriebvorrichtung.
Aus der DE 10 2013 19 000 A1 ist bereits eine Ventiltriebvorrichtung mit einer Nockenwelle, mit einer ersten Ventilbetätigungseinheit zur Betätigung zweier erster Gaswechselventile, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, den ersten Gaswechselventilen zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, und mit einer zweiten Ventilbetätigungseinheit zur Betätigung zweier zweiter Gaswechselventile, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, den zweiten Gaswechselventilen zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, wobei die erste Ventilbetätigungseinheit zumindest ein drehfest mit der Nockenwelle verbundenes Auslöseelement und die zweite Ventilbetätigungseinheit zumindest ein drehfest mit der Nockenwelle verbundenes Auslöseelement aufweist, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch wenig aufwendige und kostengünstige Ventiltriebvorrichtung bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einer Nockenwelle, mit einer ersten Ventilbetätigungseinheit zur Betätigung zumindest eines ersten Gaswechselventils, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen ersten Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, und mit einer zweiten Ventilbetätigungseinheit zur Betätigung zumindest eines zweiten Gaswechselventils, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen zweiten Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, wobei die erste Ventilbetätigungseinheit zumindest ein drehfest mit der Nockenwelle verbundenes Auslöseelement und die zweite Ventilbetätigungseinheit zumindest ein drehfest mit der Nockenwelle verbundenes Auslöseelement aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Auslöseelemente miteinander gekoppelt sind. Dadurch kann eine gemeinsame Ansteuerung der Auslöseelemente für zumindest zwei Zylinder der Brennkraftmaschine erreicht werden. Dadurch können gemeinsame Bauteile zur Ansteuerung der Auslöseelemente genutzt werden und eine Bauteilanzahl reduziert werden. Es kann eine mechanisch wenig aufwendige und kostengünstige Ventiltriebvorrichtung erreicht werden. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgebildet, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden. Unter einem „Nockenfolger” soll in diesem Zusammenhang ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, in Kontakt mit einem Nocken der Nockenwelle eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine lineare Bewegung zur Betätigung eines Gaswechselventils umzusetzen. Unter einem „Auslöseelement” soll in diesem Zusammenhang ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, einen mechanischen Umschaltvorgang einer Ventilbetätigungseinheit zwischen den zwei Nockenfolgern auszulösen. Insbesondere wird das Auslöseelement bei Auslösung in einen Zustand versetzt, in dem es durch Drehung der Nockenwelle ein Schaltelement der Ventilbetätigungseinheit betätigt, das die Ventilbetätigungseinheit zwischen den zwei Nockenfolgern umschaltet, wobei ein Zeitpunkt der Betätigung des Schaltelements der Ventilbetätigungseinheit nach der Auslösung durch das Auslöseelement durch eine Winkelstellung der Nockenwelle vorgegeben wird.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Auslöseelemente mit einem Phasenversatz zueinander angeordnet sind. Dadurch kann eine Anpassung an eine Zündfolge der unterschiedlichen Zylinder erreicht werden. Insbesondere können die Auslöseelemente auf einem gemeinsamen Trägerbauteil montiert werden, wodurch eine Kopplung der Auslöseelemente mit einem geringen Aufwand erreicht werden kann. Unter einem „Phasenversatz” soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Auslöseelemente in unterschiedlichen Winkelbereichen relativ zu der Nockenwelle angeordnet sind.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung eine drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nockenwelle verbundene Schaltstange aufweist, mit der die Auslöseelemente gekoppelt sind. Dadurch können die Drehbewegung und damit das Drehmoment der Nockenwelle einfach zur Bereitstellung einer Betätigungskraft, mit der die Auslöseelemente die Auslösung der Umschaltung der Nockenfolger bewirken, genutzt werden. Ferner kann über eine axiale Verschiebung der Schaltstange eine einfache Schaltbewegung zur Ansteuerung der Auslöseelemente erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schaltstange innerhalb der Nockenwelle geführt ist. Dadurch kann ein geringer Bauraumverbrauch der Ventiltriebvorrichtung erreicht werden. Ferner kann eine konstruktiv einfache Anbindung eines Aktors zur Betätigung der Schaltstange an einer Position, an der ein großer Bauraum vorhanden ist, erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung eine dritte Ventilbetätigungseinheit mit zumindest einem Auslöseelement umfasst, das mit den Auslöseelementen gekoppelt ist. Dadurch kann eine weitere Reduzierung der Bauteilanzahl für die Ventiltriebvorrichtung erreicht werden. Es kann eine mechanisch wenig aufwendige und kostengünstige Ventiltriebvorrichtung erreicht werden. Ferner kann eine Ventiltriebvorrichtung erreicht werden, die besonders günstig bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann, die eine Sechszylinder-Reihenanordnung der Zylinder aufweist, bei der jeweils drei Zylinder zusammengefasst sind und in einer gemeinsamen Betriebsart betrieben werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung eine weitere Ventilbetätigungseinheit mit zumindest einem weiteren, drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Auslöseelement umfasst, das von dem zumindest einen Auslöseelement der ersten Ventilbetätigungseinheit und dem zumindest einen Auslöseelement der zweiten Ventilbetätigungseinheit entkoppelt ist. Dadurch kann eine separate Ansteuerung für die weitere Ventilbetätigungseinheit erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung eine weitere drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nockenwelle verbundene Schaltstange umfasst, mit der das weitere Auslöseelement gekoppelt ist. Dadurch können die Drehbewegung und damit das Drehmoment der Nockenwelle