EP1500797A1

EP1500797A1 - Camshaft

Info

Publication number: EP1500797A1
Application number: EP03102263A
Authority: EP
Inventors: Michael Georg Figura; Torsten Kluge
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-01-26

Abstract

The camshaft has at least one cam with at least two mutually rotatable sub-cams (1,2), each with a profile with a profile region (7,8) with constant lift, whereby the constant lift is the same for the profile regions of all sub-cams of a cam. The sub-cams can be moved between a relative position in which the profile regions with constant lift are in line viewed in the axial direction of the camshaft and a relative position in which they are essentially adjacent.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwelle mit einem mindestens zwei Teilenocken umfassenden Nocken.The present invention relates to a camshaft having at least one two sub-cam comprehensive cam.

Aufgabe einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor ist es, das Öffnen und Schließen der Einlaß- und der Auslaßventile der Zylinder zu veranlassen. Dazu wirken die Nocken der Nockenwelle direkt oder indirekt auf Ventilstößel der Ventile ein, um diese gegen die Kraft von Ventilfedern zu öffnen. Die Öffnungsdauer der Ventile sowie ihr Ventilhub hängen dabei von der Form der Nocken ab. Außerdem hängen die Öffnungs- und Schließzeitpunkte verschiedener Ventile relativ zueinander von der relativen Anordnung der Nocken auf der Nockenwelle, insbesondere der an- und absteigenden Nockenflanken, ab. Je dichter bspw. die aufsteigenden Flanken von auf verschiedne Ventile einwirkenden Nocken auf der Nockenwelle in Umfangsrichtung aufeinander folgen, desto geringer ist die Zeitdauer, die zwischen dem Öffnen dieser Ventile vergeht.Task of a camshaft in an internal combustion engine is to open and closing the intake and exhaust valves of the cylinders cause. For this purpose, the cams of the camshaft act directly or indirectly on valve tappets of the valves to this against the force of valve springs to open. The opening time of the valves and their valve lift depend on the shape of the cams. In addition, the opening and hanging hang Closing times of different valves relative to each other from the relative Arrangement of the cam on the camshaft, in particular the on and descending cam flanks, from. The more dense, for example, the ascending Flanks of acting on different valves cam on the Camshaft follow each other in the circumferential direction, the lower is the Time that elapses between the opening of these valves.

Beim Betrieb eines Verbrennungsmotors ist es erwünscht, das Öffnen und Schließen der Einlaß- und der Auslaßventile variabel zu betreiben. Bei niedrigen Motordrehzahlen sollen die Ventile insbesondere nur für eine kurze Zeit geöffnet sein, und die Ventilüberschneidung zwischen Einlaß- und Auslaßventil, d. h. die Zeitspanne, in der sowohl das Einlaß- als auch das Auslaßventil geöffnet sind, soll klein gehalten werden. Dadurch kann das Drehmomentverhalten sowie der Kraftstoffverbrauch des Motors bei niedrigen Drehzahlen positiv beeinflußt werden. Bei hohen Drehzahlen ist es dagegen erwünscht, Einlaß- und Auslaßventile mit langen Öffnungszeiten und großer Ventilüberschneidung zu betreiben, um eine hohe Motorleistung erzielen zu können. When operating an internal combustion engine, it is desirable to open and Close the intake and exhaust valves operate variable. at low engine speeds are the valves in particular only for a short Be open, and the valve overlap between inlet and outlet Exhaust valve, d. H. the time span in which both the intake and the Outlet valve are open, should be kept small. This can do that Torque behavior and the fuel consumption of the engine at low speeds are positively influenced. At high speeds it is on the other hand desirable, intake and exhaust valves with long opening times and large valve overlap to operate at high engine power to achieve.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ansätze bekannt, das Öffnen und Schließen von Ventilen mittels variabler Nocken zu variieren.From the prior art, various approaches are known, the opening and closing valves by means of variable cams to vary.

Um eine Variation des Öffnens und Schließens der Einlaß- und der Auslaßventile zu ermöglichen, ist in DE 42 28 796 A1 vorgeschlagen, eine Nockenwelle mit einem fest verbundnen und einem zuschaltbaren Nocken auszustatten, wobei der zuschaltbare Nocken einen gegenüber dem fest verbundenen Nocken anderen Profilverlauf besitzt.To a variation of the opening and closing of the inlet and To allow exhaust valves is proposed in DE 42 28 796 A1, a Camshaft with a fixed and a connectable cam equip, wherein the switchable cam one against the fixed connected cam has different profile profile.

In EP 0 313 624 ist vorgeschlagen, das Öffnen und Schließen von Ventilen durch Variation der Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Schaftes zu beeinflussen.In EP 0 313 624 it is proposed to open and close valves by varying the angular velocity of the rotating shaft influence.

Die DE 100 30 904 beschreibt eine Nockenwelle mit einer axialen Bohrung, in der eine zweite Welle angeordnet ist. Mittels einer Drehbewegung der zweiten Welle läßt sich der Hub einer Nocke der Nockenwelle gezielt verstellen. Gleichzeitig mit dem Verstellen des Hubs kann die Öffnungsdauer des Ventils beeinflußt werden.DE 100 30 904 describes a camshaft with an axial bore, in which a second shaft is arranged. By means of a rotational movement of second wave can be the stroke of a cam of the camshaft targeted adjust. Simultaneously with the adjustment of the stroke, the opening duration of the valve.

Aus DE 29 30 266 A1 ist eine Nockenwelle mit einer Welle und einer die Welle umgebenden konzentrischen Hohlwelle beschrieben. Mit der Welle und der Hohlwelle können Nockenteile drehfest verbunden sein, so daß sie insgesamt einen Nocken mit durch Relativdrehung der beiden konzentrischen Wellen veränderbarer Breite bilden. Eine ähnliche Vorrichtung ist in EPO 596 860 A2 beschrieben.From DE 29 30 266 A1 discloses a camshaft with a shaft and a Shaft surrounding concentric hollow shaft described. With the wave and the hollow shaft cam parts can be rotatably connected so that they Overall, a cam with by relative rotation of the two form concentric waves of variable width. A similar device is described in EPO 596 860 A2.

