DE102020114030A1 - Stelleinrichtung zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine und Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Stelleinrichtung zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine und Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Schaltschlepphebel, mit zumindest einem Verriegelungselement, welches zwischen einer Verriegelungsstellung, in welcher der Schaltschlepphebel zur Betätigung des zumindest einen Gaswechselventils mittels des Verriegelungselements verriegelt ist und wenigstens einer weiteren Stellung bewegbar gelagert ist. Die Stelleinrichtung umfasst zumindest einen Aktuator, welcher zum Verlagern eines zumindest mittelbar mit dem Verriegelungselement gekoppelten Führungselements der Stelleinrichtung ausgebildet ist. Anhand des Aktuators ist das Führungselement zwischen einer Eingriffsstellung und einer Entkoppelungsstellung verlagerbar. In der Eingriffsstellung steht das Führungselement mit einer Nockenwelle der Stelleinrichtung in Eingriff, wodurch das Verriegelungselement anhand der Nockenwelle sowie relativ zu dem Aktuator zwischen der Verriegelungsstellung und der wenigstens einen weiteren Stellung bewegbar ist. In der Entkoppelungsstellung ist das Führungselement von der Nockenwelle entkoppelt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer Stelleinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Schaltschlepphebel, mit zumindest einem Verriegelungselement, welches zwischen einer Verriegelungsstellung, in welcher der Schaltschlepphebel zur Betätigung des zumindest einen Gaswechselventils mittels des Verriegelungselements verriegelt ist und wenigstens einer weiteren Stellung bewegbar gelagert ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer Stelleinrichtung.
  • Derartige Stelleinrichtungen dienen zur bedarfsgerechten Einstellung von Ventilhüben jeweiliger Gaswechselventile und ermöglichen einen zumindest teilweise variablen Ventiltrieb der Gaswechselventile, also jeweiliger Auslassventile und/oder Einlassventile einer Verbrennungskraftmaschine. Ein derartiger Schaltschlepphebel dient zum kontrollierten Bewegen der entsprechenden Gaswechselventile gemäß einer Nockenkontur eines zur Betätigung des Schaltschlepphebels vorgesehenen Nockens der Nockenwelle. Dementsprechend kann eine Einstellung des Ventilhubs in Abhängigkeit von der Nockenkontur erfolgen. In einer Verriegelungsstellung eines derartigen Verriegelungselements der Stelleinrichtung ist der Schaltschlepphebel verriegelt, wodurch eine Kraftübertragung von dem Nocken über den Schaltschlepphebel zu den Gaswechselventilen erfolgen kann. In der weiteren Stellung kann der Schaltschlepphebel entriegelt sein, wodurch sich zwei miteinander gekoppelte Hebelelemente des Schaltschlepphebels relativ zueinander bewegen können. Dadurch kann die Kraftübertragung unterbrochen werden und eine Änderung des Ventilhubs unterbleibt.
  • Die DE 10 2018 131 601 A1 offenbart einen schaltbaren Schlepphebel für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Verriegelungsmechanismus, der durch ein Schaltelement schaltbar ist, das in einer zwischen den Hebellängsseiten verlaufenden Querbohrung verschiebbar angeordnet ist. Ein Schaltarm ist zur Übertragung einer Verschiebebewegung auf das Schaltelement vorgesehen, der an einem freien Ende des Schaltelements formschlüssig drehfest aufgesteckt ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stelleinrichtung sowie eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche eine besonders ausfallsichere Betätigung des wenigstens einen Gaswechselventils der Verbrennungskraftmaschine erfolgen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Stelleinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils einer Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem Schaltschlepphebel, mit zumindest einem Verriegelungselement, welches zwischen einer Verriegelungsstellung, in welcher der Schaltschlepphebel zur Betätigung des zumindest einen Gaswechselventils mittels des Verriegelungselements verriegelt ist und wenigstens einer weiteren Stellung bewegbar gelagert ist. Die zumindest eine weitere Stellung kann vorzugsweise eine Freigabestellung sein, in welcher der Schaltschlepphebel zum Unterbinden der Betätigung des Gaswechselventils entriegelt ist.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stelleinrichtung zumindest einen Aktuator umfasst, welcher zum Verlagern eines zumindest mittelbar mit dem Verriegelungselement gekoppelten Führungselements der Stelleinrichtung zwischen einer
    • - Eingriffsstellung, in welcher das Führungselement mit einer Nockenwelle der Stelleinrichtung in Eingriff steht und dadurch das Verriegelungselement anhand der Nockenwelle sowie relativ zu dem Aktuator zwischen der Verriegelungsstellung und der wenigstens einen weiteren Stellung bewegbar ist, und
    • - einer Entkoppelungsstellung, in welcher das Führungselement von der Nockenwelle entkoppelt ist, ausgebildet ist.