einfach zur Bereitstellung einer Betätigungskraft, mit der die Auslöseelemente die Auslösung der Umschaltung der Nockenfolger bewirken, genutzt werden. Ferner kann über eine axiale Verschiebung der Schaltstange eine einfache Schaltbewegung zur Ansteuerung der Auslöseelemente erreicht werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung. Dadurch kann eine gemeinsame Ansteuerung der Auslöseelemente für eine Umschaltung zwischen Nockenfolgern bei Ventilbetätigungseinheiten für zumindest zwei Zylinder der Brennkraftmaschine erreicht werden. Dadurch können gemeinsame Bauteile zur Ansteuerung der Auslöseelemente genutzt werden und eine Bauteilanzahl reduziert werden. Es kann eine mechanisch wenig aufwendige und kostengünstige Ventiltriebvorrichtung erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine eine Reihenanordnung von sechs Zylindern aufweist. Dadurch kann die gemeinsame Ansteuerung der Auslöseelemente für eine Umschaltung zwischen Nockenfolgern bei Ventilbetätigungseinheiten für zumindest zwei Zylinder der Brennkraftmaschine aufgrund der Reihenanordnung besonders einfach realisiert werden. Insbesondere werden bei der Reihenanordnung von sechs Zylindern jeweils drei Zylinder stets in einem gleichen Betriebszustand betrieben, sodass die Ventiltriebvorrichtung bei der Reihenanordnung von sechs Zylindern, insbesondere bei einer Ausbildung der Ventiltriebvorrichtung mit einem dritten Auslöseelement, das mit den Auslöseelementen gekoppelt ist, mit besonderen Vorteil betrieben werden kann.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einer Nockenwelle, mit einer ersten Ventilbetätigungseinheit zur Betätigung zumindest eines ersten Gaswechselventils, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen ersten Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, und mit einer zweiten Ventilbetätigungseinheit zur Betätigung zumindest eines zweiten Gaswechselventils, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen zweiten Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, wobei die erste Ventilbetätigungseinheit zumindest ein drehfest mit der Nockenwelle verbundenes Auslöseelement und die zweite Ventilbetätigungseinheit zumindest ein drehfest mit der Nockenwelle verbundenes Auslöseelement aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Auslöseelemente gleichzeitig betätigt werden und die Auslöseelemente eine sukzessive Umschaltung der zugeordneten Ventilbetätigungseinheiten zwischen den Nockenfolgern auslösen. Dadurch kann eine gemeinsame Ansteuerung der Auslöseelemente für zumindest zwei Zylinder der Brennkraftmaschine erreicht werden. Dadurch können gemeinsame Bauteile zur Ansteuerung der Auslöseelemente genutzt werden und eine Bauteilanzahl reduziert werden. Es kann eine mechanisch wenig aufwendige und kostengünstige Ventiltriebvorrichtung erreicht werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel 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.
Dabei zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung der Ventiltriebvorrichtung,
2 eine Detaildarstellung der ersten Ventilbetätigungseinheit,
3 einen Schnitt durch die Ventilbetätigungseinheit, die in einen Befeuerungsbetrieb geschaltet ist und
4 einen Schnitt durch die Ventilbetätigungseinheit, die in einen Bremsbetrieb geschaltet ist.
Die 1 bis 4 zeigen eine Ventiltriebvorrichtung 10 mit einer Nockenwelle 11. Die Ventiltriebvorrichtung 10 ist Teil einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens. Die Brennkraftmaschine ist als Reihensechszylindermotor ausgeführt. Die Nockenwelle 11 umfasst Nocken 12, 13, 14, 15, 16, 17, 12', 13', 14', 15', 16', 17'. Jeweils zwei Nocken 12 und 13, 14 und 15, 16 und 17, 12' und 13', 14' und 15', 16' und 17' sind zu einer Nockengruppe zusammengefasst. Jede Nockengruppe ist einem Zylinder einer Brennkraftmaschine zugeordnet. Die Brennkraftmaschine ist als Sechszylinder-Reihenmotor ausgeführt. Die Nockengruppen umfassen jeweils einen Befeuerungsnocken, der einem Befeuerungsbetrieb der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, und einen Bremsnocken, der einem Bremsbetrieb der Brennkraftmaschine zugeordnet ist. Die Nocken 12, 14, 16, 12', 14', 16' sind dabei als Bremsnocken ausgeführt, die Nocken 13, 15, 17, 13', 15', 17' sind als Befeuerungsnocken ausgeführt. In dem Befeuerungsbetrieb wird eine Verdichtungsarbeit innerhalb des Zylinders insbesondere zum Antrieb genutzt. In dem Bremsbetrieb wird die Verdichtungsarbeit innerhalb des Zylinders zum Bremsen genutzt. Die Nockenwelle 11 ist für einen Einsatz als eine Einlassnockenwelle vorgesehen. Sie kann in einer alternativen Ausgestaltung auch für einen Einsatz als eine Auslassnockenwelle vorgesehen sein. In weiteren Ausgestaltungen können die Nocken 12, 14, 16, 12', 14', 16' anstelle einer Ausbildung als Bremsnocken und Befeuerungsnocken jeweils als Befeuerungsnocken ausgebildet sein, die unterschiedliche Ventilhübe bereitstellen.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine erste Ventilbetätigungseinheit 18 zur Betätigung zweier ersten Gaswechselventile 38, 39 auf (vgl. 2). Die zwei ersten Gaswechselventile 38, 39 sind miteinander gekoppelt. Die erste Ventilbetätigungseinheit 18 greift in dem Bremsbetrieb den als Bremsnocken ausgeführten Nocken 12 und in dem Befeuerungsbetrieb den als Befeuerungsnocken ausgeführten Nocken 13 ab. Bei einem Abgriff des Nockens 12 oder des Nockens 13 betätigt die erste Ventilbetätigungseinheit 18 die ersten Gaswechselventile 38, 39 aufgrund ihrer Kopplung gemeinsam. Alternativ kann die erste Ventilbetätigungseinheit 18 zur Betätigung auch nur eines einzelnen Gaswechselventils 38 oder zur Betätigung von mehr als zwei ersten Gaswechselventilen 38, 39 vorgesehen sein. Die erste Ventilbetätigungseinheit 18 umfasst zwei unterschiedliche, den zwei ersten Gaswechselventilen 38, 39 zugeordnete Nockenfolger 40, 41 und ist dazu vorgesehen, eine Drehbewegung der Nockenwelle 11 in eine Kraft zur Umschaltung zwischen den zwei unterschiedlichen, den zwei ersten Gaswechselventilen 38, 39 zugeordneten Nockenfolgern 40, 41 umzusetzen.
