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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Schalten einer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13.
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Eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine umfasst im Wesentlichen eine erste Schiebenockenwelle und eine zweite Schiebenockenwelle. Die erste Schiebenockenwelle umfasst eine Tragwelle und mindestens einen Schiebenocken. Der Schiebenocken als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist, eine Schaltkulisse und bevorzugt ein zweites Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist. Die zweite Schiebenockenwelle umfasst eine Tragwelle und mindestens einen Schiebenocken. Der Schiebenocken als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist, eine Schaltkulisse und bevorzugt ein zweites Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist. Die Unterschiedlichkeit der Nockenkontur kann auch durch unterschiedliche Phasenwinkel zweier identischer Teilnocken erzeugt werden.
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Der Schiebenocken wird zumeist von einem elektrisch betätigten Aktuator verschoben, in dem ein Aktuatorpin in die Schaltkulisse eingefahren wird, wodurch der Schiebenocken in die gewünschte axiale Position verfahren wird, so dass der gewünschte Teilnocken für die Schiebenockenwellenanordnung zum Einsatz gebracht werden kann. Dem Fachmann sind derartige Schiebenockensysteme hinreichend bekannt. Sie dienen im Wesentlichen der Optimierung von Gaswechselvorgängen in Verbrennungsmotoren bzw. Brennkraftmaschinen.
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Gemäß dem Stand der Technik wird jeder Schiebenocken von einem zugeordneten Aktuator angesteuert. Dies führt zu Gewicht, Kosten und Steuerungsaufwand.
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Aus der
DE 10 2016 225 049 A1 ist eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine erste Nockenwelle und eine zweite Nockenwelle bekannt geworden, wobei eine jeweilige Nockenwelle ein drehfest und axialverschieblich angeordnetes Nockenstück aufweist wobei die jeweilig an den Nockenstücken ausgeformten Nocken zumindest zwei verschieden und axial aufeinanderfolgend ausgebildete Teilnocken mit Nockenkonturen aufweisen und die axiale Verschiebung der Nockenstücke über zumindest ein Stellglied erfolgt, wobei das auf der ersten Nockenwelle angeordnete, erste Nockenstück mit dem auf der zweiten Nockenwelle angeordneten zweiten Nockenstück in einem Verbindungsabschnitt der jeweiligen Nockenstücke über einen Koppelmechanismus axialverschieblich wirkverbunden ist. Der Koppelmechanismus umfasst dabei ein axialverschiebliches, d.h. in Nockenwellenrichtung verschiebliches, Verbindungselement oder umlaufende Ausformung.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine verbesserte Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, insbesondere eine Schiebenockenwellenanordnung vorzuschlagen, die kein zusätzliches axialverschiebliches Verbindungselement aufweist, kostensparend, bauraumreduzierend, gewichtsreduzierend und/oder weniger komplex ausgestaltet ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass das Übertragungsmittel eine erste Schubstange und eine zweite Schubstange umfasst, kann eine Schiebenockenwellenanordnung bereitgestellt werden, die beispielsweise ohne axialverschiebliches Verbindungselement auskommt, da durch die Verwendung zweier Schubstangen beide Axialbewegungen des ferngesteuerten Schiebenockens der zweiten Schiebenockenwelle dargestellt werden können. Die Schubstangen können querverschieblich im Hinblick auf die Längsachsen der Nockenwellen ausgestaltet sein, wodurch sich ein kostensparender, bauraumreduzierender, gewichtsreduzierender und/oder weniger komplexer Aufbau der Schiebenockenwellenanordnung bzw. des Übertragungsmittels darstellen lässt.