  • Dies ist von Vorteil, da das Führungselement anhand des Aktuators somit bei Bedarf mit der Nockenwelle in Eingriff gebracht werden kann, indem das Führungselement mittels des Aktuators in die Eingriffsstellung verlagert wird. Dadurch kann eine zumindest mittelbare mechanische Koppelung zwischen dem Führungselement und dem Verriegelungselement geschaffen und dementsprechend das Verriegelungselement in Abhängigkeit von einer Bewegung, insbesondere Drehung, der Nockenwelle zwischen der Verriegelungsstellung und der zumindest einen weiteren Stellung bewegt werden. Das Verlagern des Verriegelungselements zwischen der Eingriffsstellung und der Entkoppelungsstellung kann insbesondere translatorisch erfolgen. Das Führungselement kann vorzugsweise als Stift oder Bolzen ausgebildet sein, und damit besonders aufwandsarm bereitgestellt werden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verriegelungselement relativ zum Aktuator zwischen der Verriegelungsstellung und der wenigstens einen weiteren Stellung bewegbar ist. Der Aktuator kann dadurch ausschließlich zum Verlagern des Führungselements zwischen der Eingriffsstellung und der Entkoppelungsstellung eingesetzt werden. Dadurch kann eine Bewegung des Verriegelungselements zwischen der Verriegelungsstellung und der wenigstens einen weiteren Stellung anhand des Aktuators entfallen und eine besonders hohe Ausfallsicherheit der Stelleinrichtung und damit der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden. Mit anderen Worten kann das Bewegen des Verriegelungselements ausschließlich anhand der Nockenwelle erfolgen, sobald der Aktuator das Führungselement in die Eingriffsstellung verlagert (bewegt) hat.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen eine Betätigung jeweiliger Verriegelungselemente, insbesondere Verriegelungsstifte, elektronisch gesteuert in einem kleinen Kurbelwinkelfenster während der Nockenwellendrehung erfolgen muss, da ansonsten die Gefahr besteht, dass der Schaltschlepphebel nicht richtig verriegelt bzw. entriegelt wird, einhergehend mit der Folge eines etwaigen mechanischen Versagens, welches bis hin zum plötzlichen Ausfall eines mit diesem System ausgestatteten Verbrennungsmotors führen kann. Darüber hinaus verfügen bekannte Systeme zur Betätigung von Verriegelungselementen über einen stirnseitig angebrachten Aktor, welcher den Verbrennungsmotor entsprechend verlängert, was bei zunehmender Elektrifizierung, insbesondere in Verbindung mit einem Entfall eines Riemens bzw. Riementriebs, besonders stark ins Gewicht fallen kann. Der Aktor ist bei den bekannten Systemen dann mitunter motorlängenbestimmend, was bei kritischer Verbrennungsmotorlänge in elektrifizierten Antriebssträngen nachteilig ist, wobei gerade hier jeweilige, mit abschaltbaren Gaswechselventilen erzielbare Vorteile bezüglich Reduktion des Motorschleppmoments und auch Vorteile hinsichtlich der Emissionierung immer mehr an Bedeutung gewinnen.
