DE102020210260A1 - Schiebenockensystem - Google Patents

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Germany
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drive device
cam system
sliding
coupling
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Jens Schirmer
Marcel Weidauer
Michael Kunz
Norbert Nitz
Mathias Röder
Sebastian Bär
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Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
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ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta Ilsenburg GmbH
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Abstract

Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (10) umfassend eine Trägerwelle (11) mit wenigstens zwei Schiebenockenelementen (12a, 12b), die jeweils eine Schaltkulisse (13) mit wenigstens einer Schaltnut (14) umfassen, wobei die Schiebenockenelemente (12a, 12b) axial zur Trägerwelle (11) verschiebbar sind 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 zwei Kopplungs-Pins (17a, 17b) aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (17a) im Bereich des ersten Schiebenockenelements (12a) angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin (17b) im Bereich des zweiten Schiebenockenelements (12b) angeordnet ist und die Kopplungs-Pins (17a, 17b) jeweils mit einer Schaltkulisse (13) des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements (12a, 12b) zusammenwirken derart, dass durch das Verstellelement (16) eine eingeleitete Bewegung des ersten Schiebenockenelements (12a) auf das zweite Schiebenockenelement (12b) übertragbar ist, wobei das Schiebenockensystem mit einer separaten Antriebseinrichtung (23) für das das Verstellelement (16) ausgestattet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schiebenockensystem 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 das Verstellelement.
  • Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe ein verbessertes Schiebenockensystem bereitzustellen, insbesondere ein Schiebenockensystem mit reduziertem Bauraum anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schiebenockensystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch, dass das das Schiebenockensystem mit einer separaten Antriebseinrichtung für das Verstellelement ausgestattet ist, insbesondere mit einer von den Schiebenockenelementen unabhängigen Antriebseinrichtung für das Verstellelement ausgestattet ist, wird grundsätzlich Bauraum am ersten Schiebenockenelement eingespart. Die initiierte Verschiebebewegung des Verstellelements wird vielmehr durch die Antriebseinrichtung vorgenommen und dann auf die Schiebnockenelemente übertragen.
  • 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 die Antriebseinrichtung dazu eingerichtet ist das Verstellelement unmittelbar zu bewegen. Dies bedeutet, dass das Verstellelement direkt über die Antriebseinrichtung angesteuert wird, nicht etwa über den Umweg des ersten Schiebenockenelements und dessen Schaltkulisse.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung auf der Nockenwelle angeordnet ist. Über diese Anordnung kann weiter Bauraum eingespart werden. Zudem kann die Antriebseinrichtung an einer Stelle der Nockenwelle angeordnet werden, die unabhängig von den Schiebenockenelementen ist wie bspw. an einem abgewandten Ende der Nockenwelle, insbesondere entgegen der Schaltreihenfolge der Schiebenockenelemente entgegengesetzten Richtung der Nockenwelle.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung eine separate Schaltkulisse aufweist. Eine separate Schaltkulisse kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, dass das Verstellelement in axialer Richtung schneller als die Schiebenockenelemente bewegt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem mit einem Aktuator ausgestattet ist, wobei der Aktuator, insbesondere ausschließlich, zur Betätigung der Antriebseinrichtung, insbesondere der separaten Schaltkulisse, eingerichtet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schaltkulisse der Antriebseinrichtung nicht mit Nocken ausgestattet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung eine Kopplung zum Verstellelement aufweist. Die Kopplung kann direkt, beispielsweise über einen Pin, erfolgen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung als elektromagnetische, hydraulische und/oder pneumatische Einrichtung und/oder als Linearantrieb und/oder Piezo-Paket ausgestaltet ist. Eine derartige Antriebseinrichtung erlaubt eine sehr direkte Ansteuerung des Verstellelements.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung nicht auf der Nockenwelle angebracht ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Verstellelement in axialer Richtung schneller als die Schiebenockenelemente zu bewegen. Hierdurch sind insbesondere ein ausreichend langer Schaltbereich für die Schaltung bzw. das Verschieben der Schiebenockenelemente und/oder eine höhere Schaltdrehzahl möglich.
  • 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;
    • 4a eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik;
    • 5 eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems (mit bspw. hydraulischer Antriebseinrichtung);
    • 6 eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schiebenockensystems (mit bspw. separater Schaltkulisse);
    • 7 eine Detaildarstellung der Antriebseinrichtung, insbesondere der separaten Schaltkulisse;
    • 8 eine Detaildarstellung der Antriebseinrichtung, insbesondere der separaten Schaltkulisse.