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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.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Übertragungsmittel ein erstes Betätigungsmittel für die erste Schubstange und ein zweites Betätigungsmittel für die zweite Schubstange umfasst, wobei die Betätigungsmittel, insbesondere mit einem axialen Abstand zueinander, an dem Schiebenocken der ersten Schiebenockenwelle angebracht bzw. aus diesem ausgeformt sind. Durch diese Maßnahme sind keine weiteren Bauteile für die Realisierung der Betätigungsmittel erforderlich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Betätigungsmittel als erstes radiales Hubnockenprofil ausgestaltet ist, wobei das zweite Betätigungsmittel als zweites radiales Hubnockenprofil ausgestaltet ist, wobei die Betätigungsmittel, insbesondere an unterschiedlichen axialen Positionen, an dem Schiebenocken, insbesondere an der Schaltkulisse des Schiebenockens, der ersten Schiebenockenwelle angeordnet bzw. aus dieser ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme sind keine weiteren Bauteile für die Realisierung der Betätigungsmittel erforderlich.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Schubstange ein der ersten Schiebenockenwelle zugewandtes erstes Ende aufweist, wobei die erste Schubstange ein der zweiten Schiebenockenwelle zugewandtes zweites Ende aufweist, wobei die zweite Schubstange ein der ersten Schiebenockenwelle zugewandtes erstes Ende aufweist, wobei die zweite Schubstange ein der zweiten Schiebenockenwelle zugewandtes zweites Ende aufweist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schubstangen dazu eingerichtet sind, dass sie sich zwischen mindestens zwei Positionen verschieben lassen, insbesondere einer ersten Position, bei welcher das erste Ende der ersten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle weiter entfernt und das zweite Ende der ersten Schubstange der zweiten Schiebenockenwelle näher ist, sowie das erste Ende der zweiten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle näher und das zweite Ende der zweiten Schubstange der zweiten Schiebenockenwelle weiter entfernt ist und einer zweiten Position, bei welcher das erste Ende der ersten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle näher und das zweite Ende der ersten Schubstange der zweiten Schiebenockenwelle weiter entfernt ist, sowie das erste Ende der zweiten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle weiter entfernt und das zweite Ende der zweiten Schubstange zweiten Schiebenockenwelle näher ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Schubstange über ein Kopplungsmittel mit der zweiten Schubstange gekoppelt ist, wobei das Kopplungsmittel dazu eingerichtet ist, dass eine axiale Bewegung der ersten Schubstange eine entgegengesetzte axiale Bewegung der zweiten Schubstange hervorruft.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kopplungsmittel als Kopplungshebel ausgestaltet ist, der gelenkig mit beiden Schubstangen verbunden ist, wobei der Kopplungshebel an einer Drehachse zwischen den beiden Schubstangen angebracht ist, wobei die Drehachse senkrecht zu den Schubstangen bzw. deren Verschieberichtungen ausgerichtet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Übertragungsmittel mit einem Rastmittel, insbesondere in Form eines Feder-Kugel-Mechanismus, ausgestattet ist, welches dazu eingerichtet ist, die Schubstangen lösbar in einer vorbestimmten Position zu halten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens eine der Schubstangen, insbesondere beide Schubstangen, senkrecht zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen ausgerichtet sind oder dass die Schubstangen in einem Winkel α zwischen 45° und 90°, vorzugsweise in einem Winkel α zwischen 60° und 80° zur Längsrichtung der Schiebenockenwelle, ausgerichtet sind. Die senkrechte Ausrichtung ist besonders raumsparend, die schräge Ausrichtung ermöglicht Anpassungen zwischen den Betätigungsmitteln der ersten Schiebenockenwelle und der Schaltkulisse der zweiten Schiebenockenwelle.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass, die Schubstangen einteilig ausgestaltet sind oder dass die Schubstangen zweigeteilt als Schubstangensegmente ausgestaltet sind und jeweils gelenkig an dem Kopplungsmittel angebracht sind.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schalten einer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Durch die Verfahrensschritte gemäß Anspruch 11 wird ein vorteilhaftes Verfahren zum Schalten der erfindungsgemäßen Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen.
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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 erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Darstellung;
- 2 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung (erster Schaltzustand);
- 3 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer Draufsicht (erster Schaltzustand);
- 4 eine erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung (zweiter Schaltzustand);
- 5 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer Draufsicht (zweiter Schaltzustand);
- 6 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer Draufsicht (ohne Aktuator) in einem Haubenmodul;
- 7 eine Ausführungsform eines Übertragungsmittels für einen erfindungsgemäßen Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Darstellung;
- 8 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung;
- 9 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Draufsicht (ohne Aktuator) in einem Haubenmodul.
