DE102017009350A1

DE102017009350A1 - Valve train device, in particular for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102017009350A1
Application number: DE102017009350.4A
Authority: DE
Inventors: Herbert Zoeller
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine (11), mit zumindest einer Nockenwelle (12) und mit zumindest einer von der Nockenwelle (12) angetriebenen Betätigungseinheit (13), welche zu einer, insbesondere radialen, Betätigung zumindest eines weiteren Bauteils (14) vorgesehen ist, wobei die Betätigungseinheit (13) zumindest einen in der Nockenwelle (12) radial geführten Kolben (15, 15', 15") aufweist, dessen radiale Position relativ zu einer Drehachse (16) der Nockenwelle (12) einstellbar ausgeführt ist.

The invention relates to a valve drive device, in particular for an internal combustion engine (11), with at least one camshaft (12) and with at least one actuating unit (13) driven by the camshaft (12), which actuates at least one further component, in particular a radial one. 14) is provided, wherein the actuating unit (13) at least one in the camshaft (12) radially guided piston (15, 15 ', 15 "), the radial position relative to a rotational axis (16) of the camshaft (12) made adjustable is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, und ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, welche die Ventiltriebvorrichtung umfasst.The invention relates to a valve drive device, in particular for an internal combustion engine, and a motor vehicle with an internal combustion engine, which comprises the valve drive device.

Aus der DE 10 2014 019 573 A1 ist bereits eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer Nockenwelle und mit zumindest einer von der Nockenwelle angetriebenen Betätigungseinheit, welche zu einer, insbesondere radialen, Betätigung zumindest eines weiteren Bauteils vorgesehen ist, bekannt.From the DE 10 2014 019 573 A1 is already a valve drive device for an internal combustion engine with at least one camshaft and at least one of the camshaft driven actuator unit, which is provided for a, in particular radial, actuation of at least one further component known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhaft effiziente und flexible Ventiltriebvorrichtung bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing an advantageous efficient and flexible valve drive device. It is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Nockenwelle und mit zumindest einer von der Nockenwelle angetriebenen Betätigungseinheit, welche zu einer, insbesondere radialen, Betätigung zumindest eines weiteren Bauteils vorgesehen ist.The invention is based on a valve drive device, in particular for an internal combustion engine, with at least one camshaft and with at least one actuating unit driven by the camshaft, which is provided for actuating, in particular radial, at least one further component.

Es wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinheit zumindest einen in der Nockenwelle radial geführten Kolben aufweist, dessen radiale Position relativ zu einer Drehachse der Nockenwelle einstellbar ausgeführt ist und der zu einer direkten Betätigung des zumindest einen weiteren Bauteils vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Kolben der Betätigungseinheit in einer Ausnehmung, insbesondere in einer zylindrischen Ausnehmung, der Nockenwelle geführt. Bevorzugt bildet die Nockenwelle einen Zylinder für den Kolben der Betätigungseinheit aus. Besonders bevorzugt ist der Kolben begrenzt radial relativ zu der Nockenwelle beweglich. Vorzugsweise weist der Kolben zumindest zwei einstellbare radiale Positionen relativ zu einer Drehachse der Nockenwelle auf. Besonders bevorzugt ist eine radiale Position des Kolbens relativ zu einer Drehachse der Nockenwelle zwischen zumindest zwei Endpositionen stufenlos einstellbar. Vorzugsweise bildet der Kolben abhängig von einer radialen Position relativ zu einer Drehachse der Nockenwelle zumindest einen Teil eines Nockens aus. Bevorzugt ersetzt der Kolben zumindest einen Teil eines Nockens der Nockenwelle.It is proposed that the actuating unit has at least one piston guided radially in the camshaft, whose radial position is designed to be adjustable relative to a rotational axis of the camshaft and which is provided for a direct actuation of the at least one further component. Preferably, the piston of the actuating unit is guided in a recess, in particular in a cylindrical recess, of the camshaft. The camshaft preferably forms a cylinder for the piston of the actuating unit. Particularly preferably, the piston is limited radially movable relative to the camshaft. Preferably, the piston has at least two adjustable radial positions relative to a rotational axis of the camshaft. Particularly preferably, a radial position of the piston relative to a rotational axis of the camshaft is continuously adjustable between at least two end positions. The piston preferably forms at least part of a cam as a function of a radial position relative to a rotational axis of the camshaft. Preferably, the piston replaces at least a portion of a cam of the camshaft.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ventiltriebvorrichtung kann insbesondere eine vorteilhaft effiziente und flexible Ventiltriebvorrichtung bereitgestellt werden. Eine Betätigungseinheit der Ventiltriebvorrichtung kann insbesondere in die Nockenwelle integriert werden. Ferner kann insbesondere eine möglichst effiziente Aktivierung eines Nockens erreicht werden, um beispielsweise Ventile oder Bauteile einer Motorbremse zu bewegen. Es kann insbesondere, statt mit hohen Querkräften ein Bauteil der Betätigungseinheit axial auf einer Nockenwelle zu verschieben, ein zu betätigender Nocken platzsparend, insbesondere von der Innenraumseite einer Hohl-Nockenwelle, hydraulisch betätigt werden. Ferner kann insbesondere eine vorteilhaft kompakte Ventiltriebvorrichtung bereitgestellt werden, die lediglich einen geringen Bauraum benötigt. Ferner treten nur geringe Querkräfte auf und eine beschleunigte Masse kann gering gehalten werden. Des Weiteren kann eine Anzahl von Bauteilen gering gehalten werden. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Montage erreicht werden.Due to the configuration of the valve drive device according to the invention, it is possible in particular to provide an advantageously efficient and flexible valve drive device. An actuating unit of the valve drive device can be integrated in particular in the camshaft. Furthermore, in particular the most efficient activation of a cam can be achieved in order, for example, to move valves or components of an engine brake. In particular, instead of displacing a component of the actuating unit axially on a camshaft instead of with high transverse forces, a cam to be actuated can be operated hydraulically to save space, in particular from the interior side of a hollow camshaft. Furthermore, in particular an advantageously compact valve drive device can be provided, which only requires a small installation space. Furthermore, only small lateral forces occur and an accelerated mass can be kept low. Furthermore, a number of components can be kept low. In this way, in particular, an advantageously simple assembly can be achieved.