Gegenüber dem zitierten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine alternative Nockenwelle, mit der sich das Öffnen und Schließen der Ventile beeinflussen läßt, zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch eine Nockenwelle nach Anspruch 1 und eine Nockenwelle nach Anspruch 6 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung. Compared to the cited prior art, the object of the present invention, an alternative camshaft, with which the Opening and closing of the valves can be made available to provide. This object is achieved by a camshaft according to claim 1 and a Camshaft solved according to claim 6. The dependent claims contain advantageous embodiments of the present invention.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weisen in einer Nockenwelle mit mindestens einem Nocken, der mindestens zwei gegeneinander verdrehbare Teilenocken umfaßt, die Teilnocken eines Nockens jeweils ein Profil auf, das einen Profilbereich mit einem konstanten Hub umfaßt, wobei der konstante Hub für die Profilbereiche aller Teilnocken eines Nockens gleich ist und insbesondere dem maximalen Hub entsprechen kann. Die Verdrehbarkeit der Teilnocken gegeneinander sowie die Anordnung der Teilnocken auf der Nockenwelle sind derart ausgestaltet, daß sich die Teilnocken eines Nockens zwischen einer relativen Stellung, in der die Profilbereiche mit konstantem Hub in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen hintereinander angeordnet sind, und einer relativen Stellung, in der die Profilbereiche mit konstantem Hub in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen im Wesentlichen nebeneinander angeordnet sind, bewegen lassen.According to a first aspect of the invention have in a camshaft with at least one cam, the at least two mutually rotatable Part cam includes, the partial cam of a cam in each case a profile, the a profile range with a constant stroke, wherein the constant Hub for the profile areas of all partial cams of a cam is the same and especially the maximum stroke can correspond. The twistability the partial cam against each other and the arrangement of the partial cams on the Camshaft are designed such that the partial cam of a cam between a relative position in which the profile areas with constant Stroke seen in the axial direction of the camshaft arranged one behind the other are, and a relative position in which the profile areas with constant Stroke seen in the axial direction of the camshaft substantially are arranged next to each other, let move.

Die erfindungsgemäße Nockenwelle ermöglicht es, die Öffnungsdauer der Ventile, d. h. den Zeitpunkt des Öffnens und/oder des Schließens, sowie die Dauer der Ventilüberschneidung bei konstantem Hub zu beeinflussen. Wenn eine lange Öffnungsdauer gewünscht ist, werden die Teilnocken in die Stellung zueinander gebracht, in der die Profilbereiche mit konstantem Hub in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen nebeneinander liegen. Dadurch läßt sich die Wirkung eines "breiten" oder "steileren", d. h. in Umfangsrichtung ausgedehnten Nockens erzielen. Das "Verbreitern" der Nocken führt zudem zu einer größeren Überschneidung von Einlaß- und Auslaßventil.The camshaft according to the invention makes it possible to open the duration of the Valves, d. H. the time of opening and / or closing, as well as the Duration of valve overlap to be influenced at constant stroke. If a long opening period is desired, the partial cams in the Position brought to each other, in the profile areas with constant stroke lie side by side in the axial direction of the camshaft. Thereby can the effect of a "broad" or "steeper" d. H. in Achieve circumferential direction of extended cam. The "widening" of the Cam also leads to a greater overlap of intake and Exhaust valve.

Wenn dagegen eine kurze Öffnungsdauer gewünscht ist, werden die Teilnocken in die Stellung zueinander gebracht, in der die Profilbereiche mit konstantem Hub in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen im Wesentlichen hintereinander angeordnet sind. Dadurch läßt sich die Wirkung eines "schmalen", d. h. in Umfangsrichtung eng begrenzten Nockens erzielen. If, however, a short opening time is desired, the Part cam in the position brought to each other, in the profile areas with constant stroke seen in the axial direction of the camshaft substantially arranged one behind the other. This can be the effect of a "narrow", d. H. achieve circumferentially narrow cam.

Darüber hinaus sind auch alle Zwischenstellungen möglich, so daß ein kontinuierliches Einstellen der Öffnungsdauer und der Ventilüberschneidung zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert möglich ist. In allen Stellungen ermöglicht dabei der konstante gleiche Hub der Profilbereiche der Teilnocken eine ruckfreie Bewegung des Ventilstößels. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Nockenwelle erlaubt das freie Einstellen der Öffnungsdauer im dem vorgesehenen Einstellungsbereich, wobei der maximale Ventilhub konstant gehalten wird. Die dynamische Qualität des Ventiltriebes von Einzelventilen wird dabei gegenüber Nockenwellen mit einstückig ausgebildeten Nocken nicht verändert, da oszillierende Teile wie etwa die Ventile, die Ventilstößel, die Federn usw. unverändert beibehalten werden können. Im Vergleich zu anderen variablen Zeitsteuerungen für die Ventile wird die maximal mögliche Arbeitsgeschwindigkeit des Ventiltriebes nicht verringert.In addition, all intermediate positions are possible, so that a Continuous adjustment of opening duration and valve overlap between a maximum and a minimum value is possible. In all Positions allows the same constant stroke of the profile areas of Part cam a smooth movement of the valve lifter. In other words, the camshaft according to the invention allows the free setting of the Opening duration in the intended setting range, the maximum valve lift is kept constant. The dynamic quality of the Valve drive of individual valves is compared to camshafts with integral cam not changed, since oscillating parts like about the valves, the valve lifters, the springs, etc. kept unchanged can be. Compared to other variable timings for the Valves become the maximum possible working speed of the valve train not reduced.

Der konstante gleiche Hub der Profilbereiche der Teilnocken eines Nockens läßt sich in konstruktiv einfacher Wiese dadurch verwirklichen, daß die Teilnocken eine gemeinsame Drehachse besitzen, um die das gegeneinander Verdrehen erfolgt, und daß die Profilbereiche mit konstantem Hub einen konstanten Radius bezogen auf die gemeinsame Drehachse besitzen.The constant same stroke of the profile areas of the partial cams of a cam can be realized in a structurally simple way by the fact that the Partial cams have a common axis of rotation to the one against the other Twisting takes place, and that the profile areas with constant stroke have a constant radius with respect to the common axis of rotation.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle umfaßt diese mindestens eine Hohlwelle sowie eine im Inneren der mindestens einen Hohlwelle angeordnete Innenwelle. Dabei ist jeder Teilnocken mit einer der Wellen fest verbunden, und die mindestens eine Hohlwelle und die Innenwelle sind gegeneinander verdrehbar. In dieser Ausgestaltung lassen sich die Teilnocken, und damit die "Breite" des von den Teilnocken gebildeten Nockens, durch gezieltes gegeneinander Verdrehen von Hohlund der Innenwelle relativ zueinander einstellen.In one embodiment of the camshaft according to the invention this includes at least one hollow shaft and one inside the at least one Hollow shaft arranged inner shaft. Each partial cam is with one of the Firmly connected waves, and the at least one hollow shaft and the Inner shaft can be rotated against each other. Leave in this embodiment the partial cams, and thus the "width" of the partial cams cam formed by targeted against each other twisting hollow and adjust the inner shaft relative to each other.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle weisen in den Teilnocken eines Nockens die Profilbereiche mit konstantem Hub jeweils mindestens einen, in die Umfangsrichtung der Nockenwelle vorspringenden Profilvorsprung auf. Die Profilvorsprünge der Teilnocken sind dabei derart aufeinander abgestimmt, daß sie in der Stellung, in der die Profilbereiche mit konstantem Hub in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen hintereinander liegen, ineinander greifen.In a further embodiment of the camshaft according to the invention have in the partial cams of a cam, the profile areas with constant Hub each at least one, in the circumferential direction of the camshaft projecting profile tab on. The profile projections of the partial cams are in such a way matched to each other that they in the position in which the Profile areas seen with constant stroke in the axial direction of the camshaft lie one behind the other, interlock.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt eine erfindungsgemäße Nockenwelle mit einem mindestens zwei Teilnocken umfassenden Nocken mindestens eine Hohlwelle und eine im Inneren der mindestens einen Hohlwelle angeordnete Innenwelle, wobei jeder Teilnocken mit einer der Wellen fest verbunden ist und wobei die mindestens eine Hohlwelle und die Innenwelle und damit die Teilnocken gegeneinander verdrehbar sind. Die Nockenwelle gemäß diesem Aspekt der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Hohlwelle und die Innenwelle in Axialrichtung gegeneinander verschiebbar sind, und daß die Teilnocken derart ausgestaltet und an den Wellen befestigt sind, daß ein axiales Verschieben der Hohlwelle und der Innenwelle gegeneinander ein Verdrehen der Wellen und damit der Teilnocken gegeneinander verursacht.According to a second aspect of the invention, an inventive Camshaft with a cam comprising at least two sub-cams at least one hollow shaft and one inside the at least one Hollow shaft arranged inside shaft, whereby each partial cam with one of the Waves is firmly connected and wherein the at least one hollow shaft and the Inner shaft and thus the partial cams are rotated against each other. The Camshaft according to this aspect of the invention is characterized from that the hollow shaft and the inner shaft in the axial direction against each other are displaceable, and that the partial cams designed and to the Shafts are fixed, that an axial displacement of the hollow shaft and the Inner shaft against each other a twisting of the waves and thus the Part cam caused against each other.

