DE102020210259A1

DE102020210259A1 - Schiebenockensystem

Info

Publication number: DE102020210259A1
Application number: DE102020210259.7A
Authority: DE
Inventors: Marcel Weidauer
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta Ilsenburg GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2022-02-17
Also published as: EP4196667A1; US20240035398A1; CN116034212A; WO2022034104A1

Abstract

Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Verstellelement (16), wobei das Verstellelement (16) wenigstens drei Kopplungs-Pins (17a, 17b, 17c) aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (17a) im Bereich des Primärschiebenockenelements (12a) angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin (17b) im Bereich des ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) und ein dritter Kopplungs-Pin (17c) im Bereich des zweiten Sekundärschiebenockenelements (12c) angeordnet ist und die Kopplungs-Pins (17a, 17b, 17c) jeweils mit einer Schaltkulisse (13) des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements (12a, 12b, 12c) zusammenwirken derart, dass durch das Verstellelement (16) eine durch einen Aktuator-Pin (15) eingeleitete Bewegung eines Primärschiebenockenelements (12a) auf Sekundärschiebenockenelemente (12b, 12c) übertragbar ist, wobei das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass ein Schaltvorgang des ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) wenigstens teilweise gleichzeitig mit dem Schaltvorgang des zweiten Sekundärschiebenockenelements (12c) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Schiebenockensystem oben genannter Art ist beispielsweise aus DE 10 2011 054 218 A1 bekannt.
Bei dem bekannten Schiebenockensystem ist eine drehbar gelagerte Nockenwelle vorgesehen. Die Nockenwelle umfasst mehrere Schiebenocken. Die Schiebenocken sind axial beweglich. Die axiale Bewegung der Schiebenocken wird durch einen Aktuator eingeleitet.
Dazu ist eine Kopplungsstange über eine Schaltgabel fest mit einem Schiebenocken verbunden, der durch den Aktuator unmittelbar axial bewegt wird. Bei einer axialen Bewegung des Schiebenockens bewegt sich die Kopplungsstange mit dem Schiebenocken.
Die Kopplungsstange umfasst Kulissen. Die Kulissen sind fest mit der Kopplungsstange verbunden. Die Kulissen sind jeweils einem weiteren Schiebenocken zugeordnet. Die weiteren Schiebenocken weisen Stifte auf, die mit den jeweils zugeordneten Kulissen derart zusammenwirken, dass die weiteren Schiebenocken entsprechend der Bewegung des mit der Kopplungsstange fest verbundenen Schiebenockens verschoben werden.
Aus der Patentanmeldung PCT/EP2020/058182 bzw. DE 10 2019 107 626.9 der Anmelderin ist ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle bekannt geworden, umfassend eine Trägerwelle mit wenigstens zwei Schiebenockenelementen. Die Schiebenockenelemente umfassen jeweils eine Schaltkulisse mit wenigstens einer Schaltnut, wobei die Schiebenockenelemente durch wenigstens einen Aktuator-Pin axial zur Trägerwelle verschiebbar sind. Parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle ist wenigstens ein Verstellelement angeordnet, wobei das Verstellelement in Richtung der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar ist.
Wenngleich hier bereits ein vorteilhaftes Schiebenockensystem vorgeschlagen wird, können dennoch Verbesserungen vorgenommen werden, insbesondere im Hinblick auf die maximale Schaltdrehzahl und die zu bewegenden Massen.
So besteht im Stand der Technik, insbesondere bei dem Schiebenockensystem gemäß PCT/EP2020/058182 bzw. DE 10 2019 107 626.9 , eine Begrenzung des Verschiebebereichs der Schaltnuten von jeweils 120°NW, was letztlich die zur Verschiebung genutzte Nutlänge des jeweiligen Schiebenockenelementes darstellt. Durch die hieraus resultierende Kinematik sind wiederum die zu bewegenden Massen der Schiebenockenwelle und letztendlich die maximale Schaltdrehzahl begrenzt.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe ein verbessertes Schiebenockensystem bereitzustellen, insbesondere ein Schiebenockensystem anzugeben, bei dem ein axiales Verschieben eines Schiebenockenelements bei einer erhöhten Drehzahl und/oder ein axiales Verschieben eines Schiebenockenelements mit größerer Masse erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schiebenockensystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass ein Schaltvorgang eines ersten Sekundärschiebenockenelements wenigstens teilweise gleichzeitig mit dem Schaltvorgang des eines Sekundärschiebenockenelements erfolgt, kann der Verschiebebereich vergrößert werden und damit kann ein axiales Verschieben eines Schiebenockenelements bei einer erhöhten Drehzahl und/oder ein axiales Verschieben eines Schiebenockenelements mit größerer Masse, gegenüber einem bekannten Schiebenockensystem erreicht werden
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Schaltvorgang eines ersten Sekundärschiebenockenelements unmittelbar nach Beendigung des Schaltvorganges des Primärschiebenockenelements beginnt und dass der Schaltvorgang eines zweiten Sekundärschiebenockenelements nach Beginn und vor Ende des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebenockenelements beginnt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Beginn des Schaltvorganges eines ersten Sekundärschiebennockenelements und der Beginn des Schaltvorganges eines zweiten Sekundärschiebennockenelements gleichzeitig erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Länge der Verschiebebereiche der Schiebenockenelemente gleich groß sind, insbesondere, dass °NW 121a/S = °NW 121b/S = °NW 121c/S ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Länge der Verschiebebereiche aller Schiebenockenelemente unterschiedlich ist, insbesondere, dass gilt °NW 121a/S ≠ °NW 121b/S ≠ °NW 121c/S ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verschiebebereiche der Schiebenockenelemente größer als 120°NW sind, insbesondere, dass °NW 121a/S > 120° bzw. °NW 121b/S > 120° bzw. °NW 121c/S > 120° ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Beginn des Schaltabschnittes °NW121b/SA zum Nockenanfang °NW122b/NA ungleich ist zum Beginn des Schaltabschnittes NW121c/SA zum Nockenanfang °NW122c/NA, mit anderen Worten, dass die Winkellage des Verschiebebereiches zur jeweiligen Nockenspitze für die Sekundärschiebenockenelemente unterschiedlich ist, insbesondere, dass °NW121b/SA zu °NW122b/NA ungleich °NW121c/SA zu °NW122c/NA ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Länge des Verschiebebereiches der ersten Schaltnut am Primärschiebenockenelement größer ist als die Länge der Verschiebebereiche der Schaltnuten an den Sekundärschiebenockenelementen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Länge des Verschiebebereiches der Schaltnut an wenigstens einem Sekundärschiebenockenelement größer ist als die Länge des Verschiebebereiches am Primärschiebenockenelement und/oder ggf. weiteren Sekundärschiebenockenelementen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mehr als zwei Sekundärschiebennockenelemente mit einem Verbindungselement gekoppelt sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sekundärschiebenockenelemente keine Gleichteile sind, insbesondere hinsichtlich Verschiebebereich und/oder Nockenkontur.