DE102015204928A1

DE102015204928A1 - Sliding cam system with a sliding block mounted on an actuator housing

Info

Publication number: DE102015204928A1
Application number: DE102015204928.0A
Authority: DE
Inventors: Harald Elendt; Jan Pfannenmüller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken (2), der auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle (1) einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer ein maschinenfestes Gehäuse (5) aufweisenden Aktorvorrichtung (6) zur Verstellung des Schiebenockens (2) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut (4) am Umfang des Schiebenockens (2) zumindest indirekt in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes (16), an dem eine Rückhubfeder (17) zum Deaktivieren des Aktorstiftes (16) angreift, wobei an dem dem Schiebenocken (2) zugewandten Bereich des Gehäuses (5) ein Kulissenstein (12) parallel zur Drehachse der Grundwelle (1) verschiebbar gelagert ist und am Kulissenstein (12) ein Führungsstift (13) befestigt ist, der in die Verschiebenut (4) eingreift, wobei die Verschiebenut (4) umlaufend ohne Unterbrechung ausgeführt ist, wobei am Kulissenstein (12) dem Aktorstift (16) zugewandt zwei zum Aktorstift (16) passende Öffnungen (14) eingearbeitet sind und wobei im Gehäuse (5) mehr als ein Aktorstift (15 und 16) parallel zueinander angeordnet sind.Proposed is a sliding cam system with at least one sliding cam (2) which is rotatably but axially displaceably arranged on at least one axially fixed fundamental shaft (1) of a reciprocating internal combustion engine with at least one actuator device (6) having a machine-fixed housing (5). for adjusting the sliding cam (2) into different axial positions by means of at least one actuator pin (16) at least indirectly in operative connection with at least one sliding groove (4) on the circumference of the sliding cam (2), to which a return stroke spring (17) for deactivating the actuator pin (16) 16), wherein on the sliding cam (2) facing the region of the housing (5) a sliding block (12) parallel to the axis of rotation of the fundamental shaft (1) is slidably mounted and on the sliding block (12) a guide pin (13) is attached, the engages in the displacement groove (4), wherein the displacement groove (4) is executed circumferentially without interruption, wherein on the sliding block (12) the Aktorstift (16) facing two to Aktorstift (16) matching openings (14) are incorporated and wherein in the housing (5) more than one Aktorstift (15 and 16) are arranged parallel to each other.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schiebenockensystem mit zumindest einem Schiebenocken, der auf einer zumindest axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, mit zumindest einer ein maschinenfestes Gehäuse aufweisenden Aktorvorrichtung zur Verstellung des Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines mit zumindest einer Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens zumindest indirekt in Wirkverbindung stehenden Aktorstiftes, an dem eine Rückhubfeder zum Deaktivieren des Aktorstiftes angreift, wobei an dem dem Schiebenocken zugewandten Bereich des Gehäuses ein Kulissenstein parallel zur Drehachse der Grundwelle verschiebbar gelagert ist und am Kulissenstein ein Führungsstift befestigt ist, der dauerhaft mit der Verschiebenut in Eingriff steht, und wobei am Kulissenstein dem Aktorstift zugewandt zwei zum Aktorstift passende Öffnungen eingearbeitet sind.The invention relates to a sliding cam system with at least one sliding cam, which is rotatably mounted on an at least axially fixed fundamental shaft of a reciprocating internal combustion engine, but axially displaceable, with at least one machine-fixed housing having actuator device for adjusting the sliding cam in different axial positions by means at least one with at least one sliding groove on the circumference of the sliding cam at least indirectly operatively Aktorstiftes on which a return spring for deactivating the Aktorstiftes engages, wherein on the sliding cam facing portion of the housing a sliding block is mounted parallel to the axis of rotation of the fundamental displaced and on the sliding block a Guide pin is fixed, which is permanently engaged with the sliding groove, and wherein the sliding block facing the Aktorstift two incorporated to Aktorstift openings are incorporated.