- 10 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit schräggestellten Schubstangen in einer Draufsicht;
- 11 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit schräggestellten Schubstangen in einer perspektivischen Ansicht;
- 12 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung.
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Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:
- L1, L2
- Längsachsen der Schiebenockenwellen
- 1
- Schiebenockenwelle
- 2
- Schiebenockenwelle
- 3
- Aktuator
- 4
- Übertragungsmittel
- 11
- Tragwelle
- 12
- Schiebenocken
- 21
- Tragwelle
- 22
- Schiebenocken
- 41
- erste Schubstange
- 41a
- erstes Schubstangensegment
- 41b
- zweites Schubstangensegment
- 42
- zweite Schubstange
- 42a
- erstes Schubstangensegment
- 42b
- zweites Schubstangensegment
- 43
- erstes Betätigungsmittel
- 44
- zweites Betätigungsmittel
- 45
- Kopplungsmittel
- 46
- Rastmittel
- 121
- erstes Nockenpaket
- 121a
- erster Teilnocken
- 121b
- zweiter Teilnocken
- 122
- zweites Nockenpaket
- 122a
- erster Teilnocken
- 122b
- zweiter Teilnocken
- 123
- Schaltkulisse
- 124
- Schiebenockenhülse
- 121'
- drittes Nockenpaket
- 122'
- viertes Nockenpaket
- 221
- erstes Nockenpaket
- 221a
- erster Teilnocken
- 221b
- zweiter Teilnocken
- 222
- zweites Nockenpaket
- 222a
- erster Teilnocken
- 222b
- zweiter Teilnocken
- 223
- Schaltkulisse
- 224
- Schiebenockenhülse
- 221'
- drittes Nockenpaket
- 222'
- viertes Nockenpaket
- 411
- erstes Ende (der ersten Schubstange)
- 412
- zweites Ende (der ersten Schubstange)
- 421
- erstes Ende (der zweiten Schubstange)
- 422
- zweites Ende (der zweiten Schubstange)
- 451
- Drehachse
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Zunächst wird auf 1 Bezug genommen.
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Eine erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine umfasst mindestens eine erste Schiebenockenwelle 1 und eine zweite Schiebenockenwelle 2. Die erste Schiebenockenwelle 1 umfasst eine Tragwelle 11 und mindestens einen Schiebenocken 12. Der Schiebenocken 12 als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket 121, welches mindestens zwei Teilnocken 121a, 121b mit unterschiedliche Nockenkonturen aufweist, eine Schaltkulisse 123 und vorzugsweise mindestens ein zweites Nockenpaket 122, welches mindestens zwei Teilnocken 122a, 122b mit unterschiedlichen Nockenkonturen 122a, 122b aufweist. Die Nockenpakete bzw. Schaltkulisse sind auf einer Schiebehülse 124 angebracht bzw. einteilig mit dieser ausgebildet.
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Die zweite Schiebenockenwelle 2 umfasst eine Tragwelle 21 und mindestens einen Schiebenocken 22. Der Schiebenocken 22 als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket 221, welches mindestens zwei unterschiedliche Nockenkonturen 221a, 221b aufweist, eine Schaltkulisse 223 und vorzugsweise mindestens ein zweites Nockenpaket 222, welches mindestens zwei unterschiedliche Nockenkonturen 222a, 222b aufweist. Die Nockenpakete bzw. Schaltkulisse sind auf einer Schiebehülse 224 angebracht bzw. einteilig mit dieser ausgebildet.
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Die erste Schiebenockenwelle 1 und die zweite Schiebenockenwelle 2 sind parallel zueinander angeordnet.
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Die Schiebenocken 12 bzw. 22 bzw. Schiebehülsen 124 bzw. 224 sind drehfest, aber axial verschiebbar auf der Tragwelle 11 bzw. 21 angeordnet. Zur Orientierung ist die Längsrichtung L1 bzw. L2 der Schiebenockenwelle 1 bzw. 2 eingezeichnet. Durch die Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen können unterschiedliche Steuerzeiten für die Ventile einer Brennkraftmaschine dargestellt werden.