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Nockenkonturen der Sekundärschiebenockenelemente gleich angeordnet sind, insbesondere nur entsprechend der Zündfolge im Winkel versetzt angeordnet sind, z.B. 120° versetzt und im Hinblick auf die Nockenkontur gleich ausgeführt sind. Jedoch kann sich je nach thermodynamischer Anforderung sowohl die Anordnung als auch die Nockenprofilform / Nockenprofillänge unterscheiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Schaltvorgang des Primärschiebenockenelements abgeschlossen ist, bevor der Schaltvorgang eines Sekundärschiebenockenelements erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Verschiebung des Primärschiebenockenelementes nur, während die Sperrscheibe freigegeben ist und die Verschiebung der Sekundärnockenelemente kann vorzugsweise nur erfolgen, wenn die Sperrscheibe gesperrt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Schaltvorgang eines ersten Sekundärschiebenockenelements unmittelbar nach Beendigung des Schaltvorganges des Primärschiebenockenelements beginnt, wobei insbesondere der Schaltvorgang eines weiteren (zweiten) Sekundärschiebenockenelements vorzugsweise nach Beginn und vor Ende des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebenockenelements beginnt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik;
2 eine weitere perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik;
3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik;
4 eine weitere Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik;
5 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik;
6 ein Diagramm „Hub [mm]/ Sperrbereich [ ] über den Winkel [°NW]“ für ein Schiebenockensystem gemäß dem Stand der Technik;
7 eine perspektivische Ansicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems;
7a eine perspektivische Ansicht auf eine Nockenwelle einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems;
8 ein Primärschiebenockenelement eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems in einer perspektivischen Ansicht;
9 ein Primärschiebenockenelement eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems in einer seitlichen Ansicht;
10 ein Schnitt A-A gemäß 9;
11 ein erstes Sekundärschiebenockenelement eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems in einer perspektivischen Ansicht;
12 ein erstes Sekundärschiebenockenelement eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems in einer seitlichen Ansicht;
13 ein Schnitt C-C gemäß 12;
13a ein Schnitt C-C gemäß 12;
14 ein zweites Sekundärschiebenockenelement eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems in einer perspektivischen Ansicht;
15 ein zweites Sekundärschiebenockenelement eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems in einer seitlichen Ansicht;
16 ein Schnitt B-B gemäß 15;
16a ein Schnitt B-B gemäß 15;
17 ein Arretierelement (Sperrscheibe) für ein erfindungsgemäßes Schiebenockensystem;
18 ein Diagramm „Hub [mm]/ Sperrbereich [ ] über den Winkel [°NW]“ für ein erfindungsgemäßes Schiebenockensystem gemäß 7.

Bezugszeichenliste

10: Nockenwelle
11: Trägerwelle
12a: Primärschiebenockenelement
12b: erstes Sekundärschiebenockenelement
12c: zweites Sekundärschiebenockenelement
13: Schaltkulisse
14: Schaltnut
14a: erste Schaltnut
14b: zweite Schaltnut
15: Aktuator-Pin
16: Verstellelement
17a: erster Kopplungs-Pin
17b: zweiter Kopplungs-Pin
17c: dritter Kopplungs-Pin
18: Aufnahmeelement
19: Arretierelement
20: Wälzlager
21: Halteringe
22: Nockenkontur
23: Aktuator
24: Sperrbereich Sperrscheibe
25: Vollhub-Profil Zylinder.1 (VH-Profil Zyl. 1)
26: Vollhub-Profil Zylinder.3 (VH-Profil Zyl. 3)
27: Vollhub-Profil Zylinder.2 (VH-Profil Zyl. 2)
28: Teilhub-Profil Zylinder.1 (TH-Profil Zyl. 1)
29: Teilhub-Profil Zylinder.3 (TH-Profil Zyl. 3)
30: Teilhub-Profil Zylinder.2 (TH-Profil Zyl. 2)
31: Axialhub Zylinder.1
32: Axialhub Zylinder.2
33: Axialhub Zylinder.3
34: Bereich der Gleichzeitigkeit der axialen Bewegung der Sekundärschiebenockenelemente (BG)
121a: erste Schaltnut des Primärschiebenockenelements 12a
121a': zweite Schaltnut des Primärschiebenockenelements 12a
121b: Schaltnut des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
121c: Schaltnut des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c
122a: erste Nockenkontur des Primärschiebenockenelements 12a
122a': zweite Nockenkontur des Primärschiebenockenelements 12a
122b: erste Nockenkontur des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
122b': zweite Nockenkontur des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
122c: erste Nockenkontur des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c
122c': zweite Nockenkontur des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c
°NW 121a/S: Winkellänge des Verschiebebereich 121a/S der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelements 12a
°NW 121a/F: Winkellänge des Freilaufs 121a/F der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelements 12a
°NW 121b/S: Winkellänge des Verschiebebereichs 121b/S der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
°NW 121b/F: Winkellänge des Freilaufs 121b/F der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
°NW 121c/S: Winkellänge des Verschiebebereichs 121c/S der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c
°NW 121c/F: Winkellänge des Freilaufs 121c/F der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c
°NW121a/SA: Anfang des Verschiebebereichs der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelements 12a
°NW121a/SE: Ende des Verschiebebereichs der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelements 12a
°NW121b/SA: Anfang des Verschiebebereichs der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
°NW121b/SE: Ende des Verschiebebereichs der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
°NW121c/SA: Anfang des Verschiebebereichs der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c
°NW121c/SE: Ende des Verschiebebereichs der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c
°NW122b/NA: Anfang der ersten Nockenkontur 122b des ersten Sekundärschiebenockenelement 12b
°NW122c/NA: Anfang der ersten Nockenkontur 122c des zweiten Sekundärschiebenockenelement 12c
NS122b: Nockenspitze der ersten Nockenkontur des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b
NS122c: Nockenspitze der ersten Nockenkontur des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c

Die 1 bis 4 zeigen dasselbe Ausführungsbeispiel eines Schiebenockensystems aus unterschiedlichen Perspektiven.