  • Die Erfindung setzt hier an, da anhand der Stelleinrichtung die von der Bewegung der Nockenwelle abhängige Betätigung des Verriegelungselements erfolgen kann, wobei der bisherige Aktor entfallen kann. Stattdessen kann die Verschiebung des Verriegelungselements durch das Verlagern des Führungselements in die Eingriffsstellung in Verbindung mit der anschließenden Bewegung der Nockenwelle erfolgen. Somit ist die Verlagerung des Verriegelungselements kinematisch mit der Nockenwelle gekoppelt, eine Fehlbetätigung zumindest weitgehend ausgeschlossen und eine besonders ausfallsichere Betätigung des wenigstens einen Gaswechselventils der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.
  • Bevorzugt kann das Verriegelungselement als Schieber ausgebildet sein. Ein derartiger Schieber ist besonders robust ausgestaltet und ermöglicht eine besonders zuverlässige Verriegelung und Entriegelung des Schaltschlepphebels.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Stelleinrichtung zumindest ein Federelement, welches einerseits zumindest mittelbar mit dem Führungselement und andererseits zumindest mittelbar mit dem Verriegelungselement gekoppelt ist, und welches anhand des Aktuators elastisch in eine Verformungsstellung verformbar ist, in welcher das Führungselement mittels des zumindest einen Federelements in der Eingriffsstellung gehalten ist. Von Vorteil ist hierbei, dass der Aktuator damit lediglich die elastische und damit reversible Verformung des Führungselements bewirkt, wodurch der Aktuator einfacher ausgeführt sein kann, als bei bekannten Systemen eingesetzte Aktoren. Das Federelement kann anhand des Aktuators in die Verformungsstellung bewegt und damit anhand des Aktuators verformt werden, wodurch das Führungselement in die Eingriffsstellung bewegt werden kann. In vorteilhafter Weise kann das Federelement einfach aus der Verformungsstellung zurückfedern, um dadurch das Führungselement von der Eingriffsstellung in die Entkoppelungsstellung zu verlagern. Das Führungselement kann vorzugsweise mittels des zumindest einen Federelements an dem Verriegelungselement gehalten sein, wodurch ein besonders einfacher Aufbau geschaffen werden kann.
  • Das Führungselement kann also insgesamt mittels des Federelements mit dem Verriegelungselement gekoppelt sein. Bevorzugt kann das Federelement einerseits unmittelbar mit dem Führungselement und andererseits unmittelbar mit dem Verriegelungselement gekoppelt sein, wodurch ein besonders einfacher Aufbau erzielt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Federelement als Blech ausgebildet. Dies ist von Vorteil, da das Federelement dadurch besonders einfach ausgestaltet ist und aufwandsarm bereitgestellt werden kann. Das Federelement kann vorzugsweise als Federblech ausgestaltet sein. Somit kann das Federelement aus Federstahl gebildet sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Aktuator einen Stator sowie ein relativ zu dem Stator bewegbares Betätigungselement, mittels welchem eine das Führungselement in der Eingriffsstellung haltende Kraft ausübbar ist. Der Aktuator kann somit einen besonders einfachen Aufbau aufweisen. Der Stator kann ortsfest gelagert sein und kann als Aktuatorgehäuse ausgebildet sein. Bei der Kraft kann es sich um eine Druckkraft handeln.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung steht das Führungselement in der Eingriffsstellung mit zumindest einer Führungskante der Nockenwelle in Eingriff und ist in der Entkoppelungsstellung von der Führungskante entkoppelt. Dadurch kann das Führungselement besonders zuverlässig und bedarfsgerecht mittels der Nockenwelle bewegt und unter sicherer Koppelung zwischen Führungskante und Führungselement geführt werden. Die Führungskante kann bevorzugt einer Führungsnut der Nockenwelle zugeordnet sein. Diese Führungsnut kann neben der Führungskante eine weitere Führungskante, welche auch als zweite Führungskante bezeichnet werden kann, aufweisen. Dadurch kann die Führungsnut mehrere Führungsfunktionen übernehmen