Unter einer „Brennkraftmaschine“ soll dabei insbesondere eine Antriebsmaschine eines Kraft- und/oder Nutzfahrzeugs verstanden werden, die durch Verbrennung eines Kraftstoffs, wie beispielsweise Benzin oder Diesel, eine Antriebsenergie zum Antrieb des entsprechenden Kraft- und/oder Nutzfahrzeugs bereitstellt. Unter einer „Nockenwelle“ soll dabei insbesondere eine Welle verstanden werden, die zur Betätigung mehrerer Ventile und/oder anderer Bauteile der Brennkraftmaschine vorgesehen ist und an welcher zur Betätigung eines Ventils und/oder eines Bauteils zumindest ein Betätigungselement angeordnet ist. 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 wäre es auch denkbar, dass die Nockenwelle zur Betätigung von Einlassventilen und zur Betätigung von Auslassventilen vorgesehen ist. Unter einer „Betätigungseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer zumindest teilweise radialen Betätigung zumindest eines Bauteils der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Bevorzugt stellt die Betätigungseinheit zumindest teilweise die Funktion eines Nockens der Nockenwelle dar. Vorzugsweise ist die Betätigungseinheit zu einer variablen, an eine Rotation der Nockenwelle gekoppelten Betätigung zumindest eines Bauteils der Brennkraftmaschine vorgesehen. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des Bauteils der Brennkraftmaschine denkbar, insbesondere soll darunter jedoch ein Kipphebel, ein Schwinghebel, ein Motorbremsbauteil und/oder ein Ventil, insbesondere ein Gangwechselventil, verstanden werden.An "internal combustion engine" should be understood to mean, in particular, an engine of a motor vehicle and / or utility vehicle which, by combustion of a fuel, such as, for example, gasoline or diesel, provides a drive energy for driving the corresponding motor vehicle and / or utility vehicle. A "camshaft" is to be understood in particular as a shaft which is provided for actuating a plurality of valves and / or other components of the internal combustion engine and on which at least one actuating element is arranged for actuating a valve and / or a component. 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 would also be conceivable that the camshaft is provided for actuating intake valves and for actuating exhaust valves. An "actuating unit" is to be understood in this context in particular as a unit which is provided for at least partially radial actuation of at least one component of the internal combustion engine. Preferably, the actuating unit is at least partially the function of a cam of the camshaft. Preferably, the actuating unit is provided for a variable, coupled to a rotation of the camshaft actuation of at least one component of the internal combustion engine. There are various, a person skilled in appear appropriate embodiments of the component of the internal combustion engine conceivable, but in particular should include a rocker arm, a rocker arm, an engine brake component and / or a valve, in particular a gear change valve are understood.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinheit zumindest zwei in der Nockenwelle radial geführte Kolben aufweist, wobei die Kolben gemeinsam in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse der Nockenwelle angeordnet sind. Vorzugweise weist die Betätigungseinheit zumindest drei in der Nockenwelle radial geführte Kolben auf, wobei die Kolben gemeinsam in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse der Nockenwelle angeordnet sind. Vorzugsweise kann ein Kolben verwendet werden, um beispielsweise ein weiteres Bauteil 14, insbesondere in einer schwarz/weiß-Schaltung, an- oder abzuschalten. Mehrere Kolben können dagegen insbesondere verwendet werden, um mit den Kolben im ausgefahrenen Zustand die Geometrie eines bestimmten Nockenablaufs darzustellen. Die gemeinsam in einer Ebene angeordneten Kolben der Betätigungseinheit bilden insbesondere einen Nocken der Nockenwelle mit einer veränderbaren Nockenkontur aus. Die Kolben sind insbesondere in einer gemeinsamen Ebene in Umfangsrichtung um die Drehachse der Nockenwelle versetzt zueinander angeordnet. Die Kolben sind insbesondere jeweils um die Drehachse der Nockenwelle relativ zueinander verdreht. Vorzugsweise sind die Kolben insbesondere jeweils senkrecht zu der Drehachse der Nockenwelle ausgerichtet. Besonders bevorzugt steht eine Translationsachse der Kolben senkrecht auf der Drehachse der Nockenwelle. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhaft effiziente Aktivierung eines Nockens erreicht werden, um beispielsweise Ventile oder Bauteile einer Motorbremse zu bewegen. Eine Aktivierungskontur kann insbesondere vorteilhaft variabel angepasst werden. Vorzugsweise nimmt eine Anpassbarkeit der Aktivierungskontur mit zunehmender Anzahl an Kolben in einer Ebene zu.It is also proposed that the actuating unit has at least two pistons radially guided in the camshaft, wherein the pistons are arranged together in a plane perpendicular to the axis of rotation of the camshaft. preferably, the actuating unit has at least three pistons radially guided in the camshaft, wherein the pistons are arranged together in a plane perpendicular to the axis of rotation of the camshaft. Preferably, a piston may be used to switch on or off, for example, another component 14, in particular in a black / white circuit. In