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Die Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ist darüber hinaus mit einem Aktuator 3 ausgestattet, der mit der Schaltkulisse 123 der ersten Schiebenockenwelle 1 zusammenwirkt. Dabei greift der Aktuatorpin des Aktuators 3 je nach gewünschtem Schaltzustand in die Schaltkulisse 123 der ersten Schiebenockenwelle 1 ein und verschiebt dabei den Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 in die gewünschte axiale Position, so dass wiederum die ersten Teilnocken 121a, 122a oder die zweiten Teilnocken 121b, 122b der Nockenpakete 121 und 122 die jeweiligen Ventile (nicht dargestellt) ansteuern. Der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 lässt sich also durch den Aktuator 3 zwischen einem ersten Schaltzustand und mindestens einem zweiten Schaltzustand verschieben. Die Schiebenockenwellenanordnung ist in der Regel in einem Haubenmodul verbaut und kann auch als Ventiltrieb angesprochen werden bzw. Teil eines Ventiltriebs für eine Brennkraftmaschine sein. Das Haubenmodul wird in der Regel zu einem Zylinderkopf komplettiert und in einer Brennkraftmaschine verbaut. Das Wirkprinzip einer Schiebenockenwelle ist dem Fachmann hinreichend bekannt, so dass hierauf nicht näher eingegangen werden soll.
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Es ist vorgesehen, dass ein Übertragungsmittel 4 zwischen der ersten Schiebenockenwelle 1, insbesondere dem Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 und der zweiten Schiebenockenwelle 2, insbesondere dem Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2, angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 wird über das Übertragungsmittel 4 und damit mittelbar auch durch den Aktuator 3 der ersten Schiebenockenwelle 1 und nicht durch einen eigenen zweiten Aktuator betätigt. Im Ergebnis kann ein Aktuator, sprich ein Aktuator für die zweite Schiebenockenwelle 2, insbesondere für den Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2, eingespart werden.
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Bei dem Übertragungsmittel 4 handelt es sich vorzugsweise um eine rein mechanische Einrichtung. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Übertragungsmittels 4 umfasst eine erste Schubstange 41 und eine zweite Schubstange 42, sowie insbesondere ein erstes Betätigungsmittel 43 für die erste Schubstange 41 und ein zweites Betätigungsmittel 44 für die zweite Schubstange 42, wobei die Betätigungsmittel vorzugsweise in einem axialen Abstand zueinander an dem Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 angebracht bzw. aus diesem ausgeformt sind.
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Die Schubstangen 41, 42 sind vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung L1, L2 der Schiebenockenwellen 1, 2 ausgerichtet. Insofern können die Schubstangen radial im Hinblick auf die Schiebenockenwellen 1, 2 verschoben werden. Es soll davon ausgegangen werden, dass das erste Ende 411 bzw. 421 der jeweiligen Schubstange 41 bzw. 42 der ersten Schiebenockenwelle 1 zugewandt ist, während das zweite Ende 412 bzw. 422 der jeweiligen Schubstange 41 bzw. 42 der zweiten Schiebenockenwelle 2 zugewandt ist.
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Das Übertragungsmittel 4, insbesondere jede Schubstange 41 bzw. 42, lässt sich zwischen mindestens zwei Positionen verschieben, insbesondere einer
- - ersten Position, bei welcher das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 der ersten Schiebenockenwelle 1 weiter entfernt und das zweite Ende 412 der ersten Schubstange 41 der zweiten Schiebenockenwelle 2 näher ist, sowie das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 der ersten Schiebenockenwelle 1 näher und das zweite Ende 422 der zweiten Schubstange 42 der zweiten Schiebenockenwelle 2 weiter entfernt ist, und
- - einer zweiten Position, bei welcher das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 der ersten Schiebenockenwelle 1 näher und das zweite Ende 412 der ersten Schubstange 41 der zweiten Schiebenockenwelle 2 weiter entfernt ist, sowie das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 der ersten Schiebenockenwelle 1 weiter entfernt und das zweite Ende 422 der zweiten Schubstange 42 der zweiten Schiebenockenwelle 2 näher ist.
