DE102018120209A1

DE102018120209A1 - Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102018120209A1
Application number: DE102018120209.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Werblinski; Volker Schmidt; Adrian Bilan; Kilian Dummer; Michael Kugler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2020-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer entlang einer Längsachse (2) verschiebbar angeordneten Schubstange (1) zur Betätigung zumindest einer schaltbaren Ventiltriebkomponente (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein rotatorisches Aktuierungselement (5) vorgesehen ist, wobei die Drehachse (10) der von diesem erzeugten Rotationsbewegung parallel zur Längsachse (2) angeordnet und die Rotationsbewegung durch zumindest einen erhobenen Bereich (12) am Aktuierungselement (5) in Kontakt mit der Schubstange (1) als Schubbewegung übertragbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
Aus WO 2015/181264 ist ein Ventiltrieb mit einer drehbar gelagerten Schaltwelle mit mehreren Schaltnocken zum Schalten mehrerer Schlepphebel bekannt. Nachteilig wirkt sich bei dieser Ausgestaltung die aufwendige Lagerung der Schaltwelle und der Bauraumbedarf aus.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aktorik der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaues zu vereinfachen und bauraumsparend zu gestalten.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
Es wird eine Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer längsverschiebbar angeordneten Schubstange zum Schalten zumindest einer Ventiltriebkomponente vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist zumindest ein rotatorisches Aktuierungselement vorgesehen, wobei die Drehachse der von diesem erzeugten Rotationsbewegung parallel zur Längsachse angeordnet und die Rotationsbewegung über zumindest einen erhobenen Bereich am Aktuierungselement in Kontakt mit der Schubstange als Schubbewegung übertragbar ist. Auf diese Weise wird eine einfach aufgebaute Aktorik erreicht, die eine bauraumsparende Anordnung ermöglicht, insbesondere wird ein zusätzliches Verbindungselement zwischen Schubstange und Aktuierungselement zur Übertragung der Schubbewegung vermieden.
Die erfindungsgemäße Aktorik kann in besonders vorteilhafter Weise zum Betätigen von einem oder mehreren schaltbaren Schlepphebeln in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Denkbar ist auch die Verwendung zum Betätigen insbesondere zumindest eines schaltbaren Tassenstößels oder zumindest eines schaltbaren Abstützelements für einen Schlepphebel oder zumindest eines schaltbaren Rollenstößels eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine.
Figurenliste
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine,
2 eine axiale Ansicht eines Aktuierungselements der Aktorik.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist beispielhaft eine erfindungsgemäße Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Aktorik umfasst eine einteilig ausgeführte Schubstange 1, die parallel zu einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Schubstange 1 ist translatorisch entlang einer Längs- und Mittelachse 2 verfahrbar und trägt ein oder mehrere Betätigungselemente 3, die jeweils einer schaltbaren Ventiltriebkomponente 4 einer Brennkraftmaschine zum Schalten zugeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind vier Betätigungselemente 3 vorgesehen, die vier als schaltbare Schlepphebel ausgeführte schaltbare Ventiltriebkomponenten 4 durch eine translatorische Bewegung der Schubstange 1 betätigen.
Die Schubstange 1 steht an einem stirnseitigen Ende mit einer Kontaktfläche 11 in Kontakt mit einem rotatorischen Aktuierungselement 5, hier einem elektromotorischen Dreh-Aktor. Durch den Kontakt der Schubstange 1 mit dem Dreh-Aktor 5 wird die von letzterem erzeugte initiale Rotationsbewegung in eine translatorische Bewegung der Schubstange 1 zur Betätigung der schaltbaren Ventiltriebkomponenten 4 überführt. Der Dreh-Aktor 5 weist ein um eine Drehachse 10 drehbares Element 7 auf, das vorzugsweise als drehbare Scheibe oder drehbarer Ring mit zumindest einem erhobenen bzw. vorstehenden Bereich 12 ausgeführt ist. Schubstange 1 und Dreh-Aktor 5 sind in Richtung der Längsachse 2 hintereinander angeordnet. Die Drehebene der Rotationsbewegung des Dreh-Aktors 5 ist orthogonal zur Schubrichtung der Schubstange 1 bzw. zur Längsachse 2 ausgerichtet. Die Drehachse 10 des Dreh-Aktors 5 ist parallel zur Schubstange 1 bzw. zur Längsachse 2 angeordnet.