Derartige Schiebenockensysteme sind allgemein bekannt. Das Schiebenockensystem gemäß der EP 0 798 451 A1 weist eine Aktorvorrichtung auf, bei der der Aktorstift mittels einer Rückhubfeder vom Eingriff mit der Verschiebenut deaktiviert werden kann. Weiterhin ist eine Arretiervorrichtung vorgesehen, die einen in der Grundwelle angeordneten federbelasteten Arretierkörper beinhaltet, der mit Arretierrillen an dem Schiebenocken in Verbindung steht. Um den Schiebenocken in drei axiale Positionen zum Aktivieren von drei Nocken 4a, 4b und 4c bewegen zu können, werden vier Aktorstifte eingebaut, was zu einem unverhältnismäßigen Aufwand führt.Such sliding cam systems are well known. The sliding cam system according to the EP 0 798 451 A1 has an actuator device, in which the Aktorstift can be deactivated by means of a return spring from engagement with the sliding groove. Furthermore, a locking device is provided, which includes a spring-loaded locking body arranged in the basic shaft, which communicates with locking grooves on the sliding cam. To move the sliding cam in three axial positions to activate three cams 4a . 4b and 4c To be able to move four actuator pins are installed, resulting in a disproportionate effort.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, DE 10 2013 218 181 , den Aktorstift nicht direkt mit der Verschiebenut in Eingriff zu bringen, sondern am Gehäuse der Aktorvorrichtung einen Kulissenstein anzuordnen, der einen dauerhaft mit der Verschiebenut in Eingriff stehenden Führungsstift aufweist, wobei der Aktorstift in zwei Öffnungen am Kulissenstein eingreifen kann und seinerseits mittels einer Rückhubfeder deaktivierbar ist. Bei der DE 10 2013 218 181 handelt es sich um eine noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung der Anmelderin. Bei dieser Ausgestaltung besteht das Problem, dass mit den beiden Öffnungen im Kulissenstein und einem Aktorstift nur drei axiale Positionen geschaltet werden können, so dass auf dem Schiebenocken nur drei unterschiedliche Nocken bzw. ein Paar von drei unterschiedlichen Nocken betätigt werden können. It has already been suggested DE 10 2013 218 181 not to bring the Aktorstift directly to the sliding groove into engagement, but to arrange a sliding block on the housing of Aktorvorrichtung having a permanently engaged with the sliding groove guide pin, the Aktorstift can engage in two openings on the sliding block and in turn deactivated by means of a return spring is. In the DE 10 2013 218 181 it concerns an as yet unpublished German patent application of the applicant. In this embodiment, there is the problem that only three axial positions can be switched with the two openings in the sliding block and an actuator pin, so that only three different cams or a pair of three different cams can be actuated on the sliding cam.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schiebenockensystem der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, bei dem mehr als drei axiale Positionen mit mehr als drei Nocken geschaltet werden können. Dies soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln erfolgen.The object of the invention is therefore to provide a sliding cam system of the type described above, in which more than three axial positions can be switched with more than three cams. This should be done with simple inexpensive means.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Gehäuse mehr als ein Aktorstift parallel zueinander angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, dass jeder der Aktorstifte mit einem der passenden Öffnungen in Wirkverbindung tritt, wodurch bei zwei Aktorstiften vier axiale Positionen geschaltet werden können. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Öffnungen und die Aktorstifte in Richtung der Drehachse der Grundwelle gesehen nebeneinander angeordnet sind, wodurch eine Linie durch die Öffnungen und die Aktorstifte vorgegeben ist. Der Mittenabstand der Öffnungen und der Aktorstifte soll gleich gewählt werden, so dass jeder der Aktorstifte in jede der Öffnungen eingreifen kann. Der Mittenabstand ist dabei so gewählt, dass er dem Verschiebeweg der Verschiebenut von einem Nocken zum anderen entspricht.According to the invention the object is achieved in that more than one Aktorstift are arranged parallel to each other in the housing. This makes it possible for each of the actuator pins to be operatively connected to one of the matching openings, whereby four axial positions can be switched in the case of two actuator pins. Furthermore, it is proposed that the openings and the actuator pins are arranged side by side as seen in the direction of the axis of rotation of the fundamental shaft, whereby a line through the openings and the actuator pins is predetermined. The pitch of the openings and the actuator pins should be chosen the same so that each of the actuator pins can engage in each of the openings. The center distance is chosen so that it corresponds to the displacement of the sliding groove from one cam to the other.