contrast, several pistons can be used in particular to represent the geometry of a specific cam sequence with the pistons in the extended state. The piston of the actuating unit, which is arranged together in one plane, in particular form a cam of the camshaft with a changeable cam contour. The pistons are arranged offset from each other, in particular in a common plane in the circumferential direction about the axis of rotation of the camshaft. The pistons are in particular each rotated about the axis of rotation of the camshaft relative to each other. Preferably, the pistons are in particular aligned perpendicular to the axis of rotation of the camshaft. Particularly preferably, a translation axis of the piston is perpendicular to the axis of rotation of the camshaft. As a result, in particular an advantageously efficient activation of a cam can be achieved in order to move, for example, valves or components of an engine brake. An activation contour can in particular advantageously be variably adjusted. Preferably, adaptability of the activation contour increases with increasing number of pistons in a plane.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, das die Nockenwelle zumindest einen axialen Ölkanal zu einer Führung von Öl aufweist, welches zu einer Betätigung des zumindest einen Kolbens vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Nockenwelle als Hohlnockenwelle ausgebildet, wobei ein Hohlraum insbesondere zumindest teilweise als Ölkanal genutzt wird. Besonders bevorzugt erstreckt sich von dem Ölkanal zumindest ein Ölteilkanal radial zu dem zumindest einen Zylinder der Nockenwelle, in welchem der zumindest eine Kolben geführt ist. Ferner wäre insbesondere denkbar, dass in dem zumindest einen Ölteilkanal ein Steuerventil angeordnet ist, über welches nochmals eine Ölzufuhr steuerbar ist. Dadurch kann insbesondere zuverlässige eine Einstellung einer radialen Position des zumindest einen Kolbens relativ zu einer Drehachse der Nockenwelle erreicht werden. Ferner kann insbesondere eine Anzahl von Bauteilen gering gehalten werden. Es kann insbesondere auf eine separate Ölleitung verzichtet werden. Unter einem „Ölkanal“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Kanal verstanden werden, welcher zu einer Führung von Öl, insbesondere von Getriebeöl, vorgesehen ist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Kanal verstanden werden, durch welchen passiv oder aktiv Öl, insbesondere Motor- und/oder Getriebeöl, geführt werden kann.Furthermore, it is proposed that the camshaft has at least one axial oil passage to a guide of oil, which is provided for actuation of the at least one piston. Preferably, the camshaft is designed as a hollow camshaft, wherein a cavity is used in particular at least partially as an oil passage. Particularly preferably, at least one oil part duct extends radially from the oil passage to the at least one cylinder of the camshaft, in which the at least one piston is guided. Furthermore, it would be conceivable, in particular, for a control valve to be arranged in the at least one oil subchannel via which an oil feed can once again be controlled. As a result, in particular reliable adjustment of a radial position of the at least one piston relative to a rotational axis of the camshaft can be achieved. Furthermore, in particular a number of components can be kept low. In particular, it is possible to dispense with a separate oil line. An "oil channel" is to be understood in this context, in particular, a channel which is provided for guiding oil, in particular transmission oil. Preferably, this is to be understood in particular as a channel through which passively or actively oil, in particular engine and / or transmission oil, can be guided.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung einen Verstärkerkolben aufweist, welcher zu einer Verstärkung eines Öldrucks in dem Ölkanal zu einer Betätigung des zumindest einen Kolbens vorgesehen ist. Dadurch können insbesondere vorteilhaft hohe Stellkräfte zu einer Verstellung des zumindest einen Kolbens bereitgestellt werden. Unter einem „Verstärkerkolben“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Kolben verstanden werden, welcher zu einer Verstärkung eines anliegenden Öldrucks vorgesehen ist. Vorzugsweise weist der Verstärkerkolben zwei über eine Kolbenstange verbundene Teilkolben mit verschiedenen Flächen auf, die jeweils in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Die Teilkolben sind insbesondere jeweils in Ölkanälen mit verschiedenen, dem Teilkolben entsprechenden Durchmessern geführt.In addition, it is proposed that the valve drive device has an intensifier piston, which is provided for an increase of an oil pressure in the oil passage to an actuation of the at least one piston. As a result, in particular advantageously high actuating forces can be provided for an adjustment of the at least one piston. An "intensifier piston" should be understood in this context, in particular a piston, which is provided to a gain of an applied oil pressure. Preferably, the booster piston has two piston pistons connected via a piston with different surfaces, which are each aligned in opposite directions. In particular, the partial pistons are each guided in oil passages with different diameters corresponding to the partial piston.