Das Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle 10 umfasst eine Trägerwelle 11. Auf der Trägerwelle 11 sind ein Primärschiebenockenelement 12a und ein erstes Sekundärschiebenockenelement 12b axial beweglich zu einer Längsachse der Trägerwelle 11 und insbesondere drehfest angeordnet. Es ist denkbar, dass mehr als zwei Schiebenockenelemente auf der Trägerwelle 11 angeordnet sind. Die Trägerwelle 11 umfasst bevorzugt drei Wälzlager 20. Jeweils ein Wälzlager 20 ist an den axialen Enden der Trägerwelle 11 und ein weiteres Wälzlager 20 ist zwischen den Schiebenockenelementen 12a, 12b angeordnet. Die Wälzlager 20 sind vorzugsweise durch Halteringe 21 arretiert. Die Anzahl der Wälzlager 20 und der Halteringe 21 sowie die Positionen der Lagerstellen sind variabel. Die Schiebenockenelemente 12a, 12b umfassen eine Schaltkulisse 13 und eine Nockenkontur 22.
Die Schaltkulisse 13 des erstens Schiebenockenelements 12a umfasst eine erste und eine zweite Schaltnut 14a, 14b. Die Schaltnuten 14a, 14b sind wenigstens abschnittsweise V-förmig. Mit anderen Worten ist die Breite der beiden Schaltnuten 14a, 14b nicht konstant. Unter der Breite ist der Abstand der Flanken der Schaltnuten 14a, 14b in axialer Richtung zur Trägerwelle 11 zu verstehen. Die Flanken der Schaltnuten 14a, 14b nähern sich im V-förmigen Abschnitt aneinander an.
Die beiden Schaltnuten 14a, 14b sind bevorzugt auf dem gleichen Drehwinkel angeordnet. Die erste Schaltnut 14a weist bevorzugt einen größeren Radius als die zweite Schaltnut 14b auf.
Unter Radius ist der Betrag des Abstands der Nutgrundfläche der ersten oder der zweiten Schaltnut 14a, 14b von der Mittellängsachse der Trägerwelle 11 zu verstehen. Somit bestimmen der Außendurchmesser der Schaltkulisse 13 und der Radius der Nutgrundfläche die Nuttiefe.
Die erste Schaltnut 14a umfasst bevorzugt eine Stufe. Mit anderen Worten ist die erste Schaltnut 14a als ein Vorsprung bzw. ein Absatz ausgebildet. Die erste Schaltnut 14a weist bevorzugt einen variierenden Radius auf. D.h. die erste Schaltnut 14a weist abschnittsweise Bereiche mit einem größeren Radius und einem kleineren Radius auf. Die Änderung des Radius erfolgt stufenlos. Die Bereiche sind jeweils einem Einfahrbereich, einem Ausfahrbereich oder einem Verschiebebereich zugeordnet.
Die zweite Schaltnut 14b weist bevorzugt einen konstanten Radius auf. Die Breite der zweiten Schaltnut 14b ist kleiner als die Breite der ersten Schaltnut 14a.
An der Trägerwelle 11 sind zwei Aktuator-Pins 15 angeordnet. Die Aktuator-Pins 15 sind im Wesentlichen lediglich in eine Richtung orthogonal zur Mittellängsachse der Trägerwelle 11 beweglich. Die Aktuator-Pins 15 sind der ersten Schaltnut 14a zugeordnet. D.h. die Aktuator-Pins wirken nur mit der ersten Schaltnut 14a zusammen. Die Aktuator-Pins 15 sind in axialer Richtung der Trägerwelle 11 voneinander beabstandet. Dadurch ist abhängig von der Position des Primärschiebenockenelements einer der beiden Aktuator-Pins 15 in die erste Schaltnut 14a einführbar. Durch das Einführen der Aktuator-Pins 15 ist eine axiale Bewegung des Primärschiebenockenelements 14a einleitbar.
Dazu wird ein Aktuator-Pin 15 in die erste Schaltnut 14a eingeführt. Durch die Verkleinerung der Nutbreite wirkt der eingeführte Aktuator-Pin 15 mit einer Flanke der ersten Schaltnut 14a zusammen. Genauer beaufschlagt der eingeführte Aktuator-Pin 15 eine Flanke der ersten Schaltnut 14a mit einer der Flanke entgegen gerichteten Kraft. Dadurch erfolgt die axiale Verschiebung des Primärschiebenockenelements 12a. Die Richtung der Verschiebung hängt somit von der Flanke ab, mit der der eingeführte Aktuator-Pin 15 zusammenwirkt. Jeder Flanke der ersten Schaltnut 14a ist ein Aktuator-Pin 15 zugeordnet.
