DE102017104631A1

DE102017104631A1 - Device and method for valve lift control and internal combustion engine

Info

Publication number: DE102017104631A1
Application number: DE102017104631.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Schirmer; Marc Müller
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-09-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung mit einer Nockenwelle, wenigstens einem Schiebenockenstück (10) mit mehreren Nocken (11, 12), das axial beweglich auf der Nockenwelle angeordnet ist, und einem Antrieb zur axialen Bewegung des Schiebenockenstücks (10) entlang der Nockenwelle. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Nockenwelle eine Hohlwelle (13) bildet und der Antrieb einen Verstellkolben (14) aufweist, der in der Hohlwelle (13) axial beweglich angeordnet und mit dem Schiebenockenstück (10) zur Übertragung einer Stellkraft verbunden ist, wobei der Verstellkolben (14) hydraulisch betätigbar ist.The invention relates to a device for valve lift control and / or valve deactivation with a camshaft, at least one sliding cam piece (10) with a plurality of cams (11, 12), which is arranged axially movably on the camshaft, and a drive for the axial movement of the sliding cam piece (10). along the camshaft. The invention is characterized in that the camshaft forms a hollow shaft (13) and the drive has an adjusting piston (14) which is arranged axially movably in the hollow shaft (13) and connected to the sliding cam piece (10) for transmitting a positioning force, wherein the adjusting piston (14) is hydraulically actuated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung sowie eine Brennkraftmaschine. Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus EP 2 884 062 A1 bekannt.The invention relates to a device and a method for valve lift control and / or valve shutdown and an internal combustion engine. A device of the type mentioned above with the features of the preamble of claim 1 is for example made EP 2 884 062 A1 known.

Ein Ziel der Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren ist die Verbrauchsreduzierung und die Senkung des Kohlendioxidausstoßes wegen sich verschärfender gesetzlicher Reglementierungen, die strenge Auflagen an Schadstoffemissionen stellen.One goal of the further development of internal combustion engines is the reduction of consumption and the reduction of carbon dioxide emissions due to stricter legal regulations, which set strict requirements for pollutant emissions.

Die variable Ventilsteuerung bildet eine wichtige Technologie, um die Motoreffizienz zu verbessern und den vorstehend genannten Anforderungen zu genügen. Hierzu sind unterschiedliche Systeme bekannt, die die Ventilhubbewegung durch eine Änderung der Nockenprofile beeinflussen bzw. durch eine Änderung der Nockenprofile Ventile abschalten können. Ein Beispiel hierfür sind mehrstufige Schaltsysteme, die mit Elektroaktoren arbeiten. Derartige Schaltsysteme bestehen aus einer Grundwelle, je einem Schiebenockenstück pro Zylinder, den dazugehörigen Nockenfolgern und sowie je zwei Elektroaktoren pro Schiebenockenstück. Die Schiebenockenstücke werden zum Umschalten von Ventilhüben oder zum Deaktivieren einzelner Ventile verwendet. Aus der eingangs genannten EP 2 884 062 A1 ist es bspw. bekannt, dass Schiebenockenstücke mit Hilfe von elektrisch betätigten Pin-Aktuatoren umgeschaltet werden, welche in Nuten eingreifen, die sich auf dem Schiebenockenstück befinden. Durch eine partielle axiale Steigung der Nuten drückt sich das Schiebenockenstück an dem feststehenden Pin durch die Rotation der Nockenwelle axial voran, so dass zwischen verschiedenen Nockenprofilen umgeschaltet werden kann.Variable valve timing is an important technology to improve engine efficiency and meet the above requirements. For this purpose, different systems are known which influence the valve lift movement by changing the cam profiles or can switch off valves by changing the cam profiles. An example of this are multi-stage switching systems that work with electroactuators. Such switching systems consist of a fundamental wave, one sliding cam piece per cylinder, the associated cam followers and two electro actuators per sliding cam piece. The slide cam pieces are used to switch valve lifts or to deactivate individual valves. From the above EP 2 884 062 A1 For example, it is known that shift cam pieces are switched by means of electrically actuated pin actuators, which engage in grooves located on the shift cam piece. Due to a partial axial pitch of the grooves, the sliding cam piece pushes axially on the fixed pin by the rotation of the camshaft, so that it is possible to switch between different cam profiles.

Bauartbedingt muss der Pin-Aktuator so ausgefahren werden, dass er im richtigen Moment in die Nut trifft und nicht mit dem Schiebenocken kollidiert. Diese zeitlich enge Aktuierung erfolgt für jeden Schiebenocken selektiv, wodurch eine individuelle Steuerung der Pin-Aktuatoren erforderlich ist. Der aufgesetzte Pin-Aktuator benötigt Bauraum oberhalb der Nockenwelle, so dass der Motor hoch baut.Due to the design, the pin actuator must be extended so that it hits the groove at the right moment and does not collide with the sliding cam. This temporally close actuation is selective for each push cam, requiring individual control of the pin actuators. The attached pin actuator requires space above the camshaft, so that the engine builds up.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung anzugeben, die eine einfache aufgebaute Baugruppe für eine Brennkraftmaschine bildet, deren Gewicht reduziert ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung sowie eine Brennkraftmaschine anzugeben.The invention is based on the object to provide a device for valve lift control and / or valve shutdown, which forms a simple structure constructed for an internal combustion engine whose weight is reduced. The invention is further based on the object to provide a method for valve lift control and / or valve shutdown and an internal combustion engine.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Blick auf die Vorrichtung zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Mit Blick auf das Verfahren und die Brennkraftmaschine wird die vorstehend genannte Aufgabe jeweils durch die Gegenstände der Ansprüche 15 (Brennkraftmaschine) und 16 (Verfahren) gelöst.According to the invention this object is achieved with regard to the device for valve lift control and / or valve shutdown by the subject of claim 1. With regard to the method and the internal combustion engine, the above-mentioned object is achieved in each case by the subject matters of claims 15 (internal combustion engine) and 16 (method).

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine Vorrichtung zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung anzugeben, die eine Nockenwelle und wenigstens ein Schiebestück mit mehreren Nocken aufweist. Das Schiebenockenstück ist axial beweglich auf der Nockenwelle angeordnet. Die Vorrichtung weist ferner einen Antrieb zur axialen Bewegung des Schiebenockenstücks entlang der Nockenwelle auf. Die Nockenwelle bildet eine Hohlwelle. Der Antrieb weist einen Verstellkolben auf, der in der Hohlwelle axial beweglich angeordnet und mit dem Schiebenockenstück zu Übertragung einer Stellkraft verbunden ist. Der Verstellkolben ist hydraulisch betätigbar.The invention is based on the idea of providing a device for valve lift control and / or valve deactivation, which has a camshaft and at least one sliding piece with a plurality of cams. The sliding cam piece is arranged axially movable on the camshaft. The apparatus further includes a drive for axially moving the sliding cam piece along the camshaft. The camshaft forms a hollow shaft. The drive has an adjusting piston, which is arranged axially movable in the hollow shaft and connected to the sliding cam piece to transmit a restoring force. The adjusting piston is hydraulically actuated.