Ferner geht die Erfindung aus von einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, welche eine Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.Furthermore, the invention is based on a motor vehicle with an internal combustion engine, which comprises a valve drive device according to one of the preceding claims.

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.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is 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:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine, die eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung umfasst, und mit einem Mehrstufengetriebe,
2 einen schematischen Teilausschnitt der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung mit einer Nockenwelle und mit einer Betätigungseinheit in einer ersten Schaltstellung, in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie II-II,
3A eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung mit der Nockenwelle und mit der Betätigungseinheit in der ersten Schaltstellung, in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III-III,
3B eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung mit der Nockenwelle und mit der Betätigungseinheit in einer zweiten Schaltstellung, in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie III-III und
4 einen schematischen Teilausschnitt der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung mit einem Verstärkerkolben.

Showing:

1 1 is a schematic representation of a motor vehicle with an internal combustion engine, which comprises a valve drive device according to the invention, and with a multistage transmission,
2 a schematic partial section of the valve drive device according to the invention with a camshaft and with an actuating unit in a first switching position, in a schematic sectional view along the section line II-II,
3A 1 is a schematic representation of the valve drive device according to the invention with the camshaft and with the actuating unit in the first switching position, in a schematic sectional view along the section line III-III,
3B a schematic representation of the valve drive device according to the invention with the camshaft and with the actuating unit in a second switching position, in a schematic sectional view along the section line III-III and
4 a schematic partial section of the valve drive device according to the invention with a booster piston.

Die 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 19. Das Kraftfahrzeug 19 umfasst einen Antriebsstrang, über welchen nicht weiter sichtbar Antriebsräder 20 des Kraftfahrzeugs 19 angetrieben werden. Der Antriebsstrang umfasst eine Brennkraftmaschine 11. Die Brennkraftmaschine 11 ist von einem Verbrennungsmotor gebildet. Ferner weist das Kraftfahrzeug 19 ein Mehrstufengetriebe 21 auf. Die Brennkraftmaschine 11 weist eine angetriebene Kurbelwelle auf, welche mit einem Getriebeeingangselement des Mehrstufengetriebes 21 verbunden ist. Das Mehrstufengetriebe 21 ist von einem Kraftfahrzeuggetriebe gebildet. Das Mehrstufengetriebe 21 bildet einen Teil des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs 19. Die Brennkraftmaschine 11 umfasst zumindest eine Ventiltriebvorrichtung 10. Vorzugsweise umfasst die Brennkraftmaschine 11 mehrere Ventiltriebvorrichtungen 10. Die Brennkraftmaschine 11 ist als eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine ausgebildet, die dazu vorgesehen ist, eine chemische Energie in eine Bewegungsenergie umzuwandeln, die insbesondere zum Vortrieb eines Kraftfahrzeugs 19 dient. Die Brennkraftmaschine 11 weist dabei mehrere Zylinder mit jeweils mehreren Ventilen auf. Die Ventiltriebvorrichtung 10 ist zur Betätigung der Ventile der Brennkraftmaschine 11 vorgesehen. Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist eine Nockenwelle 12 auf. Die Ventiltriebvorrichtung 10 weist zur Betätigung der Ventile eine Nockenwelle 20 auf.The 1 schematically shows a motor vehicle 19 , The car 19 includes a drive train, beyond which not visible drive wheels 20 of the motor vehicle 19 are driven. The powertrain includes an internal combustion engine 11 , The internal combustion engine 11 is formed by an internal combustion engine. Furthermore, the motor vehicle 19 a multi-step transmission 21 on. The internal combustion engine 11 has a driven crankshaft, which with a transmission input element of the multi-speed transmission 21 connected is. The multistage transmission 21 is formed by a motor vehicle transmission. The multistage transmission 21 forms part of the drive train of the motor vehicle 19 , The internal combustion engine 11 includes at least one valve drive device 10 , Preferably, the internal combustion engine comprises 11 several valve train devices 10 , The internal combustion engine 11 is designed as a motor vehicle internal combustion engine, which is intended to convert a chemical energy into a kinetic energy, in particular for the propulsion of a motor vehicle 19 serves. The internal combustion engine 11 has several cylinders, each with several valves. The valve drive device 10 is for actuating the valves of the internal combustion engine 11 intended. The valve drive device 10 has a camshaft 12 on. The valve drive device 10 has a camshaft for actuating the valves 20 on.