Durch eine Rotationsbewegung des Dreh-Aktors 5, die durch zwei gekrümmte Pfeile angedeutet ist, wird eine translatorische Bewegung der Schubstange 1 induziert. Dabei betätigen die mit der Schubstange 1 mitbewegten Betätigungselemente 3 ihnen jeweils zugeordnete Schaltelemente 6 der Ventiltriebkomponenten 4. Die Betätigungselemente 2 sind senkrecht an der Schubstange 1 vorstehend mit dieser dreh- und axialfest verbunden und vorzugsweise als Schaltlaschen aus Federblech ausgeführt. Sie sind in vorbestimmter Drehposition den seitlich an den Ventiltriebkomponenten 4 in Schubrichtung der Schubstange 1 vorstehend angeordneten Schaltelementen 6 zum Schalten beabstandet gegenüberliegend positionierbar. Das Betätigen des jeweiligen Schaltelements 6 erfolgt durch das jeweils zugeordnete Betätigungselement 3 durch eine Schubbewegung der Schubstange 1. Die Schaltelemente 6 dienen jeweils zum Betätigen eines in die jeweilige Ventiltriebkomponente 4 zum Schalten integrierten Verriegelungsmechanismus.
Durch Abgriff der Nockenkontur 12 wird eine Schubbewegung der Schubstange 1 erzeugt. Die Rückstellbewegung der Schubstange 1 kann zwangsgeführt oder wie dargestellt federgetrieben erfolgen. Hierzu ist die Schubstange 1 mit dem vom aktorseitigen Ende abgewandten Ende über eine Druckfeder 8 als Rückstellfeder an einem ortsfesten Bauteil 9 der Brennkraftmaschine abgestützt. Die Druckfeder 8 gewährleistet den permanenten Kontakt der Schubstange 1 mit dem Dreh-Aktor 5.
Die translatorische Bewegungsübertragung erfolgt durch Abgriff der Schubstange 1 am drehbaren Element 7 des Dreh-Aktors 5, das hier als drehbarer Ring ausgeführt ( 1). Dieser weist einen in Schubrichtung bzw. in Richtung der Längsachse 2 erhobenen Bereich 12 auf, der als in dieser Richtung vorstehende Nockenkontur ausgeführt ist. Durch die Nockenkontur 12 ist aus der Rotationsbewegung des Rings 7 eine Schubbewegung auf die Schubstange 1 übertragbar. Hierzu steht die Schubstange 1 mit der an einem stirnseitigen Ende ausgeführten Kontaktfläche 11 in Kontakt mit einer ringförmigen Kontaktzone 13 am Ring 7. Dieser bildet vorzugsweise einen sogenannten Tellernocken.
2 zeigt eine axiale schubstangenseitige Ansicht des um die Drehachse 10 drehbaren Rings 7 des Dreh-Aktors 5. Dabei ist der erhobene Bereich 12 mit der Nockenkontur als Schraffur dargestellt, der als in Umfangsrichtung sich bogenförmig erstreckende Nockenkontur ausgeführt einen Teil der ringförmig umlaufenden Kontaktzone 13 am Ring 7 bildet, die im Übrigen nicht dargestellt ist. Durch eine Rotationsbewegung des Rings 7 ist die mit der Kontaktfläche 11 an der Kontaktzone 13 mit dem Ring 7 in Kontakt stehende Schubstange 1 aus einer unbetätigten Ausgangsstellung in den erhobenen Bereich 12 mit der Nockenkontur überführbar, wodurch die Schubstange 1 betätigbar und entlang der Längsachse 2 verschiebbar ist. Durch weiteres Verdrehen oder Zurückdrehen des Rings 7 ist diese aus dem erhobenen Bereich 12 in den nicht erhobenen Teil der Kontaktzone 13 wieder in die Ausgangsstellung zurückstellbar. Statt dem Ring 7 des Dreh-Aktors 5 kann auch eine drehbare Scheibe vorgesehen sein, an der die Nockenkontur 12 ausgebildet ist.
Die Positionierung des Dreh-Aktors 5 ist dabei nicht auf die dargestellte Anordnung an einem der stirnseitigen Ende der Schubstange 1 begrenzt, sondern kann auch entlang dieser angeordnet sein. Die Rotationsbewegung des Dreh-Aktors 5 kann jeweils nur in einer Richtung, links- oder rechtsdrehend, ausgeführt sein. Die Rotationsbewegung kann form- oder kraftschlüssig übertragen werden. Alternativ können auch mehrere rotatorische Aktuierungselemente 5 vorgesehen sein, die mehrere translatorisch verfahrbare Schubstangen 1 zur Betätigung zumindest einer schaltbaren Ventiltriebkomponente 4 antreiben.
Bezugszeichenliste

1: Schubstange
2: Längsachse
3: Betätigungselement
4: Ventiltriebkomponente, Schlepphebel
5: Aktuierungselement, Dreh-Aktor
6: Schaltelement
7: Element, Ring
8: Druckfeder
9: Bauteil
10: Drehachse
11: Kontaktfläche
12: Bereich, Nockenkontur
13: Kontaktzone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/181264 [0002]

Claims

Aktorik zur variablen Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer entlang einer Längsachse (2) verschiebbar angeordneten Schubstange (1) zur Betätigung zumindest einer schaltbaren Ventiltriebkomponente (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein rotatorisches Aktuierungselement (5) vorgesehen ist, wobei die Drehachse (10) der von diesem erzeugten Rotationsbewegung parallel zur Längsachse (2) angeordnet und die Rotationsbewegung durch zumindest einen erhobenen Bereich (12) am Aktuierungselement (5) in Kontakt mit der Schubstange (1) als Schubbewegung übertragbar ist.