In einer gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgestalteten Nockenwelle läßt sich die Stellung der Teilnocken durch ein gezieltes axiales Verschieben von Hohl- und Innenwelle relativ zueinander beeinflussen. Im Gegensatz dazu findet im Stand der Technik ein Rotationsantrieb, bspw. eine Struktur mit variabler Zeitsteuerung der Nockenwelle (Variable Camshaft Timing, VCT), zum Einstellen der Phasenbeziehung, d.h. der relativen Verdrehung, von Hohl- und Innenwelle gegeneinander, Verwendung. Ein derartiger Antrieb rotiert üblicherweise zusammen mit der Nockenwelle. Das Anbringen eines mit der Nockenwelle rotierenden Antriebes macht jedoch größere und kostspielige Änderungen im Kopfbereich des Motors bzw. im Zylinderkopf nötig. In der gemäß dem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagenen Ausgestaltung der Nockenwelle kann dagegen ein translatorischer Antrieb zum Verstellen der Nocken Verwendung finden, der nicht mit der Nockenwelle zu rotieren braucht. Die beschriebene Nockenwelle kann zusammen mit dem translatorischen Antrieb in den meisten Verbrennungsmotoren Verwendung finden, ohne daß größere Änderungen im Kopfbereich des Motors nötig sind. Diese Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung eignet sich insbesondere auch für Nockenwellen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.In a designed according to the second aspect of the invention Camshaft can be the position of the part cam by a targeted axial Move the hollow and inner shaft relative to each other influence. in the In contrast, in the prior art, a rotary drive, for example, a Variable timing camshaft structure (Variable Camshaft Timing, VCT), to adjust the phase relationship, i. the relative Twist, of hollow and inner shaft against each other, use. One Such drive usually rotates together with the camshaft. The Attaching a rotating with the camshaft drive makes however major and costly changes in the head area of the engine or in the Cylinder head needed. In the according to the further aspect of the invention proposed embodiment of the camshaft, however, a translational drive for adjusting the cam find use, the does not need to rotate with the camshaft. The described Camshaft can be used together with the translatory drive in the Most internal combustion engines find use without larger Changes in the head area of the engine are necessary. This embodiment according to the second aspect of the invention is particularly suitable for Camshafts according to the first aspect of the invention.

Um das lineare gegeneinander Verschieben von Hohl- und Innenwelle in die Verdrehung der Nocken umzuwandeln, weisen die Teilnocken eines Nockens in einer vorteilhaften Weiterbildung des zweiten Aspekts der Erfindung jeweils eine Kontaktfläche zum Kontakt mit einem anderen Teilnocken des Nockens auf und sind derart an den Wellen angeordnet, daß die Kontaktflächen der Teilnocken miteinander in Gleitkontakt stehen. Dabei weisen die Kontaktflächen eine Form auf, die derart ausgestaltet ist, daß sie bei einem axialen Verschieben der Hohlwelle und der Innenwelle gegeneinander ein gegeneinander Verdrehen der Teilnocken verursachen. Insbesondere geeignet ist bspw. eine helixförmige Ausbildung der Kontaktflächen.To the linear against each other moving hollow and inner shaft in the Rotate the cam to convert, have the part of a cam Cam in an advantageous development of the second aspect of the Invention each have a contact surface for contact with another Part cam of the cam and are arranged on the waves that the contact surfaces of the partial cams are in sliding contact with each other. there the contact surfaces have a shape which is designed such that they in an axial displacement of the hollow shaft and the inner shaft against each other cause a twisting of the partial cams against each other. Especially is suitable, for example, a helical formation of the contact surfaces.

In einer weiteren Ausgestaltung des zweiten Aspektes der Erfindung kann die Hohlwelle zum Durchtritt des an der Innenwelle befestigten Teilnockens oder eines den Teilnocken an der Innenwelle befestigenden Befestigungselementes ein helixförmiges Langloch aufweisen, welches insbesondere als Führung des an der Innenwelle befestigten Teilnockens dienen kann.In a further embodiment of the second aspect of the invention the hollow shaft for the passage of the attached to the inner shaft part cam or a fastening element which fixes the partial cam to the inner shaft have a helical slot, which in particular as Guiding the attached to the inner shaft part cam can serve.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.

Fig. 1: zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Nockenwelle in einer ersten Stellung in Draufsicht.
Fig. 2: zeigt das erste Ausführungsbeispiel in der ersten Stellung in einem Schnitt durch die Nockenwelle.
Fig. 3: zeigt das erste Ausführungsbeispiel in einer zweiten Stellung in Draufsicht.
Fig. 4: zeigt das erste Ausführungsbeispiel in der zweiten Stellung in einem Schnitt durch die Nockenwelle.
Fig. 5: zeigt Hubkurven für einen Nocken der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Nockenwelle.
Fig. 6: zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Nockenwelle in einer ersten Stellung in Draufsicht.
Fig. 7: zeigt das zweite Ausführungsbeispiel in der ersten Stellung in einem Schnitt durch die Nockenwelle.
Fig. 8: zeigt das zweite Ausführungsbeispiel in einer zweiten Stellung in Draufsicht.
Fig. 9: zeigt das zweite Ausführungsbeispiel in der zweiten Stellung in einem Schnitt durch die Nockenwelle.