Ferner weist die Ventiltriebvorrichtung 10 eine von der Nockenwelle 12 angetriebene Betätigungseinheit 13 auf. Die Betätigungseinheit 13 wird von der Nockenwelle 12 rotierend angetrieben. Die Betätigungseinheit 13 ist zu einer Betätigung eines weiteren Bauteils 14 vorgesehen. Die Betätigungseinheit 13 ist zu einer radialen Betätigung eines weiteren Bauteils 14 vorgesehen. Grundsätzlich wäre auch denkbar, dass die Ventiltriebvorrichtung 10 mehrere Betätigungseinheiten 13 aufweist, die jeweils zu einer radialen Betätigung eines Bauteils 14 vorgesehen sind. Es sind verschiedene Ausgestaltungen des Bauteils 14 denkbar, wie beispielsweise als Kipphebel, als Schwinghebel, als Motorbremsbauteil oder als Gaswechselventil. Die Betätigungseinheit 13 kann dabei insbesondere auch für unterschiedliche Bauteile 14 verwendet werden (2).Furthermore, the valve drive device 10 one from the camshaft 12 driven actuator 13 on. The operating unit 13 is from the camshaft 12 driven in rotation. The operating unit 13 is to an actuation of another component 14 intended. The operating unit 13 is to a radial actuation of another component 14 intended. In principle, it would also be conceivable that the valve drive device 10 several actuators 13 each having a radial actuation of a component 14 are provided. There are various embodiments of the component 14 conceivable, such as a rocker arm, as a rocker arm, as an engine brake component or as a gas exchange valve. The operating unit 13 can in particular also for different components 14 be used ( 2 ).

Die Betätigungseinheit 13 weist zumindest einen in der Nockenwelle 12 radial geführten Kolben 15, 15', 15" auf. Die Betätigungseinheit 13 weist zumindest zwei in der Nockenwelle 12 radial geführte Kolben 15, 15', 15" auf. Die Betätigungseinheit 13 weist beispielhaft drei in der Nockenwelle 12 radial geführte Kolben 15, 15', 15" auf. Die Kolben 15, 15', 15" sind gemeinsam in einer Ebene senkrecht zu einer Drehachse 16 der Nockenwelle 12 angeordnet. Die gemeinsam in einer Ebene angeordneten Kolben 15, 15', 15" der Betätigungseinheit 13 bilden einen Nocken der Nockenwelle 12 mit einer veränderbaren Nockenbahn 24 aus. Die Kolben 15, 15', 15" sind in einer gemeinsamen Ebene, in Umfangsrichtung um die Drehachse 16 der Nockenwelle 12 versetzt zueinander angeordnet. Denkbar ist auch eine Anordnung von Kolben 15, 15', 15", die in Längsrichtung der Nockenwelle 12 versetzt sind und damit jeweils ein Bauteil 14 ein- oder ausschalten können. Die Kolben 15, 15', 15" sind jeweils um die Drehachse 16 der Nockenwelle 12 relativ zueinander verdreht. Die Kolben 15, 15', 15" sind senkrecht zu der Drehachse 16 der Nockenwelle 12 ausgerichtet. Eine radiale Position der Kolben 15, 15', 15" ist jeweils relativ zu einer Drehachse 16 der Nockenwelle 12 einstellbar ausgeführt. Eine radiale Position der Kolben 15, 15', 15" relativ zu einer Drehachse 16 der Nockenwelle 12 ist jeweils zwischen zumindest zwei Endpositionen stufenlos einstellbar. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Kolben 15, 15', 15" jeweils lediglich in die Endpositionen bewegt werden könnten. Ferner werden die Kolben 15, 15', 15" jeweils synchron verstellt, sodass die Kolben 15, 15', 15" jeweils den selben Abstand zu der Drehachse 16 der Nockenwelle aufweisen. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die radialen Positionen der Kolben 15, 15', 15" unabhängig voneinander einstellbar sind (2, 3A, 3B).The operating unit 13 has at least one in the camshaft 12 radially guided piston 15 , 15 ', 15 "on 13 has at least two in the camshaft 12 radially guided pistons 15 , 15 ', 15 "on 13 exemplifies three in the camshaft 12 radially guided pistons 15 , 15 ', 15 "on the pistons 15 , 15 ', 15 "are common in a plane perpendicular to a rotation axis 16 the camshaft 12 arranged. The pistons arranged together in one plane 15 , 15 ', 15 "of the operating unit 13 form a cam of the camshaft 12 with a changeable cam track 24 out. The pistons 15 , 15 ', 15 "are in a common plane, circumferentially about the axis of rotation 16 the camshaft 12 staggered to each other. Also conceivable is an arrangement of pistons 15 , 15 ', 15 ", in the longitudinal direction of the camshaft 12 are offset and thus each a component 14 switch on or off. The pistons 15 , 15 ', 15 "are each about the axis of rotation 16 the camshaft 12 twisted relative to each other. The pistons 15 , 15 ', 15 "are perpendicular to the axis of rotation 16 the camshaft 12 aligned. A radial position of the pistons 15 , 15 ', 15 "is respectively relative to a rotation axis 16 the camshaft 12 adjustable. A radial position of the pistons 15 , 15 ', 15 "relative to a rotation axis 16 the camshaft 12 is continuously adjustable between at least two end positions. However, it would also be conceivable that the pistons 15 , 15 ', 15 "respectively could only be moved into the end positions 15 , 15 ', 15 "each adjusted synchronously so that the pistons 15 , 15 ', 15 "in each case the same distance from the axis of rotation 16 having the camshaft. In principle, however, it would also be conceivable that the radial positions of the pistons 15 , 15 ', 15 "are independently adjustable ( 2 . 3A . 3B ).