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Das erste Betätigungsmittel 43 kann beispielsweise als erstes radiales Hubnockenprofil ausgestaltet sein.
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Das zweite Betätigungsmittel 44 kann beispielsweise als zweites radiales Hubnockenprofil ausgestaltet sein.
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Die Betätigungsmittel 43 bzw. 44 sind, vorzugsweise an unterschiedlichen axialen Positionen, an dem Schiebenocken 12, insbesondere an der Schaltkulisse 123, der ersten Schiebenockenwelle 1 angeordnet bzw. aus diesem bzw. dieser ausgebildet.
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Durch die axiale Verschiebbarkeit des Schiebenockens 11 können auch die Betätigungsmittel 43 bzw. 44 axial entlang der Längsachse L1 bzw. L2 und damit relativ zu den radial hierzu ausgerichteten Schubstangen 41 bzw. 42 verschoben werden, so dass sich unterschiedliche Positionen von Betätigungsmittel 43 bzw. 44 im Hinblick auf die zugeordnete Schubstange 41 bzw. 42 ergeben können. So ist beispielsweise in der 2 gut ersichtlich, dass das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 vor dem ersten Betätigungsmittel 43 positioniert ist, also im Wesentlichen mit ihm fluchtet, während das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 neben dem zweiten Betätigungsmittel 44 positioniert ist, also nicht mit ihm fluchtet. Obgleich das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 vor dem ersten Betätigungsmittel 43 positioniert ist, läuft das erste Betätigungsmittel 43 frei, da das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 weit genug von der ersten Schiebenockenwelle 1, insbesondere dem ersten Betätigungsmittel 43, entfernt ist. Das zweite Betätigungsmittel 44 läuft ebenfalls frei, da das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 neben dem zweiten Betätigungsmittel 44 angeordnet ist, obwohl das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 nah genug an der ersten Schiebenockenwelle 1 positioniert und grundsätzlich von dem zweiten Betätigungsmittel 44 betätigt werden könnte, wenn es mit ihm fluchten würde.
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Weitere Details der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus der Beschreibung eines Schaltvorganges. Ausgangspunkt ist die Situation gemäß 1 bis 3. Es ist selbstverständlich, dass sich die Nockenwellen während des Schaltvorganges drehen.
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Der Schaltvorgang wird nunmehr durch den Aktuator 3 eingeleitet und der Aktuatorpin des Aktuators 3 fährt in die Schaltkulisse des Schiebenockens 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 ein. In Folge dessen, wird der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 axial verschoben. Dieser Vorgang ist dem Fachmann hinreichend bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
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Gleichermaßen wird aber nunmehr das zweite Betätigungsmittel 44 vor dem ersten Ende 421 der zweiten Schubstange 42 positioniert, so dass die zweite Schubstange 42 betätigt und aus einer Position fern der zweiten Schiebenockenwelle 2, insbesondere fern der Schaltkulisse 223 der zweiten Schiebenockenwelle 2, in Richtung der zweiten Schiebenockenwelle 2 in eine Position nah der zweiten Schiebnockenwelle 2 verschoben wird.
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Dies wiederum hat zur Folge, dass das zweite Ende 422 der zweiten Schubstange 42 in die Schaltkulisse 223 des Schiebenockens 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 eintaucht und der Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 aus einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand axial verschoben wird.
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Die erste Schubstange 41 ist bevorzugt dergestalt mit der zweiten Schubstange 42 gekoppelt, dass eine axiale Bewegung der ersten Schubstange 41 eine entgegengesetzte axiale Bewegung der zweiten Schubstange 42 bzw. vice versa hervorruft. Mit anderen Worten, bewegt sich das erste Ende der ersten Schubstange 41 auf die erste Schiebenockenwelle 1 zu, bewegt sich das erste Ende der zweiten Schubstange 42 von der ersten Schiebenockenwelle 1 weg bzw. vice versa.