und eine besonders sichere Führung sichergestellt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Aktuator in Axialerstreckungsrichtung der Nockenwelle ortsfest gelagert. Darunter ist zu verstehen, dass keine Bewegung des Aktuators oder zumindest einer Komponente des Aktuators in Axialerstreckungsrichtung der Nockenwelle erfolgt. Dementsprechend kann auf eine bauraumbeanspruchende Ausrichtung und Bewegung der Komponente des Aktuators in Axialerstreckungsrichtung verzichtet werden. Die Komponente kann beispielsweise ein Betätigungselement sein, welches als Stift ausgebildet sein kann. Stattdessen kann der Aktuator, insbesondere eine Mittelachse des Aktuators, entlang welcher die Komponente des Aktuators bewegbar sein kann, senkrecht oder zumindest in einem Winkel zur Axialerstreckungsrichtung der Nockenwelle orientiert sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Verriegelungselement wenigstens ein Fixierelement zum reversibel lösbaren Fixieren des Verriegelungselements zumindest in der Verriegelungsstellung. Dies ist von Vorteil, da anhand des Fixierelements eine besonders zuverlässige, insbesondere haltbare, und bei Bedarf einfach lösbare Lagesicherung des Verriegelungselements ermöglich ist. Bevorzugt kann das Verriegelungselement zudem anhand des Fixierelements, oder anhand eines zweiten Fixierelements zusätzlich in der wenigstens einen weiteren Stellung fixierbar sein. Das Fixierelement kann bevorzugt als Rastelement, insbesondere als Kugel, welche mittels einer Feder gefedert sein kann, oder als Magnet ausgebildet sein, wodurch das Fixierelement besonders einfach reversibel lösbar ist.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einer Stelleinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine kann eine besonders ausfallsichere Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils der Verbrennungskraftmaschine erfolgen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das zumindest eine Verriegelungselement translatorisch verschiebbar an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine gelagert, wodurch eine besonders robuste Ventilbetätigung ermöglicht ist. Das zumindest eine Verriegelungselement kann dann translatorisch zwischen der Verriegelungsstellung und der Freigabestellung verlagert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Stelleinrichtung dem zumindest einen, als Auslassventil ausgebildeten, Gaswechselventil zugeordnet. Sofern das Gaswechselventil als Auslassventil ausgebildet ist, welchem die Stelleinrichtung zugeordnet ist, kann beispielsweise eine gezielte interne Abgasrückführung durchgeführt werden. Dadurch kann beispielsweise eine verbesserte Verbrennungsstabilität beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden. Darüber hinaus kann ein Aufheizen einer mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten Abgasanlage beschleunigt erfolgen.
  • Die in Bezug auf einen der Aspekte vorgestellten, bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die jeweils anderen Aspekte der Erfindung und umgekehrt.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.
  • Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt:
    • 1 eine schematische Draufsicht auf einen Teilbereich einer Stelleinrichtung, welche zur Betätigung von Gaswechselventilen einer zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine dient; und
    • 2 eine schematische Frontansicht der Stelleinrichtung entlang einer Längsachse einer Nockenwelle der Stelleinrichtung.
  • 1 und 2 zeigen jeweils unterschiedliche Ansichten einer schematisch dargestellten Stelleinrichtung 10, welche zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils 90 einer vorliegend stark abstrahiert dargestellten Verbrennungskraftmaschine 100 ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 100 und die Stelleinrichtung 10 sind einem ebenfalls schematisch dargestellten Kraftfahrzeug K zugeordnet. Die Stelleinrichtung 10 ist dabei an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine 100 angeordnet.