  • Folgende Bezugszeichen werden in den nachfolgenden Abbildungen verwendet:
  • 10
    Nockenwelle
    11
    Trägerwelle
    12a
    erstes Schiebenockenelement
    12b
    zweites Schiebenockenelement
    12c
    drittes Schiebenockenelement
    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
    Antriebseinrichtung
    30
    Aktuator
    231
    Schaltkulisse (der Antriebseinrichtung)
    232
    Kopplung
  • Die 1 bis 4 zeigen dasselbe Ausführungsbeispiel eines Schiebenockensystems des Standes der Technik aus unterschiedlichen Perspektiven.
  • Das Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle 10, umfasst eine Trägerwelle 11. Auf der Trägerwelle 11 sind ein erstes und ein zweites Schiebenockenelement 12a, 12b axial beweglich zu einer Längsachse der Trägerwelle 11 und insbesondere drehfest angeordnet. Hierzu kommt beispielsweise eine Schiebeverzahnung zum Einsatz. Es ist denkbar, dass mehr als zwei Schiebenockenelemente auf der Trägerwelle 11 angeordnet sind. Die Trägerwelle 11 umfasst vorzugsweise 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 auf dem gleichen Drehwinkel angeordnet. Die erste Schaltnut 14a weist 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 eine Stufe. Mit anderen Worten ist die erste Schaltnut 14a als ein Vorsprung bzw. ein Absatz ausgebildet. Die erste Schaltnut 14a weist 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 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 ersten Schiebnockenelements einer der beiden Aktuator-Pins 15 in die erste Schaltnut 14a einführbar. Durch das Einführen der Aktuator-Pins 15 ist eine axiale Bewegung des ersten Schiebenockenelements 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 ersten Schiebenockenelements 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 ersten Schiebenockenelements 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 ersten Schiebenockenelements 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 zweiten Schiebenockenelements 12b angeordnet. Das zweite Schiebenockenelement 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 zweiten Schiebenockenelements 12b ist derart angeordnet, dass ein zum ersten Schiebenockenelements 12a zeitversetztes Schalten des zweiten Schiebenockenelements 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 ersten Schiebenockenelements 12a.
  • Die Trägerwelle 11 umfasst ein kreisscheibenförmiges Arretierelement 19. Alternativ sind andere Geometrien denkbar. Das Arretierelement 19 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Schiebenockenelement 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 erste Schiebenockenelement 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.
  • Eine weitere Ausführungsform eines Schiebenockensystems gemäß dem Stand der Technik ist in der 4a dargestellt. Das Schiebenockensystem entspricht im Wesentlichen dem Schiebenockensystem gemäß den 1 bis 4. Das dargestellte Schiebenockensystem umfasst im Gegensatz zu dem oben beschriebenen System ein weiteres Schiebenockenelement 12c und entsprechend einen weitere, dritten Kopplungspin 17c. Insbesondere das Schiebenockenelement 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 30 bezeichnet.
  • 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 Verbesserungen im Hinblick auf das Verstellelement im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Schiebenockensystem mit einer separaten Antriebseinrichtung 23 für das das Verstellelement 16 ausgestattet ist. Die Antriebseinrichtung 23 ist vorzugsweise dazu eingerichtet das Verstellelement 16 unmittelbar zu bewegen. Mit anderen Worten, wird das Verstellelement 16 unabhängig von den Schiebenockenelementen 12 bewegt, insbesondere wird das Verschiebeelement - im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß 1 bis 4 bzw. 4a - nicht von der Schaltkulisse des ersten Schiebenockenelementes 12a angetrieben. Auch weist die Antriebseinrichtung 23 vorzugsweise keine Nocken auf.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schiebenockensystems ist beispielsweise in 5 abgebildet.
  • Die Antriebseinrichtung 23 kann beispielsweise elektromagnetisch, hydraulisch, pneumatisch oder mittels anderer Mechanik ausgestaltet sein. Denkbar ist auch ein Linearantrieb, Piezo-Pakete, etc. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere in der 5 dargestellt. Hier wird beispielsweise kein Aktuator benötigt. Die Antriebseinrichtung 23 steuert das Verstellelement 16 völlig autark an.
  • Die Antriebseinrichtung 23 kann beispielsweise auf der Nockenwelle 10 angeordnet sein, wie in 6 gezeigt. Die 6 zeigt entsprechend ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schiebenockensystems. Die Antriebseinrichtung 23 kann eine separate Schaltkulisse 231 und eine Kopplung 232 zum Verstellelement 16 aufweisen und durch die Wechselwirkung mit einem Aktuator 30 zeitlich genau gesteuert in axialer Richtung verschoben werden. Die Kopplung kann hier beispielsweise eine umlaufende Nut und einen Pin 17 umfassen. Eine Ausführungsform einer Antriebseinrichtung 23 als solches ist beispielsweise in 7 und 8 dargestellt.