Die Erfindung hat verschiedene Vorteile:The invention has several advantages:

Durch die hydraulische Betätigung des Verstellkolbens wird die im Stand der Technik erforderliche Schaltkulisse entbehrlich. Dies führt zu einer signifikanten Gewichtsreduktion des Schiebenockenstücks. Dadurch wiederum werden die im Betrieb auftretenden Massenträgheitskräfte verringert. Außerdem wird der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht.By the hydraulic actuation of the adjusting piston required in the prior art shift gate is unnecessary. This leads to a significant weight reduction of the sliding cam piece. This in turn reduces the inertia forces occurring during operation. In addition, the structure of the device is simplified.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass elektrisch betätigte Aktuatoren zur selektiven Ansteuerung des Schiebenockenstücks entfallen. Dadurch wird der für die Vorrichtung zur Ventilhubsteuerung erforderliche Bauraum signifikant verringert. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine zylinderselektive Schaltung nicht mehr erforderlich ist. Vielmehr können mehrere Schiebenockenstücke durch einen gemeinsamen Aktivierungsprozess gemeinsam während der Grundkreisphase geschaltet werden. Der Prozess startet gemeinsam für alle Nocken. Das Verschieben erfolgt in den jeweiligen individuellen Grundkreisphasen der Nocken.The invention has the further advantage that electrically actuated actuators for selectively controlling the sliding cam piece omitted. As a result, the space required for the device for valve lift control space is significantly reduced. Another important advantage of the invention is that a cylinder-selective circuit is no longer required. Rather, several sliding cam pieces can be switched together by a common activation process during the base circle phase. The process starts together for all cams. The movement takes place in the respective individual base circle phases of the cams.

Für den Antrieb des Verstellkolbens wird der vorhandene Öldruck verwendet. In einer bevorzugten Ausführung kann der der vorhandene Öldruck vorverstärkt werden.The existing oil pressure is used to drive the adjusting piston. In a preferred embodiment, the existing oil pressure can be preamplified.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Hohlwelle eine erste Steueröffnung für Hydraulikflüssigkeit und der Antrieb einen Hydraulikanschluss mit einer zweiten Steueröffnung für Hydraulikflüssigkeit auf. Die beiden Steueröffnungen sind durch eine Drehung der Hohlwelle temporär fluidverbindbar. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen konstruktiv einfachen Aufbau aus, der die Fluidverbindung zwischen der Hohlwelle und dem Hydraulikanschluss für den Antrieb des Verstellkolbens ermöglicht. Dafür sind die beiden Steueröffnungen temporär fluidverbindbar bzw. im Gebrauch temporär fluidverbunden, sodass Hydraulikflüssigkeit vom Hydraulikanschluss während einer vorgegebenen Zeitdauer in die Hohlwelle strömen kann und so den Verstellkolben bewegt. Durch die temporäre Fluidverbindung wird der Verstellkolben nur während der gewünschten Schaltzeit druckbeaufschlagt. Durch die Drehung der Hohlwelle wird die Fluidverbindung automatisch unterbrochen, wenn der Schaltvorgang beendet ist. Dazu sind die Steueröffnungen durch Drehung der Hohlwelle verbindbar und trennbar. Durch die temporäre Fluidverbindung wird die phasenbasierte Ansteuerung des Verstellkolbens ermöglicht.In a particularly preferred embodiment of the invention, the hollow shaft has a first control opening for hydraulic fluid and the drive has a hydraulic connection with a second control opening for hydraulic fluid. The two control openings are temporarily fluid-connectable by a rotation of the hollow shaft. These Embodiment is characterized by a structurally simple construction, which allows the fluid connection between the hollow shaft and the hydraulic connection for the drive of the adjusting piston. For the two control ports are temporarily fluidly connected or temporarily fluidly connected in use, so that hydraulic fluid from the hydraulic connection during a predetermined period of time can flow into the hollow shaft and thus moves the adjusting piston. Due to the temporary fluid connection of the adjusting piston is pressurized only during the desired switching time. By the rotation of the hollow shaft, the fluid connection is automatically interrupted when the switching operation is completed. For this purpose, the control openings are connectable and separable by rotation of the hollow shaft. Due to the temporary fluid connection, the phase-based control of the adjusting piston is made possible.

Der Hydraulikanschluss kann in einem Gehäuse angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass der Hydraulikanschluss beispielsweise als einfach zu fertigende Bohrung ausgebildet sein kann. Andere Möglichkeiten der Realisierung des Hydraulikanschlusses sind denkbar.The hydraulic connection can be arranged in a housing. This has the advantage that the hydraulic connection can be designed, for example, as an easy-to-manufacture bore. Other ways of implementing the hydraulic connection are conceivable.

Vorzugsweise ist die Hohlwelle im Gehäuse mit dem Hydraulikanschluss gelagert. Das Gehäuse hat somit eine Doppelfunktion. Einerseits erfolgt die Ölversorgung über das Gehäuse und den darin befindlichen Hydraulikanschluss. Andererseits fungiert das Gehäuse als Lagerung für die Hohlwelle. Durch die Doppelfunktion des Gehäuses zur Ölversorgung und Lagerung wird eine kompakte Form der Baugruppe erreicht. Außerdem wird durch die Ölversorgung des Verstellkolbens gleichzeitig die Lagerstelle geschmiert. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Hohlwelle im Gehäuse durch ein Gleitlager gelagert ist. Die Lagerung durch Wälzlager ist ebenfalls möglich.Preferably, the hollow shaft is mounted in the housing with the hydraulic connection. The housing thus has a double function. On the one hand, the oil supply takes place via the housing and the hydraulic connection located therein. On the other hand, the housing acts as a storage for the hollow shaft. Due to the double function of the housing for oil supply and storage a compact form of the assembly is achieved. In addition, the bearing point is simultaneously lubricated by the oil supply of the adjusting piston. This is particularly advantageous when the hollow shaft is mounted in the housing by a sliding bearing. The bearings by rolling bearings is also possible.

Das Gehäuse kann mehrere Hydraulikanschlüsse für benachbart angeordnete Schiebenockenstücke aufweisen. Diese Ausführung trägt ebenfalls zur kompakten Gestaltung der Vorrichtung bei.The housing may have multiple hydraulic connections for adjacent sliding cam pieces. This embodiment also contributes to the compact design of the device.

Vorzugsweise sind die beiden Steueröffnungen auf derselben Längsposition der Hohlwelle angeordnet. Mit anderen Worten befinden sich die beiden Steueröffnungen auf ein und derselben Umfangslinie der Hohlwelle, die radial zur Drehachse verläuft. Durch Drehung der Hohlwelle werden die beiden Steueröffnungen temporär zur Überdeckung gebracht, sodass im Zeitraum der Überdeckung eine Fluidverbindung zwischen der Hohlwelle und dem Hydraulikanschluss hergestellt wird. Damit ist der Schaltvorgang in Zeitpunkt und Dauer steuerbar.Preferably, the two control openings are arranged on the same longitudinal position of the hollow shaft. In other words, the two control openings are located on one and the same circumferential line of the hollow shaft, which extends radially to the axis of rotation. By rotation of the hollow shaft, the two control openings are temporarily brought to cover so that in the period of overlap, a fluid connection between the hollow shaft and the hydraulic connection is made. Thus, the switching process in time and duration is controllable.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung bilden die erste und/oder die zweite Steueröffnung eine Nut, die sich in Umfangsrichtung der Hohlwelle erstreckt. Die Geometrie, insbesondere die Länge der Nut in Umfangsrichtung bestimmt die Zeitdauer der Fluidverbindung zwischen der Hohlwelle und dem Hydraulikanschluss. Je länger die Nut ausgebildet ist, umso länger besteht die Fluidverbindung bei Drehung der Hohlwelle. Damit kann die Ansteuerung des Schiebenockenstücks durch Wahl einer geeigneten Nutgeometrie, insbesondere der Nutlänge in Umfangsrichtung bzw. in Drehrichtung an die Grundkreisphase angepasst werden.In a particularly preferred embodiment, the first and / or the second control opening form a groove which extends in the circumferential direction of the hollow shaft. The geometry, in particular the length of the groove in the circumferential direction determines the duration of the fluid connection between the hollow shaft and the hydraulic port. The longer the groove is formed, the longer is the fluid connection during rotation of the hollow shaft. Thus, the control of the sliding cam piece can be adjusted by selecting a suitable groove geometry, in particular the groove length in the circumferential direction or in the direction of rotation of the base circle phase.