Die Verschiebenut ist vorzugsweise in einem radial vorstehenden Nutabschnitt eingearbeitet, wobei in einer parallel zur Drehachse der Grundwelle ausgerichteten Längsführung am Gehäuse ein Bügel gelagert ist, der den Nutabschnitt umgreift. An der Längsführung des Bügels, die seitliche Führungslaschen aufweist, und dem Gehäuse ist eine Arretiervorrichtung mit einem federbelasteten Arretierkörper vorgesehen, wobei der Arretierkörper mit vier Arretierkerben oder vier Arretiersenken an den Führungslaschen in Wirkverbindung steht. Der Bügel dient als Lager für den Kulissenstein.The displacement groove is preferably incorporated in a radially projecting groove portion, wherein in a direction parallel to the axis of rotation of the fundamental shaft-oriented longitudinal guide on the housing, a bracket is mounted, which surrounds the groove portion. On the longitudinal guide of the bracket, which has lateral guide straps, and the housing, a locking device is provided with a spring-loaded locking body, wherein the locking body is operatively connected to four locking notches or four locking grooves on the guide plates. The bracket serves as a bearing for the sliding block.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:The invention is described in the drawings:

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schiebenockensystems mit einer Aktorvorrichtung, einem Schiebenocken und einer Grundwelle, 1 shows a perspective view of a sliding cam system with an actuator device, a sliding cam and a fundamental,

2 zeigt einen Schnitt durch die Aktorvorrichtung und den Schiebenocken parallel zur Achse der Grundwelle entsprechend 1 und 2 shows a section through the actuator device and the sliding cam parallel to the axis of the fundamental wave accordingly 1 and

3 zeigt einen Schnitt entsprechend 2, bei dem die Schnittlinie gegenüber 2 in der Aktorvorrichtung versetzt ist. 3 shows a section accordingly 2 in which the cutting line is opposite 2 is offset in the actuator device.