  • Durch die Kopplung der Antriebseinrichtung 23 mit dem Verstellelement 16, wird dieses ebenfalls axial verschoben. Während der axialen Verschiebung des Verstellelements 16 wird das Verstellelement 16 nicht durch das Arretierelement 19 blockiert. Nach der Bewegung des Verstellelements 16 wird dieses vorzugsweise durch das Arretierelement 19 in axialer Richtung fixiert. Die Schaltkräfte der Schiebenockenelemente 12 werden in das Verstellelement 16 eingeleitet und von dem Arretierelement 19 aufgenommen. Die Schaltkulissen 13 der Schiebenockenelemente 12 sind vorzugsweise so ausgeführt, dass während der Bewegung des Verstellelements 16 kein Kontakt zwischen den in dem Verstellelement 16 gelagerten Schaltpins 17 und den korrespondierenden Flanken der Schaltkulissen 13 erfolgt.
  • Die Antriebseinrichtung 23 kann dazu eingerichtet sein, das Verstellelement 16 in axialer Richtung schneller als die Schiebenockenelemente 12 zu bewegen. Dies ist beispielsweise durch die Gestaltung der Schaltnuten an der separaten Kulisse 231 der Antriebseinrichtung 23 sowie an den Schiebenockenelementen 12 möglich. Die Schaltnut an der separaten Kulisse 231, welche für die Bewegung des Verstellelementes 16 verantwortlich ist, erstreckt sich beispielsweise auf einen kürzeren Winkelbereich als die Schaltnuten an den Schiebenockenelementen 12, welche für die axiale Bewegung dieser zuständig sind.
  • Durch die vorliegende Erfindung ergeben sich insbesondere Bauraumvorteile zwischen den Schiebeelementen. Die Antriebseinrichtung zur Bewegung des Verstellelementes 16 kann frei angeordnet werden, beispielsweise am Ende der Nockenwelle. Die Schaltkulissen der Schiebenockenelemente können vereinfacht und ggf. als Gleichteile ausgeführt werden. Ferner kann die Masse von Schiebenockenelement und Verstellelement reduziert werden, so dass diese bei gleicher Aktuatordimension schneller verschoben werden können als bisher. Gleichzeitig kann die Masse aller Schiebenocken gleich gering gehalten und die Kontaktnormalkräfte zwischen Pin und Nut gesenkt werden. Somit sind theoretisch höhere Schaltdrehzahlen möglich.
  • Wenngleich in den Abbildungen ein Anwendungsfall für einen 3-Zylinder Reihenmotor gezeigt ist, so kommen auch Anwendungen für 4, 5, oder 6-Zylinder Reihenmotoren, als auch V6, V10, V12 Motoren in Frage. Auch sind Doppelelemente als Schiebenockenelemente, also Doppelschiebenocken denkbar.
  • 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]
    • DE 102019107626 [0006, 0041]

Claims (10)

  1. Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (10) umfassend eine Trägerwelle (11) mit wenigstens zwei Schiebenockenelementen (12a, 12b), die jeweils eine Schaltkulisse (13) mit wenigstens einer Schaltnut (14) umfassen, wobei die Schiebenockenelemente (12a, 12b) axial zur Trägerwelle (11) verschiebbar sind 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 zwei Kopplungs-Pins (17a, 17b) aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (17a) im Bereich des ersten Schiebenockenelements (12a) angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin (17b) im Bereich des zweiten Schiebenockenelements (12b) angeordnet ist und die Kopplungs-Pins (17a, 17b) jeweils mit einer Schaltkulisse (13) des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements (12a, 12b) zusammenwirken derart, dass durch das Verstellelement (16) eine eingeleitete Bewegung des ersten Schiebenockenelements (12a) auf das zweite Schiebenockenelement (12b) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem mit einer separaten Antriebseinrichtung (23) für das das Verstellelement (16) ausgestattet ist.
  2. Schiebenockensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (23) dazu eingerichtet ist das Verstellelement (16) unmittelbar zu bewegen.
  3. Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (23) auf der Nockenwelle (10) angeordnet ist.
  4. Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (23) eine separate Schaltkulisse (231) aufweist.
  5. Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebenockensystem mit einem Aktuator (30) ausgestattet ist, wobei der Aktuator zur Betätigung der Antriebseinrichtung (23), insbesondere der separaten Schaltkulisse (231), eingerichtet ist.
  6. Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (231) der Antriebseinrichtung (23) nicht mit Nocken ausgestattet ist.
  7. Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (23) eine Kopplung (232) zum Verstellelement (16) aufweist.
  8. Schiebenockensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (23) als elektromagnetische, hydraulische und/oder pneumatische Einrichtung und/oder als Linearantrieb und/oder Piezo-Paket ausgestaltet ist.
  9. Schiebenockensystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung nicht auf der Nockenwelle (10) angebracht ist.
  10. Schiebenockensystem nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (23) dazu eingerichtet ist, das Verstellelement (16) in axialer Richtung schneller als die Schiebenockenelemente (12) zu bewegen.
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