Ferner bildet die Nockenwelle 12 jeweils einen Zylinder 22, 22', 22" für die Kolben 15, 15', 15" der Betätigungseinheit 13 aus. Die Nockenwelle 12 weist dazu radiale, zylindrische Bohrungen auf, welche die Zylinder 22, 22', 22" ausbilden. In die Nockenwelle 12 werden dazu in radialer Richtung mehrere sternförmig in Umfangsrichtung gebohrte und gehonte oder geschliffene Zylinder 22, 22', 22" eingebracht. Die Kolben 15, 15', 15" sind in den Zylindern 22, 22', 22" geführt. Die Zylinder 22, 22', 22" bilden jeweils Hydraulikzylinder für die Kolben 15, 15', 15" aus. Ein radialer Bewegungsspielraum der Kolben 15, 15', 15" innerhalb der Zylinder 22, 22', 22" ist, insbesondere über nicht weiter sichtbare Anschläge, begrenzt. Die Kolben 15, 15', 15" weisen daher einen definierten Hub 23 auf (3B).Furthermore, the camshaft forms 12 one cylinder each 22 , 22 ', 22 "for the pistons 15 , 15 ', 15 "of the operating unit 13 out. The camshaft 12 has radial, cylindrical holes on which the cylinders 22 , 22 ', 22 "into the camshaft 12 are in the radial direction several star-shaped drilled in the circumferential direction and honed or ground cylinder 22 , 22 ', 22 "The pistons 15 , 15 ', 15 "are in the cylinders 22 , 22 ', 22 "The cylinders 22 , 22 ', 22 "respectively form hydraulic cylinders for the pistons 15 , 15 ', 15 ". A radial range of motion of the pistons 15 , 15 ', 15 "inside the cylinder 22 , 22 ', 22 "is limited, in particular by stops which are not further visible 15 , 15 ', 15 "therefore have a defined stroke 23 on ( 3B ).

Die Kolben 15, 15', 15" bilden im ausgefahrenen Zustand (siehe 3B) eine Art Nocken aus, der über einen definierbaren Hub die Nockenbahn 24 vorgibt, mit der das Bauteil 14 bewegt werden kann. Die beiden äußeren Kolben 15, 15" verfügen jeweils über eine Anlaufschräge 30, 30" zu einer Ausbildung der Nockenbahn 24. Die Anlaufschrägen 30, 30" sind jeweils von dem zweiten, mittleren Kolben 15' abgewandt. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die beiden äußeren Kolben 15, 15" Anlaufverrundungen aufweisen (3B). Die Kolben 15, 15', 15" sind zu einer direkten Betätigung des weiteren Bauteils 14 vorgesehen.The pistons 15 , 15 ', 15 "form in the extended state (see 3B ) a kind of cam, the cam path over a definable stroke 24 pretends with the the component 14 can be moved. The two outer pistons 15 , 15 "each have a run-on slope 30 , 30 "to a training of the cam track 24 , The run-up slopes 30 , 30 "are each facing away from the second, central piston 15 'In principle, however, it would also be conceivable that the two outer pistons 15 , 15 " Have start rounding ( 3B ). The pistons 15 , 15 ', 15 "are for a direct actuation of the further component 14 intended.