Der Nockenfolger 40 ist zum Abgriff des als Bremsnocken ausgeführten Nockens 12 vorgesehen, der Nockenfolger 41 ist zum Abgriff des als Befeuerungsnocken ausgeführten Nockens 13 vorgesehen. In dem Bremsbetrieb betätigt die Ventilbetätigungseinheit 18 die Gaswechselventile 38, 39 in einem bremsenden Betrieb durch Abgriff des Nockens 12 durch den Nockenfolger 40, während der Nocken 13 unter dem Nockenfolger 41 hindurchläuft. In dem Bremsbetrieb betätigt die Ventilbetätigungseinheit 18 die Gaswechselventile 38, 39 in einem befeuerten Betrieb durch Abgriff des Nockens 13 durch den Nockenfolger 41, während der Nocken 12 unter dem Nockenfolger 40 hindurchläuft. In dem befeuerten Betrieb wird eine Kurbelwelle aufgrund eines Verbrennungsprozesses in den Zylindern angetrieben und in dem bremsenden Betrieb aufgrund einer ungenutzten Verdichtung einer Verdichtungsluft in den Zylindern abgebremst. Der Befeuerungsbetrieb und der Bremsbetrieb unterscheiden sich dabei in Ansteuerzeiten für die ersten Gaswechselventile 38, 39.
Die erste Ventilbetätigungseinheit 18 weist ein erstes, drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundenes Auslöseelement 21 auf. Das Auslöseelement 21 ist als Schaltnocken ausgeführt, der teilweise innerhalb der Nockenwelle 11 angeordnet ist und über die Nockenwelle 11 hervorragt. Das Auslöseelement 21 weist eine Innenkontur an Pfeilflanken aus, die abgerundet ausgeführt und dazu vorgesehen ist, das Auslöseelement 21 passgenau an die Nockenwelle 11 anzusetzen. Die Nockenwelle 11 weist ein Längsloch 35 auf, durch das das Auslöseelement 21 hervorragt. Das Längsloch 35 ist mittels eines Laserschneidverfahrens hergestellt. Alternativ kann das Längsloch 35 mittels eines anderen Verfahrens, beispielsweise eines Stanzverfahrens oder eines Fräsverfahrens, hergestellt sein. Das Auslöseelement 21 ist dazu vorgesehen, eine Umschaltung der Ventilbetätigungseinheit 18 zwischen den Nockenfolgern 40, 41 in eine erste Schaltrichtung auszulösen. Die erste Ventilbetätigungseinheit 18 weist zweites, drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundenes Auslöseelement 22 auf, das dazu vorgesehen ist, eine Umschaltung der Ventilbetätigungseinheit 18 zwischen den Nockenfolgern 40, 41 in eine zweite Schaltrichtung auszulösen, die der ersten Schaltrichtung entgegengerichtet ist. Das zweite Auslöseelement 22 ragt aus einem weiteren, in der gezeigten Ansicht nicht dargestellten Längsloch aus der Nockenwelle 11 hervor. Das erste Auslöseelement 21 und das zweite Auslöseelement 22 sind mit einem Winkelversatz zueinander angeordnet.
Die Ventilbetätigungseinheit 18 weist zwei Kipphebel 42, 43 auf, die als Rollenkipphebel ausgeführt sind und die die Nockenfolger 40, 41 aufweisen. Zur Umschaltung zwischen den Nockenfolgern 40, 41 weist die Ventilbetätigungseinheit 18 eine Kipphebellagerung auf, die eine dem Befeuerungsbetrieb zugeordnete erste Endlage und eine dem Bremsbetrieb zugeordnete zweite Endlage aufweist. In der ersten Endlage ist der für den Befeuerungsbetrieb der Gaswechselventile 38, 39 vorgesehene Nockenfolger 41 in stetem Kontakt mit dem als Befeuerungsnocken ausgeführten Nocken 13 (3). Der für den Bremsbetrieb der Gaswechselventile 38, 39 vorgesehene Nockenfolger 40 ist hingegen von dem als Bremsnocken ausgeführten Nocken 12 abgehoben, wodurch der Nocken 12 wirkungslos unter dem Nockenfolger 40 hindurchläuft. In der zweiten Endlage ist umgekehrt der für den Bremsbetrieb der Gaswechselventile 38, 39 vorgesehene Nockenfolger 40 in stetem Kontakt mit dem als Bremsnocken ausgeführten Nocken 12, während der für den Befeuerungsbetrieb der Gaswechselventile 38, 39 vorgesehene Nockenfolger 41 von dem als Befeuerungsnocken ausgeführten Nocken 13 abgehoben ist, wodurch der Nocken 13 wirkungslos unter dem Nockenfolger 41 hindurchläuft (4).
Die Kipphebellagerung umfasst ein Lagerungselement 53, an welchem die Kipphebel 42, 43 gelagert sind. Das Lagerungselement 53 selbst ist schwenkbar gelagert Das Lagerungselement 53 ist in Form eines U-förmigen Bügels ausgeführt, wobei die Kipphebel 42, 43 an einen im Wesentlichen parallel zu der Nockenwelle 11 verlaufenden Teil des Lagerungselements 53 angebunden sind. Die Kipphebellagerung ist dazu vorgesehen, mittels der Drehbewegung der Nockenwelle 11 geschaltet zu werden. Ist das Lagerungselement 53 in die erste Endlage geschaltet, wirkt bei einer Betätigung der Gaswechselventile 38, 39 durch den als Befeuerungsnocken ausgeführten Nocken 13 auf das Lagerungselement 53 grundsätzlich eine Kraft, welche in Richtung der zweiten Endlage gerichtet ist (3). Ist das Lagerungselement 53 in die zweite Endlage geschaltet, wirkt bei einer Betätigung der Gaswechselventile 38, 39 durch den als Bremsnocken ausgeführten Nocken 12 auf das Lagerungselement 53 grundsätzlich eine Kraft, welche in Richtung der ersten Endlage gerichtet ist (4).