Konkret kann bei einer weiteren Ausführungsform die erste Steueröffnung eine Durchgangsbohrung in der Wandung der Hohlwelle und die zweite Steueröffnung die Nut bilden. Mit anderen Worten ist die Nut auf der Seite des Hydraulikanschlusses ausgebildet. Die erste Steueröffnung in der Hohlwelle ist in Umfangsrichtung der Hohlwelle kürzer als die Nut ausgebildet. Solange die erste Steueröffnung die Nut durch Drehung der Hohlwelle überstreicht, ist die Fluidverbindung zwischen der Hohlwelle und dem Hydraulikanschluss hergestellt. Diese Ausführung ist besonders stabil, da die Hohlwelle durch die Durchgangsbohrung nur minimal geschwächt wird.Concretely, in a further embodiment, the first control opening a through hole in the wall of the hollow shaft and the second control opening form the groove. In other words, the groove is formed on the side of the hydraulic port. The first control opening in the hollow shaft is formed shorter than the groove in the circumferential direction of the hollow shaft. As long as the first control opening sweeps over the groove by rotation of the hollow shaft, the fluid connection between the hollow shaft and the hydraulic port is made. This design is particularly stable because the hollow shaft is only minimally weakened by the through hole.

Alternativ kann die erste Steueröffnung als Nut in der Wandung der Hohlwelle ausgebildet sein, die sich in Umfangsrichtung der Hohlwelle erstreckt. Die zweite Steueröffnung des Hydraulikanschlusses kann als Bohrung ausgebildet sein. Damit ist die Position der Nut im Vergleich zu dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel vertauscht. Auch hier gilt, dass die Zeitdauer der Schaltung durch die Länge der Nut in Umfangsrichtung bestimmt wird.Alternatively, the first control opening may be formed as a groove in the wall of the hollow shaft, which extends in the circumferential direction of the hollow shaft. The second control opening of the hydraulic connection may be formed as a bore. Thus, the position of the groove is reversed compared to the above-mentioned embodiment. Again, the duration of the circuit is determined by the length of the groove in the circumferential direction.

Unter einer Bohrung wird eine kreiszylindrische Öffnung verstanden.A bore is understood to mean a circular-cylindrical opening.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist sowohl die erste als auch die zweite Steueröffnung als Nut in Umfangsrichtung der Hohlwelle ausgebildet. In diesem Fall ist die kombinierte Nutlänge beider Nuten so konzipiert, dass die Überlappung der beiden Nuten auf die Grundkreisphase beschränkt ist oder phasenverschoben vorgelagert ist.In a further embodiment, both the first and the second control opening is formed as a groove in the circumferential direction of the hollow shaft. In this case, the combined groove length of both grooves is designed so that the overlap of the two grooves is limited to the base circle phase or is out of phase.

Vorzugsweise ist die Beschneidung der beiden Steueröffnungen während der temporären Fluidverbindung auf die Grundkreisphase beschränkt. Dies impliziert eine bestimmte geometrische Ausbildung der Steueröffnungen, die beispielsweise, wie im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Nut mit einer bestimmten Länge sein kann.Preferably, the trimming of the two control openings during the temporary fluid connection is limited to the base circle phase. This implies a certain geometric configuration of the control openings, which may be, for example, a groove with a certain length, as in the embodiment described above.

Vorzugsweise begrenzen der Verstellkolben und die Hohlwelle einen Arbeitsraum, in den die erste Steueröffnung einmündet. Damit bildet die Hohlwelle neben ihrer Funktion als Grundwelle für das Schiebenockenstück zugleich einen Druckzylinder, in dem der Verstellkolben axial beweglich gelagert ist. Die auf den Verstellkolben wirkende Stellkraft kann durch den Innendurchmesser der Hohlwelle und damit durch die wirksame Oberfläche des Verstellkolbens beeinflusst werden, die im Gebrauch mit Druck beaufschlagt wird.Preferably, the adjusting piston and the hollow shaft define a working space into which the first control opening opens. Thus, the hollow shaft forms not only its function as a fundamental for the sliding cam piece at the same time a pressure cylinder, in the adjusting piston is mounted axially movable. The force acting on the adjusting piston force can be influenced by the inner diameter of the hollow shaft and thus by the effective surface of the adjusting, which is pressurized in use with pressure.

Vorzugsweise ist jeweils ein Arbeitsraum auf beiden Längsseiten des Verstellkolbens ausgebildet, dem jeweils ein Hydraulikanschluss zugeordnet ist. Die beiden Arbeitsräume sind jeweils mit der ersten Steueröffnung des entsprechenden Hydraulikanschlusses fluidverbunden. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Vor- und Zurückbewegung des Verstellkolbens jeweils durch hydraulische Betätigung erfolgt.Preferably, in each case a working space is formed on both longitudinal sides of the adjusting piston, to each of which a hydraulic connection is assigned. The two work spaces are each fluidly connected to the first control port of the corresponding hydraulic port. This embodiment has the advantage that the forward and backward movement of the adjusting piston takes place in each case by hydraulic actuation.

Weiter vorzugsweise verbindet ein Stift den Verstellkolben und das Schiebenockenstück zur Übertragung der axialen Stellkraft. Der Stift ist in einer Längsöffnung in der Hohlwelle geführt. Diese Verbindung zwischen dem Schiebenockenstück und dem Verstellkolben ist robust und einfach.Further preferably, a pin connects the adjusting piston and the sliding cam piece for transmitting the axial actuating force. The pin is guided in a longitudinal opening in the hollow shaft. This connection between the sliding cam piece and the adjusting piston is robust and simple.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung verbindet der Stift das Schiebenockenstück und die Hohlwelle drehfest. Der Stift hat also eine Doppelfunktion. Einerseits wirkt der Stift zu Übertragung der in axialer Richtung der Hohlwelle wirkenden Stellkraft, die hydraulisch erzeugt wird. Andererseits wirkt der Stift als Mitnehmer, der das Schiebenockenstück und damit die darauf befindlichen Nocken bei Drehung der Hohlwelle mitnimmt.In a further preferred embodiment, the pin rotatably connects the sliding cam piece and the hollow shaft. So the pen has a double function. On the one hand, the pin acts to transmit the force acting in the axial direction of the hollow shaft actuating force, which is generated hydraulically. On the other hand, the pin acts as a driver, which entrains the sliding cam piece and thus the cams thereon upon rotation of the hollow shaft.

Vorzugsweise ist ein Arretierelement zwischen der Hohlwelle und dem Verstellkolben angeordnet, das den Verstellkolben mit der Hohlwelle in axialer Richtung in mindestens 2 Positionen lösbar arretiert. Die Arretierpositionen entsprechen den Schaltpositionen der Nocken, die nach dem Schaltvorgang in axialer Richtung entsprechend festgelegt sind. Bei hydraulischer Betätigung des Verstellkolbens überschreitet die Verstellkraft die Arretierkraft des Arretierelements, sodass das Schiebenockenstück aus der einen Arretierposition in die andere Arretierposition verschoben werden kann.Preferably, a locking element between the hollow shaft and the adjusting piston is arranged, which locks the adjusting piston with the hollow shaft in the axial direction in at least 2 positions releasably. The locking positions correspond to the switching positions of the cams, which are determined according to the switching operation in the axial direction accordingly. Upon hydraulic actuation of the adjusting piston, the adjusting force exceeds the locking force of the locking element, so that the sliding cam piece can be displaced from one locking position to the other locking position.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung wird wenigstens ein Schiebenockenstück mit mehreren Nocken entlang einer Hohlwelle durch einen Verstellkolben verstellt. Der Verstellkolben ist in der Hohlwelle axial beweglich angeordnet und mit dem Schiebenockenstück zur Übertragung einer Stellkraft verbunden. Zum Verstellen des Schiebenockenstücks wird der Verstellkolben mit einer Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt. Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Ausführungen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung Bezug genommen.In the method according to the invention for valve lift control and / or valve deactivation, at least one sliding cam piece with a plurality of cams is adjusted along a hollow shaft by an adjusting piston. The adjusting piston is arranged axially movable in the hollow shaft and connected to the sliding cam piece for transmitting a force. To adjust the sliding cam piece, the adjusting piston is pressurized with a hydraulic fluid. For the advantages of the method according to the invention reference is made to the comments on the device according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die schematischen Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawings with further details.