Further features, characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1: shows a first embodiment of the camshaft according to the invention in a first position in plan view.
Fig. 2: shows the first embodiment in the first position in a section through the camshaft.
Fig. 3: shows the first embodiment in a second position in plan view.
Fig. 4: shows the first embodiment in the second position in a section through the camshaft.
Fig. 5: shows lifting curves for a cam of the camshaft shown in Figures 1 to 4.
Fig. 6: shows a second embodiment of the camshaft according to the invention in a first position in plan view.
Fig. 7: shows the second embodiment in the first position in a section through the camshaft.
Fig. 8: shows the second embodiment in a second position in plan view.
Fig. 9: shows the second embodiment in the second position in a section through the camshaft.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Nockenwelle, die eine Hohlwelle 3 und eine im Inneren der Hohlwelle 3 angeordnete Innenwelle 4 umfaßt und die einen Nocken mit zwei gegeneinander verschwenkbaren Teilnocken 1, 2 aufweist. Der eine Teilnocken 1 ist mit der Hohlwelle 3 und der andere Teilnocken 2 mit der Innenwelle 4 fest verbunden, wobei der mit der Innenwelle 4 verbundene Teilnocken 2 oder ein den Teilnocken 2 mit der Innenwelle 4 fest verbindendes Befestigungselement durch eine Aussparung in der Umfangswand der Hohlwelle 3 hindurch tritt. Statt mit den Wellen fest verbunden zu sein, können die Teilnocken alternativ auch einstückig mit den Wellen ausgebildet sein. Figures 1 to 4 show a first embodiment of the invention Camshaft, which has a hollow shaft 3 and one inside the Hollow shaft 3 arranged inner shaft 4 includes and a cam with two having mutually pivotable part cam 1, 2. The one Part cam 1 is connected to the hollow shaft 3 and the other part cam 2 with the Internal shaft 4 firmly connected, wherein the connected to the inner shaft 4 Part cam 2 or a part cam 2 with the inner shaft 4 fixed connecting fastener through a recess in the Circumferential wall of the hollow shaft 3 passes. Instead of stuck with the waves Alternatively, the partial cams can also be integral with the Be formed waves.

Hohlwelle 3 und Innenwelle 4 können mittels eines in den Figuren nicht dargestellten Rotationsantriebes, um eine gemeinsame Längsachse A gegeneinander verdreht werden. Das Verdrehen von Hohlwelle 3 und Innenwelle 4 um einen bestimmten Winkel führt dabei zu einem Verschwenken der beiden Teilnocken 1, 2 um diesen Winkel. In den Figuren 1 und 3 ist die Nockenwelle in Draufsicht für zwei verschiedene Schwenkpositionen der Teilnocken 1, 2 gezeigt, wohingegen sie in den Figuren 2 und 4 für dieselben Schwenkpositionen in einem Schnitt senkrecht zur Längsachse der Nockenwelle gezeigt sind.Hollow shaft 3 and inner shaft 4 can not by means of a in the figures shown rotary drive, about a common longitudinal axis A. be twisted against each other. The twisting of hollow shaft 3 and Inner shaft 4 by a certain angle leads to a Swiveling the two partial cams 1, 2 by this angle. In the figures 1 and 3 is the camshaft in plan view for two different pivot positions the partial cam 1, 2 shown, whereas in Figures 2 and 4 for the same pivotal positions in a section perpendicular to Longitudinal axis of the camshaft are shown.

Der eine Teilnocken 1 stellt den das Öffnen eines Ventils ermöglichenden Öffnungsabschnitt des aus den beiden Teilnocken gebildeten Nockens dar und der andere Teilnocken 2 dessen das Schließen des Ventils ermöglichenden Schließabschnitt. Die beiden Teilnocken werden daher im Folgenden als Öffnungsnocken 1 und Schließnocken 2 bezeichnet. Der Öffnungsnocken 1 weist ein Nockenprofil mit einer ansteigenden Flanke 5, der Schließnocken 2 ein Nockenprofil mit einer absteigenden Flanke 6 auf. Die Nockenprofile der beiden Teilnocken besitzen außerdem jeweils einen sich an die ansteigende bzw. absteigende Flanke anschließenden Profilabschnitt 7, 8, dessen Profilfläche einem Ausschnitt aus der Mantelfläche eines Zylinders mit einer mit der Längsachse A der Nockenwelle zusammenfallenden Zylinderachse entspricht. In Umfangsrichtung der Nockenwelle entspricht diese Profilfläche daher einem Kreisausschnitt des Winkels α₂ mit einem konstanten Radius und der Längsachse A der Nockenwelle als Mittelpunkt (siehe Fig. 2). Der konstante Radius, der einen konstanten Hub repräsentiert, und der Winkel α₂ des Kreisausschnittes sind bei beiden Teilnocken 1, 2 des Nockens gleich.The one part cam 1 represents the opening of a valve enabling opening portion of the cam formed from the two part cam and the other part cam 2 whose closing the valve enabling closing section. The two partial cams are therefore referred to below as the opening cam 1 and 2 closing cam. The opening cam 1 has a cam profile with a rising edge 5, the closing cam 2 has a cam profile with a descending edge 6. The cam profiles of the two partial cams also each have a subsequent to the rising or falling edge profile section 7, 8, the profile surface corresponds to a section of the lateral surface of a cylinder with a coincident with the longitudinal axis A of the camshaft cylinder axis. In the circumferential direction of the camshaft, this profile surface therefore corresponds to a circular section of the angle α ₂ with a constant radius and the longitudinal axis A of the camshaft as the center (see FIG. 2). The constant radius, which represents a constant stroke, and the angle α _{2 of} the circular section are the same for both partial cams 1, 2 of the cam.