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Dies kann beispielsweise durch ein Kopplungsmittel 45, insbesondere einen Kopplungshebel, realisiert werden, das gelenkig mit beiden Schubstangen 41, 42 verbunden ist, und an einer Drehachse 451 zwischen den beiden Schubstangen angebracht ist, wobei die Drehachse 451 vorzugsweise senkrecht zu den Schubstangen 41, 42 bzw. deren Verschieberichtungen ausgerichtet ist.
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Insofern wird die erste Schubstange 41 durch das Kopplungsmittel 45 in die entgegengesetzte Richtung, also in Richtung der ersten Schiebenockenwelle 1 verschoben. Das erste Betätigungselement 43 ist jedoch nicht vor, sondern neben dem ersten Ende 411 der ersten Schubstange 41 positioniert, so dass die Schubstange 41 in diesem Zustand verbleibt, so lange nicht der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 wieder in den ersten Schaltzustand überführt wird.
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Würde der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 durch den Aktuator 3 wieder in den ersten Schaltzustand überführt, so würde das erste Betätigungsmittel 43 die erste Schubstange 41 betätigen und das zweite Ende 412 der ersten Schubstange 41 in die Schaltkulisse 223 des Schiebenockens 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 eintauchen und diesen ebenfalls wieder in den ersten Schaltzustand überführen.
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Gleichermaßen verschiebt das Kopplungsmittel 45 die zweite Schubstange 42 und die Schubstangen 41, 42 bzw. das Übertragungsmittel befindet sich wieder in einem Zustand wie in 2.
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Das Übertragungsmittel 4 kann darüber hinaus mit einem Rastmittel 46, beispielsweise in Form eines Feder-Kugel-Mechanismus, ausgestattet sein, welches die Schubstangen 41, 42, beispielsweise trotz Vibrationen der Brennkraftmaschine, in welchem der vorgeschlagene Schiebenockenwellenanordnung üblicherweise verbaut wird, lösbar in der vorbestimmten Position hält.
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Es ist ersichtlich, dass über das Übertragungsmittel 4 eine „Fernsteuerung“ der zweiten Schiebenockenwelle 2 durch die erste Schiebenockenwelle 1 erfolgen kann. Das Übertragungsmittel 4 ist derart ausgestaltet, dass es nur bei einem Wechsel des Schaltzustandes des Schiebenockens der ersten Schiebenockenwelle aktiviert wird und sich ansonsten in einem Zustand des Freilaufes befindet. Mit andern Worten, folgt der Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 durch das Übertragungsmittel 4 dem Schaltzustand des Schiebenockens 12 der ersten Schiebenockenwelle 1.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 6 bis 9 dargestellt. Das hier dargestellte Übertragungsmittel unterscheidet sich insbesondere darin, dass die Schubstangen als solches zweigeteilt, also Schubstangensegmente 41a und 41b, sowie Schubstangensegmente 42a und 42b vorgesehen sind, und jeweils an dem Kopplungsmittel angelenkt sind. Diese Ausführungsform ist vorzugsweise für die Ansteuerung axial unterschiedlich breiter Schaltkulissen vorgesehen, bei denen also auf den Schaltkulissen angeordnete Betätigungsmittel unterschiedliche axiale Abstände aufweisen. Es lässt sich hierfür über die Anlenkung an dem Kopplungsmittel eine Übersetzung generieren. Zudem können beispielsweise die der ersten Schiebenockenwelle 1 zugewandten Schubstangensegmente 41a und 42a weiter voneinander beabstandet werden, als die Schubstangensegmente 41b und 42b, so dass auch axial relativ weit auseinanderliegende Betätigungsmittel 43, 44 erreicht werden können.
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Die Bauform bzw. die Bauraumanforderungen der durch den Aktuator 3 angesteuerten Schaltkulisse 123 bestimmt im Wesentlichen den Abstand der Schubstangen 41, 42 zueinander und somit auch die axiale Lage und Breite der gegenüberliegenden Schaltkulisse 223. Die, auch als passive Schaltkulisse ansprechbare, Schaltkulisse 223 der zweiten Schiebenockenwelle 2 kann besonders einfach und platz- und gewichtssparend ausgestaltet werden, insbesondere entfallen Auswurframpen für einen Aktuatorpin eines entsprechend nicht vorhandenen Aktuators für diese Schaltkulisse 223.