Die auf das Lagerungselement 53 wirkende Kraft, die zur Umschaltung zwischen den beiden Endlagen genutzt wird, resultiert aus einer Betätigungskraft, die in dem Befeuerungsbetrieb und in dem Bremsbetrieb mittels der Nockenwelle 11 auf die Gaswechselventile 38, 39 ausgeübt wird. Das Lagerungselement 53 stützt diese Betätigungskraft ab. Die Kipphebel 42, 43 weisen gegeneinander versetzte Kipphebelachsen auf, um die die Kipphebel 42, 43 gegenüber dem Lagerungselement 53 verschwenkbar gelagert sind. Dadurch, dass die Kipphebelachsen gegeneinander versetzt sind, wirkt, je nachdem, über welchen der Kipphebel 42, 43 die Gaswechselventile 38, 39 betätigt werden, eine unterschiedliche Kraft auf das Lagerungselement 53. Das Lagerungselement 53 weist eine Lagerungsachse auf, die wirkungsmäßig zwischen den beiden Kipphebelachsen angeordnet ist. Wird der eine Kipphebel 42 betätigt, resultiert aus der Betätigungskraft dieses Kipphebels 42 ein auf das Lagerungselement 53 wirkendes Drehmoment, welches in Bezug auf die Lagerungsachse des Lagerungselements 53 in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist wie das aus der Betätigungskraft des anderen Kipphebels 43 resultierte Drehmoment, welches auf das Lagerungselement 53 wirkt, wenn der andere Kipphebel 43 betätigt wird.
Zur Fixierung der Kipphebellagerung weist die Ventilbetätigungseinheit 18 ein federbelastetes Rasteingriffselement 44 auf, welches dazu vorgesehen ist, die Kipphebellagerung in den zwei Endlagen zu fixieren. Das Rasteingriffselement 44 ist gegenüber dem Lagerungselement 53 axial beweglich gelagert. Die Ventilbetätigungseinheit 18 weist ein Federelement 45 auf, welches zwischen dem Lagerungselement 53 und dem Rasteingriffselement 44 angeordnet ist.
Zur Wirkverbindung mit dem Rasteingriffselement 44 umfasst die Ventilbetätigungseinheit 18 ein Rastkonturelement 46, gegen welches das Rasteingriffselement 44 abgestützt ist. Zur formschlüssigen Verbindung mit dem Rasteingriffselement 44 weist das Rastkonturelement 46 eine Rastkontur mit zwei, zwischen zwei Anschlägen 47, 50 liegenden Vertiefungen 48, 49 auf. Zwischen den zwei Vertiefungen 48, 49 liegt eine Erhebung 52. Das Rastkonturelement 46 weist eine Lagerachse 51 auf, die die Erhebung 52 ausbildet. Die erste Vertiefung 48, welche der ersten Endlage im Befeuerungsbetrieb zugeordnet ist, liegt zwischen dem ersten Anschlag 47 und der Erhebung 52. Die zweite Vertiefung 49, welche der zweiten Endlage im Bremsbetrieb zugeordnet ist, liegt zwischen dem zweiten Anschlag 50 und der Erhebung 52. Die Vertiefungen 48, 49 definieren zwei Einraststellungen, in denen das Rasteingriffselement 44 und das Rastkonturelement 46 formschlüssig miteinander verbunden sind.
Eine Schwenkbewegung des Lagerungselements 53 ist durch die zwei mechanischen Anschläge 47, 50 begrenzt, welche die beiden Endlagen der Kipphebellagerung definieren. Bei einer Schwenkbewegung des Lagerungselements 53 aus der zweiten Endlage im Bremsbetrieb in die erste Endlage im Befeuerungsbetrieb begrenzen die Anschläge 47, 50 die Schwenkbewegung des Lagerungselements 53, indem der Anschlag 50 am Lagerungselement 53 anliegt und der Anschlag 47 am Rasteingriffselement 44 anliegt. Dementsprechend begrenzen die Anschläge 47, 50 die Schwenkbewegung des Lagerungselements 53 aus der ersten Endlage im Befeuerungsbetrieb in die zweite Endlage im Bremsbetrieb, indem jetzt der Anschlag 47 am Lagerungselement 53 anliegt und der Anschlag 50 am Rasteingriffselement 44 anliegt. Das Rasteingriffselement 44 ist bewegungstechnisch mit dem Lagerungselement 53 verbunden. Bei einer Bewegung des Lagerungselements 53 von der einen Endlage in die andere Endlage wird das Rasteingriffselement 44 von der einen Vertiefung 48, 49 über die Erhebung 52 hinweg in die andere Vertiefung 49, 48 bewegt. In den Endlagen fixieren das Rasteingriffselement 44 und das Rastkonturelement 46 das Lagerungselement 53 gegen das bei der Betätigung der Gaswechselventile 38, 39 wirkende Drehmoment. Eine Federkraft, welche das zwischen dem Rasteingriffselement 44 und dem Lagerungselement 53 abgestützte Federelement 45 bereitstellt, ist dabei ausreichend groß, um das aus der Betätigungskraft der Gaswechselventile 38, 39 resultierende Drehmoment gegen die Erhebung 52 abzustützen, sodass das Rasteingriffselement 44 nicht von einer Vertiefung 48, 49 in die jeweils andere Vertiefung 49, 48 wechselt.
Das beweglich gelagerte Rastkonturelement 46 ist zwischen der ersten Einraststellung, welche dem Befeuerungsbetrieb zugeordnet ist (3), und der zweiten Einraststellung, welche dem Bremsbetrieb zugeordnet ist (4), verschwenkbar. In der ersten Einraststellung des Rastkonturelements 46 befindet sich das Lagerungselement 53 in seiner ersten Endlage im Befeuerungsbetrieb, wobei das Rasteingriffselement 44 in die erste Vertiefung 48 der Rastkontur eingreift. In der zweiten Einraststellung des Rastkonturelements 46 befindet sich das Lagerungselement 53 in seiner zweiten Endlage im Bremsbetrieb, wobei das Rasteingriffselement 44 in die zweite Vertiefung 49 der Rastkontur eingreift. In den Einraststellungen bildet jeweils eine der Vertiefungen 48, 49 des Rastkonturelements 46 für das Rasteingriffselement 44 ein globales Minimum aus, in welche das Rasteingriffselement 44 geführt wird, wenn die Betätigungskraft für die Gaswechselventile 38, 39 über das Lagerungselement 53 gegen die Nockenwelle 11 abgestützt wird. Das Rastkonturelement 46 weist eine Zwischenstellung auf, die als eine Mittelstellung zwischen den beiden Einraststellungen ausgebildet ist. Wird das Rastkonturelement 46 in die Mittelstellung geschwenkt, bewegt sich das Rasteingriffselement 44 in der Rastkontur. Das Rasteingriffselement 44 bewegt sich dabei innerhalb der Rastkontur von der entsprechenden Vertiefung 48, 49 auf die Erhebung 52. Da gleichzeitig das Rastkonturelement 46 verschwenkt wird, bildet die Zwischenstellung eine instabile Lage aus.