In diesen zeigen

1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und
2 einen Querschnitt der Vorrichtung nach 1 entlang der Linie A-A.

In this show

1 a longitudinal section through a device for valve lift control and / or valve shutdown according to an embodiment of the invention and
2 a cross section of the device according to 1 along the line AA.

Die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zur Ventilhubsteuerung und/oder Ventilabschaltung wird in einer Brennkraftmaschine zur variablen Ventilsteuerung eingesetzt. Dazu wirkt die Vorrichtung mit einem nicht dargestellten zwangsgeführten Nockenfolger, beispielsweise einem Schlepphebel oder einem Schwinghebel oder einem Kipphebel zusammen, der die rotatorische Bewegung der Vorrichtung in eine translatorische Bewegung zur Betätigung der jeweiligen Ventile umwandelt.The in the 1 and 2 shown device for valve lift control and / or valve shutdown is used in an internal combustion engine for variable valve timing. For this purpose, the device cooperates with a positively driven cam follower, not shown, for example, a drag lever or a rocker arm or a rocker arm, which converts the rotational movement of the device into a translational movement for actuating the respective valves.

Die Vorrichtung umfasst eine Nockenwelle in der Form einer Hohlwelle 13, auf der ein Schiebenockenstück 10 axial beweglich angeordnet ist. Mit anderen Worten ist das Schiebenockenstück 10 entlang der Hohlwelle 13 axial verschieblich. Die Vorrichtung kann mehrere Schiebenockenstücke 10 aufweisen, die in axialer Richtung der Hohlwelle 13 hintereinander angeordnet sind. Vorzugsweise werden die weiteren Schiebenockenstücke 10 in entsprechender Weise wie das in 1 gezeigte Schiebenockenstück 10 angetrieben.The device comprises a camshaft in the form of a hollow shaft 13 on which a sliding cam piece 10 is arranged axially movable. In other words, the sliding cam piece 10 along the hollow shaft 13 axially displaceable. The device may have multiple sliding cam pieces 10 have, in the axial direction of the hollow shaft 13 arranged one behind the other. Preferably, the further sliding cam pieces 10 in a similar way as in 1 Sliding cam piece shown 10 driven.

Das Schiebenockenstück 10 weist in an sich bekannter Weise mehreren Nocken 11, 11a, 12, 12a, insbesondere ein erstes Nockenpaar 11, 11a und ein zweites Nockenpaar 12, 12a auf. Die Nocken 11, 11a, 12, 12a sind für eine Einlasssteuerung vorgesehen, wobei jeweils ein Nockenpaar 11, 11a und 12, 12a einem Einlassventil zugeordnet ist. Die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt.The sliding cam piece 10 has in a conventional manner a plurality of cams 11, 11a, 12, 12a, in particular a first pair of cams 11 . 11a and a second cam pair 12 . 12a on. The cams 11 . 11a . 12 . 12a are provided for an intake control, wherein in each case a pair of cams 11 . 11a and 12 . 12a associated with an inlet valve. The invention is not limited thereto.

Die Nocken 11, 11a, 12, 12a sind konzentrisch angeordnet. Die beiden Nocken eines Nockenpaares 11, 11a bzw. 12, 12a sind für die Ventilhubsteuerung bzw. Ventilabschaltung mit unterschiedlichen Profilen ausgestattet. Die ersten Nocken 11a, 12a für die Ventilabschaltung bzw. Ventilhubänderung (Teillaststeuerung) der jeweiligen Nockenpaare 11, 11a, 12, 12a sind auf derselben Seite angeordnet, im Beispiel gemäß 1 auf der linken Seite des jeweiligen Nockenpaares 11, 11a, 12, 12a. Die zweiten Nocken 11, 12 der jeweiligen Nockenpaare 11, 11a, 12, 12a sind für die Volllaststeuerung vorgesehen und identisch ausgebildet. Den zweiten Nocken 11, 12 ist jeweils ein Nockenfolger zugeordnet. Durch axiales Verschieben des Schiebenockenstücks 10 werden entweder die ersten Nocken 11a, 12a oder die zweite Nocken 11, 12 mit den jeweiligen, nicht dargestellten Nockenfolgern kraftschlüssig verbunden. Bei der Ventilabschaltung oder Teillaststeuerung sind die ersten Nocken 11a, 12a und bei der Vollaststeuerung die zweiten Nocken 11, 12 mit den jeweiligen Nockenfolgern verbunden. Derartige Schiebenockenstücke sind bekannt.The cams 11 . 11a . 12 . 12a are arranged concentrically. The two cams of a cam pair 11 . 11a respectively. 12 . 12a are equipped with different profiles for valve lift control or valve deactivation. The first cams 11a, 12a for valve deactivation or valve lift change (partial load control) of the respective cam pairs 11 . 11a . 12 . 12a are arranged on the same side, in the example according to 1 on the left side of the respective cam pair 11 . 11a . 12 . 12a , The second cams 11 . 12 the respective cam pairs 11 . 11a . 12 . 12a are intended for full load control and designed identically. The second cam 11 . 12 in each case a cam follower is assigned. By axial displacement of the Sliding cam piece 10 be either the first cams 11a . 12a or the second cam 11 . 12 positively connected to the respective, not shown cam followers. At valve shutdown or partial load control, the first cams are 11a . 12a and in the full-load control, the second cams 11 . 12 connected to the respective cam followers. Such slide cam pieces are known.

Wie in 1 zu sehen, weist der Antrieb einen Verstellkolben 14 auf, der in der Hohlwelle 13 axial beweglich angeordnet ist. Der Verstellkolben 14 ist als zylinderförmiges Bauteil mit beidseitigen Stirnflächen 28 ausgebildet, das für die axiale Bewegung mit entsprechender Passung in der Hohlwelle 13 angeordnet ist. Der Verstellkolben 14 weist an beiden axialen Enden Dichtungen 27 auf, die den Verstellkolben 14 gegen die Hohlwelle 13 abdichten.As in 1 To see, the drive has an adjusting piston 14 on that in the hollow shaft 13 is arranged axially movable. The adjusting piston 14 is as a cylindrical component with double-sided end faces 28 designed, for the axial movement with appropriate fit in the hollow shaft 13 is arranged. The adjusting piston 14 has seals at both axial ends 27 on, the adjusting piston 14 against the hollow shaft 13 caulk.