Des Weiteren weist die Nockenwelle 12 einen axialen Ölkanal 17 zu einer Führung von Öl, insbesondere von Motor- und/oder Getriebeöl, auf, welches zu einer Betätigung der Kolben 15, 15', 15" vorgesehen ist. Die Nockenwelle 12 ist dazu als Hohlnockenwelle ausgebildet, wobei ein Hohlraum der Nockenwelle 12 den Ölkanal 17 ausbildet. Der Ölkanal 17 ist von einer axialen Bohrung in der Nockenwelle 12 gebildet. Ferner erstrecken sich von dem Ölkanal 17 mehrere Ölteilkanäle 25, 25', 25" radial zu den Zylindern 22, 22', 22" der Nockenwelle 12, in welchen die Kolben 15, 15', 15" geführt sind. Die Ölteilkanäle 25, 25', 25" sind von Zuführungsbohrungen gebildet, die sich von dem Ölkanal 17 zu jeweils einem Zylinder 22, 22', 22" erstrecken. Die Ölteilkanäle 25, 25', 25" führen jeweils zu einer Unterseite der Zylinder 22, 22', 22", um die Kolben 15, 15', 15" von unten mit Druck des Öls zu beaufschlagen. Ferner wäre denkbar, dass in den Ölteilkanälen 25, 25', 25" jeweils ein Steuerventil angeordnet ist, über welches nochmals eine Ölzufuhr zu jedem Zylinder 22, 22', 22" einzeln steuerbar ist. Um die Kolben 15, 15', 15" von der Längsachse der hohl ausgeführten Nockenwelle 12 in radialer Richtung zu bewegen um damit das Bauteil 14 zu betätigen, wird druckbeaufschlagtes Öl, insbesondere Motoröl, über den Ölkanal 17 in der Nockenwelle 12 bis zu den Ölteilkanälen 25, 25', 25" der Zylinder 22, 22', 22" geführt. Eine Zuführung des druckbeaufschlagten Öls erfolgt über ein einfaches Magnetventil, das am Mötorölkreislauf angeschlossen ist. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Zuführung denkbar (2).Furthermore, the camshaft 12 an axial oil passage 17 to a guide of oil, in particular of engine and / or transmission oil, which, which leads to an actuation of the piston 15 , 15 ', 15 ". The camshaft 12 is designed as a hollow camshaft, with a cavity of the camshaft 12 the oil channel 17 formed. The oil channel 17 is from an axial bore in the camshaft 12 educated. Furthermore, extend from the oil passage 17 several oil sub-channels 25 , 25 ', 25 "radially to the cylinders 22 , 22 ', 22 "of the camshaft 12 in which the pistons 15 , 15 ', 15 "are the oil partial channels 25 , 25 ', 25 "are formed by feed holes extending from the oil channel 17 to one cylinder each 22 , 22 ', 22 "The oil sub-channels 25 , 25 ', 25 "each lead to an underside of the cylinder 22 , 22 ', 22 "to the pistons 15 , 15 ', 15 "from below to pressurize the oil.It would also be conceivable that in the oil sub-channels 25 , 25 ', 25 "in each case a control valve is arranged, via which again an oil supply to each cylinder 22 , 22 ', 22 "is individually controllable, around the pistons 15 , 15 ', 15 "from the longitudinal axis of the hollow camshaft 12 in the radial direction to move around the component 14 To operate, pressurized oil, especially engine oil, via the oil passage 17 in the camshaft 12 to the oil sub-channels 25 , 25 ', 25 "cylinders 22 A supply of the pressurized oil is effected via a simple solenoid valve which is connected to the motor oil circulation circuit, but in principle another supply which would appear to be useful to a person skilled in the art would also be conceivable (US Pat. 2 ).