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Zur weiteren Verdeutlichung der jeweiligen Bauraumanforderungen sollen die Beispiele aus den Abbildungen erneut aufgegriffen werden.
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So ist in den Abbildungen 1 bis 5 die Schaltung der Einlass- Auslassventile (nicht dargestellt) mittels zwei einzelner Schiebenocken 12, 22 und einem Aktuator 3 dargestellt. Aufgrund der Bauform der ersten Schaltkulisse können die Betätigungselemente für die zweite/passive Verschiebkulisse derart angeordnet werden, dass die Schubstangen ungeteilt und parallel zueinander, sowie senkrecht zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen ausgerichtet sind und so direkt mit der Schaltkulisse 223 der zweiten Schiebenockenwelle 2 interagieren können. Die Betätigungselemente an den beteiligten Schaltkulissen weisen vorzugsweise identische axiale Abstände auf.
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Ferner ist in den 6 bis 9 die Schaltung der Einlass- Auslassventile mittels zweier Doppelschiebenocken und einem Aktuator dargestellt. Statt Einzelschiebenocken sind hier beispielsweise Doppelschiebenocken verbaut, die in der Regel räumlich ausgedehntere Schaltkulissen für den Aktuator benötigen. Die Doppelschiebenocken zeichnen sich grundsätzlich dadurch aus, dass sie vier Nockenpakete und nur eine Schaltkulisse umfassen. Die jeweiligen Teilnocken der weiteren Nockenpakete sind entsprechend analog mit den Bezugszeichen 121', 122' bzw. 221', 222' gekennzeichnet. Die Schaltkulisse der zweiten Schiebenockenwelle, also die ferngesteuerte Schaltkulisse, benötigt jedoch weniger räumliche Ausdehnung, insbesondere in axialer Richtung, als die steuernde Schaltkulisse mit den Betätigungsmitteln auf der ersten Schiebenockenwelle. Im Wesentlichen sind die Schalkulissen also unterschiedlich breit. Hier kommt vorzugsweise das Übertragungsmittel mit einem Kopplungsmittel in Frage. Die Schubstangen sind geteilt und in unterschiedlicher Breite zueinander parallel sowie senkrecht zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen angeordnet. Das Kopplungsmittel fungiert als eine Art Übersetzungsgetriebe für die zweigeteilten Schubstangen. Das Rastmittel kann dabei auch an dem Kopplungsmittel zwischen den geteilten Schubstangen angeordnet sein.
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Darüber hinaus ist in den 10 und 11 eine Ausführungsform des Übertragungsmittels dargestellt, bei dem die Schubstangen zwar ungeteilt sind, jedoch nicht parallel zueinander verlaufen. Die Schubstangen sind schräg zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen angeordnet. Denkbar sind Winkel α der Schubstangen zueinander zwischen 45° und 90°, wobei vorzugsweise spitze Winkel zwischen 60° und 80° vorgesehen sind. Die Kontaktflächen der Schubstangenenden sind vorzugsweise formbearbeitet um Punktberührungen zu vermeiden - es sollen keine Spannungsspitzen auftreten. Auch diese Ausführungsform eignet sich, wie auch die Ausführungsform mit den geteilten und versetzten Schubstangen, vorzugsweise für Schaltkulissen mit unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung in axialer Richtung.
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12 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung dergestalt, dass nur ein Einlass- bzw. Auslassventil pro Zylinder (nicht dargestellt) geschalten wird. In dieser Ausgestaltung umfassen die Schiebenocken 12, 21 als Solches jeweils nur ein Nockenpaket 121, 221 welche mindestens zwei Teilnocken 121a, 221a und 121b, 221b mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweisen, sowie jeweils eine Schaltkulisse 123, 223.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016225049 A1 [0005]