Parallel zur Trägerwelle 11 ist ein Verstellelement 16 angeordnet. Das Verstellelement 16 ist axial beweglich. Das Verstellelement ist um 90° zu den Aktuator-Pins 15 versetzt. Alternativ sind andere Winkelversatze denkbar. Das Verstellelement 16 umfasst einen ersten und einen zweiten Kopplungs-Pin 17a, 17b und ein Aufnahmeelement 18. Der erste und der zweite Kopplungs-Pin 17a, 17b sind jeweils an einem axialen Ende des Verstellelements 16 angeordnet. Das Aufnahmeelement 18 umfasst drei Fortsätze und ist zwischen den axialen Enden des Verstellelements 16 angeordnet. Die Kopplungs-Pins 17a, 17b und das Aufnahmeelement 18 erstrecken sich orthogonal zur Mittellängsachse der Trägerwelle 11.
Der erste Kopplungs-Pin 17a ist der zweiten Schaltnut 14b des Primärschiebenockenelements 12a zugeordnet. Der erste und der zweite Kopplungs-Pin 17a, 17b sind im Wesentlichen drehbar an dem Verstellelement 16 angeordnet. Der erste Kopplungs-Pin 17a steht dauerhaft in Eingriff mit der zweiten Schaltnut 14b des Primärschiebenockenelements 12a.
Der erste Kopplungs-Pin 17a wird von einer Flanke der zweiten Schaltnut 14b mit einer Kraft beaufschlagt. Das Verstellelement 16 wird in Wirkrichtung der Kraft verschoben. Da das Verstellelement 16 und somit die Kopplungs-Pins 17a, 17b um 90° in Umfangsrichtung voneinander versetzt sind und die erste und die zweite Schaltnut 14a, 14b im gleichen Drehwinkel angeordnet sind, erfolgt die Verschiebung des Verstellelements 16 entsprechend zeitlich versetzt bzw. phasenverschoben.
Der zweite Kopplungs-Pin 17b ist im Bereich des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b angeordnet. Das erste Sekundärschiebenockenelement 12b umfasst eine Schaltnut 14. Die Schaltnut 14 weist einen V-förmigen Abschnitt auf. Der zweite Kopplungs-Pin 17b steht dauerhaft mit der Schaltnut 14 in Eingriff. Die Schaltnut 14 des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b ist derart angeordnet, dass ein zum Primärschiebenockenelement 12a zeitversetztes Schalten des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b realisierbar ist.
Durch das Verschieben des Verstellelements 16 wird der zweite Kopplungs-Pin 17b in der Schaltnut 14 axial bewegt. Genauer wird der zweite Kopplungs-Pin 17b zu einer der Flanken der Schaltnut 14 bewegt. Der zweite Kopplungs-Pin 17b wirkt im Wesentlichen auf die gleiche Art mit der Schaltnut 14 zusammen wie die Aktuator-Pins 15 mit der ersten Schaltnut 14a des Primärschiebenockenelements 12a.
Die Trägerwelle 11 umfasst ein kreisscheibenförmiges Arretierelement 19. Alternativ sind andere Geometrien denkbar. Das Arretierelement 19 ist zwischen dem ersten und dem ersten Sekundärschiebenockenelement 12a, 12b angeordnet. Das Arretierelement 19 ist von dem Aufnahmeelement 18 axial begrenzt. Das Arretierelement 19 weist eine Abstützfunktion auf. Das Arretierelement 19 bildet ein Widerlager für das Aufnahmeelement 18. Das Arretierelement 19 nimmt die Kräfte während des Schaltvorgangs auf und ermöglicht so ein Festlegen des Verstellelements 16. Ferner verhindert das Zusammenwirken von dem Aufnahmeelement 18 und dem Arretierelement 19, dass das Primärschiebenockenelement 12a ungewollt verschoben wird. Das Aufnahmeelement 18 umfasst zwei Aufnahmen für das Arretierelement 19. Das Arretierelement 19 umfasst eine Aussparung. Dadurch ist ein Verschieben des Verstellelements durch die Kreisscheibe möglich. Dazu ist die Aussparung in dem Bereich des entsprechenden Drehwinkels angeordnet. Die Aussparung ist derart in der Kreisscheibe angeordnet, dass bei einer axialen Bewegung das Verstellelement 16 durch die Aussparung hindurchbewegt wird. Es ist denkbar, dass das Verstellelement 16 zusätzlich eine Feder-Kugel Arretierung (nicht dargestellt) umfasst.
Zusammengefasst ermöglicht das vorhergehend beschriebene Schiebenockensystem durch das Verstellelement 16 ein phasenversetztes Schalten der Schiebenockenelemente 12a, 12b unter Verwendung eines einzigen Aktuators. Dadurch ist die gesamte Anzahl der Aktuatoren im Schiebenockensystem deutlich reduzierbar.
5 beschreibt eine weitere Ausführungsform eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik. Das Schiebenockensystem entspricht im Wesentlichen dem Schiebenockensystem gemäß den 1 bis 4. Das dargestellte Schiebenockensystem umfasst im Gegensatz zu dem oben beschriebenen System ein zweites Sekundärschiebenockenelement 12c und insbesondere das Primärschiebenockenelement 12a weist eine andersförmige Schaltkulisse auf.
Vorzugsweise zwischen dem zweiten und dem dritten Schiebenockenelement 12b, 12c ist das Arretierelement 19 angeordnet. Das Arretierelement 19 umfasst eine Kreisscheibe mit einer Aussparung. Im Bereich der Kreisscheibe ist am Verstellelement 16 ein Fortsatz angeordnet. Die Kreisscheibe bildet ein Widerlager für den Fortsatz. Die Kreisscheibe wirkt mit dem Fortsatz bei einem Verschiebevorgang zusammen derart, dass der erste Kopplungs-Pin bei dem Verschiebevorgang entlastet ist. Mit anderen Worten stützt sich der Fortsatz gegen die Kreisscheibe ab. Die Aussparung ist auf dem Drehwinkel angeordnet, bei dem die Verschiebung des ersten Verstellelements 16 erfolgt. Ein Aktuator ist mit dem Bezugszeichen 23 gekennzeichnet.