Zu Übertragung der in axialer Richtung wirkenden Stellkraft ist das Schiebenockenstück 10 mit dem Verstellkolben 14 mechanisch verbunden.To transfer the acting in the axial direction of the adjusting force is the sliding cam piece 10 with the adjusting piston 14 mechanically connected.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zeichnet sich dadurch aus, dass der Verstellkolben 14 hydraulisch betätigbar ist. Mit anderen Worten wird die zur Aktuierung des Verstellkolbens 14 erforderliche Antriebskraft hydraulisch aufgebracht. Dazu kann abwechselnd die eine und die andere Stirnfläche 28 des Verstellkolbens 14 mit Druck einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden.The embodiment according to 1 is characterized by the fact that the adjusting piston 14 is hydraulically actuated. In other words, for the actuation of the adjusting piston 14 required driving force applied hydraulically. This can alternately one and the other end face 28 of the adjusting piston 14 be acted upon with pressure of a hydraulic fluid.

Für die Zu- und Abfuhr von Hydraulikflüssigkeit weist die Hohlwelle 13 eine erste Steueröffnung 15 auf. Die Steueröffnung 15 ist in der Wandung 20 der Hohlwelle 13 ausgebildet. Die erste Steueröffnung 15 bildet eine radiale Durchgangsbohrung, die in das Innere der Hohlwelle 13 mündet. Eine zweite Steueröffnung 16 bildet Teil eines Hydraulikanschlusses 17 und ist als Gegenstück zur ersten Steueröffnung 15 vorgesehen. Der Hydraulikanschluss 17 ist als Lagerbock ausgebildet, der die Hohlwelle 13 lagert, und relativ zur Hohlwelle 13 axial ortsfest angeordnet. Der Hydraulikanschluss 17 ist mit einem Druckerzeuger, wie einer Hydraulikpumpe verbindbar bzw. verbunden. Die Hydraulikflüssigkeit ist ein Hydrauliköl, insb. Motoröl.For the supply and removal of hydraulic fluid, the hollow shaft 13 a first control port 15 on. The tax opening 15 is in the wall 20 the hollow shaft 13 is formed. The first control opening 15 forms a radial through hole, which enters the interior of the hollow shaft 13 empties. A second control port 16 forms part of a hydraulic connection 17 and is as a counterpart to the first control port 15 intended. The hydraulic connection 17 is designed as a bearing block, which is the hollow shaft 13 stores, and relative to the hollow shaft 13 arranged axially stationary. The hydraulic connection 17 is connectable or connected to a pressure generator, such as a hydraulic pump. The hydraulic fluid is a hydraulic oil, especially engine oil.

Durch Drehung der Hohlwelle 13 werden die beiden Steueröffnungen 15, 16 temporär miteinander fluidverbunden. Dazu sind die beiden Steueröffnungen 15, 16 so angeordnet, dass diese in einem Drehwinkelbereich der Hohlwelle 13 überlappen, sodass zwischen dem Hydraulikanschluss 17 und dem Inneren der Hohlwelle 13 temporär eine Fluidverbindung gebildet wird.By rotation of the hollow shaft 13 be the two control ports 15 . 16 temporarily fluidly connected to each other. These are the two control openings 15 , 16 arranged so that these in a rotation angle range of the hollow shaft 13 overlap so that between the hydraulic connection 17 and the interior of the hollow shaft 13 temporarily a fluid connection is formed.

Wie in 1 zu erkennen, befinden sich die beiden Steueröffnungen 15, 16 auf derselben Höhe der Hohlwelle 13, d.h. auf derselben axialen Längsposition der Hohlwelle 13, so dass diese im Verlauf einer Umdrehung zeitweise überlappen können. Die Zeitdauer der Überlappung und somit die Schaltdauer wird durch die Geometrie bzw. Form der beiden Steueröffnungen 15, 16, insbesondere deren Erstreckung in Umfangsrichtung der Hohlwelle 13 bestimmt. Dabei sind verschiedene konstruktive Konstellationen möglich. Die Steueröffnungen 15, 16 können fluchtend angeordnet sein, wie in 1, 2 dargestellt. Alternativ können die Steueröffnungen 15, 16 in axialer Richtung der Hohlwelle 13 versetzt und überlappend ausgebildet sein, so dass ein Ölfluss möglich ist. Der Ölfluss wird auch ermöglicht, wenn, als weitere Alternative, die erste Steueröffnung 15 und die Zuleitung 29 (Ölbohrung) der zweiten Steueröffnung 16 in axialer Richtung der Hohlwelle 13 versetzt und nicht überlappend angeordnet sind, sofern die zweite Steueröffnung 16 in axialer Richtung der Hohlwelle 13 und angrenzend an diese verbreitert ist. Die erste Steueröffnung 15 mündet in die Verbreiterung der zweiten Steueröffnung 16. Die Verbreiterung in axialer Richtung der Hohlwelle 13 kann mit der nachstehend näher erläuterten Nut 19 kombiniert sein.As in 1 to recognize, are the two control openings 15 . 16 at the same height of the hollow shaft 13 , ie at the same axial longitudinal position of the hollow shaft 13 so that they may temporarily overlap during one revolution. The duration of the overlap and thus the switching time is determined by the geometry or shape of the two control openings 15 . 16 , In particular their extension in the circumferential direction of the hollow shaft 13 certainly. Different constructive constellations are possible. The control openings 15 . 16 can be arranged in alignment, as in 1 . 2 shown. Alternatively, the control openings 15 . 16 in the axial direction of the hollow shaft 13 be formed offset and overlapping, so that an oil flow is possible. The flow of oil is also possible if, as a further alternative, the first control port 15 and the supply line 29 (Oil hole) of the second control port 16 in the axial direction of the hollow shaft 13 offset and not overlapping, provided the second control port 16 in the axial direction of the hollow shaft 13 and widened adjacent to these. The first control opening 15 leads to the widening of the second tax opening 16 , The broadening in the axial direction of the hollow shaft 13 can with the groove explained in more detail below 19 be combined.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist, wie in 2 dargestellt, die zweite Steueröffnung 16 mit einer Nut 19 ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung der Hohlwelle 13 erstreckt. Konkret erstreckt sich die Nut 19 auf einem Teilumfang der Hohlwelle 13 und bildet ein Umfangssegment. Das Umfangssegment schließt einen Winkel zur Drehachse der Hohlwelle 13 ein, der der Grundkreisphase der Nocken 11, 12 entspricht. Der Winkel ist mit Alpha bezeichnet.In the embodiment, as in FIG 2 shown, the second control port 16 with a groove 19 formed in the circumferential direction of the hollow shaft 13 extends. Concretely, the groove extends 19 on a partial circumference of the hollow shaft 13 and forms a circumferential segment. The circumferential segment closes an angle to the axis of rotation of the hollow shaft 13 one, the base circle phase of the cams 11 . 12 equivalent. The angle is called alpha.