Je nachdem, in welche der Einraststellungen das Rastkonturelement 46 geschaltet ist, wird das Lagerungselement 53 für die Kipphebel 42, 43 bei der nächsten Betätigung der Gaswechselventile 38, 39 in die der Einraststellung entsprechende Endlage geschaltet. Die Umschaltung zwischen dem Befeuerungsbetrieb und dem Bremsbetrieb erfolgt, indem das Rastkonturelement 46 von der einen Einraststellung in die andere Einraststellung geschwenkt wird. Eine Schwenkung wird über das Auslöseelement 21 bewirkt. Das Rastkonturelement 46 weist eine dem Rasteingriffselement 44 zugewandte Seite auf, welche die Rastkontur ausbildet, und eine der Nockenwelle 11 zugewandte Seite auf, welche eine Betätigungskontur zum Verschwenken mittels des Drehmoments der Nockenwelle 11 ausbildet.
Die Betätigungskontur weist zwei Bahnen auf, die entlang einer Rotationsachse der Nockenwelle 11 gegeneinander versetzt sind. Je nachdem, in welche Schaltstellung die Auslöseelemente 21, 22 geschaltet sind, greift das erste Auslöseelement 21 der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 an der einen Bahn der Betätigungskontur oder das zweite Auslöseelement 22 der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 an der anderen Bahn der Betätigungskontur an. Die Bahnen sind in Bezug auf eine Drehbewegung der Auslöseelemente 21, 22 um die Rotationsachse der Nockenwelle 11 als Schrägbahnen ausgebildet. Die Betätigungskontur des Rastkonturelements 46 ist dazu vorgesehen, das auf das erste Auslöseelement 21 oder das zweite Auslöseelement 22 wirkende Drehmoment der Nockenwelle 11 in ein auf das Rastkonturelement 46 wirkendes Drehmoment zu übersetzen, um das Rastkonturelement 46 um seine Lagerachse 51 zu verschwenken. Die Auslöseelemente 21, 22 sind in Wirkverbindung mit der Betätigungskontur des Rastkonturelements 46 dazu vorgesehen, in einer ersten Schaltstellung das Rastkonturelement 46 von der ersten Einraststellung des Befeuerungsbetriebs in die Zwischenstellung zu schalten. Dabei greift das erste Auslöseelement 21 in die eine Bahn der Betätigungskontur. In einer zweiten Schaltstellung schaltet das Rastkonturelement 46 von der zweiten Einraststellung des Bremsbetriebs in die Zwischenstellung. Dabei wird das zweite Auslöseelement 22 in die andere Bahn der Betätigungskontur verschoben. Die Auslöseelemente 21, 22 sind also jeweils lediglich dazu vorgesehen, das Rastkonturelement 46 in die Zwischenstellung zu schalten. Aus der Zwischenstellung heraus wird das Rasteingriffselement 44 dann in die andere Einraststellung geführt, wenn die Betätigungskraft auf die Gaswechselventile 38, 39, welche aus der Drehung und dem Drehmoment der Nockenwelle 11 resultiert, bei der nächsten Betätigung der Gaswechselventile 38, 39 über das Lagerungselement 53 gegen die Nockenwelle 11 abgestützt wird.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine zweite Ventilbetätigungseinheit 19 zur Betätigung zweier zweiter Gaswechselventile auf. Die zweite Ventilbetätigungseinheit 19 ist analog zu der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 ausgeführt. Die zweite Ventilbetätigungseinheit 19 ist ebenfalls dazu vorgesehen, eine Drehbewegung der Nockenwelle 11 in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, den zweiten Gaswechselventilen zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen. Die zweite Ventilbetätigungseinheit 19 weist ein erstes drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundenes Auslöseelement 23 und ein zweites drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundenes Auslöseelement 24 auf. Die zwei Auslöseelemente 23, 24 sind für die Ausübung derselben Funktion für die zweite Ventilbetätigungseinheit 19 vorgesehen wie die zwei Auslöseelemente 21, 22 in der ersten Ventilbetätigungseinheit 18. Die Nockenwelle 11 weist ein Längsloch 36 auf, durch das das erste Auslöseelement 23 aus der Nockenwelle 11 hervorragt.
Die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 sind miteinander gekoppelt. Eine gleichzeitige Betätigung der Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 wird über die Kopplung erreicht. Bei der Betätigung werden die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 mit einer axialen Schaltbewegung gleichzeitig in eine Position geschaltet, in der sie die Umschaltung der Nockenfolger 40, 41 der Ventilbetätigungseinheiten 18, 19 auslösen können. Die eigentliche Umschaltung wird sukzessive bei unterschiedlichen Winkelpositionen der Nockenwelle 11 durch die Drehbewegung der Nockenwelle 11 ausgelöst.
Die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 sind mit einem Phasenversatz zueinander angeordnet. Durch den Phasenversatz wird nach der Auslösung der Umschaltung eine sukzessive Umschaltung in Zündreihenfolge der Zylinder bewirkt. Die Auslöseelemente 23, 24 sind mit einem Phasenversatz von 240 Grad, in Drehrichtung der Nockenwelle 11 betrachtet, zueinander angeordnet, um eine Umschaltung gemäß der Zündreihenfolge 1-5-3-6-2-4 der Brennkraftmaschine bereitzustellen.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nockenwelle 11 verbundene Schaltstange 27 auf, mit der die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 gekoppelt sind. Die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, werden durch die Schaltstange 27 gemeinsam verschoben. Durch eine axiale Schaltbewegung der Schaltstange 27 wird das Auslöseelement 21 zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung hin- und hergeschaltet, sodass das Auslöseelement 21 das Rastkonturelement 46 in die Zwischenstellung schaltet. Durch dieselbe axiale Schaltbewegung der Schaltstange 27 werden die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung hin- und hergeschaltet.