In der 6 ist „ein Diagramm „Hub [mm]/ Sperrbereich [ ] über den Winkel [°NW]“ für ein Schiebenockensystem gemäß 5" dargestellt.
In dem Diagramm gemäß 6 sind die sich aus den jeweiligen Nockenkonturen (großer Hub) der Ausführungsform eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik gemäß 5 ergebenden Ventilhübe als „VH-Profil Zyl. 1“, „VH-Profil Zyl. 2“ und „VH-Profil Zyl. 3“ eingezeichnet.
In dem Diagramm gemäß 6 sind die sich aus den jeweiligen Nockenkonturen (kleiner Hub) der Ausführungsform eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik gemäß 5 ergebenden Ventilhübe als „TH-Profil Zyl. 1“, „TH-Profil Zyl. 2“ und „TH-Profil Zyl. 3“ eingezeichnet.
In dem Diagramm gemäß 6 sind ferner die Sperrbereiche der Sperrscheibe bzw. Arretierelement 19 aufgetragen.
Für weitere Details und auch weitere Ausführungsformen kann auf die PCT/EP2020/058182 bzw. DE 10 2019 107 626.9 der Anmelderin verwiesen werden, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Nachfolgend werden weitere Verbesserungen im Hinblick auf das Schalten der Schiebenockenelemente beschrieben.
In den 7 bis 18 ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die dort beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schiebenockensystems weist ein Primärschiebenockenelement 12a, ein erstes Sekundärschiebenockenelement 12b und zweites Sekundärschiebenockenelement 12c auf. Ferner kann auch das Arretierelement 19 als Sperrscheibe angesprochen werden. Ferner kann das Verstellement 16 auch als Schubstange angesprochen werden.
Die Schiebenockenelemente weisen jeweils eine Schaltnut 121a, 121a', 121b, 121c auf, d.h. das Primärschiebenockenelement 12a die Schaltnut 121a und 121a', das erste Sekundärschiebenockenelement 12b die Schaltnut 121b und das zweite Sekundärschiebenockenelement 12c die Schaltnut 121c.
Die Schaltnut 121a ist zum Eingriff der Aktuatorpins 15 vorgesehen, wohingegen die Schaltnut 121a' zum Eingriff des ersten Schaltpins 17a des Verbindungselementes 16 vorgesehen ist.
Die Schaltnut 121b ist entsprechend für den Eingriff des zweiten Schaltpins 17b und die Schaltnut 121c ist entsprechend für den Eingriff des dritten Schaltpins 17c vorgesehen.
Das Wirkprinzip ist wie oben skizziert, das Primärschiebenockenelement 12a wird über den Aktuator bzw. den Eingriff der Aktuatorpins 15 in die Schaltnut 121a während der Drehung der Nockenwelle 10 zielgerichtet axial verschoben. Das Verstellelement 16 wird über den Eingriff des ersten Schaltpins 17a in der Schaltnut 121a' axial verschoben, wodurch die Schalpins 17b und 17c ebenfalls entsprechend verschoben werden.
Die Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelements 12a weist in Umfangsrichtung mindestens einen Verschiebebereich 121a/S und einen Freilaufbereich 121a/F auf. Der Verschiebebereich 121a/S zeichnet sich insbesondere durch eine zur Längsachse / Drehachse L des Primärschiebenockenelements 12a bzw. Trägerwelle schrägen Schaltnutseitenwange aus. Mit anderen Worten ist dies der Bereich mit dem das Primärelement 12a und durch die Wirkverbindung zwischen der Schaltnut 121a' und dem Schaltpin 17a das Verbindungselement 16 axial verschoben wird. Der Freilaufbereich ist demgegenüber derjenige Bereich der Schaltnut 121a in dem keine axiale Verschiebung des Verbindungselements 16 stattfindet. Der Verschiebebereich kann auch als Schaltbereich angesprochen werden.
Die Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b weist in Umfangsrichtung mindestens einen Verschiebebereich 121b/S und einen Freilaufbereich 121b/F auf. Der Verschiebebereich 121b/S zeichnet sich insbesondere durch eine zur Längsachse / Drehachse L des Sekundärschiebenockenelements 12b bzw. Trägerwelle schrägen Schaltnutseitenwange aus. Mit anderen Worten ist dies der Bereich an dem ein verschobener Schaltpin 17b anliegt und das Sekundärschiebenockenelement 12b in die gewünschte Richtung axial verschiebt. Der Freilaufbereich ist demgegenüber derjenige Bereich der Schaltnut 121b in dem keine axiale Verschiebung des Sekundärschiebenockenelements 12b stattfindet. Dieser Bereich zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass während der Bewegung des Verbindungselementes kein Kontakt zur Schaltnutseitenwange stattfindet.
Zur Vermeidung von Wiederholungen kann darauf verwiesen werden, dass auch das zweite Sekundärschiebenockenelement 12c bzw. deren Schaltnut 121c einen Verschiebebereich 121c/S und einen Freilaufbereich 121c/F aufweisen. Hier greift entsprechend der Schaltpin 17c des Verstellelements 16 ein. Hinsichtlich der Funktion kann auf den vorhergehenden Absatz zum ersten Sekundärschiebenockenelement 12b verwiesen werden.
Die Schiebenockenelemente weisen jeweils mindestens zwei Nockenkonturen auf. Eine Nockenkontur kann auch als sogenannter Nullhubnocken ausgebildet sein. Die Nockenkonturen unterscheiden sich voneinander und führen insbesondere zu unterschiedlichen Hüben des angesteuerten Ventils (nicht dargestellt).