Die Nut 19, bzw. das durch die Nut 19 gebildete Umfangssegment wird in Umfangsrichtung durch zwei Nutenden 30, 31 begrenzt. Die Lage der Nutenden 30, 31 bestimmt einerseits die Dauer der Aktuierung des Verstellkolbens 14 und andererseits den Beginn der Aktuierung. Dadurch wird erreicht, dass der Schaltvorgang während der Grundkreisphase der beiden Nocken 11, 12 erfolgt, sodass eine Kollision der Nocken 11, 12 mit dem Nockenfolger vermieden wird. Eine gesonderte Ansteuerung des Schiebenockenstücks 10 ist nicht erforderlich. Die zeitlich mit der Nockendrehung synchronisierte axiale Verstellung des Schiebenockenstücks 10 erfolgt automatisch durch die Drehung der Hohlwelle 13. Damit ist eine optimale und einfache Synchronisierung der axialen Verstellbewegung des Schiebenockenstücks 10 mit der Nockendrehung möglich.The groove 19 , or through the groove 19 formed circumferential segment is circumferentially by two Nutenden 30 . 31 limited. The position of the groove ends 30, 31 determines on the one hand the duration of the actuation of the adjusting piston 14 and on the other hand the beginning of the actuation. This ensures that the switching operation during the base circle phase of the two cams 11 . 12 takes place, so that a collision of the cams 11 . 12 is avoided with the cam follower. A separate control of the slide cam piece 10 not necessary. The chronologically synchronized with the cam rotation axial adjustment of the sliding cam piece 10 takes place automatically by the rotation of the hollow shaft 13 , This is an optimal and easy synchronization of the axial adjustment of the sliding cam piece 10 possible with the cam rotation.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Anordnung der Nut 19 auf der Seite des Hydraulikanschlusses 17 beschränkt. Beispielsweise kann die Nut 19 in der Hohlwelle 13 ausgebildet sein. Die zweite Steueröffnung 16 ist eine zylindrische Bohrung, die der Zuleitung 29 des Hydraulikanschlusses 17 entspricht und ohne Verbreiterung am Innenumfang, d.h. mit konstantem Durchmesser endet. Eine weitere Alternative besteht darin, beide Steueröffnungen 15, 16 jeweils mit einer im Vergleich zu den beiden oben beschriebenen Beispielen kürzeren Nut 19 auszubilden. Die Gesamtlänge der beiden Nuten 19 ist so bemessen, dass die Überlappung der Nuten 19 der Grundkreisphase entspricht.The invention is not limited to the above-described arrangement of the groove 19 on the side of the hydraulic connection 17 limited. For example, the groove 19 in the hollow shaft 13 be educated. The second control port 16 is a cylindrical bore, which is the supply line 29 of the hydraulic connection 17 corresponds and without broadening on the inner circumference, ie ends with a constant diameter. Another alternative is to use both control ports 15 . 16 each with a shorter groove compared to the two examples described above 19 train. The total length of the two grooves 19 is sized so that the overlap of the grooves 19 the base circle phase corresponds.

Wie in 1, 2 zu erkennen, ist der Hydraulikanschluss 17 in einem Gehäuse 18 angeordnet, das zugleich den Lagerbock der Hohlwelle 13 bildet. Die Lagerung ist als Gleitlagerung ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Versorgung mit Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Verstellkolbens 14 gleichzeitig zur Gleitumlaufschmierung der Hohlwelle 13 dient. Eine zusätzliche Bohrung für die Gleitlagerschmierung kann entfallen, wenn eine Hin- bzw. Rückleitung nach der Aktuierung des Verstellkolbens 14 dauerhaft mit Druck beaufschlagt wird.As in 1 . 2 to recognize, is the hydraulic connection 17 in a housing 18 arranged, at the same time the bearing block of the hollow shaft 13 forms. The storage is designed as a plain bearing. This has the advantage that the supply of hydraulic fluid for actuating the adjusting piston 14 simultaneously to Gleitumlaufschmierung the hollow shaft 13 serves. An additional bore for the plain bearing lubrication can be omitted if a forward or return line after the actuation of the adjusting piston 14 permanently pressurized.

Im Gehäuse 18 sind zwei Zuleitungen 29 vorgesehen. Eine der Zuleitungen 29 versorgt einen ersten Verstellkolben 14 mit Hydraulikflüssigkeit. Die zweite Zuleitung 29 versorgt einen (nicht dargestellten) zweiten Verstellkolben 14 ebenfalls mit Hydraulikflüssigkeit, der neben dem ersten Verstellkolben 14 auf der Hohlwelle 13 angeordnet ist. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung erreicht.In the case 18 are two leads 29 intended. One of the supply lines 29 supplies a first adjusting piston 14 with hydraulic fluid. The second supply line 29 supplies a second adjusting piston (not shown) 14 also with hydraulic fluid next to the first adjusting piston 14 on the hollow shaft 13 is arranged. As a result, a particularly compact design of the device is achieved.

Je Verstellkolben 14 sind also zwei Gehäuse 18 mit Hydraulikanschluss 17und Zuleitungen 29 vorgesehen. Die beiden Gehäuse 18 bzw. die entsprechenden Hydraulikanschlüsse 17 dienen dazu, den Verstellkolben 14 in beiden axialen Richtungen, d.h. für die Vor- und Zurückbewegung des Verstellkolbens 14 zu betätigen.Per adjusting piston 14 So are two cases 18 with hydraulic connection 17 and supply lines 29 intended. The two housings 18 or the corresponding hydraulic connections 17 serve to the adjusting piston 14 in both axial directions, ie for the forward and backward movement of the adjusting piston 14 to press.

Die Hohlwelle 13 bildet zusammen mit dem Verstellkolben 14 einen Arbeitsraum 21a, 21b, der im Betrieb mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Der Arbeitsraum 21a, 21b ist in axialer Richtung durch einen Stopfen 32 fluiddicht verschlossen. Mit anderen Worten wird der Arbeitsraum 21a, 21b in radialer Richtung durch die Hohlwelle 13 und in axialer Richtung durch den Verstellkolben 14, konkret die Stirnfläche 28 des Verstellkolbens 14, und den Stopfen 28 begrenzt. Der Stopfen 32 bildet dabei eine Trennwand.The hollow shaft 13 forms together with the adjusting piston 14 a working space 21a, 21b which is filled with hydraulic fluid during operation. The working space 21a, 21b is in the axial direction through a plug 32 sealed fluid-tight. In other words, the working space 21a, 21b in the radial direction through the hollow shaft 13 and in the axial direction by the adjusting piston 14 , specifically the face 28 of the adjusting piston 14 , and the stopper 28 limited. The plug 32 forms a partition wall.

Die erste Steueröffnung 15 mündet in den Arbeitsraum 21a, 21b. Die zweite Steueröffnung 16 ist aufgrund der Positionsverknüpfung mit der ersten Steueröffnung 15 ebenfalls im Bereich des Arbeitsraums 21a, 21b angeordnet.The first control opening 15 opens into the working space 21a, 21b. The second control port 16 is due to the positional relationship with the first control port 15 also arranged in the region of the working space 21a, 21b.

Wie in 1 zu sehen, sind entsprechende Arbeitsräume 21a, 21b auf beiden axialen Seiten des Verstellkolbens 14 angeordnet, die mit entsprechenden Hydraulikanschlüssen 17 verbunden sind. Die ersten Steueröffnungen 15 der beiden Hydraulikanschlüsse 17 auf beiden Seiten des Verstellkolbens 14 sind unterschiedlich orientiert, konkret um 90° versetzt angeordnet. Die Steueröffnungen 15 sind angrenzend an den Stopfen 32, d.h. von den Stirnflächen 28 beabstandet angeordnet.As in 1 can be seen, corresponding working spaces 21a, 21b on both axial sides of the adjusting piston 14 arranged with corresponding hydraulic connections 17 are connected. The first control openings 15 the two hydraulic connections 17 on both sides of the adjusting piston 14 are differently oriented, arranged in concrete offset by 90 °. The control openings 15 are adjacent to the stopper 32 ie from the faces 28 spaced apart.