Im Ausführungsbeispiel weisen die Teilnocken 1, 2 in Axialrichtung, d.h. in Richtung der Längsachse A, eine dreiteilige Struktur auf. Der Öffnungsnocken 1 weist eine in Axialrichtung mittig angeordnete und sich in Umfangsrichtung der Nockenwelle über den gesamten Kreisausschnitt α₂ des Profilabschnittes 7 erstreckende Ausnehmung 9 auf. Die Ausnehmung erstreckt sich in Axialrichtung etwa über ein Drittel des Öffnungsnockens 1. Anders gesagt, weist das Profil des Öffnungsnockens 1 an dessen axialen Enden jeweils einen Profilvorsprung auf, wobei der Bereich zwischen den Profilvorsprüngen die Ausnehmung bildet. Der Schließnocken 2 weist hingegen zwei sich in Umfangsrichtung über den gesamten Kreisausschnitt α₂ des Profilabschnittes 8 erstreckende Ausnehmungen 11 auf, die an den beiden axialen Enden des Schließnockens 8 angeordnet sind und sich jeweils über ca. ein Drittel seiner axialen Länge erstrecken, so das der Profilabschnitt 8 tatsächlich lediglich aus dem vorspringenden Mitteldrittel des Schließnockens 2 besteht. Mit anderen Worten: Das Profil des Schließnockens 2 weist einen in Axialrichtung des Nockens mittig angeordneten Profilvorsprung auf, der den Profilabschnitt 8 bildet.In the exemplary embodiment, the partial cams 1, 2 in the axial direction, ie in the direction of the longitudinal axis A, a three-part structure. The opening cam 1 has a centrally arranged in the axial direction and in the circumferential direction of the cam shaft over the entire circular section α _{2 of} the profile section 7 extending recess 9. The recess extends in the axial direction approximately over a third of the opening cam 1. Stated another way, the profile of the opening cam 1 at its axial ends in each case a profile projection, wherein the area between the profile projections forms the recess. The closing cam 2, however, has two circumferentially over the entire circular section α _{2 of} the profile section 8 extending recesses 11, which are arranged at the two axial ends of the closing cam 8 and extend over approximately one third of its axial length, so that the Profile section 8 actually consists only of the projecting middle third of the closing cam 2. In other words, the profile of the closing cam 2 has a profile projection which is arranged centrally in the axial direction of the cam and forms the profile section 8.

In der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Schwenkstellung von Öffnungs- und Schließnocken 1, 2 sind Öffnungs- und Schließnocken 1,2 derart relativ zueinander angeordnet, daß das zahnartig vorspringende Mitteldrittel des Schließnockens 2 vollständig in die Ausnehmung 9 des Öffnungsnockens 1 eingreift, so daß sich die Profilabschnitte 7, 8 in Richtung der Längsachse A gesehen hintereinander befinden. Der aus Öffnungs- und Schließnocken 1, 2 gebildete Nocken besitzt dann einen Profilabschnitt, dessen Profilfläche in Umfangsrichtung einem Kreisausschnitt des Winkels α₂ mit einem konstanten Radius und einem auf der Längsachse A der Nockenwelle gelegenen Mittelpunkt entspricht.In the pivot position of opening and closing cams 1, 2 shown in FIGS. 1 and 2, opening and closing cams 1, 2 are arranged relative to one another such that the tooth-like projecting middle third of the closing cam 2 engages completely in the recess 9 of the opening cam 1, then in that the profile sections 7, 8 are located one behind the other in the direction of the longitudinal axis A. The cam formed from the opening and closing cams 1, 2 then has a profile section whose profile surface in the circumferential direction corresponds to a circular section of the angle α ₂ with a constant radius and a center located on the longitudinal axis A of the camshaft.

In der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Schwenkstellung von Öffnungsund Schließnocken 1, 2 sind diese hingegen derart relativ zueinander angeordnet, daß das zahnartig vorspringende Mitteldrittel des Schließnockens 2 nur sehr wenig in die Ausnehmung 9 des Öffnungsnockens 1 eingreift, so daß sich eine in Umfangsrichtung der Nockenwelle auseinandergezogene Anordnung der Profilabschnitte 7, 8 ergibt. Der aus Öffnungs- und Schließnocken 1, 2 gebildete Nocken besitzt dann einen Profilabschnitt, dessen Profilfläche in Umfangsrichtung einem Kreisausschnitt des Winkels α₁ mit einem konstanten Radius und einem auf der Längsachse A der Nockenwelle gelegenen Mittelpunkt entspricht. Der Winkel α₁ ist dabei etwa doppelt so groß wie der Winkel α₂.In the illustrated in Figures 3 and 4 pivoting position of Öffnungsund closing cam 1, 2, however, they are arranged relative to each other so that the tooth-like projecting middle third of the closing cam 2 engages only very little in the recess 9 of the opening cam 1, so that one in the circumferential direction the camshaft exploded arrangement of the profile sections 7, 8 results. The cam formed from the opening and closing cams 1, 2 then has a profile section whose profile surface in the circumferential direction corresponds to a circular section of the angle α ₁ with a constant radius and a center located on the longitudinal axis A of the camshaft. The angle α ₁ is about twice as large as the angle α ₂ .

Die beiden in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Schwenkstellungen stellen die beiden extremen Schwenkstellungen der Teilnocken 1, 2 zueinander dar. Sie können aber auch alle dazwischenliegenden Schwenkstellungen einnehmen, so daß der Winkel α des aus Öffnungs- und Schließnocken 1, 2 gebildete Nockens jeden Wert zwischen α₁ und α₂ annehmen kann.The two pivot positions shown in Figures 1 to 4 represent the two extreme pivot positions of the sub-cam 1, 2 to each other. But you can also take all intermediate pivot positions, so that the angle α of the cam formed from opening and closing cam 1, 2 each value between α ₁ and α ₂ can assume.

Der Profilabschnitt, dessen Profilfläche in Umfangsrichtung der Nockenwelle einen Kreisausschnitt mit einem konstanten Radius darstellt, entspricht einem konstanten maximalen Hub, wobei der Winkel α bei konstanter Drehgeschwindigkeit der Nockenwelle die Dauer des maximalen Hubs festlegt. Durch das Variieren des Winkels α im Bereich zwischen α₁ und α₂ kann daher die Dauer des maximalen Hubs eingestellt werden. Die Hubkurven eines Nockens sowie die Winkelbereichereiche des maximalen Hubs während einer Umdrehung der Nockenwelle sind für die Grenzfälle α₁ und α₂ in Fig. 5 dargestellt. Dabei stellt die äußere Kurve die Hubkurve für den Fall α = α₁ und die Innere Kurve die Hubkurve für den Fall α = α₂ dar.The profile section, the profile surface in the circumferential direction of the camshaft is a circular section with a constant radius corresponds to a constant maximum stroke, wherein the angle α defines the duration of the maximum stroke at a constant rotational speed of the camshaft. By varying the angle α in the range between α ₁ and α ₂ , therefore, the duration of the maximum stroke can be set. The lift curves of a cam and the Winkelbereichereiche the maximum stroke during one revolution of the camshaft are shown for the limiting cases α ₁ and α ₂ in Fig. 5. In this case, the outer curve represents the lift curve for the case α = α ₁ and the inner curve represents the lift curve for the case α = α ₂ .

Da sich die Profile des Nockens, der ein Einlaßventil betätigt, und eines Nockens, der ein Auslaßventil betätigt, in Umfangsrichtung der Nockenwelle überschneiden, kann durch Verändern des Winkels α mindestens eines der beiden Nocken auch die Zeitdauer, in der das Offensein des Einlaßventils und des Auslaßventils überschneidet, variiert werden.Since the profiles of the cam, which operates an intake valve, and a Cam, which actuates an exhaust valve, in the circumferential direction of the camshaft can overlap, by changing the angle α at least one of both cams also the period of time in which the offense of the intake valve and the exhaust valve overlap.