In den 1 bis 3 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 eine Grundwelle bezeichnet, die nur als Abschnitt dargestellt ist und beliebig verlängert sein kann. Auf der Grundwelle 1 ist mittels eines Zahnnabenprofils ein Schiebenocken 2 drehfest gelagert, der axial auf der Grundwelle verschiebbar ausgeführt ist. Der Schiebenocken 2 weist ein Paar von vier Nockenscheiben auf, die unterschiedlich ausgestaltet sind. Sie können beliebig ausgeführt sein, so dass verschiedene Hubkurven oder auch ein Nullhub realisiert werden kann. Zwischen den Gruppen der Nockenscheiben ist ein radial vorstehender Nutabschnitt 3 vorgesehen, in dem eine Verschiebenut 4 eingearbeitet ist. Passend zu dem Nutabschnitt 3 und der Verschiebenut 4 ist ein Gehäuse 5 einer Aktorvorrichtung 6 vorgesehen, das unabhängig von dem Schiebenocken 2 an einem Bauteil des Zylinderkopfes einer Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt ist. In einer Längsführung am Gehäuse 5, die parallel zu Achse der Grundwelle 1 ausgerichtet ist, ist ein Bügel 7 verschiebbar gelagert, der den Nutabschnitt 3 umgreift und mit dem Schiebenocken 2 axial verschoben wird. Der Bügel 7 weist Führungslaschen 8 auf, in denen Arretiersenken 9 eingearbeitet sind, die mit einem durch eine Arretierfeder 10 belastete Arretierkörper 11 im Gehäuse 5 in Wirkverbindung stehen und dadurch eine Arretiervorrichtung des Schiebenockens 2 gegenüber dem Gehäuse 5 bilden. Am Bügel 7 ist ein Kulissenstein 12 gleitend geführt, der einen Führungsstift 13 aufweist, der dauerhaft in die Verschiebenut 4 eingreift, so dass der Führungsstift 13 und der Kulissenstein 12 der spiralförmigen Bewegung der Verschiebenut 4 folgen. Auf der dem Gehäuse 5 zugewandten Seite des Kulissensteins 12, in diesen eingearbeitet, sind zwei Öffnungen 14 vorgesehen, in die ein im Gehäuse 5 gelagerter Aktorstift 16 eingreifen kann. Neben dem Aktorstift 16 ist ein weiterer Aktorstift 15 vorgesehen, wobei der Achsabstand der Aktorstifte 15 und 16 dem Mittenabstand der Öffnungen 14 entspricht. Beide Aktorstifte 15 und 16 sind mittels je einer Rückhubfeder 17 am Gehäuse 5 abgestützt, so dass die Rückhubfedern 17 die Aktorstifte 15 und 16 deaktivieren und dadurch die Öffnungen 14 freigeben. An dem Gehäuse 5 ist eine im Einzelnen nicht ausgeführte elektromagnetische Betätigungseinheit angebaut, die mit den Aktorstiften in Wirkverbindung steht, so dass z. B. durch die Betätigung des Aktorstiftes 16 dieser gegen die Kraft der Rückhubfedern 17 aus dem Gehäuse 5 heraus geschoben werden kann und in die Öffnung 14 oberhalb des Führungsstiftes 13 eingreifen kann. Dadurch wird der Führungsstift 13 gegenüber dem Gehäuse 5 fixiert, so dass der Schiebenocken 2 entsprechend der Verschiebekontur der Verschiebenut 4 axial auf der Grundwelle 1 verschoben wird. Nach Verschieben des Schiebenockens 2 mit Führungsstift 13 und Kulissenstein 12 wird der Aktorstift 16 deaktiviert, wodurch der Kulissenstein 12 aufgrund des Verlaufs der Verschiebenut 4 so verschoben wird, dass der Aktorstift 16 in die daneben angeordnete Öffnung 14 eingreifen kann, wodurch eine weitere Verschiebung erfolgen kann. Durch die nachfolgende Aktivierung und Deaktivierung des Aktorstiftes 15 können weitere zwei axiale Positionen und damit zwei weiteren Nockenscheiben geschaltet werden, so dass insgesamt vier axiale Positionen passend zu den vier Nockenscheiben eingenommen werden können.In the 1 to 3 is, as far as shown in detail, with 1 denotes a fundamental wave, which is shown only as a section and can be arbitrarily extended. On the fundamental wave 1 is a sliding cam by means of a hub profile 2 rotatably mounted, which is designed to be axially displaceable on the fundamental shaft. The sliding cam 2 has a pair of four cams, which are designed differently. They can be designed as desired, so that different lifting curves or a zero stroke can be realized. Between the groups of Cams is a radially projecting groove portion 3 provided in which a Verschiebenut 4 is incorporated. Fits the groove section 3 and the shifting groove 4 is a housing 5 an actuator device 6 provided, regardless of the sliding cam 2 is attached to a component of the cylinder head of a reciprocating internal combustion engine. In a longitudinal guide on the housing 5 parallel to the axis of the fundamental 1 Aligned is a strap 7 slidably mounted, the groove portion 3 encompasses and with the sliding cam 2 is moved axially. The coat hanger 7 has guide tabs 8th on, in which locking sinks 9 are incorporated, with a by a locking spring 10 loaded locking body 11 in the case 5 in operative connection and thereby a locking device of the sliding cam 2 opposite the housing 5 form. At the temple 7 is a backdrop stone 12 Slidably guided, a guide pin 13 which permanently in the Verschiebenut 4 engages, leaving the guide pin 13 and the Kulissenstein 12 the spiral movement of the sliding groove 4 consequences. On the case 5 facing side of the sliding block 12 , incorporated in these, are two openings 14 provided in the one in the housing 5 mounted actuator pin 16 can intervene. Next to the Aktorstift 16 is another actor pen 15 provided, wherein the center distance of the Aktorstifte 15 and 16 the center distance of the openings 14 equivalent. Both actuator pins 15 and 16 are each by means of a return spring 17 on the housing 5 supported, so that the return springs 17 the actuator pins 15 and 16 disable and thereby the openings 14 release. On the case 5 is an individual not executed running electromagnetic actuator unit, which is in operative connection with the Aktorstiften so that z. B. by the actuation of the Aktorstiftes 16 this against the force of Rückhubfedern 17 out of the case 5 can be pushed out and into the opening 14 above the guide pin 13 can intervene. This will be the guide pin 13 opposite the housing 5 fixed so that the sliding cam 2 according to the displacement contour of the sliding groove 4 axially on the fundamental 1 is moved. After moving the sliding cam 2 with guide pin 13 and Kulissenstein 12 becomes the Aktorstift 16 disabled, causing the sliding block 12 due to the course of the shift groove 4 is moved so that the Aktorstift 16 in the adjacent opening 14 can intervene, whereby a further shift can take place. By the subsequent activation and deactivation of the Aktorstiftes 15 can be switched two more axial positions and thus two other cams, so that a total of four axial positions can be taken to match the four cams.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Grundwelle fundamental wave
22: Schiebenocken pushers
33: Nutabschnitt groove
44: Verschiebenut shift groove
55: Gehäuse casing
66: Aktorvorrichtung actuator device
77: Bügel hanger
88th: Führungslaschen guide plates
99: Arretiersenken Arretiersenken
1010: Arretierfeder detent
1111: Arretierkörper detent
1212: Kulissenstein sliding block
1313: Führungsstift guide pin
1414: Öffnungen openings
1515: Aktorstift actuator pin
1616: Aktorstift actuator pin
1717: Rückhubfedern Rückhubfedern