  • Die Stelleinrichtung 10 umfasst wenigstens einen, lediglich in 1 exemplarisch gezeigten Schaltschlepphebel 20 sowie zumindest eine Nockenwelle 50, mittels welcher der Schaltschlepphebel 20 betätigt werden kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Nockenwelle 50 und der Schaltschlepphebel 20 ebenfalls abstrahiert und lediglich ausschnittsweise dargestellt, sodass ein Zusammenwirken zwischen der Nockenwelle 50 und dem Schaltschlepphebel 20 in 1 und 2 nicht gezeigt ist.
  • Weiterhin umfasst die Stelleinrichtung zumindest ein als Schieber ausgebildetes Verriegelungselement 30, welches zwischen einer Verriegelungsstellung 32, in welcher der Schaltschlepphebel 20 zur Betätigung des zumindest einen Gaswechselventils 90 mittels des Verriegelungselements 30 verriegelt ist und wenigstens einer weiteren Stellung 34 bewegbar gelagert ist. Das Verriegelungselement 30 ist vorliegend translatorisch verschiebbar zwischen der Verriegelungsstellung 32 und der weiteren Stellung 34 an dem Zylinderkopf gelagert. Das Verriegelungselement 30 umfasst ein vorliegend nicht weiter gezeigtes Fixierelement zum reversibel lösbaren Fixieren des Verriegelungselements 30 zumindest in der Verriegelungsstellung 32. Das Fixierelement ist vorliegend als Rastelement und dabei als Kugel ausgebildet, welche mittels einer ebenfalls nicht weiter gezeigten Feder vorgespannt sein kann. Das Fixierelement kann jedoch auch als Aussparung oder Vorsprung ausgebildet sein oder mit einer zylinderkopfseitigen Aussparung oder einem zylinderkopfseitigen Vorsprung, insbesondere in Form einer Hügelkontur, verrasten. Die Aussparung bzw. der Vorsprung kann also am Zylinderkopf angeordnet sein, wohingegen die Feder ebenso wie das Fixierelement dem Verriegelungselement 30 zugeordnet sein kann, wobei jedoch klar ist, dass auch eine umgekehrte Zuordnung denkbar ist, also die Feder ebenso wie das Fixierelement dem Zylinderkopf und die Aussparung bzw. der Vorsprung dem Verriegelungselement 30 zugeordnet sein kann. Beim Verschieben des Verriegelungselements 30 kann Letzteres beim Erreichen der Verriegelungsstellung 32 anhand des Fixierelements reversibel lösbar fixiert werden.
  • Exemplarisch ist in 1 neben der Verriegelungsstellung 32 und der weiteren Stellung 34 auch eine Zwischenstellung des Verriegelungselements 30 angedeutet. Die weitere Stellung 34 entspricht vorliegend einer Freigabestellung, in welcher der Schaltschlepphebel 20 zum Unterbinden der Betätigung des Gaswechselventils 90 entriegelt ist. Das Gaswechselventil 90 ist vorliegend als Auslassventil ausgebildet.
  • Die Stelleinrichtung 10 umfasst zumindest einen Aktuator 80, welcher zum translatorischen Verlagern eines mittelbar, nämlich über zwei Federelemente 60, 62 der Stelleinrichtung 10, mit dem Verriegelungselement 30 gekoppelten Führungselements 40 der Stelleinrichtung 10 zwischen einer Eingriffsstellung 42 und einer Entkoppelungsstellung ausgebildet ist. Die Entkoppelungsstellung ist vorliegend nicht weiter gezeigt.
  • In der Eingriffsstellung 42 steht das vorliegend als Stift ausgebildete Führungselement 40 mit der Nockenwelle 50 in Eingriff. Dadurch ist das Verriegelungselement 30 anhand der Nockenwelle 50, insbesondere durch eine Drehung 51 der Nockenwelle 50 um deren Längsachse 58, sowie relativ zu dem Aktuator 80 zwischen der Verriegelungsstellung 32 und der weiteren Stellung 34 bewegbar. In der Entkoppelungsstellung hingegen ist das Führungselement 40 von der Nockenwelle 50 entkoppelt.