Das Primärschiebenockenelement 12a weist vorzugsweise eine erste Nockenkontur 122a und eine zweite Nockenkontur 122a' auf. Das erste Sekundärschiebenockenelement 12b weist vorzugsweise eine erste Nockenkontur 122b und eine zweite Nockenkontur 122b' auf. Das zweite Sekundärschiebenockenelement 12c weist vorzugsweise eine erste Nockenkontur 122c und eine zweite Nockenkontur 122c' auf. Lediglich zur besseren Illustration ist in den 7 und 7a keine Nockenkontur des Primärschiebenockenelements 12a eingezeichnet. Hier kann jedoch auf die 8 bis 10 verwiesen werden.
Die Verschiebebereiche können hinsichtlich ihrer Winkellänge, als auch hinsichtlich ihres Anfangs bzw. ihres Endes näher bestimmt werden.
So können die Winkellängen

°NW 121a/S: Winkellänge des Verschiebebereich 121a/S der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelement 12a
°NW 121a/F: Winkellänge des Freilaufs 121a/F der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelement 12a
°NW 121b/S: Winkellänge des Verschiebebereichs 121b/S der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelement 12b
°NW 121b/F: Winkellänge des Freilaufs 121b/F der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelement 12b
°NW 121c/S: Winkellänge des Verschiebebereichs 121c/S der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelement 12c
°NW 121c/F: Winkellänge des Freilaufs 121c/F der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelement 12c

°NW121a/SA: Anfang des Verschiebebereichs der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelements 12a
°NW121a/SE: Ende des Verschiebebereichs der ersten Schaltnut 121a des Primärschiebenockenelements 12a
°NW121b/SA: Anfang des Verschiebebereichs der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelement 12b
°NW121b/SE: Ende des Verschiebebereichs der Schaltnut 121b des ersten Sekundärschiebenockenelement 12b
°NW121c/SA: Anfang des Verschiebebereichs der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelement 12c
°NW121c/SE: Ende des Verschiebebereichs der Schaltnut 121c des zweiten Sekundärschiebenockenelement 12c

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass ein Schaltvorgang des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b wenigstens teilweise gleichzeitig mit dem Schaltvorgang des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c erfolgt.
Die teilweise gleichzeitige Schaltung der Sekundärschiebenockenelemente wird erfindungsgemäß wie folgt verstanden, dass die Verschiebebereiche der jeweiligen Sekundärverschiebekulissen so zueinander winkelausgerichtet sind, dass sie Abschnitte aufweisen, in welchen der Kopplungs-Pin des Verstellelementes zum axialen Verschieben des ersten Sekundärschiebenockelementes und der Kopplungs-Pin des Verstellelementes zum axialen Verschieben des zweiten Sekundärschiebenockelementes zeitgleich (gleichlaufend) in Wirkkontakt stehen, sodass eine axiale Verschiebung des zweiten Sekundärnockenelementes wenigstens beginnt, während die axiale Verschiebung des ersten Sekundärschiebenockenelementes erfolgt.
Die Winkelausrichtung, d. h. die Anordnung und Länge der jeweiligen korrespondieren Verschiebebereiche der Sekundärkulissen sind hierbei immer abhängig von der Bauart des Motors oder den jeweiligen Bauraumanforderungen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise der radialen Anordnung und Lage des Verstellelementes.
Die Winkelausrichtung, d. h. die Anordnung und Länge der jeweiligen korrespondieren Verschiebebereiche der Sekundärkulissen sind hierbei immer abhängig von der Bauart des Motors oder den jeweiligen Bauraumanforderungen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise der radialen Anordnung und Lage des Verstellelementes.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Schaltvorgang des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b unmittelbar nach Beendigung des Schaltvorganges des Primärschiebenockenelements 12a beginnt und dass der Schaltvorgang des zweiten Sekundärschiebenockenelements 12c nach Beginn und vor Ende des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebenockenelements 12b beginnt.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Beginn des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebennockenelements 12b und der Beginn des Schaltvorganges des zweiten Sekundärschiebennockenelements 12c gleichzeitig erfolgen.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die radiale Länge der Verschiebebereiche °NW121a/S, °NW121b/S und °NW121c/S (Winkelbereiche) aller Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c gleich groß sind, insbesondere, dass °NW121a/S = °NW121b/S = °NW121c/S ist.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die radiale Länge der Verschiebebereiche °NW121a/S, °NW121b/S und °NW121c/S (Winkelbereiche) aller Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c unterschiedlich ist, insbesondere, dass gilt °NW121a/S ≠ °NW121b/S ≠ °NW121c/S ist.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Verschiebebereiche der Schiebenockenelemente größer als 120°NW sind, insbesondere, dass °NW121a/S > 120° bzw. °NW121b/S > 120° bzw. °NW121c/S > 120° ist.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Versatz des Schaltabschnittes °NW121b/SA zum Nockenanfang °NW122b/NA ungleich ist zum Versatz des Schaltabschnittes °NW121c/SA zum Nockenanfang °NW122c/NA.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Länge des Verschiebebereiches °NW121a/S der ersten Schaltnut 121a am Primärschiebenockenelement 12a größer ist als die Länge der Verschiebebereiche °NW121b/S bzw. °NW121c/S der Schaltnuten 121b bzw. 121c an den Sekundärschiebenockenelement 12b bzw. 12c.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Länge des Verschiebebereiches °NW121b/S bzw. °NW121c/S der Schaltnut 121b bzw. 121c an wenigstens einem Sekundärschiebenockenelement 12b bzw. 12c größer ist als die Länge des Verschiebebereiches °NW121a/S am Primärschiebenockenelement 12a und/oder ggf. weiteren Sekundärschiebenockenelementen (°NW121x/S bzw. 12x). Das x steht hier als Index für weitere Sekundärschiebenockenelemente.
Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass mehr als zwei Sekundärschiebennockenelemente 12b, 12c mit einem Verbindungselement 16 gekoppelt sind, insbesondere, bei Anwendungen in Verbrennungskraftmaschinen mit Mehr als 3 Zylindern in Reihenanordnung. Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Schaltnut an einem Sekundärschiebeelement größer ist als am Primärschiebeelement und/oder größer ist als an wenigstens einem weiteren Sekundärschiebeelement.