Zwar ist sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Profilflächen der Teilnocken, die in Umfangsrichtung einem Kreisausschnitt mit einem konstanten Radius entsprechen, derart ausgebildet, daß ein Vorsprung in eine Ausnehmung eingreifen kann, jedoch kann die Zahl der Vorsprünge und Ausnehmungen auch höher oder niedriger als im dargestellten Ausführungsbeispiel sein. So kann bspw. jeder Teilnocken eine sich über die Hälfte seiner axialen Länge erstreckende Bucht und einen sich über die andere Hälfte seiner axialen Länge erstreckenden Vorsprung aufweisen, wobei die Buchten und Vorsprünge von Teilnocken eines Nockens derart aufeinander abgestimmt sind, daß sie ineinander greifen können. Auch brauchen die Vorsprünge und Ausnehmungen nicht rechteckig ausgebildet zu sein, sondern können auch andere geometrischen Formen aufweisen, bspw. Dreiecke oder Halbkugeln.Although in the present embodiment, the profile surfaces of Partial cams, which in the circumferential direction a circle cutout with a Constant radius correspond, designed such that a projection in a recess can intervene, however, the number of projections and Recesses also higher or lower than in the illustrated embodiment be. For example, each partial cam can be over half of its own axial length extending bay and one over the other half having its axial length extending projection, wherein the bays and projections of partial cams of a cam so matched are that they can mesh. Also need the projections and recesses not to be rectangular, but can also have other geometric shapes, such as triangles or Hemispheres.

Die Figuren 6 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Nockenwelle. Die Nockenwelle umfaßt wiederum eine Hohlwelle 30 und eine im Inneren der Hohlwelle 30 angeordnete Innenwelle 40 und weist zwei gegeneinander verschwenkbare Teilnocken 10, 20 auf, die zusammen einen Nocken bilden. Die Innenwelle 40 ist gegenüber der Hohlwelle 30 sowohl drehbar als auch verschiebbar gelagert. Die Innenwelle 40 ist mit einem translatorischen Antrieb verbunden, mit dessen Hilfe die Innenwelle 30 gegenüber der Hohlwelle 40 zu verschieben ist. Als translatorischer Antrieb können alle gängigen Arten von translatorischen Antrieben, bspw. pneumatische oder hydraulische Stellzylinder oder Stellzylinderpaare, elektrische Servomotoren, künstliche Muskeln oder ähnliches, Verwendung finden. Als Antrieb für das Zurückbewegen der Innenwelle in die Ausgangsposition können darüber hinaus Federelemente zur Anwendung kommen.Figures 6 to 9 show a second embodiment of the Camshaft according to the invention. The camshaft again comprises a Hollow shaft 30 and disposed inside the hollow shaft 30 inner shaft 40 and has two mutually pivotable part cam 10, 20, the together form a cam. The inner shaft 40 is opposite to the Hollow shaft 30 mounted both rotatable and displaceable. The inner shaft 40 is connected to a translational drive, with the help of the Inner shaft 30 is to be moved relative to the hollow shaft 40. When translatory drive can be all common types of translational Drives, eg. Pneumatic or hydraulic actuating cylinder or Stellzylinderpaare, electric servomotors, artificial muscles or similar, find use. As a drive for moving back the Inner shaft to the starting position can also spring elements come into use.

Wie im ersten Ausführungsbeispiel stellt der eine Teilnocken 10 den das Öffnen eines Ventils ermöglichenden Öffnungsabschnitt des aus den beiden Teilnocken gebildeten Nockens und der andere Teilnocken 20 dessen Schließabschnitt dar. Die beiden Teilnocken 10, 20 werden daher wieder als Öffnungsnocken 10 und Schließnocken 20 bezeichnet. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Schließnocken 20 im zweiten Ausführungsbeispiel nicht mit der Innenwelle 40 sondern mit der Hohlwelle 30 fest verbunden oder mit dieser einstückig ausgebildet. Entsprechend ist im zweiten Ausführungsbeispiel der Öffnungsnocken 10 mit der Innenwelle 40 fest verbundnen oder einstückig ausgebildet. Alternativ könnte jedoch auch wie im ersten Ausführungsbeispiel der Schließnocken 20 an der Innenwelle 40 und der Öffnungsnocken 10 an der Holwelle 30 angeordnet sein.As in the first embodiment of a partial cam 10 is the Opening a valve enabling opening portion of the two Part cam formed cam and the other part cam 20 of the Closing section. The two partial cams 10, 20 are therefore again as Opening cam 10 and closing cam 20 denotes. In contrast to first embodiment is the closing cam 20 in the second embodiment not with the inner shaft 40 but with the hollow shaft 30th firmly connected or integrally formed with this. Corresponding is in the second embodiment of the opening cam 10 with the inner shaft 40th firmly connected or formed in one piece. Alternatively, however, could also as in the first embodiment, the closing cam 20 on the inner shaft 40 and the opening cam 10 may be arranged on the hollow shaft 30.

Die Hohlwelle 30 weist in dem Bereich, in dem der Schließnocken 20 an der Innenwelle 40 befestigt ist, eine Aussparung 32 auf, durch die der Öffnungsnocken 10 oder ein Befestigungselement, mit dem er an der Innenwelle 40 befestigt ist, durch die Wand der Hohlwelle 30 hindurch tritt. Die Ausdehnung der Aussparung sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung der Nockenwelle ist größer als die Ausdehnung des durch sie hindurchtretenden Nockenabschnitts bzw. Befestigungselementes, so daß sie ein Bewegen des Nockens sowohl in Axial- als auch in Umfangsrichtung der Hohlwelle 30 ermöglicht.The hollow shaft 30 has in the region in which the lock cam 20 at the Inner shaft 40 is fixed, a recess 32 through which the Opening cam 10 or a fastener, with which he at the Inner shaft 40 is fixed, passes through the wall of the hollow shaft 30 therethrough. The extent of the recess both in the axial direction and in Circumferential direction of the camshaft is greater than the extent of through they pass through cam portion or fastener, so in that it moves the cam in both axial and circumferential directions the hollow shaft 30 allows.