Die Schaltstange 27 ist innerhalb der Nockenwelle 11 geführt und bildet eine Innenwelle der Nockenwelle 11 aus. Die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 sind fest mit der Schaltstange 27 verbunden. Die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 liegen an Rändern der Längslöcher 35, 36 und mit einer Innenkontur eines Pfeilbereichs an der Nockenwelle 11 an und verbinden die Schaltstange 27 drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nockenwelle 11. Bei einer Montage der Ventiltriebvorrichtung 10 wird die Schaltstange 27 innerhalb der Nockenwelle 11 gehalten und anschließend werden die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 durch die Längslöcher 35, 36 auf die Schaltstange 27 aufgesteckt. Die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24 halten anschließende die Schaltstange 27 drehfest, aber axial verschiebbar an der Nockenwelle 11.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 umfasst ein Kulissenelement 28 mit Kulissenbahnen 29, 30 zur Erzeugung der axialen Schaltbewegung der Schaltstange 27. Das Kulissenelement 28 ist dazu vorgesehen, eine Drehbewegung der Nockenwelle 11 in eine lineare Schaltbewegung des Kulissenelements 28 umzusetzen. Das Kulissenelement 28 ist stirnseitig an der Schaltstange 27 angeordnet, sodass die lineare Schaltbewegung des Kulissenelements 28 die axiale Schaltbewegung der Schaltstange 27 bewirkt. Die axiale Schaltbewegung der Schaltstange 27 wird somit ebenfalls von der Drehbewegung der Nockenwelle 11 erzeugt.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 umfasst einen Aktor 31 mit zwei Pins 33, 34, die dazu vorgesehen sind, in die Kulissenbahnen 29, 30 einzugreifen und die Drehbewegung der Nockenwelle 11 in die lineare Schaltbewegung des Kulissenelements 28 umzusetzen. Der Aktor 31 umfasst einen Hebel 32, an dem die Pins 33, 34 angeordnet sind. Der Hebel 32 lagert die Pins 33, 34 um eine gemeinsame Schwenkachse, die parallel zu einer Rotationsachse des Kulissenelements 28 verläuft, welche mit der Rotationsachse der Nockenwelle 11 zusammenfällt. Die Pins 33, 34 werden von dem Hebel 32 so gelagert, dass stets nur einer der Pins 33, 34 in eine der Kulissenbahnen 29, 30 eingreift und der andere Pin 34, 33 von dem Kulissenelement 28 abgehoben ist. Der Pin 33 ist der Kulissenbahn 29 zugeordnet, der Pin 34 der Kulissenbahn 30.
Die Kulissenbahnen 29, 30 weisen jeweils einen schräg verlaufenden Abschnitt mit einer Axialkomponente, die bei einem Eingriff des Pins 33, 34 eine axiale Verschiebung des Kulissenelements 28 bewirkt, und einen umlaufenden Bereich ohne Axialkomponente auf. Der schräg verlaufende Abschnitt mit der Axialkomponente erstreckt sich nur über einen Teil eines Winkelbereichs des Kulissenelements 28. Bei einem Wechsel zwischen den eingespurten Pins 33, 34 wird der neu einzuspurende Pin 33, 34 in den schräg verlaufenden Abschnitt mit der Axialkomponente eingeführt und bewirkt dadurch die axiale Verschiebung des Kulissenelements 28. Nach Durchlauf des schräg verlaufenden Abschnitts läuft der Pin 33, 34 in den umlaufenden Bereich ohne Axialkomponente der Kulissenbahn 29, 30, wodurch das Kulissenelement 28 in einer axialen Stellung fixiert wird. Die schräg verlaufenden Bereiche der Kulissenbahnen 29, 30 sind einander entgegengerichtet, sodass sie axiale Verschiebungen in entgegengesetzte Richtungen bewirken.
Zur Umschaltung zwischen den eingespurten Pins 33, 34 ist der Aktor 31 elektromagnetisch betrieben und weist eine Spule auf. Ist die Spule unbestromt, ist der Pin 33 in der Kulissenbahn 29 eingespurt und der Pin 34 durch den Hebel 32 von dem Kulissenelement 28 abgehoben. Durch Bestromung der Spule wird der Pin 33 an die Spule angezogen und von dem Kulissenelement 28 abgehoben. Durch Rotation des Hebels 32 um die gemeinsame Schwenkachse wird dadurch der Pin 34 in Kontakt mit dem Kulissenelement 28 gebracht, wodurch der Pin 34 in die Kulissenbahn 30 einspurt und das Kulissenelement 28 und mit dem Kulissenelement 28 die Schaltstange 27 axial verschoben werden. Nach Aufhebung der Bestromung der Spule wird aufgrund einer Federkraft der Pin 33 wieder auf das Kulissenelement 28 gedrückt, wodurch der Pin 34 von dem Kulissenelement 28 abhebt. Der Pin 33 spurt in die Kulissenbahn 29 ein und löst bei Durchlauf des schräg verlaufenden Bereichs der Kulissenbahn 29 eine entgegengesetzte axiale Verschiebung des Kulissenelements 28 aus.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine dritte Ventilbetätigungseinheit 20 zur Betätigung zweier dritter Gaswechselventile auf, die identisch zu der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 ausgeführt ist. Die dritte Ventilbetätigungseinheit 20 weist zwei drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundene Auslöseelemente 25, 26 auf, die zur Auslösung einer Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, den zweiten Gaswechselventilen zugeordneten Nockenfolgern vorgesehen sind. Die Auslöseelemente 25, 26 der dritten Ventilbetätigungseinheit 20 sind für die Ausübung derselben Funktion für die dritte Ventilbetätigungseinheit 20 vorgesehen wie die Auslöseelemente 21, 22 für die erste Ventilbetätigungseinheit 18. Die Nockenwelle 11 weist ein Längsloch 37 auf, durch das das Auslöseelement 25 aus der Nockenwelle 11 hervorragt.