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0798451 A1 [0002]
DE 102013218181 [0003, 0003]

Claims

Sliding cam system with at least one sliding cam ( 2 ), which on an at least axially fixed fundamental wave ( 1 ) of a reciprocating internal combustion engine for forming a camshaft rotationally fixed, but axially displaceable, with at least one machine-fixed housing ( 5 ) having actuator device ( 6 ) for adjusting the sliding cam ( 2 ) in different axial positions by means of at least one with at least one Verschiebenut ( 4 ) on the circumference of the sliding cam ( 2 ) at least indirectly in active connection Aktorstiftes ( 16 ), on which a return spring ( 17 ) for deactivating the actuator pin ( 16 ), wherein on the sliding cam ( 2 ) facing the housing ( 5 ) a sliding block ( 12 ) parallel to the axis of rotation of the fundamental ( 1 ) is slidably mounted and on Kulissenstein ( 12 ) a guide pin ( 13 ), which is permanently engaged with the sliding groove, and wherein on the sliding block ( 12 ) the actuator pen ( 16 ) facing two to Aktorstift ( 16 ) matching openings ( 14 ) are incorporated, characterized in that in the housing ( 5 ) more than an actuator pen ( 15 and 16 ) are arranged parallel to each other.

Sliding cam system according to claim 1, characterized in that the openings ( 14 ) and the Aktorstifte ( 15 and 16 ) in the direction of the axis of rotation of the fundamental wave ( 1 ) are aligned side by side.

Sliding cam system according to one of claims 1 or 2, characterized in that the center distance of the openings ( 14 ) and the Aktorstifte ( 15 . 16 ) is equal to.

Sliding cam system according to claim 3, characterized in that the center distance from the displacement of the sliding groove ( 4 ) from one cam to the other.

Sliding cam system according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding groove ( 4 ) in a radially projecting groove portion ( 3 ) is incorporated, that in a parallel to the axis of rotation of the fundamental wave ( 1 ) aligned longitudinal guide on the housing ( 5 ) a bracket ( 7 ) is mounted, which the groove portion ( 3 ) and that the sliding block ( 12 ) on the bracket ( 7 ) is guided.

Sliding cam system according to one of the preceding claims, characterized in that a locking device with a spring-loaded locking body ( 11 ) is provided, the guide tabs ( 8th ) of the longitudinal guide of the bracket ( 7 ) and the housing ( 5 ) are assigned, and that the locking body ( 11 ) with four adjoining Arretiersenken ( 9 ) in the guide tab (s) ( 8th ) is in operative connection.