Öffnungs- und Schließnocken 10, 20 weisen im Umfangsrichtung der Nockenwelle ein Profil auf, daß im Wesentlichen dem Profil der Teilnocken im ersten Ausführungsbeispiel entspricht (Fig. 7 und 9). Beide Nocken stehen in den Bereich ihres Nockenprofils, das dem maximalen konstanten Hub entspricht, über Kontaktflächen 15, 25 miteinander in Gleitkontakt. Die Kontaktflächen 15, 25 der beiden Teilnocken 10, 20 sind helixförmig ausgebildet, so daß sie bei einem axialen Verschieben der Teilnocken 10, 20 gegeneinander ein gegeneinander Verdrehen der Teilnocken 10, 20 verursachen (Fig. 6 und 8). Die helixförmigen Kontaktflächen 15, 25 erstrecken sich jeweils im den maximalen Hub eines Teilnockens repräsentierenden Profilabschnitt über dessen gesamte axiale Ausdehnung.Opening and closing cam 10, 20 point in the circumferential direction of Camshaft on a profile that substantially the profile of the part cam in the first embodiment corresponds (Fig. 7 and 9). Both cams stand in the area of their cam profile, which is the maximum constant Hub corresponds, via contact surfaces 15, 25 with each other in sliding contact. The Contact surfaces 15, 25 of the two partial cams 10, 20 are helical formed so that they at an axial displacement of the partial cam 10, 20th against each other a rotation of the partial cams 10, 20 against each other cause (Figures 6 and 8). The helical contact surfaces 15, 25 each extend in the maximum stroke of a sub-cam representing profile section over its entire axial extent.

Wenn ein axiales Verschieben der Innenwelle 40 gegenüber der Hohlwelle 30 erfolgt, so führt dies zu einem axialen Verschieben des Öffnungsnockens 10 gegenüber dem Schließnocken 20. Der Zwang, den die miteinander in Gleitkontakt stehenden helixförmigen Kontaktflächen auf den Öffnungsnocken 10 ausüben, führt dabei dazu, daß die axiale Bewegung des Öffnungsnockens 10 nur im Zusammenspiel mit einer Rotation um die gemeinsame Achse A beider Wellen erfolgen kann, so daß eine bestimmte axiale Verschiebung des Öffnungsnockens 10 mit einer bestimmten Rotation gegenüber dem Schließnocken 20 einhergeht. Mit anderen Worten: Das axiale Antreiben der Innenwelle 40 führt zu einer schraubenförmigen Relativbewegung von Hohl- und der Innenwelle 30, 40 und damit zu einem Verschwenken der beiden Teilnocken 10, 20 gegeneinander. Die maximal mögliche axiale Verschiebung der beiden Wellen gegeneinander ist dabei durch die axiale Ausdehnung der Ausnehmung bestimmt.If an axial displacement of the inner shaft 40 relative to the hollow shaft 30, this leads to an axial displacement of the opening cam 10 opposite the closing cam 20. The coercion that the intercommunicating in Sliding contact helical contact surfaces on the opening cam Exercise 10, this causes the axial movement of the Opening cam 10 only in conjunction with a rotation around the common axis A of both waves can be done so that a specific axial displacement of the opening cam 10 with a certain rotation is associated with the closing cam 20. In other words: that Axial driving of the inner shaft 40 leads to a helical Relative movement of the hollow and the inner shaft 30, 40 and thus to a Pivoting the two partial cams 10, 20 against each other. The maximum possible axial displacement of the two shafts against each other is here determined by the axial extent of the recess.

Solange sich die Hohlwelle 30 und die Innenwelle 40 in ihrer Ausgangsstellung, in der sie nicht axial gegeneinander verschoben sind (Fig. 6), befinden, sind die Profilabschnitte 70, 80, die den maximalem Hub von Öffnungsnocken 10 und Schließnocken 20 repräsentieren, in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen hintereinander angeordnet (Fig. 7), so daß in dem von den beiden Teilnocken 10, 20 gebildeten Nocken der Profilabschnitt des maximalen Hubs eine geringe Ausdehnung in Umfangsrichtung aufweist. Die Ausdehnung entspricht dabei der Ausdehnung, die der Profilabschnitt mit maximalem Hub eines Teilnockens in Umfangsrichtung aufweist.As long as the hollow shaft 30 and the inner shaft 40 in their initial position, in which they are not axially displaced against each other (Fig. 6), are the profile sections 70, 80, the maximum stroke of Opening cam 10 and closing cam 20 represent, in the axial direction seen in the camshaft arranged one behind the other (Fig. 7), so that in the formed by the two partial cams 10, 20 cam profile section of maximum stroke has a small extent in the circumferential direction. The Extension corresponds to the extent that the profile section with maximum stroke of a partial cam in the circumferential direction.

Befinden sich die Hohlwelle 30 und die Innenwelle 40 hingegen in ihrer in Axialrichtung maximal verschobenen Stellung (Fig. 8), so sind die beiden Teilnocken 10, 20 maximal gegeneinander verdreht (Fig. 9). Dabei ist die maximal mögliche Verschiebung durch geeignete Wahl der Abmessungen der Aussparung 32 derart festgelegt, daß in der verdrehten Stellung der Teilnocken 10, 20 ihre den maximalen Hub repräsentierenden Profilabschnitte 70, 80 in Axialrichtung gesehen fast vollständig nebeneinander angeordnet sind (Fig. 9). In dem von den beiden Teilnocken 10, 20 gebildeten Nocken weist der Profilabschnitt mit maximalem Hub daher in Umfangsrichtung der Nockenwelle eine große Ausdehnung auf. Die Ausdehnung entspricht dabei fast dem doppelten der Ausdehnung, die der der Profilabschnitt mit maximalen Hub eines Teilnockens in Umfangsrichtung aufweist.The hollow shaft 30 and the inner shaft 40, however, are in their in Axial direction maximum shifted position (Fig. 8), so are the two Part cam 10, 20 maximum rotated against each other (Fig. 9). It is the maximum possible displacement by suitable choice of dimensions the recess 32 is set such that in the rotated position of the Part cam 10, 20 their profile representing the maximum stroke profile sections 70, 80 seen in the axial direction almost completely next to each other are arranged (Fig. 9). In the of the two partial cam 10, 20 formed cam, the profile section with maximum stroke therefore in Circumferential direction of the camshaft on a large extent. The Expansion corresponds to almost twice the extent that the the profile section with maximum stroke of a part cam in the circumferential direction having.

Durch axiales Verschieben der beiden Wellen gegeneinander läßt sich so die Dauer des durch einen Nockenfolger an ein Ventil maximal übertragenen Hubs variieren. Dabei sind auch alle Zwischenstellungen zwischen den in den Figuren 6 und 7 bzw. 8 und 9 dargestellten Stellungen möglich, so daß innerhalb der gegebenen Grenzen ein stufenloses Einstellen der Dauer des maximalen Ventilhubes möglicht ist.By axial displacement of the two waves against each other so can the Duration of maximum transmitted by a cam follower to a valve Hubs vary. All intermediate positions between the in Figures 6 and 7 and 8 and 9 shown positions possible, so that Within the given limits a continuous adjustment of the duration of the maximum valve lift is possible.