Das Auslöseelement 25 ist ebenfalls auf der in der Nockenwelle 11 geführten Schaltstange 27 angeordnet. Mittels der Schaltstange 27 kann der Aktor 31 somit die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26 für die drei Ventilbetätigungseinheiten 18, 19, 20 gleichzeitig auslösen. Das Auslöseelement 21 löst dann die Umschaltung für die Nockenfolger 40, 41 der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 aus, sobald es durch die Drehbewegung der Nockenwelle 11 in Kontakt mit der Betätigungskontur des Rastkonturelements 46 gebracht wird und schaltet das Rastkonturelement 46 in die Zwischenstellung. Sobald der abgegriffene Nocken 12, 13 dann gegen den jeweiligen abgreifenden Nockenfolger 40, 41 anläuft, wird das Lagerungselement 53 durch die Betätigungskraft aus der Drehbewegung der Nockenwelle 11 gekippt und der abgreifende Nockenfolger 40, 41 gewechselt. Die Umschaltung ist damit für die erste Ventilbetätigungseinheit 18 abgeschlossen. Ein gleicher Prozess wird von den Auslöseelementen 23, 25 für die Ventilbetätigungseinheiten 19, 20 ausgelöst.
Die Auslöseelemente 25, 26 der dritten Ventilbetätigungseinheit 20 sind mit einem Phasenversatz von 120 Grad, in Drehrichtung der Nockenwelle 11 betrachtet, zu den ersten Auslöseelementen 21, 22 angeordnet. Eine Umschaltung der dritten Ventilbetätigungseinheit 20 zwischen den Nockenfolgern wird dadurch gemäß der Zündfolge der Zylinder vor einer Umschaltung der zweiten Ventilbetätigungseinheit 19 durchgeführt.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine weitere Ventilbetätigungseinheit 18' zur Betätigung zweier weiterer Gaswechselventile auf, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle 11 in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem weiteren Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, mit zwei weiteren, drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundenen Auslöseelementen 21', 22'. Die zwei weiteren, drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundenen Auslöseelemente 21', 22' sind von den ersten Auslöseelementen 21, 22 und den zweiten Auslöseelementen 23, 24 entkoppelt. Die weitere Ventilbetätigungseinheit 18' ist damit unabhängig von der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 und der zweiten Ventilbetätigungseinheit 19 schaltbar. Die weitere Ventilbetätigungseinheit 18' ist identisch zu der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 ausgeführt. Das Auslöseelement 21' ragt durch ein Längsloch 35' aus der Nockenwelle 11 hervor.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine weitere drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nockenwelle 11 verbundene Schaltstange 27' auf, die innerhalb der Nockenwelle 11 geführt ist und mit der die weiteren Auslöseelemente 21', 22' gekoppelt sind. Die Schaltstange 27' ist analog zu der Schaltstange 27 ausgeführt und ist dazu vorgesehen, eine axiale Schaltbewegung durchzuführen, durch die das Auslöseelement 21' zwischen einer ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung hin- und hergeschaltet wird. Durch die Umschaltung zwischen den Schaltstellungen wird auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ventilbetätigungseinheit 18 eine Umschaltung der weiteren Ventilbetätigungseinheit 18' ausgelöst. Die Schaltstange 27 und die weitere Schaltstange 27' weisen jeweils eine identische Länge auf, die geringer ist als eine halbe Länge der Nockenwelle 11.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 umfasst einen weiteren Aktor 31' mit einem Kulissenelement 28' mit zwei Kulissenbahnen 29', 30' und einem Hebel 32' mit zwei Pins 33', 34', der mit der weiteren Schaltstange 27' verbunden ist und der identisch zu dem mit der Schaltstange 27 verbundenen Aktor 31 ausgeführt ist. Der Aktor 31' ist dazu vorgesehen, die Drehbewegung der Nockenwelle 11 in die lineare Schaltbewegung des Kulissenelements 28' umzusetzen, die eine axiale Schaltbewegung der weiteren Schaltstange 27' zur Auslösung der Umschaltung zwischen den Nockenfolgern der Ventilbetätigungseinheit 18' durch das Auslöseelement 21' bewirkt.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine zweite weitere Ventilbetätigungseinheit 19' zur Betätigung zweier weiterer zweiter Gaswechselventile und eine dritte weitere Ventilbetätigungseinheit 20' zur Betätigung zweier weiterer dritter Gaswechselventile auf, die analog zu der weiteren Ventilbetätigungseinheit 18' ausgeführt sind. Die zweite Ventilbetätigungseinheit 19' und die dritte weitere Ventilbetätigungseinheit 20' weisen drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundene Auslöseelemente 23', 24', 25', 26' auf, die dazu vorgesehen sind, dieselbe Funktion für die zweite weitere Ventilbetätigungseinheit 19' und die dritte weitere Ventilbetätigungseinheit 20' auszuüben wie die ersten weiteren Auslöseelemente 21', 22' für die erste weitere Ventilbetätigungseinheit 18'. Die weiteren Auslöseelemente 23', 24 sind mit der weiteren Schaltstange 27' gekoppelt.
Die Ventiltriebvorrichtung 10 ist mit den Ventilbetätigungseinheiten 18, 19, 20, 18', 19', 20' für einen Einsatz in einer Brennkraftmaschine vorgesehen, die eine Reihenanordnung von sechs Zylindern aufweist. Grundsätzlich kann durch Anpassung einer Anzahl der Ventilbetätigungseinheiten 18, 19, 20, 18', 19', 20' die Ventiltriebvorrichtung 10 auch für Brennkraftmaschinen mit einer Reihenanordnung von vier Zylindern oder acht Zylindern eingesetzt werden. Auch ist die Ventiltriebvorrichtung 10 für einen V-Sechszylinder verwendbar, bei dem jeweils drei Zylinder an einem Schenkel einer V-Form angeordnet sind.