Wird bei hohen Stellkräften ein höherer Öldruck als der Systemdruck benötigt, kann dieser über einen Verstärkerkolben 18 auch noch erhöht werden. Die Ventiltriebvorrichtung weist dazu den Verstärkerkolben 18 auf, welcher zu einer Verstärkung eines Öldrucks in dem Ölkanal 17 zu einer Betätigung des zumindest einen Kolbens 15, 15', 15" vorgesehen ist. Der Verstärkerkolben 18 ist beispielsweise an einem Eingang des Ölkanals 17 angeordnet. Grundsätzlich wäre auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anordnung denkbar. Der Verstärkerkolben 18 weist zwei über eine Kolbenstange 26 verbundene Teilkolben 27, 28 mit verschiedenen Flächen auf, die jeweils in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Ein erster Teilkolben 27 weist eine wesentlich größere Fläche auf, als der zweite Teilkolben 28. Der erste Teilkolben 27 bildet eine Eingangsseite und der zweite Teilkolben 28 bildet eine Ausgangsseite. Die Teilkolben 27, 28 sind jeweils in Ölkanälen 17, 29 mit verschiedenen, dem Teilkolben 27, 28 entsprechenden Durchmessern geführt. Der erste Teilkolben 27 ist in einem Eingangs-Ölkanal 29 geführt, während der zweite Teilkolben 28 in dem Ölkanal 17 in der Nockenwelle 12 geführt ist. Durch die verringerte Fläche kann ein Druck bei einer Übertragung mittels des Verstärkerkolbens 18 verstärkt werden (4).If a higher oil pressure than the system pressure is required for high actuating forces, this can be done via an intensifier piston 18 also be increased. The valve drive device has for this purpose the booster piston 18 which leads to a reinforcement of an oil pressure in the oil passage 17 to an actuation of the at least one piston 15 , 15 ', 15 ". The booster piston 18 is for example at an entrance of the oil channel 17 arranged. In principle, another arrangement that would appear meaningful to a person skilled in the art would also be conceivable. The amplifier piston 18 has two over a piston rod 26 connected partial pistons 27 . 28 with different surfaces, each oriented in opposite directions. A first part piston 27 has a much larger area than the second sub-piston 28 , The first part piston 27 forms an input side and the second part piston 28 forms an exit side. The partial pistons 27 . 28 are each in oil channels 17 . 29 with different, the partial piston 27 . 28 corresponding diameters. The first part piston 27 is in an input oil channel 29 guided while the second sub-piston 28 in the oil channel 17 in the camshaft 12 is guided. Due to the reduced area, a pressure in a transmission by means of the booster piston 18 be strengthened ( 4 ).

Die Rückstellung der Kolben 15, 15', 15" in ihre Grundstellung (siehe 3A) erfolgt über die Rückstellkraft des zu bewegenden Bauteils 14. Es wäre jedoch auch denkbar, dass in den Zylindern 22, 22', 22" eingebaute Rückstellfedern angeordnet sind, die eine Rückstellkraft für die Kolben 15, 15', 15" aufbringen.The return of the pistons 15 , 15 ', 15 "in their basic position (see 3A ) takes place via the restoring force of the component to be moved 14 , However, it would also be conceivable that in the cylinders 22 , 22 ', 22 "built-in return springs are arranged, which provide a restoring force for the piston 15 , 15 ', 15 "apply.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: VentiltriebvorrichtungValve drive device
1111: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1212: Nockenwellecamshaft
1313: Betätigungseinheitoperating unit
1414: Bauteilcomponent
1515: Kolbenpiston
1616: Drehachseaxis of rotation
1717: Ölkanaloil passage
1818: Verstärkerkolbenintensifier piston
1919: Kraftfahrzeugmotor vehicle
2020: Antriebsraddrive wheel
2121: MehrstufengetriebeMulti-speed transmission
2222: Zylindercylinder
2323: Hubstroke
2424: Nockenbahncam track
2525: ÖlteilkanalOil subchannel
2626: Kolbenstangepiston rod
2727: Teilkolbenpartial piston
2828: Teilkolbenpartial piston
2929: Ölkanaloil passage
3030: Anlaufschrägestarting slope

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014019573 A1 [0002]

Claims

Valve train device, in particular for an internal combustion engine (11), with at least one camshaft (12) and with at least one of the camshaft (12) driven actuator unit (13), which is provided for a, in particular radial, actuation of at least one further component (14) , characterized in that the actuating unit (13) at least one in the camshaft (12) radially guided piston (15, 15 ', 15 "), the radial position relative to a rotational axis (16) of the camshaft (12) is made adjustable and which is provided for a direct actuation of the at least one further component (14).

Valve drive device according to Claim 1 , characterized in that the actuating unit (13) at least two in the camshaft (12) radially guided piston (15, 15 ', 15 "), wherein the piston (15, 15', 15") together in a plane perpendicular to the axis of rotation (16) of the camshaft (12) are arranged.

Valve drive device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the camshaft (12) has at least one axial oil passage (17) for guiding oil, which is provided for actuation of the at least one piston (15, 15 ', 15 ").

Valve drive device according to Claim 3 characterized by a booster piston (18) which is provided to an increase of an oil pressure in the oil passage (17) for actuation of the at least one piston (15, 15 ', 15 ").

Motor vehicle with an internal combustion engine (11), which comprises a valve drive device (10) according to one of the preceding claims.