  • Das Führungselement 40 steht in der Eingriffsstellung 42 mit zumindest einer Führungskante 52 einer Führungsnut der Nockenwelle 50 in Eingriff und ist in der Entkoppelungsstellung von der Führungskante entkoppelt. Die Führungskante 52 erstreckt sich vorliegend - ebenso wie die Führungsnut - in Umfangsrichtung der Nockenwelle 50 s-förmig zumindest bereichsweise über einen Nocken 56 der Nockenwelle 50, wie anhand von 1 erkennbar ist.
  • Die Federelemente 60, 62 sind einerseits unmittelbar mit dem Führungselement 40 und andererseits unmittelbar mit dem Verriegelungselement 30 gekoppelt und jeweils anhand des Aktuators 80 elastisch in eine jeweilige Verformungsstellung 64 verformbar, in welcher das Führungselement 40 mittels der Federelemente 60, 62 in der Eingriffsstellung 42 gehalten ist.
  • Die Federelemente 60, 62 sind vorliegend als jeweilige Bleche, nämlich als Federbleche, ausgebildet.
  • Der in Axialerstreckungsrichtung 54 der Nockenwelle 50 ortsfest gelagerte Aktuator 80 umfasst einen in 2 erkennbaren und als Aktuatorgehäuse ausgebildeten Stator 82 sowie ein relativ zu dem Stator 82 bewegbares Betätigungselement 84, mittels welchem eine das Führungselement 40 in der Eingriffsstellung 42 haltende Kraft F als Druckkraft auf zumindest eines der Federelemente 60, 62 oder auf beide Federelemente 60, 62 ausübbar ist.
  • Die Axialerstreckungsrichtung 54 verläuft vorliegend entlang der Längsachse 58 der Nockenwelle 50.
  • Das Betätigungselement 84 ist vorliegend in einer senkrecht zur Axialerstreckungsrichtung 54 orientierten Ebene bewegbar an dem Stator 82 gelagert und vorzugsweise senkrecht zur Axialerstreckungsrichtung 54 bewegbar.
  • Zusammenfassend wird nachfolgend nochmals die Funktion der Stelleinrichtung 10 beispielhaft erläutert:
    • Die Führungskante 52 betätigt das über die Federelemente 60, 62 (Federbleche) am Schieber (Kulissenschieber; Verriegelungselement 30) befestigte Führungselement 40 (Stift) nur dann, wenn der Aktuator 80 mittels des Betätigungselements 84 das Führungselement 40 mit der Führungskante in Eingriff bringt, also beispielsweise in die Führungsnut drückt und dieser dann einer vorliegend in Draufsicht s-förmigen Kontur der Führungskante 52 (und damit einer Nutkontur der Führungsnut) folgt und die Federelemente 60, 62 sowie den Kulissenschieber (Verriegelungselement 30) verschiebt. Hierbei bewegen sich die Federbleche unter dem Aktuator 80 axial, weshalb dieser an seiner Kontaktstelle, an welcher das Betätigungselement 84 aufliegt, vorzugsweise geeignet reiboptimiert gestaltet ist, was aufgrund geringer Betätigungskräfte und kurzer Betätigungszeit möglich ist. Denkbar ist beispielsweise aber auch, dass das Betätigungselement 84 an einem dem Führungselement 40 zugewandten Betätigungselementende ein Wälzlager aufweist, wodurch besonders geringe Reibverluste auftreten. Für jede Verschieberichtung des Verriegelungselements 30 können eine geeignete, weitere Führungskante, welche einer entsprechenden weiteren Führungsnut zugeordnet sein kann, ein eigener weiterer Stift mit weiteren Federblechen und ein weiterer Aktuator vorgesehen sein, womit Bedienungssicherheit gewährleistet ist. Der Kulissenschieber kann vorzugsweise eine nicht dargestellte Verrastung aufweisen, die ihn nach Abschluss des Verschiebevorgangs in entsprechend z.B. zwei Stellungen halten kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Stelleinrichtung
    20
    Schaltschlepphebel
    30
    Verriegelungselement
    32
    Verriegelungsstellung
    34
    Stellung
    40
    Führungselement
    42
    Eingriffsstellung
    50
    Nockenwelle
    51
    Drehung
    52
    Führungskante
    54
    Axialerstreckungsrichtung
    56