Das Schiebenockensystem ist auch für 5, 6, 8, 10, 12 Zylinder-Brennkraftmaschinen anwendbar. Das Schiebenockensystem kann auch dreistufig (oder mehr) bezogen auf die Anzahl der Nockenkonturen 122x^y ausgestaltet sein. „X“ steht hier als Index für das jeweilige Schiebenockenelement, „Y“ steht hier als Index für die jeweilige Nockenkontur.
Im Vergleich zu einem Schiebenockensystem gemäß dem Stand der Technik wird durch die vorliegende Erfindung die Länge als auch die Anordnung der Verschiebenuten (Bereich der axialen Verschiebung) der Sekundärschaltkulissen bezogen auf die jeweilige Nockenspitze derart abgeändert, dass letztendlich eine überlappende Schaltung der Sekundärelemente erreicht wird.
Dies kann bei dem Primärschiebenockenelement 12a, als auch bei den Sekundärschiebenockenelementen 12b bzw. 12c zu einer Winkellänge des Verschiebebereich 121a/S des Primärschiebenockenelement 12a von °NW121a/S > 120°, einer Winkellänge des Verschiebebereich 121b/S des ersten Sekundärschiebenockenelement 12b von °NW121b/S > 120° und/oder einer Winkellänge des Verschiebebereich 121c/S des zweiten Sekundärschiebenockenelement 12c von °NW121c/S > 120° führen, insbesondere zu einer Winkellänge °NW121a/S, °NW121b/S, °NW121c/S der Verschiebebereiche 121a/S, 121b/S, 121c/S der Schaltnuten 121a, 121b, 121c von beispielsweise jeweils 153°NW führen.
Es kann ferner vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Winkellage des Verschiebebereiches zur jeweiligen Nockenspitze für die Sekundärschiebenockenelement unterschiedlich ist, insbesondere, dass °NW121b/SA zu °NW122b/NA ungleich °NW121c/SA zu °NW122c/NA ist.
Es kann ferner vorzugsweise vorgesehen sein, dass Sekundärschiebenockenelemente keine Gleichteile sind, insbesondere hinsichtlich Verschiebebereich (Anordnung, Länge) und/oder Nockenkontur (Anordnung, Länge).
Die Anordnung der Verschiebebereiche zur jeweiligen Nockenspitze sollte unterschiedlich sein, die Länge kann unterschiedlich sein. Wenn die Sekundärnocken unterschiedliche Masseeigenschaften haben, kann das Schaltverhalten beispielsweise damit angeglichen werden, dass die Länge der Schaltnuten auf die Masse abgestimmt wird.
In einer bestimmten und bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Beginn des Schaltabschnittes °NW121b/SA zur Nockenspitze NS122b des ersten Sekundärschiebenockes 143° beträgt und der Beginn des Schaltabschnittes NW121c/SA zur Nockenspitze NS122c des zweiten Sekundärschiebenocken 203° beträgt, mit anderen Worten, dass die Winkellage des Verschiebebereiches zur jeweiligen Nockenspitze für die Sekundärschiebenockenelemente unterschiedlich ist, insbesondere, dass °NW121b/SA zu NS122b ungleich °NW121c/SA zu NS122c ist.
Es kann ferner vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Nockenkonturen der Sekundärschiebenockenelemente gleich angeordnet sind, insbesondere nur entsprechend der Zündfolge im Winkel versetzt angeordnet sind, z.B. 120° versetzt und im Hinblick auf die Nockenkontur gleich ausgeführt sind. Jedoch kann sich je nach thermodynamischer Anforderung sowohl die Anordnung als auch die Nockenprofilform / Nockenprofillänge unterscheiden.
Insbesondere im Hinblick auf das „Diagramm „Hub [mm]/ Sperrbereich [ ] über den Winkel [°NW]“ für ein erfindungsgemäßes Schiebenockensystem gemäß 7" (18) lässt sich gut erkennen, dass der Schaltvorgang des Primärschiebenockenelements 12a abgeschlossen sein sollte, bevor der Schaltvorgang eines Sekundärschiebenockenelements 12b, 12c erfolgen kann, Dies ist insbesondere auf die Funktion der Sperrscheibe 19 zurückzuführen.
Weiter im Hinblick auf das Diagramm gemäß 18 ist hier gut erkennbar, dass der Schaltvorgang bzw. das axiale Verschieben eines ersten Sekundärschiebenockenelements 12b unmittelbar nach Beendigung des Schaltvorganges des Primärschiebenockenelements beginnt. Der Schaltvorgang eines weiteren (zweiten) Sekundärschiebenockenelements beginnt vorzugsweise nach Beginn und vor Ende des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebenockenelements. Im Extremfall schalten das erste Sekundärschiebenockenelement und das bzw. die weiteren Sekundärschiebenockenelemente gleichzeitig - d.h. der Beginn der Schaltvorgänge erfolgt gleichzeitig.
In dem Diagramm gemäß 18 sind die sich aus den ersten Nockenkonturen 122a, 122b und 122c sich ergebenden Ventilhübe als „VH-Profil Zyl. 1“, „VH-Profil Zyl. 2“ und „VH-Profil Zyl. 3“ eingezeichnet.
In dem Diagramm gemäß 18 sind die sich aus den ersten Nockenkonturen 122a', 122b' und 122c' sich ergebenden Ventilhübe als „TH-Profil Zyl. 1“, „TH-Profil Zyl. 2“ und „TH-Profil Zyl. 3“ eingezeichnet.
In dem Diagramm gemäß 18 sind ferner die Sperrbereiche der Sperrscheibe bzw. Arretierelement 19 aufgetragen.
Auch wurde ein „Bereich der Gleichzeitigkeit der axialen Bewegung der Sekundärschiebenockenelemente“ als BG eingezeichnet. Hier ist die erfindungswesentliche Überlappung der Axialverschiebung der Sekundärschiebenockenelemente erkennbar.