In einem Verfahren zum Betrieb der Ventiltriebvorrichtung 10 werden die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26 gleichzeitig betätigt. Die gleichzeitige Betätigung der Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26 wird durch die Schaltstange 27, auf der die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26 angeordnet sind, bewirkt. Die Schaltstange 27 wird mittels des Aktors 31 und des Kulissenelements 28, das die Drehbewegung der Nockenwelle 11 in die lineare Schaltbewegung des mit der Schaltstange 27 verbundenen Kulissenelements 28 umsetzt, in eine axiale Richtung verschoben. Die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26 lösen eine sukzessive Umschaltung der zugeordneten Ventilbetätigungseinheiten 18, 19, 20 zwischen den Nockenfolgern 40, 41 aus. Die sukzessive Umschaltung wird durch den Phasenversatz zwischen den Auslöseelementen 21, 22, 23, 24, 25, 26 erreicht, durch die die Auslöseelemente 21, 22, 23, 24, 25, 26 zu unterschiedlichen Zeitpunkten in die Betätigungskontur des Rastkonturelements 46 der jeweiligen Ventilbetätigungseinheit 18, 19, 20 eingreifen und die Umschaltung auslösen. Die sukzessive Umschaltung ist an die Zündreihenfolge der Zylinder, denen die Ventilbetätigungseinheiten 18, 19, 20 zugeordnet sind, angepasst. In dem Verfahren zum Betrieb der Ventiltriebvorrichtung 10 werden die Auslöseelemente 21', 22', 23', 24', 25', 26' auf gleiche Weise gleichzeitig betätigt. Die Auslöseelemente 21', 22', 23', 24, 25', 26' lösen ebenfalls eine sukzessive Umschaltung der zugeordneten Ventilbetätigungseinheiten 18', 19', 20' zwischen den Nockenfolgern aus.
Bezugszeichenliste

10: Ventiltriebvorrichtung
11: Nockenwelle
12: Nocken
13: Nocken
14: Nocken
15: Nocken
16: Nocken
17: Nocken
18: Ventilbetätigungseinheit
19: Ventilbetätigungseinheit
20: Ventilbetätigungseinheit
21: Auslöseelement
22: Auslöseelement
23: Auslöseelement
24: Auslöseelement
25: Auslöseelement
26: Auslöseelement
27: Schaltstange
28: Kulissenelement
29: Kulissenbahn
30: Kulissenbahn
31: Aktor
32: Hebel
33: Pin
34: Pin
35: Längsloch
36: Längsloch
37: Längsloch
38: Gaswechselventil
39: Gaswechselventil
40: Nockenfolger
41: Nockenfolger
42: Kipphebel
43: Kipphebel
44: Rasteingriffselement
45: Federelement
46: Rastkonturelement
47: Anschlag
48: Vertiefung
49: Vertiefung
50: Anschlag
51: Lagerachse
52: Erhebung
53: Lagerungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10201319000 A1 [0002]

Claims

Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einer Nockenwelle (11), mit einer ersten Ventilbetätigungseinheit (18) zur Betätigung zumindest eines ersten Gaswechselventils (38, 39), die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle (11) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen ersten Gaswechselventil (38, 39) zugeordneten Nockenfolgern (40, 41) umzusetzen, und mit einer zweiten Ventilbetätigungseinheit (19) zur Betätigung zumindest eines zweiten Gaswechselventils, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle (11) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen zweiten Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, wobei die erste Ventilbetätigungseinheit (18) zumindest ein erstes, drehfest mit der Nockenwelle (11) verbundenes Auslöseelement (21, 22) und die zweite Ventilbetätigungseinheit (19) zumindest ein zweites, drehfest mit der Nockenwelle (11) verbundenes Auslöseelement (23, 24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) miteinander gekoppelt sind.
Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) mit einem Phasenversatz zueinander angeordnet sind.
Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nockenwelle (11) verbundene Schaltstange (27), mit der die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) gekoppelt sind.
Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstange (27) innerhalb der Nockenwelle (11) geführt ist.
Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dritte Ventilbetätigungseinheit (20) mit zumindest einem dritten Auslöseelement (25, 26), das mit den Auslöseelementen (21, 22, 23, 24) gekoppelt ist.
Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Ventilbetätigungseinheit (18', 19', 20') mit zumindest einem weiteren, drehfest mit der Nockenwelle (11) verbundenen Auslöseelement (21', 22, 23', 24', 25', 26'), das von dem zumindest einen ersten Auslöseelement (21, 22) und dem zumindest einen zweiten Auslöseelement (23, 24) entkoppelt ist.
Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine weitere drehfest, aber axial verschiebbar mit der Nockenwelle (11) verbundene Schaltstange (27), mit der das weitere Auslöseelement (21', 22', 23', 24', 25', 26') gekoppelt ist.
Brennkraftmaschine mit einer Ventiltriebvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Reihenanordnung von sechs Zylindern.
Verfahren zum Betrieb einer Ventiltriebvorrichtung (10) mit zumindest einer Nockenwelle (11), mit einer ersten Ventilbetätigungseinheit (18) zur Betätigung zumindest eines ersten Gaswechselventils (38, 39), die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle (11) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen ersten Gaswechselventil (38, 39) zugeordneten Nockenfolgern (40, 41) umzusetzen, und mit einer zweiten Ventilbetätigungseinheit (19) zur Betätigung zumindest eines zweiten Gaswechselventils, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Nockenwelle (11) in eine Kraft zur Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen, dem zumindest einen zweiten Gaswechselventil zugeordneten Nockenfolgern umzusetzen, wobei die erste Ventilbetätigungseinheit (18) zumindest ein erstes, drehfest mit der Nockenwelle (11) verbundenes Auslöseelement (21, 22) und die zweite Ventilbetätigungseinheit (19) zumindest ein zweites, drehfest mit der Nockenwelle (11) verbundenes Auslöseelement (23, 24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) gleichzeitig betätigt werden und die Auslöseelemente (21, 22, 23, 24) eine sukzessive Umschaltung der zugeordneten Ventilbetätigungseinheiten (18, 19) zwischen den Nockenfolgern (40, 41) auslösen.