    Nocken
    58
    Längsachse
    60
    Federelement
    62
    Federelement
    64
    Verformungsstellung
    80
    Aktuator
    82
    Stator
    84
    Betätigungselement
    90
    Gaswechselventil
    100
    Verbrennungskraftmaschine
    F
    Kraft
    K
    Kraftfahrzeug
  • 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
    • DE 102018131601 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Stelleinrichtung (10) zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils (90) einer Verbrennungskraftmaschine (100), mit wenigstens einem Schaltschlepphebel (20), mit zumindest einem Verriegelungselement (30), welches zwischen einer Verriegelungsstellung (32), in welcher der Schaltschlepphebel (20) zur Betätigung des zumindest einen Gaswechselventils (90) mittels des Verriegelungselements (30) verriegelt ist und wenigstens einer weiteren Stellung (34) bewegbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (10) zumindest einen Aktuator (80) umfasst, welcher zum Verlagern eines zumindest mittelbar mit dem Verriegelungselement (30) gekoppelten Führungselements (40) der Stelleinrichtung (10) zwischen einer - Eingriffsstellung (42), in welcher das Führungselement (40) mit einer Nockenwelle (50) der Stelleinrichtung (10) in Eingriff steht und dadurch das Verriegelungselement (30) anhand der Nockenwelle (50) sowie relativ zu dem Aktuator (80) zwischen der Verriegelungsstellung (32) und der wenigstens einen weiteren Stellung (34) bewegbar ist, und - einer Entkoppelungsstellung, in welcher das Führungselement (40) von der Nockenwelle (50) entkoppelt ist, ausgebildet ist.
  2. Stelleinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (10) zumindest ein Federelement (60, 62) umfasst, welches einerseits zumindest mittelbar mit dem Führungselement (40) und andererseits zumindest mittelbar mit dem Verriegelungselement (30) gekoppelt ist, und welches anhand des Aktuators (80) elastisch in eine Verformungsstellung (64) verformbar ist, in welcher das Führungselement (40) mittels des zumindest einen Federelements (60, 62) in der Eingriffsstellung (42) gehalten ist.
  3. Stelleinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Federelement (60, 62) als Blech ausgebildet ist.
  4. Stelleinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (80) einen Stator (82) sowie ein relativ zu dem Stator (82) bewegbares Betätigungselement (84) umfasst, mittels welchem eine das Führungselement (40) in der Eingriffsstellung (42) haltende Kraft (F) ausübbar ist.
  5. Stelleinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (40) in der Eingriffsstellung (42) mit zumindest einer Führungskante (52) der Nockenwelle (50) in Eingriff steht und in der Entkoppelungsstellung von der Führungskante (52) entkoppelt ist.
  6. Stelleinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (80) in Axialerstreckungsrichtung (54) der Nockenwelle (50) ortsfest gelagert ist.
  7. Stelleinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (30) wenigstens ein Fixierelement zum reversibel lösbaren Fixieren des Verriegelungselements (30) zumindest in der Verriegelungsstellung (32) umfasst.
  8. Verbrennungskraftmaschine (100) mit wenigstens einer Stelleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  9. Verbrennungskraftmaschine (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Verriegelungselement (30) translatorisch verschiebbar an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine (100) gelagert ist.
  10. Verbrennungskraftmaschine (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (10) dem zumindest einen, als Auslassventil ausgebildeten, Gaswechselventil (90) zugeordnet ist.
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