Es ist ferner erkennbar, für die Erfindung im Kern aber nicht wesentlich, dass sich die aus den ersten Nockenkonturen 122a, 122b und 122c sich ergebenden Ventilhübe als „VH-Profil Zyl. 1“, „VH-Profil Zyl. 2“ und „VH-Profil Zyl. 3“ bzw. aus den ersten Nockenkonturen 122a', 122b' und 122c' sich ergebenden Ventilhübe als „TH-Profil Zyl. 1“, „TH-Profil Zyl. 2“ und „TH-Profil Zyl. 3“ zeitlich überlappen.
Es gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011054218 A1 [0002]
EP 2020/058182 PCT [0006, 0008, 0049]
DE 102019107626 [0006, 0008, 0049]

Claims

Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (10), umfassend eine Trägerwelle (11) mit wenigstens einem Primärschiebenockenelement (12a), einem ersten Sekundärschiebenockenelement (12b) und wenigstes einem zweiten Sekundärschiebenockenelement (12c), die jeweils eine Schaltkulisse (15) mit wenigstens einer Schaltnut (14) umfassen, wobei das Primärschiebenockenelement (12a) durch wenigstens einen Aktuator-Pin (15) axial zur Trägerwelle (11) verschiebbar ist und wenigstens ein Verstellelement (16) parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle (11) angeordnet ist, wobei das Verstellelement (16) in Richtung der Längsachse der Trägerwelle (11) axial verschiebbar ist, wobei das Verstellelement (16) wenigstens drei Kopplungs-Pins (17a, 17b, 17c) aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (17a) im Bereich des Primärschiebenockenelements (12a) angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin (17b) im Bereich des ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) und ein dritter Kopplungs-Pin (17c) im Bereich des zweiten Sekundärschiebenockenelements (12c) angeordnet ist und die Kopplungs-Pins (17a, 17b, 17c) jeweils mit einer Schaltkulisse (15) des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements (12a, 12b, 12c) zusammenwirken derart, dass durch das Verstellelement (16) eine durch den Aktuator-Pin (15) eingeleitete Bewegung des Primärschiebenockenelements (12a) auf die Sekundärschiebenockenelemente (12b, 12c) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass ein Schaltvorgang des ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) wenigstens teilweise gleichzeitig mit dem Schaltvorgang des zweiten Sekundärschiebenockenelements (12c) erfolgt.
Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Schaltvorgang des ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) unmittelbar nach Beendigung des Schaltvorganges des Primärschiebenockenelements (12a) beginnt und dass der Schaltvorgang des zweiten Sekundärschiebenockenelements (12c) nach Beginn und vor Ende des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) beginnt.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Beginn des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebennockenelements (12b) und der Beginn des Schaltvorganges des zweiten Sekundärschiebennockenelements (12c) gleichzeitig erfolgen.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Verschiebebereiche (°NW121a/S, °NW121b/S und °NW121c/S) der Schiebenockenelemente (12a, 12b, 12c) gleich groß sind, insbesondere, dass °NW121a/S = °NW121b/S = °NW121c/S ist.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Länge der Verschiebebereiche (°NW121a/S, °NW121b/S und °NW121c/S) aller Schiebenockenelemente (12a, 12b, 12c) unterschiedlich ist, insbesondere, dass gilt °NW121a/S ≠ °NW121b/S ≠ °NW121c/S ist.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebebereiche (°NW121a/S, °NW121b/S und °NW121c/S) der Schiebenockenelemente (12a, 12b, 12c) größer als 120°NW sind, insbesondere, dass °NW121a/S > 120° bzw. °NW121b/S > 120° bzw. °NW121c/S > 120° ist.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Beginn des Schaltabschnittes °NW121b/SA zum Nockenanfang °NW122b/NA ungleich ist zum Beginn des Schaltabschnittes °NW121c/SA zum Nockenanfang °NW122c/NA.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Verschiebebereiches (°NW121a/S) der ersten Schaltnut (121a) am Primärschiebenockenelement (12a) größer ist als die Länge der Verschiebebereiche (°NW121b/S bzw. °NW121c/S) der Schaltnuten (121b bzw. 121c) an den Sekundärschiebenockenelement (12b bzw. 12c).
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Verschiebebereiches (°NW121b/S bzw. °NW121c/S) der Schaltnut (121b bzw. 121c) an wenigstens einem Sekundärschiebenockenelement (12b bzw. 12c) größer ist als die Länge des Verschiebebereiches (°NW121a/S) am Primärschiebenockenelement (12a) und/oder ggf. weiteren Sekundärschiebenockenelementen (°NW121x/S bzw. 12x).
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Sekundärschiebennockenelemente (12b, 12c) mit einem Verbindungselement (16) gekoppelt sind.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärschiebenockenelemente keine Gleichteile sind, insbesondere hinsichtlich Verschiebebereich und/oder Nockenkontur.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenkonturen der Sekundärschiebenockenelemente gleich angeordnet sind, insbesondere nur entsprechend der Zündfolge im Winkel versetzt angeordnet sind, z.B. 120° versetzt und im Hinblick auf die Nockenkontur gleich ausgeführt sind.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Schaltvorgang des Primärschiebenockenelements (12a) abgeschlossen ist, bevor der Schaltvorgang eines Sekundärschiebenockenelements (12b, 12c) erfolgt.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem derart eingerichtet ist, dass der Schaltvorgang eines ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) unmittelbar nach Beendigung des Schaltvorganges des Primärschiebenockenelements (12a) beginnt, wobei insbesondere der Schaltvorgang eines weiteren (zweiten) Sekundärschiebenockenelements (12c) vorzugsweise nach Beginn und vor Ende des Schaltvorganges des ersten Sekundärschiebenockenelements (12b) beginnt.
Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn des Schaltabschnittes °NW121b/SA zur Nockenspitze NS122b des ersten Sekundärschiebenockes 143° beträgt und der Beginn des Schaltabschnittes NW121c/SA zur Nockenspitze NS122c des zweiten Sekundärschiebenocken 203° beträgt.