Die mechanische Verbindung des Schiebenockenstücks 10 mit dem Verstellkolben 14 erfolgt durch einen Stift 22, der einerseits fest mit dem Verstellkolben 14 und andererseits fest mit dem Schiebenockenstück 10 verbunden ist. Der Stift 22 ist verschieblich in einer Längsöffnung 23 geführt, die in der Hohlwelle 13, konkret in der Wandung 20 parallel zur Drehachse der Hohlwelle 13 ausgebildet ist. Die Breite der Längsöffnung 23 und der Durchmesser des Stiftes 22 sind so auf einander abgestimmt, dass einerseits die Bewegung des Stiftes 22 in der Längsöffnung 23 und andererseits die Übertragung eines Drehmoments von der Hohlwelle 13 auf das Schiebenockenstück 10 ermöglicht wird. Die axialen Begrenzungen der Längsöffnung 23 bilden die Endanschläge des Schiebenockenstücks 10. Die Lage der Längsöffnung auf dem Umfang der Hohlwelle bestimmt die rotatorische Ausrichtung der Nocken. Es ist auch möglich, dass das Arretierelement 24 zusammen mit den Rastausnehmungen 26 den axialen Anschlag für das Schiebenockenstück 10 bildet.The mechanical connection of the sliding cam piece 10 with the adjusting piston 14 is effected by a pin 22 , on the one hand firmly with the adjusting piston 14 and on the other hand firmly with the sliding cam piece 10 connected is. The pencil 22 is displaceable in a longitudinal opening 23 guided in the hollow shaft 13 , concrete in the wall 20 parallel to the axis of rotation of the hollow shaft 13 is trained. The width of the longitudinal opening 23 and the diameter of the pen 22 are so attuned to each other that, on the one hand, the movement of the pen 22 in the longitudinal opening 23 and on the other hand, the transmission of torque from the hollow shaft 13 on the sliding cam piece 10 is possible. The axial limits of the longitudinal opening 23 form the end stops of the sliding cam piece 10 , The position of the longitudinal opening on the circumference of the hollow shaft determines the rotational orientation of the cams. It is also possible that the locking element 24 together with the recesses 26 the axial stop for the sliding cam piece 10 forms.

Für eine besonders stabile mechanisch Verbindung zwischen dem Verstellkolben 14, der Hohlwelle 13 und dem Schiebenockenstück 10 geht der Stift 22 radial auf beiden Seiten durch das Schiebenockenstück 10. Dies ist aber nicht zwingend.For a particularly stable mechanical connection between the adjusting piston 14, the hollow shaft 13 and the sliding cam piece 10 the pen goes 22 radially on both sides by the sliding cam piece 10 , This is not mandatory.

Zur Arretierung des Schiebenockenstücks 10 in der jeweiligen Steuerposition, d.h. am Endanschlag, ist ein Arretierelement 24 zwischen der Hohlwelle 13 und dem Verstellkolben 14 angeordnet. Das Arretierelement 24 ist so ausgebildet, dass der Verstellkolben 14 und damit das mit dem Verstellkolben 14 fest verbundene Schiebenockenstück 10 in den gewünschten Positionen lösbar arretiert wird. Konkret ist das Arretierelement 24 als Arretierkugel ausgebildet, die durch eine Feder 25 im Verstellkolben 14 mit einer radial nach außen wirkenden Federkraft beaufschlagt wird. Als Gegenstück zur Arretierkugel sind passende Rastausnehmungen 26, konkret Nuten oder partielle Fräsungen, auf dem Innenumfang der Hohlwelle 13 ausgebildet, in denen die Arretierkugel einrastet. Der Verstellweg des Verstellkolbens 14 wird durch den Abstand der Ratsausnehmungen 26 auf dem Innenumfang der Hohlwelle 13 bestimmt.To lock the sliding cam piece 10 in the respective control position, ie at the end stop, is a locking element 24 between the hollow shaft 13 and the adjusting piston 14 arranged. The locking element 24 is designed so that the adjusting piston 14 and that with the adjusting piston 14 firmly connected sliding cam piece 10 is releasably locked in the desired positions. Specifically, the locking element 24 designed as a locking ball, by a spring 25 in the adjusting piston 14 is acted upon by a radially outwardly acting spring force. As a counterpart to Arretierkugel are matching recesses 26 , specifically grooves or partial milling, on the inner circumference of the hollow shaft 13 formed in which the locking ball engages. The adjustment of the adjusting piston 14 is determined by the distance of the Council recesses 26 on the inner circumference of the hollow shaft 13 certainly.

Die Vorrichtung funktioniert wie folgt:The device works as follows:

Zum Schalten des Schiebenockenstücks 10 wird über den Hydraulikanschluss Druck aufgebaut. Solange die beiden Steueröffnungen 15, 16 nicht überlappen, ist die Fluidverbindung zur Hohlwelle 13 getrennt. Erst wenn die beiden Steueröffnungen 15, 16 in Übereinstimmung sind, wird die Fluidverbindung hergestellt und der Hydraulikdruck auf den Verstellkolben 14 übertragen. Dabei steigt der Druck in einem der beiden Arbeitsräume 21a, 21b, beispielsweise im linken Arbeitsraum 21b. Durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Arbeitsräumen 21a, 21b wird der Verstellkolben 14 in die gewünschte Position verschoben. Zusammen mit dem Verstellkolben 14 wird das Schiebenockenstück 10 ebenfalls verschoben, sodass der gewünschte Nocken aktiviert wird. Durch das Weiterdrehen der Hohlwelle 13 wird die Ölübergabe zwischen Hydraulikanschluss 17 und der Hohlwelle 13 automatisch gestoppt. Der Hydraulikdruck kann in dieser Stellung aufrechterhalten werden, weil das Schiebenockenstück 10 durch den Anschlag des Stifts 22 in der Längsöffnung 23 in der Endposition gehalten wird. Der Hydraulikdruck kann dann zur Gleitumlaufschmierung verwendet werden.For switching the sliding cam piece 10 is built up via the hydraulic connection pressure. As long as the two control openings 15 . 16 do not overlap, is the fluid connection to the hollow shaft 13 separated. Only when the two control openings 15 . 16 are in agreement, the fluid connection is established and the hydraulic pressure on the adjusting piston 14 transfer. In this case, the pressure rises in one of the two working spaces 21a, 21b, for example in the left working space 21b. Due to the pressure difference between the two working chambers 21a, 21b, the adjusting piston 14 moved to the desired position. Together with the adjusting piston 14 the sliding cam piece 10 is also displaced so that the desired cam is activated. By further rotation of the hollow shaft 13 the oil transfer between hydraulic port 17 and the hollow shaft 13 automatically stopped. The hydraulic pressure can be maintained in this position because the sliding cam piece 10 by the stop of the pen 22 in the longitudinal opening 23 held in the final position. The hydraulic pressure can then be used for lubrication lubrication.

Die präzise Schaltung erfolgt also automatisch durch die Drehung der Hohlwelle 13 und die Überlappung der beiden Steueröffnungen 15, 16.The precise circuit thus takes place automatically by the rotation of the hollow shaft 13 and the overlap of the two control openings 15 . 16 ,

Zum Schalten des Schiebenockenstücks 10 in der entgegengesetzten Richtung wird die Gegenseite des Verstellkolbens 14 mit Druck in analoger Weise, wie vorstehend erläutert, beaufschlagt.For switching the sliding cam piece 10 in the opposite direction becomes the opposite side of the adjusting piston 14 with pressure in an analogous manner, as explained above, applied.

Das beschriebene Prinzip kann so für alle Schiebenockenstücke auf einer Nockenwelle mit mehreren Schiebenocken angewandt werden. Eine Verstellung findet nur statt, wenn die Nut 19 bzw. allgemein die Aussparung im Bereich der zweiten Steueröffnung 16 und die als Bohrung ausgeführte erste Steueröffnung 15 übereinander stehen. Diese Ölübergabe erfolgt in der Grundkreisphase des Schiebenockenstücks 10, damit die Nockenpaare 11, 11a, 12, 12a nur in dieser Phase verstellt werden. Durch die nockenselektive Anordnung der Ölübergabebohrung, d.h. der ersten Steueröffnung 15 findet eine Verstellung bei anhaltendem Öldruck nur statt, wenn die jeweilige Ölübergabe frei gegeben ist.The described principle can thus be applied to all sliding cam pieces on a camshaft with multiple sliding cam. An adjustment takes place only when the groove 19 or generally the recess in the region of the second control opening 16 and the first control opening 15 designed as a bore stand one above the other. This oil transfer takes place in the base circle phase of the sliding cam piece 10 , so that the cam pairs 11 . 11a . 12 . 12a be adjusted only in this phase. By the cam-selective arrangement of the oil transfer hole, ie the first control port 15 an adjustment takes place with lasting oil pressure only, if the respective oil transfer is free.