Die im zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Nockenwelle kann in den meisten Motoren ohne große Änderungen des Kopfbereiches des Motors zur Anwendung kommen. Insbesondere kann die Nockenwelle derart ausgestaltet sein, daß die Hohlwelle keine axiale Bewegung ausführt. Zum axialen Verschieben der Innenwelle gegenüber der Hohlwelle (d.h. zum Verlängern der Öffnungsdauer des Ventils) kann im Gehäuse des Ventiltriebes an dessen hinterem Ende ein Hydraulikzylinder angeordnet sein, dessen Kolben auf die Innenwelle einwirkt. Der Ölfluß in den und aus dem Hydraulikzylinder kann mittels eines Magnetventils gesteuert werden. Zum Rückstellen der Innenwelle (bzw. zum Verkürzen der Öffnungsdauer) kann im vorderen Ende der Hohlwelle eine Rückstellfeder angeordnet sein.The camshaft described in the second embodiment can in the Most engines without major changes in the head area of the engine Application come. In particular, the camshaft can be designed in this way be that the hollow shaft performs no axial movement. To the axial Moving the inner shaft relative to the hollow shaft (i.e., for lengthening the opening duration of the valve) can in the housing of the valve gear on whose rear end a hydraulic cylinder be arranged, the piston acting on the inner shaft. The flow of oil into and out of the hydraulic cylinder can be controlled by means of a solenoid valve. To reset the Inner shaft (or to shorten the opening time) can in the front end the hollow shaft may be arranged a return spring.

Beim Verdrehen der Teilnocken gegeneinander verringert sich deren axiale Überlappung. Die axiale Ausdehnung des aus den Nockenteilen gebildeten Gesamtnockens sollte daher vorzugsweise größer sein als die axiale Ausdehnung eines einstückig ausgebildeten Nockens. Insbesondere sollte die axiale Ausdehnung so gewählt sein, daß auch bei maximaler Verdrehung der Teilnocken gegeneinander die axiale Überlappung ausreicht, um ein sicheres Betätigen des Ventilstößels zu erreichen.When turning the part cam against each other reduces their axial Overlap. The axial extent of the formed from the cam parts Total cam should therefore preferably be greater than the axial Extension of an integrally formed cam. In particular, should the axial extent be chosen so that even at maximum rotation the partial cam against each other, the axial overlap is sufficient to a to achieve safe actuation of the valve stem.

Alternativ zur im Ausführungsbeispiel beschriebenen Aussparung 32 kann in der Wand der Holwelle 30 auch ein helixförmiges Langloch ausgebildet sein, das ein Bewegen des an der Innenwelle 40 angeordneten Teilnockens sowohl in axial als auch in Umfangsrichtung ermöglicht und gleichzeitig als Führung des Teilnockens dient.Alternatively to the recess 32 described in the embodiment can in the wall of the hollow shaft 30 also be formed a helical slot, a movement of the arranged on the inner shaft 40 part cam allows both in the axial and in the circumferential direction and at the same time as Guiding the partial cam is used.

In der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Nockenwelle bleibt, wenn die Teilnocken gegeneinander verdreht werden, der maximale Hub bei den meisten Nockenfolgern, insbesondere bei Nockenfolgern, die als Tassenstößel ausgebildet sind, konstant.In the camshaft described in the exemplary embodiments, when the part cams are twisted against each other, the maximum stroke at Most cam followers, especially with cam followers, which are considered Cup tappets are formed, constant.

Claims

Camshaft having at least one cam, which comprises at least two mutually rotatable part cam (1, 2, 10, 20),
characterized in that
the partial cams (1, 2; 10, 20) of a cam each have a profile which comprises a profile region (7, 8; 70, 80) with a constant stroke, the constant stroke for the profile regions (7, 8; 80) of all partial cams (1, 2, 10, 20) of a cam is the same, and
that the rotatability of the partial cams (1, 2, 10, 20) against each other and the arrangement of the partial cams (1, 2, 10, 20) on the camshaft is designed such that the partial cams (1, 2, 10, 20) between a relative position, in which the profile areas (7, 8, 70, 80) are arranged one behind the other with a constant stroke in the axial direction of the camshaft, and a relative position in which the profile areas (7, 8, 70, 80) have a constant stroke can be seen in the axial direction of the camshaft arranged substantially side by side, move.

Camshaft according to claim 1,
characterized in that
the partial cams (1, 2, 10, 20) of a cam have a common axis of rotation (A) around which they rotate relative to one another, and the profile sections (7, 8; 70, 80) have a constant radius with respect to the common axis Have axis of rotation (A).

Camshaft according to claim 1 or 2,
characterized in that
the constant stroke corresponds to the maximum stroke of the cam.

Camshaft according to one of claims 1 to 3, additionally comprising:

at least one hollow shaft (3; 30) and

an inner shaft (4; 40) arranged inside the at least one hollow shaft (3;

wherein each partial cam (1, 2, 10, 20) is fixedly connected to one of the shafts and wherein the at least one hollow shaft (3; 30) and the inner shaft (4; 40) are rotatable relative to one another.

Camshaft according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
in the partial cams (1, 2) of a cam, the profile areas with constant stroke each have at least one projecting in the circumferential direction of the cam shaft profile projection (7, 8), and the profile projections are coordinated such that they in the position in which the profile areas with constant stroke in the axial direction of the camshaft seen one behind the other, interlock.

Camshaft, in particular according to one of claims 1 to 3, with a cam comprising at least two part cams (10, 20), comprising:

at least one hollow shaft (30) and

an inner shaft (40) arranged in the interior of the at least one hollow shaft (30)

wherein each partial cam (10, 20) is fixedly connected to one of the shafts and wherein the at least one hollow shaft (30) and the inner shaft (40) and thus the partial cams (10, 20) are rotatable relative to one another,
characterized in that
the hollow shaft (30) and the inner shaft (40) are mutually displaceable in the axial direction and the partial cams (10, 20) of a cam designed and secured to the shafts (30, 40), that an axial displacement of the hollow shaft (40) and the inner shaft (30) against each other, a rotation of the shafts (30, 40) and thus the partial cam (10, 20) caused against each other.

Camshaft according to claim 6,
characterized in that
the partial cams (10, 20) of a cam each have a contact surface (15, 25) for contact with another partial cam (10, 20) of the cam and are arranged on the shafts (30, 40) such that the contact surfaces (15 , 25) of the partial cams are in sliding contact with each other, wherein the contact surfaces (15, 25) have a shape which is designed such that they against each other in an axial displacement of the hollow shaft (30) and the inner shaft (40) against each other rotation of the partial cams (10, 20).

Camshaft according to claim 7,
characterized in that
the contact surfaces (15, 25) are helical.

Camshaft according to one of claims 6 to 8,
characterized in that
the hollow shaft (30) has a helical elongated hole for the passage of the partial cam (10) fastened to the inner shaft (40) or a fastening element securing the partial cam (10) to the inner shaft (40).

Camshaft according to one of claims 6 to 9, characterized by acting on the inner shaft translational drive for moving the inner shaft relative to the hollow shaft.