Für eine Nocken- bzw. Nockenhohlwelle ist demnach nur ein Umschaltventil für eine Ölgalerie erforderlich. Diese schaltet wahlweise auf Hin- oder Rückschaltung. Die genaue zeitliche Abstimmung wird dann von den jeweiligen Ölübergaben, d.h. den Hydraulikanschlüssen 17 mit den jeweiligen Steueröffnungen 15, 16 übernommen.For a cam or cam hollow shaft, therefore, only one switching valve for an oil gallery is required. This switches alternatively on up or downshift. The exact timing is then from the respective oil transfers, ie the hydraulic connections 17 with the respective control openings 15 . 16 accepted.

Die Vorrichtung hat folgende Vorteile: The device has the following advantages:

Die hydraulische Aktuierung des Schiebenockenstücks führt zu einer Einsparung der Schaltkulisse, damit zu einer Gewichtsreduktion des Schiebenockenstücks und einer Reduzierung der Massenkräfte. Die Ausrichtung der Nocken 11, 11a, 12, 12a erfolgt durch das Langloch bzw. die Längsöffnung 23. Die Verzahnung kann entfallen. Durch den Entfall der Verzahnung zwischen Nocken und Welle ergeben sich runde Konturen, die präziser gefertigt werden können als Verzahnungen. Daher sind geringere radiale Spiele zwischen der Welle und den Schiebenockenstücken realisierbar. Eine Reduzierung des Grundkreisschlages des Schiebenockenstücks ist machbar.The hydraulic actuation of the sliding cam piece leads to a saving of the shift gate, thus to a weight reduction of the sliding cam piece and a reduction of the mass forces. The orientation of the cams 11 . 11a . 12 , 12a takes place through the slot or the longitudinal opening 23 , The teeth can be omitted. The omission of the toothing between cam and shaft results in round contours that can be manufactured more precisely than toothings. Therefore, lower radial clearance between the shaft and the slide cam pieces can be realized. A reduction of the base circle shock of the sliding cam piece is feasible.

Durch den Entfall der schiebenockenselektiven Aktuatoren wird der Bauraum verringert. Eine zylinderselektive Schaltung ist nicht mehr erforderlich, da ein einziger Aktuierungsprozess alle Schiebenockenstücke gemeinsam während der Grundkreisphase schaltet.The elimination of the sliding cam-selective actuators, the space is reduced. A cylinder-selective circuit is no longer necessary since a single actuation process switches all the slide cam pieces together during the base circle phase.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
1010: SchiebenockenstückSliding cam piece
11a, 12a11a, 12a: erste Nockenfirst cam
11, 1211, 12: zweite Nockensecond cam
1313: Hohlwelle (Nockenwelle)Hollow shaft (camshaft)
1414: Verstellkolbenadjusting piston
1515: erste Steueröffnungfirst control opening
1616: zweite Steueröffnungsecond control opening
1717: Hydraulikanschlusshydraulic connection
1818: Gehäusecasing
1919: Nutgroove
2020: Wandungwall
2121: Arbeitsraumworking space
2222: Stiftpen
2323: Längsöffnung (Langloch)Longitudinal opening (slot)
2424: Arretierelementlocking
2525: Federfeather
2626: Rastausnehmung (Nut)Notch (groove)
2727: Dichtungpoetry
2828: Stirnflächeface
2929: Zuleitung (Ölbohrung)Supply line (oil drilling)
3030: erstes Nutendefirst nut end
3131: zweites Nutendesecond groove end
3232: StopfenPlug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2884062 A1 [0001, 0003]

Claims

Device (1) for valve lift control and / or valve deactivation with a camshaft (13), at least one sliding cam piece (10) with a plurality of cams (11, 11a, 12, 12a) arranged axially movably on the camshaft (13) and one Drive for the axial movement of the sliding cam piece (10) along the camshaft (13), characterized in that the camshaft (13) forms a hollow shaft (13) and the drive has an adjusting piston (14) which is axially movable in the hollow shaft (13) arranged and connected to the sliding cam piece (10) for transmitting a control force, wherein the adjusting piston (14) is hydraulically actuated.

Device (1) according to Claim 1 characterized in that the hollow shaft (13) has a first control opening (15) for the passage of hydraulic fluid and the drive for the axial movement of the sliding cam piece (10) has a hydraulic connection (17) with a second control opening (16) for the passage of hydraulic fluid, wherein the two control openings (15, 16) by rotation of the hollow shaft (13) about the longitudinal axis relative to the drive are temporarily fluidly connected.

Device (1) according to Claim 2 characterized in that the hydraulic connection (17) is formed in a housing (18).

Device (1) according to Claim 3 characterized in that the hollow shaft (13) through the housing (18) with the hydraulic connection (17) is mounted.

Device (1) according to Claim 3 or 4 characterized in that the housing (18) has a plurality of hydraulic connections (17) for adjacently arranged sliding cam pieces.

Device (1) according to one of Claims 2 to 5 characterized in that the two control openings (15, 16) are arranged on the same longitudinal position of the hollow shaft (13).

Device (1) according to one of Claims 2 to 6 characterized in that the first and / or the second control opening (15, 16) form a groove (19) which extends at least in sections in the circumferential direction of the hollow shaft (13).

Device (1) according to Claim 7 characterized in that the first control opening (15) forms a through-bore in a wall (20) of the hollow shaft (13) and the second control opening (16) forms the groove (19).

Device (1) according to one of Claims 2 to 8th characterized in that the overlapping of the two control openings (15, 16) during the temporary fluid connection to the base circle phase of the cams (11, 11a 12, 12a) is limited.

Device (1) according to one of Claims 2 to 9 characterized in that the adjusting piston (14) and the hollow shaft (13) defining a working space (21) into which the first control port (15) opens.

Device (1) according to Claim 10 characterized in that in each case a working space (21a, 21b) on the end faces (28) of the adjusting piston (14) is formed adjacent, each working space (21a, 21b) is associated with a hydraulic connection (17) and the two working spaces (21a, 21b ) are in each case fluid-connected to the first control opening (15).

Device (1) according to one of Claims 1 to 11 characterized in that a driver element, in particular a pin (22), the adjusting piston (14) and the sliding cam piece (10) for transmitting the axial actuating force, which is guided in a longitudinal opening (23) in the hollow shaft (13).

Device (1) according to Claim 12 characterized in that the driver element, in particular the pin (22), the sliding cam piece (10) and the hollow shaft (13) rotatably connects.

Device (1) according to one of Claims 1 to 13 characterized in that a locking element (24) between the hollow shaft (13) and the adjusting piston (14) is arranged, which releasably locks the adjusting piston (14) with the hollow shaft (13) in the axial direction in at least two positions.

Internal combustion engine with a device (1) for valve lift control and / or valve shutdown according to Claim 1 ,

Method for valve lift control and / or valve deactivation, in which at least one sliding cam piece (10) with a plurality of cams (11, 11a, 12, 12a) is adjusted along a hollow shaft (13) by an adjusting piston (14) which is mounted in the hollow shaft (13). arranged axially movable and connected to the sliding cam piece (10) for transmitting a force, wherein the adjusting piston (14) for adjusting the sliding cam piece (10) is pressurized with a hydraulic fluid.